TIÊU CHUẨN NGÀNH 22 TCN 272:2005 VỀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU DO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BAN HÀNH

Hiệu lực: Không xác định Ngày có hiệu lực: 20/06/2005

TIÊU CHUẨN NGÀNH

22 TCN 272-05

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU

Phần 1 –

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. PHẠM VI

Các quy định của Bộ Tiêu chuẩn này nhằm dùng cho các công tác thiết kế, đánh giá và khôi phục các cầu cố định và cầu di động trên tuyến đường bộ. Tuy nhiên nó không bao hàm các khía cạnh an toàn của cầu di động cho các loại xe cơ giới, xe điện, xe đặc biệt và người đi bộ. Các quy định của Bộ Tiêu chuẩn này không dùng cho các cầu dành riêng cho đường sắt, đường sắt nội đô (rail-transit) hoặc công trình công cộng. Dự kiến một phần bổ sung về thiết kế cầu đường sắt sẽ được biên soạn trong tương lai.

Với các cầu loại đó, các quy định của Tiêu chuẩn này có thể được áp dụng nếu có thêm những Tiêu chuẩn thiết kế bổ sung khi cần thiết.

Bộ Tiêu chuẩn này chỉ đưa ra những yêu cầu tối thiểu cần cho an toàn công cộng. Chủ đầu tư có thể đòi hỏi sự linh hoạt của thiết kế hoặc chất lượng vật liệu và thi công cao hơn các yêu cầu tối thiểu.

Các quy định của Bộ Tiêu chuẩn này dựa vào phương pháp luận Thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFD). Các hệ số được lấy từ lý thuyết độ tin cậy dựa trên kiến thức thống kê hiện nay về tải trọng và tính năng của kết cấu. Những quan điểm an toàn thông qua tính dẻo, tính dư, bảo vệ chống xói lở và va chạm được lưu ý nhấn mạnh..

Bộ Tiêu chuẩn này được biên soạn, dựa trên Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng của AASHTO, xuất bản lần thứ hai (1998), bản in dùng hệ đơn vị quốc tế (SI). Phần giải thích của Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng của AASHTO, xuất bản lần thứ hai, bản in dùng hệ đơn vị quốc tế (SI), bao gồm những thông tin cơ bản và bổ sung, các khuyến nghị và tài liệu tham khảo khác, và có thể giúp ích cho việc sử dụng Bộ Tiêu chuẩn này.

Bộ Tiêu chuẩn này đưa vào sử dụng ngữ nghĩa thống nhất trong toàn bộ nội dung như sau:

· Từ ”phải” có nghĩa là yêu cầu theo đúng quy định của Tiêu chuẩn.

· Từ “cần” có nghĩa là rất nên ưu tiên dùng một tiêu chuẩn đã cho.

· Từ “có thể” có nghĩa là một tiêu chuẩn có thể được áp dụng nhưng cũng cho phép áp dụng một tiêu chuẩn khác của địa phương có tài liệu phù hợp, đã qua kiểm nghiệm và được phê chuẩn phù hợp với phương pháp thiết kế cầu theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng.

Hệ đơn vị mét (hệ quốc tế) được dùng thống nhất trong Bộ Tiêu chuẩn này.

1.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Cầu – Một kết cấu bất kỳ vượt khẩu độ không dưới 6m tạo thành một phần của một con đường.

Sụp đổ – Sự thay đổi lớn về hình học của cầu dẫn đến không thể sử dụng được nữa.

Cấu kiện, thành phần – Là một chi tiết kết cấu riêng biệt hoặc một tổ hợp các chi tiết của cầu đòi hỏi phải được xem xét thiết kế riêng.

Thiết kế – Xác định kích thước và cấu tạo các cấu kiện và liên kết của cầu.

Tuổi thọ thiết kế – Khoảng thời gian trong đó nguồn gốc thống kê của tải trọng nhất thời đã dựa vào: với Tiêu chuẩn thiết kế cầu này là 100 năm.

Tính dẻo – Thuộc tính của một cấu kiện hoặc liên kết cho phép đáp ứng không đàn hồi.

Kỹ sư – Người chịu trách nhiệm thiết kế cầu.

Đánh giá – Việc xác định khả năng chịu tải của một cầu hiện có

Trạng thái giới hạn đặc biệt – Trạng thái giới hạn liên quan đến những sự cố như động đất và va xô tàu bè, va xô xe cộ vào công trình có các chu kỳ lặp lại vượt quá tuổi thọ thiết kế của cầu.

Cầu cố định – Cầu có khổ giới hạn (tịnh không) cố định cho thông xe cộ hoặc thông thuyền.

Hiệu ứng lực – Biến dạng, ứng suất hoặc tổ hợp ứng suất (tức là lực dọc trục, lực cắt, mô men uốn hoặc xoắn) gây ra do tác động của tải trọng, của những biến dạng cưỡng bức hoặc của các thay đổi về thể tích.

Trạng thái giới hạn – Điều kiện mà vượt qua nó thì cầu hoặc cấu kiện của cầu ngừng thỏa mãn các quy định đã được dựa vào để thiết kế.

Hệ số tải trọng – Hệ số xét đến chủ yếu là sự biến thiên của các tải trọng, sự thiếu chính xác trong phân tích và xác suất xảy ra cùng một lúc của các tải trọng khác nhau, nhưng cũng liên hệ đến những thống kê về sức kháng thông qua quá trình hiệu chỉnh.

Hệ số điều chỉnh tải trọng – Hệ số xét đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác của cầu.

Mô hình – Sự lý tưởng hóa kết cấu dùng cho mục đích phân tích kết cấu.

Cầu di động – Cầu có khổ giới hạn (tịnh không) có thể thay đổi cho thông xe cộ hoặc thông thuyền.

Kết cấu có nhiều đường truyền lực – Kết cấu có khả năng chịu được các tải trọng đã định sau khi mất đi một cấu kiện hoặc liên kết chịu lực chính.

Sức kháng danh định – Sức kháng của một cấu kiện hoặc liên kết đối với ứng lực được xác định bởi những kích thước ghi trong hồ sơ hợp đồng và bởi ứng suất cho phép, biến dạng hoặc cường độ được ghi rõ của vật liệu.

Chủ đầu tư – Cơ quan hoặc cá nhân có quyền lực pháp lý quyết định đầu tư đối với cầu.

Sử dụng bình thường – Điều kiện sử dụng cầu không bao gồm: loại xe được phép đặc biệt, tải trọng gió với tốc độ vượt quá 25 m/s và các sự cố đặc biệt kể cả xói lở.

Khôi phục – Quá trình mà sức chịu tải của cầu được khôi phục hoặc nâng cao.

Hệ số sức kháng – Hệ số chủ yếu xét đến sự biến thiên của các tính chất của vật liệu, kích thước kết cấu và tay nghề của công nhân và sự không chắc chắn trong dự đoán về sức kháng, nhưng cũng liên hệ đến những thống kê về các tải trọng thông qua quá trình hiệu chỉnh.

Tuổi thọ sử dụng – Khoảng thời gian cầu được dự kiến khai thác an toàn

Trạng thái giới hạn sử dụng – Trạng thái giới hạn liên quan đến ứng suất, biến dạng và vết nứt.

Trạng thái giới hạn cường độ – Trạng thái giới hạn liên quan đến cường độ và ổn định.

1.3. TRIẾT LÝ THIẾT KẾ

1.3.1. TỔNG QUÁT

Cầu phải được thiết kế theo các trạng thái giới hạn quy định để đạt được các mục tiêu thi công được, an toàn và sử dụng được, có xét đến các vấn đề: khả năng dễ kiểm tra, tính kinh tế và mỹ quan như nêu ở Điều 2.5.

Bất kể dùng phương pháp phân tích kết cấu nào thì phương trình 1.3.2.1-1 luôn luôn cần được thỏa mãn với mọi ứng lực và các tổ hợp được ghi rõ của chúng.

1.3.2. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

1.3.2.1. Tổng quát

Mỗi cấu kiện và liên kết phải thỏa mãn Phương trình 1 với mỗi trạng thái giới hạn, trừ khi được quy định khác. Đối với các trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn đặc biệt, hệ số sức kháng được lấy bằng 1,0, trừ trường hợp với bu lông thì phải áp dụng quy định ở Điều 6.5.5. Mọi trạng thái giới hạn được coi trọng như nhau.

(1.3.2.1-1)

với:

(1.3.2.1-2)

Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại của Y_i:

(1.3.2.1-3)

trong đó:

Y_i = hệ số tải trọng: hệ số nhân dựa trên thống kê dùng cho ứng lực.

F = hệ số sức kháng: hệ số nhân dựa trên thống kê dùng cho sức kháng danh định được ghi ở các Phần 5,6,10,11 và 12.

h_i = hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác.

h_D = hệ số liên quan đến tính dẻo được ghi ở Điều 1.3.3.

h_R = hệ số liên quan đến tính dư được ghi ở Điều 1.3.4.

h_I = hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác được ghi ở Điều 1.3.5.

Q_i = ứng lực

R_n = sức kháng danh định

R_r = sức kháng tính toán: FR_n

1.3.2.2. Trạng thái giới hạn sử dụng

Trạng thái giới hạn sử dụng phải xét đến như một biện pháp nhằm hạn chế đối với ứng suất, biến dạng và bề rộng vết nứt dưới điều kiện sử dụng bình thường.

1.3.2.3. Trạng thái giới hạn mỏi và phá hoại giòn

Trạng thái giới hạn mỏi phải được xét đến trong tính toán như một biện pháp nhằm hạn chế về biên độ ứng suất do một xe tải thiết kế gây ra với số chu kỳ biên độ ứng suất dự kiến.

Trạng thái giới hạn phá hoại giòn phải được xét đến như một số yêu cầu về tính bền của vật liệu theo Tiêu chuẩn vật liệu.

1.3.2.4. Trạng thái giới hạn cường độ

Trạng thái giới hạn cường độ phải được xét đến để đảm bảo cường độ và sự ổn định cục bộ và ổn định tổng thể được dự phòng để chịu được các tổ hợp tải trọng quan trọng theo thống kê được định ra để cầu chịu được trong phạm vi tuổi thọ thiết kế của nó.

1.3.2.5. Trạng thái giới hạn đặc biệt

Trạng thái giới hạn đặc biệt phải được xét đến để đảm bảo sự tồn tại của cầu khi động đất hoặc lũ lớn hoặc khi bị tàu thủy, xe cộ va, có thể cả trong điều kiện bị xói lở.

1.3.3. TÍNH DẺO

Hệ kết cấu của cầu phải được định kích thước và cấu tạo để đảm bảo sự phát triển đáng kể và có thể nhìn thấy được của các biến dạng không đàn hồi ở trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn đặc biệt trước khi phá hoại.

Có thể giả định rằng các yêu cầu về tính dẻo được thỏa mãn đối với một kết cấu bê tông ở đó sức kháng của liên kết không thấp hơn 1,3 lần ứng lực lớn nhất do tác động không đàn hồi của các cấu kiện liền kề tác động lên liên kết đó.

Sử dụng các thiết bị tiêu năng có thể được coi là biện pháp làm tăng tính dẻo.

Đối với trạng thái giới hạn cường độ:

h_D ≥ 1,05 cho cấu kiện và liên kết không dẻo.

= 1,00 cho các thiết kế thông thường và các chi tiết theo đúng Tiêu chuẩn này.

≥ 0,95 cho các cấu kiện và liên kết có các biện pháp tăng thêm tính dẻo quy định vượt quá những yêu cầu của Tiêu chuẩn này

Đối với các trạng thái giới hạn khác: h_D = 1,00

1.3.4. TÍNH DƯ

Các kết cấu có nhiều đường truyền lực và kết cấu liên tục cần được sử dụng trừ khi có những lý do bắt buộc khác.

Các bộ phận hoặc cấu kiện chính mà sự hư hỏng của chúng gây ra sập đổ cầu phải được coi là có nguy cơ hư hỏng và hệ kết cấu liên quan không có tính dư, các bộ phận có nguy cơ hư hỏng có thể được xem là phá hoại giòn.

Các bộ phận hoặc cấu kiện mà sự hư hỏng của chúng không gây nên sập đổ cầu được coi là không có nguy cơ hư hỏng và hệ kết cấu liên quan là dư.

Đối với trạng thái giới hạn cường độ:

h_R ≥ 1,05 cho các bộ phận không dư

= 1,00 cho các mức dư thông thường

≥ 0,95 cho các mức dư đặc biệt

Đối với các trạng thái giới hạn khác:

h_R = 1,00

1.3.5. TẦM QUAN TRỌNG TRONG KHAI THÁC

Điều quy định này chỉ dùng cho trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn đặc biệt. Chủ đầu tư có thể công bố một cầu hoặc bất kỳ cấu kiện hoặc liên kết nào của nó là loại cầu quan trọng trong khai thác.

Đối với trạng thái giới hạn cường độ:

h_I ≥ 1,05 cho các cầu quan trọng

= 1,00 cho các cầu điển hình

≥ 0,95 cho các cầu tương đối ít quan trọng

Đối với các trạng thái giới hạn khác:

h_I = 1,00

Phần 2 –

THIẾT KẾ TỔNG THỂ VÀ ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU

2.1. PHẠM VI ĐỀ CẬP

Quy định các yêu cầu tối thiểu về khổ giới hạn, bảo vệ môi trường, mỹ quan, nghiên cứu địa chất, kinh tế, khả năng thông xe, tính bền, khả năng thi công, khả năng kiểm tra và khả năng duy tu được. Các yêu cầu tối thiểu về an toàn giao thông được tóm lược.

Các yêu cầu tối thiểu về thiết bị thoát nước và các biện pháp tự bảo vệ chống nước và nước mặn cũng được đề cập.

Vì nhiều cầu bị phá hoại là do nguyên nhân xói lở nên các vấn đề về thủy văn và thủy lực được đề cập chi tiết.

2.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Bồi tích – Sự tích lại chung và dần dần phù sa hoặc nâng cao trắc dọc của lòng sông do phù sa bồi lắng.

Lũ kiểm tra xói cầu – Lưu lượng lũ dùng để tính toán xói lở nền móng khi phải kiểm toán cầu vượt sông theo trạng thái giới hạn đặc biệt. Trừ trường hợp có chỉ định khác của Chủ đầu tư, lũ kiểm toán xói cầu phải dùng lũ 500 năm.

Vùng trống – Vùng không có chướng ngại, tương đối bằng ở phía ngoài mép của làn xe để cho các xe đi nhầm có thể quay lại được. Làn xe ở đây không bao gồm lề hoặc làn phụ.

Khổ giới hạn (tịnh không) – Khoảng không gian trống không có chướng ngại, được dành cho thông xe trên cầu hoặc thông xe dưới cầu hoặc thông thuyền dưới cầu.

Xói mòn – Sự hạ thấp chung và dần dần trắc dọc của lòng sông do bị xói lâu ngày.

Lưu lượng lũ thiết kế – Lưu lượng nước lớn nhất mà cầu phải chịu không vượt quá các hạn chế của thiết kế được duyệt.

Lũ thiết kế xói cầu – Lưu lượng dùng để tính toán xói lở nền móng khi thiết kế cầu vượt sông theo trạng thái giới hạn (TTGH) cường độ và TTGH sử dụng. Trừ trường hợp có chỉ định khác của Chủ đầu tư, lũ thiết kế xói lở cần phải dùng lũ 100 năm.

Lũ thiết kế khẩu độ cầu – Lưu lượng đỉnh và mực nước cao nhất (có tính đến ảnh hưởng của sóng hay dòng triều, và ảnh hưởng của nước dềnh khi cần thiết), mà ứng với nó cầu vượt sông hay vượt qua vùng ngập lũ được thiết kế mà không làm kết cấu bị ngập hay không gây ngập lụt quá mức cho phép. Trừ khi có chỉ định khác của Chủ đầu tư, lũ thiết kế cho khẩu độ cầu phải dùng lũ 100 năm.

Hồ chứa nước – Phương tiện quản lý nước mưa không cho chảy qua và xả nhất thời qua kết cấu xả nước đến hệ thống dẫn ở hạ lưu.

Rãnh nhỏ giọt – Vệt lõm ở đáy cấu kiện làm nước chảy trên mặt nhỏ xuống.

Lũ 500 năm – Lũ do mưa bão và/hoặc triều có tần suất xảy ra bằng hoặc vượt quá 0,2% trong bất kỳ năm cho trước nào.

Xói chung – Xói ở sông hoặc trên bãi mà không tập trung ở trụ hoặc ở vật cản khác trên dòng chảy. Ở một con sông xói chung thường tác động đến toàn bộ hoặc gần hết chiều rộng của sông do sự thu hẹp dòng chảy gây ra.

Thủy lực – Khoa học liên quan đến đặc trưng và dòng của chất lỏng, đặc biệt là trong ống cống và kênh, sông.

Thủy văn – Khoa học liên quan đến sự xuất hiện, phân bổ và tuần hoàn của nước trên trái đất, bao gồm mưa, dòng chảy và nước ngầm.

Xói cục bộ – ở sông hoặc trên bãi tập trung ở mố trụ hoặc vật cản khác trên dòng chảy.

Lũ hỗn hợp – Dòng lũ do hai hoặc nhiều nguyên nhân gây ra như triều cường kèm theo gió bão gây ra trên bờ.

Lũ một trăm năm – Lũ do mưa và/hoặc triều có khả năng xảy ra bằng hoặc vượt xác suất 1% trong bất kỳ năm cho trước nào.

Lũ tràn – Dòng lũ mà nếu vượt quá sẽ gây chảy tràn qua đường hoặc cầu, vượt qua đường phân chia lưu vực hoặc qua kết cấu xả khẩn cấp. Điều kiện xói xấu nhất có thể do lũ tràn gây ra.

Cầu xả lũ – Khoảng trống trong nền đường ở bãi sông để cho dòng chảy ở bãi vượt qua.

Kết cấu chỉnh trị sông – Một kết cấu nào đó được xây dựng trong dòng sông hoặc ở trên kề bên hoặc ở gần bờ để nắn dòng sông, gây bồi tích, giảm xói lở, hoặc bằng một số cách khác làm thay đổi dòng chảy và chế độ bồi lắng dòng sông.

Lỗ thoát nước, ống thoát nước – Thiết bị để thoát nước qua mặt cầu.

Bề rộng đường người đi – Khoảng không gian trống dành cho người đi bộ.

Triều cường – Triều ở biên độ tăng xảy ra hai tuần 1 lần khi trăng tròn và ở đầu tuần trăng.

Sông ổn định – Điều kiện tồn tại khi sông có độ dốc lòng và mặt cắt ngang cho phép vận chuyển nước và trầm tích từ lưu vực ở thượng nguồn mà không có xói mòn, bồi tích hoặc xói lở bờ đáng kể.

Địa mạo sông – Nghiên cứu về sông và bãi của nó có xét đến địa hình, hình thái chung của bề mặt đất và những thay đổi xảy ra do xói lở hoặc bồi tích.

Siêu cao – Độ nghiêng của mặt đường để cân bằng một phần lực ly tâm tác động vào xe trên đường cong nằm.

Thủy triều – Chu kỳ nâng và hạ của đại dương do hiệu ứng của mặt trăng và mặt trời tác động lên trái đất quay.

Lưu vực – Vùng địa phương nằm trong đường phân thủy, thường chỉ có một lối xả; tổng diện tích thoát nước gây nên dòng chảy ở một điểm duy nhất.

Đường thủy – Dòng nước, sông, ao, hồ, hoặc đại dương.

Khẩu độ thoát nước – Chiều rộng hoặc khoảng trống của cầu ở giai đoạn quy định, thường được đo theo hướng chính của dòng chảy.

2.3. CÁC ĐẶC TRƯNG VỊ TRÍ

2.3.1. VỊ TRÍ TUYẾN

2.3.1.1. Tổng quát

Khi chọn vị trí cầu phải qua phân tích các phương án có xét về các mặt kinh tế, kỹ thuật, xã hội và môi trường có liên quan cũng như xét đến giá duy tu và kiểm tra kết cấu của nó và với tầm quan trọng tương đối của các mối liên quan trên.

Chú ý thỏa đáng tới rủi ro có thể xảy ra, cần nghiên cứu chọn vị trí cầu tốt để:

· Thỏa mãn các điều kiện gây ra bởi chướng ngại cần vượt;

· Thuận lợi cho việc thực hành hiệu quả công tác thiết kế, thi công, khai thác, kiểm tra và duy tu;

· Cung cấp mức độ mong muốn về phục vụ vận tải và an toàn; và

· Giảm thiểu các tác động bất lợi của đường đến môi trường.

2.3.1.2. Các điểm vượt sông và bãi sông

Phải xác định các điểm vượt sông có xét đến giá thành xây dựng ban đầu và việc tối ưu hóa tổng giá thành công trình, bao gồm các công trình chỉnh trị sông và các biện pháp duy tu, bảo dưỡng cần thiết để giảm xói lở. Nghiên cứu phương án các vị trí vượt sông cần bao gồm các đánh giá về:

· Các đặc trưng thủy văn và thủy lực của sông và vùng ngập của nó, bao gồm sự ổn định dòng lũ lịch sử, biên độ và chu kỳ của thủy triều ở các vị trí vượt sông;

· Ảnh hưởng của cầu đối với phân bổ lũ và nguy cơ xói ở móng cầu;

· Khả năng gây nên những rủi ro mới hoặc làm tăng những rủi ro do lũ;

· Những tác động đến môi trường trên sông và bãi.

Cầu và đường đầu cầu ở bãi sông cần được định vị và thiết kế có xét đến các mục đích và mục tiêu quản lý bãi sông gồm:

· Ngăn ngừa việc sử dụng và phát triển không kinh tế, nhiều rủi ro hoặc không thỏa đáng đối với vùng bãi sông;

· Tránh những xâm phạm lớn về chiều ngang cũng như chiều dọc ở nơi có thể;

· Giảm đến mức tối thiểu các tác động bất lợi của đường và giảm bớt các tác động không tránh được ở nơi có thể;

· Phù hợp với các yêu cầu của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

· Bồi tích và xói mòn dài hạn

· Các cam kết để được chấp thuận về mặt bảo vệ môi trường.

2.3.2. BỐ TRÍ VỊ TRÍ CẦU

2.3.2.1. Tổng quát

Vị trí và hướng tuyến của cầu cần được chọn để thỏa mãn các yêu cầu về an toàn giao thông cả ở trên cầu và ở dưới cầu. Cần xét đến các thay đổi có thể có trong tương lai về hướng hoặc chiều rộng của đường sông, đường bộ hoặc đường sắt mà cầu vượt qua.

Tại nơi thích hợp cần xét trong tương lai có thêm các công trình cho các loại giao thông khác hoặc mở rộng cầu.

2.3.2.2. An toàn giao thông

2.3.2.2.1. Bảo vệ kết cấu

Phải xét đến sự đi lại an toàn của xe cộ ở trên và dưới cầu. Rủi ro do xe đi nhầm trong khu trống cần được giảm đến mức tối thiểu bằng cách đặt những chướng ngại với một cự ly an toàn ở ngoài làn xe.

Cột trụ hoặc của các kết cấu khác mức cầu được bố trí phù hợp với khái niệm vùng trống như được nêu trong Tiêu chuẩn Thiết kế Đường. Ở nơi do những hạn chế thực tế về giá thành kết cấu, loại hình kết cấu, lưu lượng và tốc độ thiết kế của xe, việc bố trí nhịp, mặt nghiêng và địa thế không thực hiện được theo Tiêu chuẩn Thiết kế Đường thì trụ và tường cần được dùng lan can hoặc thiết bị rào chắn khác bảo vệ. Lan can hoặc thiết bị rào chắn khác, nếu được, cần cho chịu lực độc lập, với mặt quay về phía đường của nó phải cách xa mặt mố trụ ít nhất là 600 mm, nếu không thì phải đặt rào chắn cứng.

Mặt của lan can hoặc thiết bị khác phải đặt ở phía ngoài của lề đường ít nhất là 600 mm.

2.3.2.2.2. Bảo vệ người sử dụng

Lan can phải đặt dọc theo mép kết cấu phù hợp với những yêu cầu ở Phần 13.

Tất cả các kết cấu bảo vệ phải có đầy đủ các đặc trưng bề mặt và sự chuyển tiếp để định hướng lại một cách an toàn các xe đi sai.

Trong trường hợp cầu di động, các biển báo nguy hiểm, đèn, chuông, cửa, rào chắn và các thiết bị an toàn khác phải được đặt để bảo vệ người đi bộ, người đi xe đạp và ô tô. Các thiết bị này phải được thiết kế để chúng hoạt động trước khi mở nhịp di động và duy trì cho tới khi nhịp này đã được đóng lại hoàn toàn.

Nếu Chủ đầu tư không yêu cầu khác thì các đường người đi bộ phải được bảo vệ bằng rào chắn.

2.3.2.2.3. Tiêu chuẩn hình học

Các yêu cầu của Tiêu chuẩn Thiết kế Đường phải được thỏa mãn, trường hợp đặc biệt phải được chứng minh và lập hồ sơ. Chiều rộng của lề đường và kích thước của rào chắn giao thông phải đáp ứng các yêu cầu của Chủ đầu tư.

2.3.2.2.4. Mặt đường

Mặt đường trên cầu phải có đặc tính chống trượt, có sống đường, thoát nước và siêu cao phải phù hợp với Tiêu chuẩn Thiết kế Đường

2.3.2.2.5. Va tàu thủy

Kết cấu cầu phải được bảo vệ chống lực va tàu bằng bệ chống va, đập hoặc ụ bảo vệ và/hoặc phải được thiết kế để chịu được ứng lực va tàu như yêu cầu ở Điều 3.14.15. 2.3.3.

2.3.3. TĨNH KHÔNG

2.3.3.1. Thông thuyền

Giấy phép để xây dựng cầu qua đường thủy có thông thuyền phải do Cục Đường sông Việt Nam hoặc Cục Hàng hải Việt nam cấp. Khổ giới hạn thông thuyền cả về chiều đứng lẫn chiều ngang phải được Chủ đầu tư xác lập với sự cộng tác của Cục Đường sông Việt Nam hoặc Cục Hàng hải Việt Nam. Trừ khi có chỉ định khác, khổ giới hạn thông thuyền phải tuân theo Bảng 2.3.3.1.1, lấy từ TCVN 5664-1992

Bảng 2.3.3.1.1 – Khổ giới hạn thông thuyền trên các sông có thông thuyền

Cấp đường sông	Khổ giới hạn tối thiểu trên mức nước cao có chu kỳ 20 năm (m)
	Theo chiều ngang		Theo chiều thẳng đứng (trên toàn chiều rộng)
	Cầu qua sông	Cầu qua kênh	Theo chiều thẳng đứng (trên toàn chiều rộng)
I	80	50	10
II	60	40	9
III	50	30	7
IV	40	25	6 (thích hợp) 5 (tối thiểu)
V	25	20	3,5
VI	15	10	2,5

2.3.3.2. Khổ giới hạn đứng của đường bộ

Khổ giới hạn đứng của các kết cấu đường bộ phải phù hợp với Tiêu chuẩn Thiết kế Đường. Cần nghiên cứu khả năng giảm khổ giới hạn đứng do lún của kết cấu cầu vượt. Nếu độ lún dự kiến vượt quá 25 mm thì cần được cộng thêm vào khổ giới hạn đã được quy định.

Khổ giới hạn đứng của các giá đỡ biển báo và các cầu vượt cho người đi bộ phải lớn hơn khổ giới hạn kết cấu của đường 300 mm, và khổ giới hạn đứng từ mặt đường đến thanh giằng của kết cấu dàn vượt qua ở phía trên không được nhỏ hơn 5300 mm.

2.3.3.3. Khổ giới hạn ngang của đường bộ

Chiều rộng cầu không được nhỏ hơn chiều rộng của đoạn đường đầu cầu bao gồm cả lề hoặc bó vỉa, rãnh nước và đường người đi.

Khổ giới hạn ngang dưới cầu cần thỏa mãn các yêu cầu của Điều 2.3.2.2.1.

Không có vật thể nào ở trên hoặc ở dưới cầu, ngoài rào chắn, được định vị cách mép của làn xe dưới 1200 mm. Mặt trong của rào chắn không được đặt cách mặt của vật thể đó hoặc mép của làn xe dưới 600 mm.

2.3.3.4. Cầu vượt đường sắt

Các kết cấu được thiết kế để vượt đường sắt phải phù hợp với khổ giới hạn được quy định ở các Hình 1 và 2 và tuân theo các yêu cầu đặc biệt của Chủ đầu tư và Cục đường sắt Việt Nam.

Ghi chú: Khổ giới hạn dưới đây được sử dụng cho tuyến thẳng; với tuyến cong cầu theo 22TCN – 18 – 1979 – Phụ lục 1

Cao độ đỉnh ray

Cho các công trình vượt phía trên đường sắt dùng sức kéo hơi nước và điêzen

Cho các công trình vượt phía trên đường sắt dùng sức kéo điện xoay chiều

Số trong ngoặc đơn dùng khi có khó khăn về chiều cao

Hình 2.3.3.4-1 – Khổ giới hạn đường sắt trên đường thẳng trong khu gian (đường sắt khổ 1000 mm)

Cho các công trình vượt phía trên đường sắt dùng sức kéo hơi nước và điêzen

Cho các công trình vượt phía trên đường sắt dùng sức kéo điện xoay chiều

Số trong ngoặc đơn dùng khi có khó khăn về chiều cao

Hình 2.3.3.4-2 – Khổ giới hạn đường sắt trên đường thẳng trong khu gian (đường sắt khổ 1435 mm)

2.3.4. MÔI TRƯỜNG

Tác động của cầu và đường đầu cầu đến dân cư địa phương, các di tích lịch sử, đất trồng và các vùng nhạy cảm về mỹ quan, môi trường và sinh thái đều phải được xem xét. Thiết kế phải tuân theo mọi luật lệ quy định về môi trường có liên quan, phải xem xét về địa mạo dòng sông, hệ quả của xói lở lòng sông, cuốn trôi cây cỏ gia cố nền đắp và trong trường hợp cần thiết còn phải xem xét những tác động đến động lực dòng triều cửa sông.

2.4. KHẢO SÁT MÓNG

2.4.1. TỔNG QUÁT

Việc khảo sát tầng phủ, bao gồm công tác khoan và thí nghiệm đất phải được thực hiện theo các quy định ở Điều 10.4 để cung cấp các thông tin thích hợp và đầy đủ cho thiết kế kết cấu phần dưới. Loại hình và giá thành móng phải được xem xét trong nghiên cứu kinh tế và mỹ quan về định vị và chọn phương án cầu.

2.4.2. NGHIÊN CỨU ĐỊA HÌNH

Phải thiết lập bản đồ hiện tại của cầu bằng bản đồ địa hình và ảnh. Nghiên cứu này bao gồm lịch sử vị trí trong quá trình di chuyển của các khối đất, xói lở của đất đá và sự uốn khúc của sông.

2.5. MỤC ĐÍCH THIẾT KẾ

2.5.1. AN TOÀN

Trách nhiệm chính của kỹ sư thiết kế là phải đảm bảo an toàn cho dân chúng.

2.5.2. KHẢ NĂNG KHAI THÁC

2.5.2.1. Tính bền

2.5.2.1.1. Vật liệu

Hồ sơ hợp đồng phải đòi hỏi vật liệu có chất lượng và việc chế tạo và lắp đặt với tiêu chuẩn cao.

Thép kết cấu phải có tính tự bảo vệ, hoặc được bảo vệ bằng hệ thống sơn có tuổi thọ cao hoặc hệ thống bảo vệ ca-tốt.

Cốt thép và tao cáp dự ứng lực trong bê tông ở vùng có hơi nước mặn hoặc chứa nước mặn phải được bảo vệ bởi một tổ hợp phủ keo ê-pô-xy thích hợp và/hoặc được mạ điện, hoặc bảo vệ ca-tốt. Bên ngoài còn có lớp bê tông bảo hộ không bị rỗ, có tỷ trọng và thành phần hóa học của bê tông thích hợp, bao gồm cả biện pháp sơn bề mặt bê tông để chống thấm khí

Các tạo thép dự ứng lực ở trong ống bọc phải được bơm vữa lấp lòng ống hoặc bằng cách khác để bảo vệ chống gỉ.

Phải có biện pháp bảo vệ các vật liệu dễ bị hư hỏng do bức xạ mặt trời và ô nhiễm không khí.

Phải xét đến tính bền của vật liệu tiếp xúc trực tiếp với đất và nước.

2.5.2.1.2. Các biện pháp tự bảo vệ

Cần làm những rãnh xoi nhỏ nước liên tục ở mặt dưới của mặt cầu bê tông và không cách mặt đầu dầm quá 250 mm. Nơi mặt cầu bị đứt quãng bởi các khe co giãn được bịt kín thì mặt đỉnh mố trụ, trừ bệ gối cần làm dốc ít nhất là 5% ra phía mép. Với các khe co giãn kiểu hở, dốc này phải không nhỏ hơn 15%. Trường hợp dùng khe co giãn kiểu hở, gối cầu phải được bảo vệ chống tiếp xúc với nước mặn và rác rưởi.

Mặt đường ở mối nối mặt cầu cần gián đoạn và phải làm cho êm thuận qua bộ mối nối mặt cầu.

Ván khuôn thép phải được bảo vệ chống gỉ theo yêu cầu của Chủ đầu tư.

2.5.2.2. Khả năng kiểm tra

Phải lắp đặt các thang, lối đi bộ, lối đi ven, hố vào có nắp đậy và cáp điện chiếu sáng nếu cần, để kiểm tra cầu khi mà các phương tiện kiểm tra khác không thực hiện được.

Nơi có thể, phải làm các lối vào bên trong các ngăn của cấu kiện hộp với chiều cao thông thủy đủ cao và tới các mặt tiếp xúc, nơi có các dịch chuyển tương đối, để có thể kiểm tra thủ công và bằng mắt.

2.5.2.3. Khả năng duy tu

Cần tránh dùng các hệ kết cấu khó duy tu. Nơi mà khí hậu và môi trường giao thông có thể ảnh hưởng xấu đến mức có thể phải thay mặt cầu trước khi hết tuổi thọ sử dụng của nó thì phải quy định trong hồ sơ hợp đồng về việc thay mặt cầu hoặc phải lắp đặt thêm kết cấu chịu lực.

Diện tích ở xung quanh bệ gối và ở dưới khe co giãn cần được thiết kế thuận tiện cho việc kích, làm vệ sinh, sửa chữa và thay gối cầu và khe co giãn.

Điểm kích phải được thể hiện trong bản vẽ và kết cấu phải được thiết kế chịu lực kích ghi ở Điều 3.4.3.

Cần tránh làm những hốc và góc không vào được. Cần phải tránh làm hoặc phải làm cho chắc chắn các hốc mà có thể dùng làm nơi cư trú cho người và súc vật.

2.5.2.4. Khả năng thông xe thuận tiện

Mặt cầu phải được thiết kế để cho phép xe cộ đi lại êm thuận. Phải đặt bản chuyển tiếp giữa mố cầu và đường dẫn lên cầu. Dung sai xây dựng liên quan đến tiết diện mặt cầu đã được hoàn thiện phải được chỉ rõ trong bản vẽ hoặc trong các chỉ dẫn hoặc các quy định riêng.

Cần phải giảm đến mức tối thiểu số lượng khe co giãn. Các gờ khe co giãn mặt cầu bê tông lộ trên mặt đường phải được bảo vệ chống mài mòn và nứt vỡ. Bản thiết kế để chế tạo trước các khe co giãn cần quy định rằng cụm nối phải được lắp đặt như một khối liền.

Mặt cầu bê tông không có lớp phủ ban đầu cần có lớp bổ sung dày 10 mm để cho phép hiệu chỉnh lại mặt cầu do mài mòn và để bù lại chiều dày mất đi do ma sát.

2.5.2.5. Các tiện ích công cộng khác

Ở nơi có yêu cầu cần phải làm các giá đỡ và bảo đảm cho các tiện ích công cộng khác được truyền qua.

2.5.2.6. Biến dạng

2.5.2.6.1. Tổng quát

Công trình Cầu phải được thiết kế để tránh những hiệu ứng không mong muốn về kết cấu hoặc tâm lý do biến dạng gây nên. Khi các giới hạn về độ võng và chiều cao đã được lựa chọn thì trừ các bản mặt cầu trực hướng, bất cứ sự thay đổi nào so với thực tế đã được xem xét cẩn thận trước đó về độ mảnh và độ võng đều phải được đối chiếu với thiết kế để xác định xem có hoàn thiện không.

Nếu dùng phương pháp phân tích động phải tuân thủ các nguyên tắc và yêu cầu đã nêu ra ở Điều 4.7.

2.5.2.6.2. Tiêu chuẩn về độ võng

Các tiêu chuẩn ở phần này, ngoài các quy định cho mặt cầu trực hướng, được xem như là tùy chọn. Các quy định cho mặt cầu trực hướng được coi là bắt buộc.

Trong khi áp dụng các tiêu chuẩn này, tải trọng xe cần bao gồm lực xung kích. Nếu Chủ đầu tư yêu cầu kiểm tra độ võng thì có thể áp dụng các nguyên tắc sau:

· Khi nghiên cứu độ võng tuyệt đối lớn nhất, tất cả các làn xe thiết kế phải được đặt tải và tất cả các cấu kiện chịu lực cần coi là võng lớn như nhau;

· Về thiết kế cầu liên hợp, mặt cắt ngang thiết kế phải bao gồm toàn bộ chiều rộng của đường và những bộ phận liên tục về kết cấu của lan can, đường người đi và rào chắn ở giữa;

· Khi nghiên cứu chuyển vị tương đối lớn nhất, số lượng và vị trí của các làn đặt tải phải chọn để cho hiệu ứng chênh lệch bất lợi nhất;

· Phải dùng hoạt tải của tổ hợp tải trọng sử dụng trong bảng 3.4.1.1 kể cả lực xung kích IM;

· Hoạt tải phải lấy theo Điều 3.6.1.3.2;

· Các quy định của Điều 3.6.1.1.2 cần được áp dụng; và

· Đối với cầu chéo có thể dùng mặt cắt ngang thẳng góc, với cầu cong và vừa cong vừa chéo có thể dùng mặt cắt ngang xuyên tâm.

Trong khi thiếu các tiêu chuẩn khác, các giới hạn về độ võng sau đây có thể xem xét cho kết cấu thép, nhôm và bê tông.

· Tải trọng xe nói chung……………………………………………………………………………….. L/800,

· Tải trọng xe và/hoặc người đi bộ………………………………………………………………… L/1000,

· Tải trọng xe ở phần hẫng…………………………………………………………………………… L/300,

· Tải trọng xe và/hoặc người đi bộ ở phần hẫng……………………………………………… L/375.

(L- chiều dài nhịp)

Đối với dầm thép I và dầm tổ hợp cần áp dụng các quy định của Điều 6.10.5 và 6.10.10.2 về kiểm tra độ võng thường xuyên qua kiểm tra ứng suất ở bản cánh dầm.

Các quy định sau đây được dùng cho mặt cầu bằng bản trực hướng:

· Tải trọng xe trên bản mặt cầu……………………………………………………………………… L/300,

· Tải trọng xe trên sườn của mặt cầu thép trực hướng…………………………………….. L/1000,

· Tải trọng xe trên sườn của mặt cầu thép trực hướng (độ võng tương đối lớn nhất giữa 2 sườn cạnh nhau)……………………………………… …………………………………….2,5mm

2.5.2.6.3. Tiêu chuẩn lựa chọn tỷ lệ chiều dài – chiều cao nhịp

Nếu chủ đầu tư yêu cầu kiểm tra tỷ lệ chiều dài – chiều cao nhịp, có thể xem xét dùng các giới hạn ở Bảng 1 khi thiếu các tiêu chuẩn khác, trong đó S là chiều dài của bản và L là chiều dài của nhịp, đơn vị đều là mm. Nếu dùng, các giới hạn trong Bảng 1 phải tính cho toàn chiều cao, nếu không có ghi chú.

Bảng 2.5.2.6.3-1 – Chiều cao tối thiểu thông thường dùng cho các kết cấu phần trên có chiều cao không đổi

Kết cấu phần trên		Chiều cao tối thiểu (gồm cả mặt cầu) (khi dùng các cấu kiện có chiều cao thay đổi thì phải hiệu chỉnh các giá trị có tính đến những thay đổi về độ cứng tương đối của các mặt cắt mô men dương và âm)
Vật liệu	Loại hình	Dầm giản đơn	Dầm liên tục
Bê tông cốt thép	Bản có cốt thép chủ song song với phương xe chạy		≥ 165 mm
	Dầm T	0,070L	0,065L
	Dầm hộp	0,060L	0,055L
	Dầm kết cấu cho người đi bộ	0,035L	0,033L
Bê tông dự ứng lực	Bản	0,030L≥165mm	0,027L≥165mm
	Dầm hộp đúc tại chỗ	0,045L	0,04L
	Dầm l đúc sẵn	0,045L	0,04L
	Dầm kết cấu cho người đi bộ	0,033L	0,030L
	Dầm hộp liền kề	0,030L	0,025L
Thép	Chiều cao toàn bộ của dầm I liên hợp	0,040L	0,032L
	Chiều cao của phần dầm l của dầm l liên hợp	0,033L	0,027L
	Giàn	0,100L	0,100L

2.5.2.7. Xét đến việc mở rộng cầu trong tương lai

2.5.2.7.1. Dầm biên trong cầu nhiều dầm

Dù không xét đến việc mở rộng trong tương lai thì năng lực chịu tải của dầm biên cũng không được thấp hơn năng lực chịu tải của dầm bên trong.

2.5.2.7.2. Kết cấu phần dưới

Khi dự kiến sẽ mở rộng cầu trong tương lai thì cần xem xét thiết kế kết cấu phần dưới để có thể mở rộng được.

2.5.3. KHẢ NĂNG THI CÔNG

Cầu phải được thiết kế sao cho việc chế tạo và lắp ráp có thể thực hiện không quá khó khăn hoặc phát sinh sự cố và các ứng lực lắp ráp nằm trong giới hạn cho phép.

Khi phương pháp thi công của cầu không rõ ràng hoặc có thể gây nên ứng suất lắp ráp không chấp nhận được thì ít nhất phải có một phương pháp khả thi được nêu trong hồ sơ hợp đồng. Nếu thiết kế đòi hỏi phải có một số thanh tăng cường tạm và hoặc trụ đỡ khi lắp ráp theo phương pháp được chọn thì các chỉ dẫn về yêu cầu này phải được ghi trong hồ sơ hợp đồng.

Cần tránh các chi tiết hàn ở những chỗ hẹp hoặc phải đổ bê tông qua những khe cốt thép dày đặc.

Cần xét đến các điều kiện khí hậu và thủy lực có thể ảnh hưởng đến việc xây dựng.

2.5.4. TÍNH KINH TẾ

2.5.4.1. Tổng quát

Loại hình kết cấu, chiều dài nhịp và vật liệu phải được lựa chọn có xét đầy đủ đến giá thành dự án. Cần xét đến chi phí tương lai trong tuổi thọ thiết kế của cầu. Các nhân tố địa phương như vật liệu tại chỗ, chế tạo, vị trí của các trở ngại trong vận chuyển và lắp ráp cũng phải được xem xét.

2.5.4.2. Phương án so sánh

Trong trường hợp cá biệt khi các nghiên cứu về kinh tế không đưa ra được sự lựa chọn rõ ràng, Chủ đầu tư có thể yêu cầu chuẩn bị các phương án so sánh và đấu thầu cạnh tranh. Thiết kế của các phương án so sánh phải có cùng độ an toàn, tính sử dụng được và giá trị thẩm mỹ.

Cầu di động qua đường thủy có thông thuyền cần tránh khẳng định ngay là khả thi bổ sung. Nơi có kiến nghị làm cầu di động thì ít nhất cũng phải đưa vào một phương án cầu cố định trong so sánh kinh tế.

2.5.5. MỸ QUAN CẦU

Công trình Cầu phải được bổ sung vẻ đẹp cho cảnh quan xung quanh, có hình dáng đẹp và tạo dáng khỏe khoắn.

Người kỹ sư cần tìm chọn dáng đẹp cho kết cấu bằng cách cải thiện bản thân hình dạng và quan hệ giữa các cấu kiện. Cần tránh áp dụng cách làm đẹp không bình thường và phi kết cấu.

Cần xem xét các chỉ dẫn sau đây:

· Các phương án thiết kế không có trụ hoặc ít trụ hơn cần được nghiên cứu trong giai đoạn chọn địa điểm, vị trí và nghiên cứu chi tiết hơn trong giai đoạn thiết kế sơ bộ.

· Hình dạng trụ phải phù hợp với hình dáng và chi tiết của kết cấu phần trên.

· Cần tránh những thay đổi đột ngột về hình dáng cấu kiện và loại hình cấu kiện. Khi không thể tránh được ranh giới giữa các loại hình kết cấu khác nhau cần tạo dáng chuyển tiếp hài hòa giữa chúng.

· Không được bỏ qua mà cần chú ý tới các chi tiết như ống thoát nước mặt cầu.

· Nếu buộc phải dùng kết cấu chạy dưới do yêu cầu kỹ thuật hoặc lý do kinh tế, phải chọn hệ kết cấu có bề ngoài thông thoáng và không rối rắm.

· Ở nơi nào có thể, cần tránh dùng kết cấu cầu để làm vật gắn các bảng thông tin, biển chỉ dẫn đường hoặc chiếu sáng.

· Các thanh ngang tăng cường bản bụng không được để lộ ở chính diện trừ các thanh ở gần gối.

· Để vượt khe núi sâu, cần ưu tiên lựa chọn kết cấu dạng vòm.

2.6. THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC

2.6.1. TỔNG QUÁT

Các nghiên cứu về thủy văn và thủy lực và những đánh giá về vị trí vượt sông phải được hoàn thành như một phần của thiết kế sơ bộ. Chi tiết của các nghiên cứu này cần tương xứng với tầm quan trọng và những rủi ro liên quan của kết cấu.

Các kết cấu tạm cho Nhà thầu dùng hoặc phục vụ giao thông trong quá trình xây dựng phải được thiết kế có xét đến an toàn của người qua lại và các chủ sở hữu liên đới, cũng như là giảm thiểu tác động lên tài nguyên thiên nhiên trong vùng ngập lũ. Chủ đầu tư có thể cho phép sửa lại các yêu cầu thiết kế phù hợp với thời gian phục vụ đã định và rủi ro về lũ của kết cấu tạm. Hồ sơ hợp đồng về kết cấu phụ phải mô tả trách nhiệm và các rủi ro tương ứng được thừa nhận bởi Cơ quan đường bộ và Nhà thầu.

Khi đánh giá các phương án cầu phải xét đến ổn định dòng chảy, nước dềnh, phân bố dòng chảy, tốc độ chảy, khả năng xói lở, rủi ro do lũ, động lực triều (ở nơi có).

2.6.2. SỐ LIỆU HIỆN TRƯỜNG

Kế hoạch thu thập số liệu cụ thể ở hiện trường phải bao gồm xem xét về:

· Thu thập số liệu khảo sát hàng không và mặt đất với cự ly thích hợp ở thượng lưu và hạ lưu cầu cho dòng chủ và bãi sông;

· Ước tính các yếu tố về độ nhám của dòng chủ và bãi sông trong phạm vi bị ngập được nghiên cứu;

· Lấy mẫu vật liệu dưới đáy sông ở độ sâu đủ để xác định chắc chắn các đặc trưng của vật liệu dùng cho tính xói;

· Khoan tầng phủ;

· Các yếu tố ảnh hưởng đến các mức nước, bao gồm mức nước cao từ sông, hồ chứa, âu tàu, các kết cấu khống chế lũ và triều và các biện pháp khai thác;

· Các nghiên cứu và báo cáo hiện có;

· Thông tin lịch sử sẵn có về đặc tính của sông và sự làm việc của kết cấu trong các đợt lũ trước kia, bao gồm xói lở quan sát được, xói lở bờ và hư hại về kết cấu do vật trôi;

· Những thay đổi về địa mạo dòng sông.

2.6.3. PHÂN TÍCH THỦY VĂN

Chủ đầu tư phải xác định quy mô của các nghiên cứu thủy văn dựa trên việc phân loại đường bộ theo chức năng, luật lệ hiện hành và tai họa lũ lụt tại hiện trường.

Các lũ sau đây cần được điều tra nghiên cứu thỏa đáng trong nghiên cứu thủy văn:

· Nhằm đảm bảo thỏa mãn các tính năng thủy lực của công trình cầu là một bộ phận của tuyến đường, đảm bảo tầm quan trọng của cầu trên tuyến, cũng như để đánh giá sự nguy hiểm của lũ và thỏa mãn các yêu cầu trong quản lý vùng ngập nước lũ thiết kế khẩu độ cầu (xét lũ 100 năm trừ khi có chỉ định khác của Chủ đầu tư).

· Nhằm đánh giá sự rủi ro cho những người sử dụng đường bộ và đánh giá hư hại cho cầu và đường vào cầu- Lũ thiết kế xói cầu (xét lũ 100 năm, trừ khi có chỉ định khác của Chủ đầu tư).

· Nhằm điều tra nghiên cứu tính thích hợp của nền móng cầu trong việc chống xói lở-Lũ kiểm tra xói cầu (xét lũ 500 năm trừ khi có chỉ định khác của Chủ đầu tư).

· Định chuẩn các mức nước và đánh giá tính năng của các công trình hiện có – Các lũ lịch sử.

· Đánh giá các điều kiện môi trường- Các thông tin về lưu lượng dòng chảy cơ bản hoặc dòng chảy lưu lượng thấp và các công trình đi qua cửa sông, biên độ triều cường.

Đối với các công trình vượt qua các nguồn tài nguyên biển/cửa sông, phải điều tra nghiên cứu ảnh hưởng đến biên độ triều của sự dâng cao mức nước biển.

2.6.4. PHÂN TÍCH THỦY LỰC

2.6.4.1. Tổng quát

Người kỹ sư phải dùng các mô hình phân tích và các kỹ thuật đã được Chủ đầu tư duyệt và phù hợp với mức độ yêu cầu của phân tích.

2.6.4.2. Ổn định của dòng chảy

Phải nghiên cứu để đánh giá sự ổn định của dòng chảy và xác định tác động của công trình lên dòng chảy. Các hạng mục sau đây phải được xem xét:

· Khúc sông đang xói, đang bồi hay ở trạng thái cân bằng;

· Đối với điểm vượt sông ở gần ngã ba sông cần xét: hiệu ứng của dòng chủ và dòng phụ trong các quá trình lũ, tốc độ, phân bố dòng, chuyển dịch đứng và ngang của dòng và hiệu ứng của các điều kiện nói trên đối với thiết kế thủy lực cầu;

· Vị trí của điểm vượt sông có triều cần xét đến dòng sông có thẳng, uốn khúc, quanh co hoặc chuyển tiếp không, hoặc có thiết bị kiểm tra để bảo vệ cầu trong điều kiện hiện tại hoặc lường trước trong tương lai không;

· Hiệu ứng của bất kỳ những thay đổi dòng dự kiến;

· Hiệu ứng của việc khai thác cát đá và các hoạt động khác trên dòng sông;

· Những thay đổi tiềm tàng về tốc độ và lưu lượng nước do những thay đổi về sử dụng đất;

· Hiệu ứng của những thay đổi về phân bố dòng theo địa mạo tự nhiên lên kết cấu kiến nghị; và

· Hiệu ứng của những thay đổi địa mạo lên công trình hiện có ở vùng phụ cận và gây ra bởi kết cấu dự kiến.

Đối với điều kiện sông hoặc dòng không ổn định phải tiến hành những nghiên cứu đặc biệt để xác định những thay đổi có thể trong tương lai về mặt bằng và mặt cắt sông và xác định các biện pháp khắc phục liên quan trong thiết kế hoặc trong tương lai vì sự an toàn của cầu và đường đầu cầu.

2.6.4.3. Khẩu độ cầu

Quá trình thiết kế để xác định khẩu độ cầu phải bao gồm:

· Đánh giá sự phân bổ của lũ ở dòng chủ và ở bãi sông cho điều kiện hiện tại,

· Đánh giá các tổ hợp thử của mặt cắt đường, hướng tuyến và chiều dài cần đáp ứng với các mục tiêu thiết kế.

Khi dùng các nghiên cứu về lũ hiện có thì phải xác định độ chính xác của chúng.

Phải thiết kế kích thước cầu phù hợp với lũ thiết kế khẩu độ cầu ứng với lũ 100 năm, trừ khi được Chủ đầu tư chỉ định khác. Có thể chọn chu kỳ tái xuất hiện ít hơn 100 năm nếu có luận cứ kinh tế (như lũ 50 năm hoặc 25 năm cho các cầu trên đường cấp 2 hoặc cấp thấp hơn tham khảo Bảng 10.5.1 trong Tiêu chuẩn thiết kế đường).

Khổ giới hạn tối thiểu theo chiều thẳng đứng của kết cấu trên mực nước tương ứng với lũ thiết kế khẩu độ phải lấy như sau:

· Đến mặt dưới đáy của kết cấu phần trên:

Trong trường hợp dòng lũ có mang theo số lượng lớn các vật trôi hay bùn đá:……….1,0m

Các trường hợp khác:………………………………………………………………………………………0,5m

· Đến tấm kê gối:……………………………………………………………………………………………..0,25m

· Đến cao độ của mọi công trình điều tiết dòng sông:……………………………………………0,5m

2.6.4.4. Móng cầu

2.6.4.4.1. Tổng quát

Những vấn đề về kết cấu, thủy lực và địa kỹ thuật của thiết kế móng phải được phối hợp và phân biệt giải quyết trước khi duyệt thiết kế sơ bộ.

2.6.4.4.2. Xói lở cầu

Như các yêu cầu ở Điều 3.7.5, xói ở móng cầu được nghiên cứu cho 2 điều kiện:

· Lũ thiết kế xói: Vật liệu đáy sông trong lăng thể xói ở phía trên đường xói chung được giả định là đã được chuyển đi trong các điều kiện thiết kế. Lũ thiết kế do mưa kèm triều dâng hoặc lũ hỗn hợp thường nghiêm trọng hơn là lũ 100 năm hoặc lũ tràn với chu kỳ tái xuất hiện nhỏ hơn. Các trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới sử dụng phải áp dụng cho điều kiện này.

· Lũ kiểm tra xói: ổn định móng cầu phải được nghiên cứu đối với các điều kiện xói gây ra do lũ dâng đột xuất vì bão mưa kèm triều dâng, hoặc lũ hỗn hợp không vượt quá lũ 500 năm hoặc lũ tràn với chu kỳ tái xuất hiện nhỏ hơn. Dự trữ vượt quá yêu cầu về ổn định trong điều kiện này là không cần thiết. Phải áp dụng trạng thái giới hạn đặc biệt cho điều kiện này.

Nếu điều kiện tại chỗ do tích rác và dềnh nước ở gần nơi hợp lưu đòi hỏi phải dùng lũ sự cố lớn hơn thay cho lũ thiết kế xói hoặc lũ kiểm tra xói thì người thiết kế có thể dùng lũ sự cố đó.

Móng mở rộng đặt trên nền đất hoặc đá dễ xói thì đáy của nó cần đặt dưới độ sâu xói do lũ kiểm tra xói gây nên. Móng mở rộng đặt trên nền đá không bị xói phải được thiết kế và thi công để đảm bảo tính toàn vẹn của khối đá chịu lực.

Bệ móng nên được thiết kế với đỉnh bệ thấp hơn mức xói chung tính toán để giảm thiểu trở ngại cho dòng lũ và dẫn đến xói cục bộ. Ngay cả độ sâu thấp hơn cũng cần được xét cho bệ móng đặt trên cọc mà ở đó các cọc có thể bị phá hoại do xói và gỉ vì phô ra trước dòng chảy.

Tại những nơi buộc phải bố trí đỉnh bệ cọc ở cao hơn đáy sông cần chú ý đến xói tiềm tàng trong thiết kế.

Khi dùng trụ chống va hoặc hệ thống bảo vệ trụ khác thì trong thiết kế cần xét đến hiệu ứng lên xói trụ cầu và sự tích rác.

Ổn định của mố trong vùng có dòng chảy xoáy cần được nghiên cứu kỹ và mái dốc nền đắp nhô ra phải được bảo vệ với các biện pháp chống xói phù hợp.

2.6.4.5. Đường đầu cầu

Thiết kế cầu cần phối hợp với thiết kế đường hai đầu cầu ở bãi sông sao cho toàn bộ mô hình dòng chảy được phát triển và phân tích như một thực thể thống nhất và liên quan lẫn nhau.

Nơi nền đường trên bãi sông cản trở lũ vượt qua thì đoạn này cần được thiết kế để giảm thiểu các rủi ro của lũ.

Ở nơi xảy ra sự chảy chệch sang một dòng khác do nước chảy ngược và chướng ngại trên dòng chảy gây ra, phải tiến hành đánh giá lại thiết kế để đảm bảo các yêu cầu pháp lý đối với rủi ro do lũ ở dòng nước khác này.

2.6.5. VỊ TRÍ, CHIỀU DÀI VÀ KHẨU ĐỘ CỐNG

Ngoài các quy định của Điều 2.6.3 và 2.6.4, cần xem xét: các điều kiện sau đây: 0

· Cá và muông thú qua lại;

· Hiệu ứng của tốc độ cao ở cửa ra và dòng tập trung đối với cửa ra, lòng hạ lưu và tài sản liên quan;

· Hiệu ứng nổi ở cửa vào;

· An toàn giao thông;

· Hiệu ứng của nước dềnh ngược, có thể gây ra bởi các công trình chỉnh trị sông phía hạ lưu hoặc thủy triều lúc có bão.

2.6.6. THOÁT NƯỚC MẶT

2.6.6.1. Tổng quát

Mặt cầu và đường đầu cầu cần phải được thiết kế để đảm bảo thoát nước mặt an toàn và hữu hiệu sao cho ít hư hại nhất đối với cầu và an toàn tối đa cho xe cộ đi lại. Mặt cầu, bao gồm mặt đường, đường xe đạp và đường người đi bộ phải được làm có dốc ngang hoặc siêu cao đủ để thoát nước tốt theo hướng ngang. Với các cầu rộng mỗi hướng có trên 3 làn xe có thể phải thiết kế đặc biệt cho thoát nước mặt cầu và/hoặc có thể phải dùng mặt đường nhám đặc biệt để giảm khả năng xe bị quay trượt do mất ma sát.

Nước chảy xuống rãnh đường cần được chặn lại không cho chảy vào cầu. Rãnh thoát nước ở đầu cầu cần phải có đủ khả năng thoát toàn bộ nước được gom lại.

Trong những trường hợp rất nhạy cảm về môi trường mà không thể xả nước trực tiếp từ mặt cầu xuống sông ở phía dưới cần xét đến giải pháp dẫn nước theo đường ống thoát nước dọc gắn ở phía dưới kết cấu nhịp cầu và xả vào nơi phù hợp trên mặt đất tự nhiên ở đầu cầu.

2.6.6.2. Lượng mưa thiết kế

Lượng mưa thiết kế cho thoát nước mặt cầu không được nhỏ hơn lượng mưa thiết kế cho thoát nước mặt đường đầu cầu, trừ khi Chủ đầu tư có quy định khác.

2.6.6.3. Loại hình, kích thước và số lượng ống thoát nước

Số lượng ống thoát nước cần giữ ở mức tối thiểu phù hợp với các yêu cầu thủy lực.

Khi thiếu các chỉ dẫn thực hành khác, đối với cầu mà tốc độ xe thiết kế trên đường nhỏ hơn 75km/giờ thì kích thước và số lượng ống thoát nước cần đảm bảo nước không ngập qua một nửa chiều rộng của bất kỳ làn xe nào. Đối với cầu mà tốc độ xe thiết kế trên đường không nhỏ hơn 75km/giờ cần đảm bảo nước không ngập bất kỳ bộ phận nào của làn xe. Rãnh cần được chặn lại ở chỗ thay đổi dốc để tránh nước chảy qua mặt cầu. Diện tích mặt cắt ngang tối thiểu của ống thoát nước phải lấy là 1cm² trên 1m² mặt cầu. Cự ly tối đa giữa các ống thoát nước dọc cầu không được vượt quá 15m.

Lỗ thoát nước hoặc hố thu nước của mặt cầu phải đủ để thoát nước và dễ làm sạch. Kích thước bên trong tối thiểu của ống thoát nước thông thường không được ít hơn 100 mm

2.6.6.4. Xả nước từ ống thoát nước mặt cầu

Ống thoát nước mặt cầu phải được thiết kế và lắp đặt sao cho nước từ mặt cầu hoặc mặt đường được dẫn ra xa khỏi các cấu kiện của kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới.

Nếu Chủ đầu tư không có đòi hỏi đặc biệt để kiểm tra nước thoát ra từ ống thoát nước và đường ống thì cần xét đến:

· Ít nhất ống phải nhô ra khỏi cấu kiện thấp nhất của kết cấu phần trên là 100 mm,

· Đặt ống thoát nước có miệng loe 450 để xả nước không rơi vào cấu kiện cầu,

· Ở chỗ có thể và được phép có thì thể cho nước chảy tự do hoặc qua cửa thoát nước trên đường người đi;

· Dùng các cút nối có góc không lớn hơn 450; và

· Dùng các ống thông.

Nước chảy từ mặt cầu cần được bố trí phù hợp với các đòi hỏi về môi trường và an toàn giao thông.

2.6.6.5. Thoát nước kết cấu

Các hố thu nước trong kết cấu ở nơi cần có phải đặt ở điểm thấp nhất. Mặt cầu và mặt đường cần thiết kế tránh đọng nước nhất là ở những khe nối mặt cầu. Đối với mặt cầu có mặt không nguyên khối hoặc có ván khuôn để lại cần xét thoát phần nước có thể đọng ở mặt tiếp giáp.

Phần 3 –

TẢI TRỌNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG

3.1. PHẠM VI

Trong phần này quy định những yêu cầu tối thiểu đối với tải trọng và lực, phạm vi áp dụng của chúng, các hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng dùng trong thiết kế các cầu mới. Những quy định về tải trọng cũng được dùng trong đánh giá kết cấu các cầu đang khai thác.

Ở chỗ nào có nhiều mức độ làm việc khác nhau, việc lựa chọn mức độ làm việc thiết kế là trách nhiệm của Chủ đầu tư.

Một hệ số tải trọng tối thiểu được quy định để xác định các ứng lực có thể phát sinh trong quá trình thi công. Các yêu cầu bổ sung cho việc xây dựng các cầu bê tông thi công phân đoạn được quy định trong Điều 5.14.2.

3.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Áp lực đất chủ động – Áp lực ngang gây ra do đất được kết cấu hay bộ phận kết cấu chắn lại. Áp lực này có xu hướng làm chuyển dịch kết cấu chắn rời khỏi khối đất.

Lăng thể đất chủ động – Lăng thể đất có xu hướng chuyển dịch nếu không có kết cấu hay bộ phận kết cấu chắn giữ lại.

Dao động khí động đàn hồi – Phản ứng đàn hồi theo chu kỳ của kết cấu dưới tác động của gió.

Đơn vị trục xe – Trục đơn hay trục đôi (tandem) của xe

Hộ đạo – Công trình bằng đất dùng để định hướng lại hoặc làm chậm lại sự va xô của xe cộ hoặc tàu thuyền và để ổn định đất đắp, nền đường hoặc đất yếu và các ta luy đào.

Lực ly tâm – Lực ngang do xe chuyển hướng di động trên đường cong.

Làn xe thiết kế – Làn xe quy ước đặt theo chiều ngang trên bề rộng phần xe chạy.

Chiều sâu nước thiết kế – Chiều sâu của nước ở mức nước cao trung bình.

Biến hình – Thay đổi hình học của kết cấu.

Ụ – Vật thể phòng hộ, có thể có hệ thống chắn riêng, thường có mặt tròn và độc lập về kết cấu với cầu.

Lực xung kích – Phần tăng thêm lực tĩnh để xét đến tương tác động giữa cầu và xe cộ đi lại.

Chất lỏng tương đương – Là một chất quy ước có tỷ trọng có thể gây ra cùng áp lực như đất được thay thế để tính toán.

Phần lộ ra – Điều kiện trong đó có một bộ phận của kết cấu phần dưới hay phần trên của cầu có thể bị va chạm bởi bất kỳ bộ phận nào của mũi tàu, ca bin hay cột tàu.

Cực hạn – Tối đa hay tối thiểu.

Vật chắn chống va – Kết cấu phòng hộ cứng được liên kết vào bộ phận kết cấu được bảo vệ hoặc để dẫn luồng hoặc để chuyển hướng các tàu bị chệch hướng.

Tổng thể – Phù hợp với toàn bộ kết cấu phần trên hay toàn bộ cầu.

Tải trọng thường xuyên – Tải trọng và lực không đổi hoặc giả thiết không đổi sau khi hoàn thành việc xây dựng.

Mặt ảnh hưởng – Một bề mặt liên tục hay rời rạc được 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 tại điểm đó sẽ được ứng lực.

Quy tắc đòn bẩy – Lấy tổng mô men đối với một điểm để tìm phản lực tại điểm thứ hai.

Hóa lỏng – Sự mất cường độ chịu cắt trong đất bão hòa do vượt qua áp lực thủy tĩnh. Trong đất rời bão hòa, sự mất cường độ này có thể do tải trọng tức thời hoặc chu kỳ, đặc biệt trong cát nhỏ đến cát vừa rời rạc hạt đồng nhất.

Tải trọng – Hiệu ứng của gia tốc bao gồm gia tốc trọng trường, biến dạng cưỡng bức hay thay đổi thể tích.

Cục bộ – Tính chất có liên quan với một cấu kiện hoặc cụm lắp ráp của cấu kiện.

Tấn (Megagram (Mg) – 1000 kg (một đơn vị khối lượng).

Dạng thức dao động – Một dạng của biến dạng động ứng với một tần suất dao động.

Đường thủy thông thương – Một đường thủy được xếp hạng thông thương bởi Cục Đường sông Việt Nam hoặc Cục Hàng hải Việt Nam.

Tải trọng danh định – Mức tải trọng thiết kế được lựa chọn theo quy ước.

Đất cố kết thông thường – Đất dưới áp lực đất phủ lớn hơn áp lực đất đã từng hiện diện trong quá khứ ở chỗ đang xét.

Đất quá cố kết – Đất ở dưới áp lực đất phủ hiện nay mà nhỏ hơn áp lực đất phủ đã từng có trong quá khứ.

Tỷ lệ quá cố kết – OCR =

Áp lực đất bị động – áp lực ngang do đất chống lại chuyển vị ngang về phía khối đất của kết cấu hoặc bộ phận kết cấu.

Xe được phép – Xe bất kỳ được phép đi là xe bị hạn chế một cách nào đó về trọng lượng hoặc về kích thước của chúng.

Chỉ số độ tin cậy – Sự đánh giá bằng số lượng về mặt an toàn như là tỷ số của chênh lệch giữa sức kháng bình quân và ứng lực bình quân với độ lệch. Tiêu chuẩn tổ hợp của sức kháng và ứng lực.

Bề rộng lòng đường, Bề rộng phần xe chạy – Khoảng cách tịnh giữa rào chắn và/hoặc đá vỉa.

Nhiệt độ lắp đặt – Nhiệt độ trung bình của kết cấu dùng để xác định kích thước của kết cấu khi lắp thêm một cấu kiện hoặc khi lắp đặt.

Rào chắn liên tục về kết cấu – Rào chắn hoặc bất kỳ bộ phận nào của nó chỉ ngắt ở khe chỗ nối mặt cầu.

Kết cấu phần dưới – Bộ phận kết cấu cầu để đỡ kết cấu nhịp bên trên.

Kết cấu phần trên – Bộ phận kết cấu cầu để vượt nhịp (kết cấu nhịp).

Tải trọng chất thêm – Tải trọng được dùng để mô hình hóa trọng lượng đất đắp hoặc các tải trọng khác tác dụng trên đỉnh của vật liệu chắn giữ.

Xe tải trục – Xe có hai trục đặt sát nhau, thường được liên kết với một khung gầm xe để phân bố tải trọng đều nhau.

Góc ma sát tường – Góc có arctg thể hiện ma sát biểu kiến giữa tường và khối đất.

Bánh xe – Một hoặc hai bánh lốp ở đầu một trục xe.

Dãy bánh xe – Một nhóm bánh xe được xếp theo chiều ngang hoặc chiều dọc.

3.3. KÝ HIỆU

3.3.1. TỔNG QUÁT

A = hệ số gia tốc động đất (3.10.2)

A_t = diện tích của kết cấu hoặc cấu kiện để tính áp lực gió ngang (m³) (3.8.1.2.1)

A_v = diện tích mặt của mặt cầu hoặc cấu kiện để tính áp lực gió thẳng đứng (m²) (3.8.2)

a_B = chiều dài hư hỏng mũi xà lan chở hàng tiêu chuẩn (mm) (3.14.8)

a_s = chiều rộng hư hỏng của mũi tàu (mm) (3.14.6)

BR = lực hãm xe

b = hệ số lực hãm; Tổng chiều rộng cầu (mm) (3.3.2) (3.8.1.2.1)

C = hệ số dùng để tính lực ly tâm (3.6.3)

C_D = hệ số cản (S²N/mm⁴ (3.7.3.1)

C_H = hệ số thủy động học khối lượng (3.14.4)

C_L = hệ số cản ngang (3.7.3.2)

C_d = hệ số cản (S²N/mm⁴) (3.8.1.2.1)

C_n = hệ số vát mũi để tính F_b (3.9.2.2)

C_sm = hệ số đáp ứng động đất đàn hồi cho dạng thức dao động thứ m (3.10.6.1)

c = dính kết đơn vị (MPa) (3.11.5.4).

D_E = chiều dày tối thiểu của lớp đất phủ (mm) (3.6.2.2)

DWT = kích cỡ tàu dựa trên tấn trọng tải (Mg) (3.14.2).

d = chiều cao kết cấu phần trên (mm) (3.8.1.2.1)

g = gia tốc trọng trường (m/s²) (3.6.3)

H = chiều cao cuối cùng của tường chắn (mm) (3.11.5.1)

H_L = chiều cao của khối đầu xà lan tại mũi của nó (mm) (3.14.11.1)

h = chiều cao danh định của sơ đồ áp lực đất (mm) (3.11.5.7)

h_eq = chiều cao tương đương của đất do tải trọng xe (mm) (3.11.6.2)

IM = lực xung kích (3.6.1.2.5)

KE = năng lượng va tàu thiết kế (joule) (3.14.4)

k = hệ số áp lực đất (3.11.6.2)

k_a = hệ số áp lực đất ngang chủ động (3.11.5.1)

k_h = hệ số áp lực đất ngang (3.11.5.1)

k₀ = hệ số áp lực đất ngang ở trạng thái nghỉ (3.11.5.1)

k_p = hệ số áp lực bị động (3.11.5.4)

k_s = hệ số áp lực đất do hoạt tải (3.11.6.1)

LOA = tổng chiều dài của tàu hoặc xà lan lai bao gồm tàu đẩy hoặc kéo (mm) (3.14.2)

M = khối lượng của tàu (Mg) (3.14.4)

m = hệ số làn (3.6.1.1.2)

OCR = tỷ số quá cố kết (3.11.5.2)

P = tải trọng bánh xe tập trung (N); tải trọng (N) (3.6.1.2.5) (3.11.6.1)

P_a = áp lực đất biểu kiến (MPa); hợp lực trên đơn vị bề rộng tường (N/mm) (3.11.5.6) (3.11.5.7)

P_B = lực va xà lan do đâm đầu vào nhau giữa mũi xà lan và vật cứng (N) (3.14.8)

P_BH = lực va tàu giữa mũi tàu và kết cấu phần trên cứng (N) (3.14.7.1)

P_D = tải trọng gió ngang (KN) (3.8.2.1)

P_DH = lực va tàu giữa ca bin tàu và kết cấu phần trên cứng (N) (3.14.7.2).

P_h = thành phần nằm ngang của lực trên đơn vị chiều dài tường do áp lực đất (N/mm) (3.11.5.5)

P_MT = lực va tàu giữa cột tàu và kết cấu phần trên cứng (N) (3.14.7)

P_N = thành phần thẳng đứng của áp lực gió (MPa) (3.8.1.4)

P_p = áp lực đất bị động (MPa) (3.11.5.4)

P_S = lực va tàu do đâm đầu vào nhau giữa mũi tàu và vật cứng (N) (3.14.5)

P_v = lực gió thẳng đứng (KN); thành phần thẳng đứng của lực trên đơn vị chiều dài tường do áp lực đất (N/mm) (3.8.2) (3.11.5.5)

p = áp lực dòng chảy (MPa); áp lực đất cơ bản (MPa) phần của xe tải trong làn đơn; cường độ tải trọng(MPa)(3.7.3.1)(3.11.5.1)(3.6.1.4.2)(3.11.6.1)

Q = cường độ tải trọng (N/mm) (3.11.6.1)

q = tải trọng nói chung (3.4.1)

q_s = hoạt tải tác dụng lớn nhất (MPa)(3.11.6.1)

R = bán kính cong (mm); bán kính của trụ tròn (mm); hệ số điều chỉnh đáp ứng động đất, cự ly tia từ điểm đặt tải tới một điểm trên tường (3.6.3) (3.9.5) (3.10.7.1) (3.11.6.1).

R_BH = tỷ số của chiều cao kết cấu phần trên lộ ra trên tổng chiều cao mũi tàu (3.14.7.1)

R_DH = hệ số chiết giảm lực va ca bin tàu (3.14.7.2)

S = hệ số điều chỉnh đối với địa hình và chiều cao mặt cầu; hệ số liên quan đến điều kiện tại chỗ để xác định tải trọng động đất (3.8.1.1) (3.5.10)

T_m = chu kỳ dao động hạng thứ m(s) (3.10.6.1)

t = chiều dày bản mặt cầu (mm) (3.12.3)

V = vận tốc nước thiết kế (m/s); vận tốc gió thiết kế (m/s); tốc độ va tàu thiết kế (m/s) 3.7.3.1)(3.8.1.1)(3.14.3)

V_B = vận tốc gió cơ bản (m/s) (3.8.1.1)

v = tốc độ thiết kế đường ô tô (m/s)(3.6.3)

w = chiều rộng tịnh của lòng đường (mm)(3.6.1.1.1)

X = cự ly ngang từ lưng tường đến điểm đặt lực (mm)(3.11.6.1)

X₁ = cự ly từ lưng tường đến điểm đầu của tuyến tải trọng (3.11.6.1)

X₂ = chiều dài hoạt tải (mm) (3.11.6.1)

Z = chiều cao ở dưới mặt đất (mm); chiều cao từ mặt đất đến một điểm trên tường đang xem xét (mm); cự ly thẳng đứng từ điểm đặt lực tới cao độ điểm trên tường đang xem xét (mm) (3.11.5.4)(3.11.6.1)

z = chiều sâu ở dưới mặt đất đắp (mm)(3.11.5.1)

a = góc giữa tường móng và đường nối điểm đang xem xét trên tường và điểm góc đáy bệ xa tường nhất (rad) (3.11.6.1)

B = mái dốc tượng trưng của đất lấp (độ) (3.11.5.7)

b = chỉ số an toàn; độ dốc của mặt đất lấp phía sau tường chắn (độ) (3.4.1)(3.11.5.3)

g = tỷ trọng của vật liệu (kg/m³); tỷ trọng của đất (kg/m³) (3.5.1)(3.11.5.1)

g’_s = tỷ trọng hữu hiệu của đất (kg/m³)(3.11.5.6)

g_EQ = hệ số tải trọng đối với hoạt tải tác dụng đồng thời với tải trọng động đất (3.4.1)

g_eq = tỷ trọng tương đương chất lỏng (kg/m³)(3.11.5.5)

g₁ = hệ số tải trọng (3.4.1)

g_p = hệ số tải trọng cho tải trọng thường xuyên (3.4.1)

g_SE = hệ số tải trọng cho lún (3.4.1)

g_TG = hệ số tải trọng cho gradien nhiệt (3.4.1)

D_p = áp lực đất ngang không đổi do hoạt tải rải đều (MPa)(3.11.6.1)

D_ph = phân bố áp lực ngang (MPa) (3.11.6.1)

d = góc ma sát giữa đất lấp và tường (đô); góc giữa tường móng và đường nối điểm đang xem xét trên tường và điểm góc đáy bệ gần tường nhất (rad) (3.11.5.3) (3.11.6.1)

h = điều chỉnh tải trọng quy định trong Điều 1.3.2 (3.4.1)

q = góc của hướng gió (độ); góc của đất lấp tường so với trục đứng (độ); góc giữa hướng dòng chảy với trục dọc của trụ độ)(3.8.1.4)(3.11.5.3)(3.7.3.2)

v = hệ số Poisson (DIM) (3.11.6.1)(3.11.5.3)

j = hệ số sức kháng (3.4.1)

j_t = góc ma sát nội của đất thoát nước (độ)(3.11.5.2)

j’ = góc ma sát nội có hiệu(độ) (3.11.5.3)

3.3.2. TẢI TRỌNG VÀ TÊN TẢI TRỌNG

Các tải trọng và lực thường xuyên và nhất thời sau đây phải được xem xét đến:

· Tải trọng thường xuyên

DD = tải trọng kéo xuống (xét hiện tượng ma sát âm)

DC = tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu

DW = tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng

EH = tải trọng áp lực đất nằm ngang

EL = các hiệu ứng bị hãm tích lũy do phương pháp thi công.

ES = tải trọng đất chất thêm

EV = áp lực thẳng đứng do tự trọng đất đắp.

· Tải trọng nhất thời

BR = lực hãm xe

CE = lực ly tâm

CR = từ biến

CT = lực va xe

CV = lực va tàu

EQ = động đất

FR = ma sát

IM = lực xung kích (lực động) của xe

LL = hoạt tải xe

LS = hoạt tải chất thêm

PL = tải trọng người đi

SE = lún

SH = co ngót

TG = gradien nhiệt

TU = nhiệt độ đều

WA = tải trọng nước và áp lực dòng chảy

WL = gió trên hoạt tải

WS = tải trọng gió trên kết cấu

3.4. CÁC HỆ SỐ VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

3.4.1. HỆ SỐ TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Tổng ứng lực tính toán phải được lấy như sau:

(3.4.1-1)

trong đó:

h_i = hệ số điều chỉnh tải trọng lấy theo Điều 1.3.2

Q_i = tải trọng quy định ở đây

g_i = hệ số tải trọng lấy theo Bảng 1 và 2

Các cấu kiện và các liên kết của cầu phải thỏa mãn phương trình 1.3.2.1.1 cho các tổ hợp thích hợp của ứng lực cực hạn tính toán được quy định cho từng trạng thái giới hạn sau đây:

· TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I: Tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan đến việc sử dụng cho xe tiêu chuẩn của cầu không xét đến gió

· TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ II: Tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió với vận tốc vượt quá 25m/s

· TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ III: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn của cầu với gió có vận tốc 25m/s

· TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT: Tổ hợp tải trọng liên quan đến động đất, lực va của tàu thuyền và xe cộ, và đến một số hiện tượng thủy lực với hoạt tải đã chiết giảm khác với khi là một phần của tải trọng xe va xô, CT.

· TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG: Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s với tất cả tải trọng lấy theo giá trị danh định. Dùng để kiểm tra độ võng, bề rộng vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực, sự chảy dẻo của kết cấu thép và trượt của các liên kết có nguy cơ trượt do tác dụng của hoạt tải xe. Tổ hợp trọng tải này cũng cần được dùng để khảo sát ổn định mái dốc.

· TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI: Tổ hợp tải trọng gây mỏi và đứt gẫy liên quan đến hoạt tải xe cộ trùng phục và xung kích dưới tác dụng của một xe tải đơn chiếc có cự ly trục được quy định trong Điều 3.6.1.4.1.

Hệ số tải trọng cho các tải trọng khác nhau bao gồm trong một tổ hợp tải trọng thiết kế được lấy như quy định trong Bảng 1. Mọi tập hợp con thỏa đáng của các tổ hợp tải trọng phải được nghiên cứu. Có thể nghiên cứu thêm các tổ hợp tải trọng khác khi chủ đầu tư yêu cầu hoặc người thiết kế xét thấy cần thiết. Đối với mỗi tổ hợp tải trọng, mọi tải trọng được đưa vào tính toán và có liên quan đến cấu kiện được thiết kế bao gồm cả các hiệu ứng đáng kể do tác dụng của xoắn, phải được nhân với hệ số tải trọng tương ứng với hệ số làn lấy theo Điều 3.6.11.2 nếu có thể áp dụng. Kết quả được tổng hợp theo phương trình 1.3.2.1-1 và nhân với hệ số điều chỉnh tải trọng lấy theo Điều 1.3.2.

Các hệ số phải chọn sao cho gây ra tổng ứng lực tính toán cực hạn. Đối với mỗi tổ hợp tải trọng cả trị số cực hạn âm lẫn trị số cực hạn dương đều phải được xem xét.

Trong tổ hợp tải trọng nếu tác dụng của một tải trọng làm giảm tác dụng của một tải trọng khác thì phải lấy giá trị nhỏ nhất của tải trọng làm giảm giá trị tải trọng kia. Đối với tác động của tải trọng thường xuyên thì hệ số tải trọng gây ra tổ hợp bất lợi hơn phải được lựa chọn theo Bảng 2. Khi tải trọng thường xuyên làm tăng sự ổn định hoặc tăng năng lực chịu tải của một cấu kiện hoặc của toàn cầu thì trị số tối thiểu của hệ số tải trọng đối với tải trọng thường xuyên này cũng phải được xem xét.

Trị số lớn hơn của hai trị số quy định cho hệ số tải trọng TU, CR, SH sẽ được dùng để tính biến dạng, còn trị số nhỏ hơn dùng cho các tác động khác.

Khi đánh giá ổn định tổng thể của mái đất có móng hoặc không có móng đều cần khảo sát ở trạng thái giới hạn sử dụng dựa trên tổ hợp tải trọng sử dụng và một hệ số sức kháng phù hợp. Nếu không có các thông tin tốt hơn thì hệ số sức kháng f có thể lấy như sau:

· Khi các thông số địa kỹ thuật được xác định tốt và mái dốc không chống đỡ hoặc không chứa cấu kiện……………………………………………………………………………………………….0,85

· Khi các thông số địa kỹ thuật dựa trên thông tin chưa đầy đủ hay chưa chính xác hoặc mái dốc có chứa hoặc chống đỡ một cấu kiện…………………………………………………………0,65.

Đối với các kết cấu hộp dạng bản phù hợp với các quy định của Điều 12.9, hệ số hoạt tải đối với hoạt tải xe LL và IM lấy bằng 2,0.

Bảng 3.4.1-1- Tổ hợp và hệ số tải trọng

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

Cùng một lúc chỉ dùng một trong các tải trọng

CƯỜNG ĐỘ I

g_n

1,75

1,00

–

1,00

0,5/1.20

g_TG

g_SE

–

CƯỜNG ĐỘ II

g_n

–

1,00

1,40

–

1,00

0,5/1.20

g_TG

g_SE

–

CƯỜNG ĐỘ III

g_n

1,35

1,00

0,4

1,00

0,5/1.20

g_TG

g_SE

–

ĐẶC BIỆT

g_n

0,50

1,00

–

1,00

–

1,00

SỬ DỤNG

1.0

1,00

0,30

1,00

1,0/1,20

g_TG

g_SE

–

MỎI CHỈ CÓ LL, IM & CE

–

0,75

–

Ghi chú bảng 3.4.1-1:

1. Khi phải kiểm tra cầu dùng cho xe đặc biệt do Chủ đầu tư quy định hoặc xe có giấy phép thông qua cầu thì hệ số tải trọng của hoạt tải trong tổ hợp cường độ I có thể giảm xuống còn 1,35.

2. Các cầu có tỷ lệ tĩnh tải trên hoạt tải rất cao (tức là cầu nhịp lớn) cần kiểm tra tổ hợp không có hoạt tải, nhưng với hệ số tải trọng bằng 1,50 cho tất cả các kiện chịu tải trọng thường xuyên.

3. Đối với cầu vượt sông ở các trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái sử dụng phải xét đến hậu quả của những thay đổi về móng do lũ thiết kế xói cầu.

4. Đối với các cầu vượt sông, khi kiểm tra các hiệu ứng tải EQ, CT và CV ở trạng thái giới hạn đặc biệt thì tải trọng nước (WA) và chiều sâu xói có thể dựa trên lũ trung bình hàng năm. Tuy nhiên kết cấu phải được kiểm tra về về những hậu quả do các thay đổi do lũ, phải kiểm tra xói ở những trạng thái giới hạn đặc biệt với tải trọng nước tương ứng (WA) nhưng không có các tải trọng EQ, CT hoặc CV tác dụng.

5. Để kiểm tra chiều rộng vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử dụng, có thể giảm hệ số tải trọng của hoạt tải xuống 0,80.

6. Để kiểm tra kết cấu thép ở trạng thái giới hạn sử dụng thì hệ số tải trọng của hoạt tải phải tăng lên 1,30.

Bảng 3.4.1-2 – Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng thường xuyên, g_p

Loại tải trọng	Hệ số tải trọng
Loại tải trọng	Lớn nhất	Nhỏ nhất
DC: Cấu kiện và các thiết bị phụ	1,25	0,90
DD: kéo xuống (xét ma sát âm)	1,80	0,45
DW: Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích	1,50	0,65
EH: Áp lực ngang của đất · Chủ động · Nghỉ	1,50 1,35	0,90 0,90
EL: Các ứng suất lắp ráp bị hãm	1,00	1,00
EV: Áp lực đất thẳng đứng · Ổn định tổng thể · Kết cấu tường chắn · Kết cấu vùi cứng · Khung cứng · Kết cấu vùi mềm khác với cống hộp thép · Cống hộp thép mềm	1,35 1,35 1,30 1,35 1,95 1,50	N/A 1,00 0,90 0,90 0,90 0,90
ES: Tải trọng đất chất thêm	1,50	0,75

Hệ số tải trọng tính cho gradien nhiệt g_TG và lún g_SE cần được xác định trên cơ sở một đồ án cụ thể riêng. Nếu không có thông tin riêng có thể lấy g_TG bằng:

· 0,0 ở các trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt

· 1,0 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi không xét hoạt tải, và

· 0,50 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi xét hoạt tải

Đối với cầu thi công phân đoạn, phải xem xét tổ hợp sau đây ở trạng thái giới hạn sử dụng:

DC + DW + EH + EV + ES + WA + CR + SH + TG + EL (3.4.1-2)

3.4.2. HỆ SỐ TẢI TRỌNG DÙNG CHO TẢI TRỌNG THI CÔNG

Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng kết cấu và các phụ kiện không được lấy nhỏ hơn 1,25.

Trừ khi có quy định khác của Chủ đầu tư, hệ số tải trọng cho tải trọng thi công cho các thiết bị và các tác động xung kích không được lấy nhỏ hơn 1,5. Hệ số tải trọng gió không được lấy nhỏ hơn 1,25. Hệ số của các tải trọng khác phải lấy bằng 1,0.

3.4.3. HỆ SỐ TẢI TRỌNG DÙNG CHO LỰC KÍCH NÂNG HẠ KẾT CẤU NHỊP VÀ LỰC KÉO SAU ĐỐI VỚI CÁP DỰ ỨNG LỰC

3.4.3.1. Lực kích

Trừ khi có quy định khác của Chủ đầu tư, lực kích thiết kế trong khai thác không được nhỏ hơn 1,3 lần phản lực gối liền kề với điểm kích do tải trọng thường xuyên.

Khi kích dầm mà không ngừng giao thông thì lực kích còn phải xét đến phản lực do hoạt tải phù hợp với kế hoạch duy trì giao thông nhân với hệ số tải trọng đối với hoạt tải.

3.4.3.2. Lực đối với vùng neo kéo sau

Lực thiết kế đối với vùng neo kéo sau phải lấy bằng 1,2 lần lực kích lớn nhất.

3.5. TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN

3.5.1. TĨNH TẢI DC, DW VÀ EV

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng của tất cả cấu kiện của kết cấu, phụ kiện và tiện ích công cộng kèm theo, trọng lượng đất phủ, trọng lượng mặt cầu, dự phòng phủ bù và mở rộng.

Khi không có đủ số liệu chính xác có thể lấy tỷ trọng như Bảng 1 để tính tĩnh tải

Bảng 3.5.1-1- Tỷ trọng

Vật liệu		Tỷ trọng (kg/m³)
Hợp kim nhôm		2800
Lớp phủ bê tông at-phan		2250
Xỉ than		960
Cát chặt. phù sa hay đất sét		1925
Bê tông	Nhẹ	1775
	Cát nhẹ	1925
	Thường	1775
Cát rời. phù sa. sỏi		1600
Đất sét mềm		1600
Sỏi. cuội. macadam hoặc balat		2250
Thép		7850
Đá xây		2725
Nước	Ngọt	1000
	Mặn	1025

3.5.2. TẢI TRỌNG ĐẤT EH, ES VÀ DD

Áp lực đất, tải trọng phụ gia trên đất, tải trọng kéo xuống (ma sát âm) được xác định trong Điều 3.11.

3.6. HOẠT TẢI

3.6.1. TẢI TRỌNG TRỌNG LỰC: LL VÀ PL

3.6.1.1. Hoạt tải xe

3.6.1.1.1. Số làn xe thiết kế

Số làn xe thiết kế được xác định bởi phần số nguyên của tỷ số w/3500, ở đây w là bề rộng khoảng trống của lòng đường giữa hai đá vỉa hoặc hai rào chắn, đơn vị là mm. Cần xét đến khả năng thay đổi trong tương lai về vật lý hoặc chức năng của bề rộng trống của lòng đường của cầu.

Trong trường hợp bề rộng làn xe nhỏ hơn 3500 mm thì số làn xe thiết kế lấy bằng số làn giao thông và bề rộng làn xe thiết kế phải lấy bằng bề rộng làn giao thông.

Lòng đường rộng từ 6000 mm đến 7200 mm phải có 2 làn xe thiết kế, mỗi làn bằng một nửa bề rộng lòng đường.

3.6.1.1.2. Hệ số làn xe

Những quy định của Điều này không được áp dụng cho trạng thái giới hạn mỏi, trong trường hợp đó chỉ dùng với một xe tải thiết kế, bất kể số làn xe thiết kế. Khi dùng hệ số phân phối gần đúng của 1 làn xe đơn như trong Điều 4.6.2.2. và 4.6.2.3, khác với quy tắc đòn bẩy và phương pháp tĩnh học, ứng lực phải được chia cho 1,20.

Ứng lực cực hạn của hoạt tải phải xác định bằng cách xét mỗi tổ hợp có thể của số làn chịu tải nhân với hệ số tương ứng trong Bảng 1.

Hệ số trong Bảng 3.6.1.1.2.1 không được áp dụng kết hợp với hệ số phân bố tải trọng gần đúng quy định trong Điều 4.6.2.2 và 4.6.2.3, trừ khi dùng quy tắc đòn bẩy hay khi có yêu cầu riêng cho dầm ngoài cùng trong cầu dầm- bản quy định trong Điều 6.2.2.2. d thì được áp dụng

Bảng 3.6.1.1.2.1- Hệ số làn “m”

Số làn chất tải	Hệ số làn (m)
1	1,20
2	1,00
3	0,85
> 3	0,65

3.6.1.2. Hoạt tải xe ô tô thiết kế

3.6.1.2.1. Tổng quát

Hoạt tải xe ô tô trên mặt cầu hay kết cấu phụ trợ được đặt tên là HL-93 sẽ gồm một tổ hợp của:

· Xe tải thiết kế hoặc xe 2 trục thiết kế, và

· Tải trọng làn thiết kế

Trừ trường hợp được điều chỉnh trong Điều 3.6.1.3.1, mỗi làn thiết kế được xem xét phải được bố trí hoặc xe tải thiết kế hoặc xe hai trục chồng với tải trọng làn khi áp dụng được. Tải trọng được giả thiết chiếm 3000 mm theo chiều ngang trong một làn xe thiết kế.

3.6.1.2.2. Xe tải thiết kế

Trọng lượng và khoảng cách các trục và bánh xe của xe tải thiết kế phải lấy theo Hình 3.6.1.2.2-1. Lực xung kích lấy theo Điều 3.6.2

Trừ quy định trong Điều 3.6.1.3.1 và 3.6.1.4.1, cự ly giữa 2 trục 145.000N phải thay đổi giữa 4300 và 9000 mm để gây ra ứng lực lớn nhất.

Đối với các cầu trên các tuyến đường cấp IV và thấp hơn, Chủ đầu tư có thể xác định tải trọng trục cho trong Hình 3.6.1.2.2-1 nhân với hệ số 0,50 hoặc 0,65.

Hình 3.6.1.2.2-1 – Đặc trưng của xe tải thiết kế

3.6.1.2.3. Xe hai trục thiết kế

Xe hai trục gồm một cặp trục 110.000N cách nhau 1200 mm. Cự ly chiều ngang của các bánh xe lấy bằng 1800 mm. Tải trọng động cho phép lấy theo Điều 3.6.2.

Đối với các cầu trên các tuyến đường cấp V và thấp hơn, Chủ đầu tư có thể xác định tải trọng xe hai trục nói trên nhân với hệ số 0,50 hoặc 0,65.

3.6.1.2.4. Tải trọng làn thiết kế

Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9,3N/mm phân bố đều theo chiều dọc. Theo chiều ngang cầu được giả thiết là phân bố đều trên chiều rộng 3000 mm. ứng lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xung kích.

3.6.1.2.5. Diện tích tiếp xúc của lốp xe

Diện tích tiếp xúc của lốp xe của một bánh xe có một hay hai lốp được giả thiết là một hình chữ nhật có chiều rộng là 510 mm và chiều dài tính bằng mm lấy như sau:

L = 2,28 x 10^-3 g (1 + lM/100)P (3.6.1.2.5-1)

trong đó:

g = hệ số tải trọng

lM = lực xung kích tính bằng phần trăm

P = 72500 N cho xe tải thiết kế và 55000N cho xe hai trục thiết kế.

Áp lực lốp xe được giả thiết là phân bố đều trên diện tích tiếp xúc. Áp lực lốp xe giả thiết phân bố như sau:

· Trên bề mặt liên tục phân bố đều trên diện tích tiếp xúc quy định

· Trên bề mặt bị gián đoạn phân bố đều trên diện tích tiếp xúc thực tế trong phạm vi vết xe với áp suất tăng theo tỷ số của diện tích quy định trên diện tích tiếp xúc thực tế.

3.6.1.2.6. Phân bố tải trọng bánh xe qua đất đắp

Khi bề dày lớp đất đắp nhỏ hơn 600 mm thì có thể bỏ qua ảnh hưởng của đất đắp đến sự phân bố tải trọng bánh xe. Sự phân bố hoạt tải lên đỉnh cống có thể lấy theo quy định trong Điều 4.6.2.1 và 4.6.3.2 cho bản mặt cầu bắc song song với chiều xe chạy.

Thay cho việc phân tích chính xác hơn hoặc dùng các phương pháp gần đúng được chấp nhận khác về phân bố tải trọng được quy định trong Phần 12, khi bề dày đất đắp lớn hơn 600 mm, tải trọng bánh xe có thể được coi là phân bố đều trên một hình chữ nhật có cạnh lấy bằng kích thước vùng tiếp xúc của lốp quy định trong Điều 3.6.1.2.5 và tăng lên hoặc 1,15 lần bề dày lớp phủ bằng cấp phối chọn lọc, hoặc bằng bề dày lớp phủ trong các trường hợp khác. Phải áp dụng những quy định trong các Điều 3.6.1.1.2 và 3.6.1.3

Khi các vùng phân bố của nhiều bánh xe chập vào nhau thì tổng tải trọng phải được phân bố đều trên diện tích.

Đối với cống một nhịp khi chiều dày lớp đất đắp lơn hơn 2400 mm và lớn hơn chiều dài nhịp thì có thể bỏ qua tác dụng của hoạt tải; đối với cống nhiều nhịp có thể bỏ qua tác dụng của hoạt tải khi bề dày đất đắp lơn hơn khoảng cách giữa bề mặt của các tường đầu của cống.

Khi mô men trong bản bê tông do hoạt tải và lực xung kích dựa trên sự phân bố của tải trọng bánh xe qua đất đắp lớn hơn mô men do hoạt tải và lực xung kích được tính theo Điều 4.6.2.1 và 4.6.3.2 thì phải dùng mô men trong trường hợp sau.

3.6.1.3. Tác dụng của hoạt tải xe thiết kế

3.6.1.3.1. Tổng quát

· Trừ khi có quy định khác, ứng lực lớn nhất phải được lấy theo giá trị lớn hơn của các trường hợp sau:

· Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng làn thiết kế, hoặc

· Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cự ly trục bánh thay đổi như trong Điều 3.6.1.2.2 tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế, và

· Đối với mô men âm giữa các điểm uốn ngược chiều khi chịu tải trọng rải đều trên các nhịp và chỉ đối với phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 15000 mm tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế; khoảng cách giữa các trục 145kN của mỗi xe tải phải lấy bằng 4300 mm.

Các trục bánh xe không gây ra ứng lực lớn nhất đang xem xét phải bỏ qua.

Cả tải trọng làn và vị trí của bề rộng 3000 mm của mỗi làn phải đặt sao cho gây ra ứng lực lớn nhất. Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần hơn:

· Khi thiết kế bản hẫng: 300 mm tính từ mép đá vỉa hay lan can

· Khi thiết kế các bộ phận khác: 600 mm tính từ mép làn xe thiết kế.

Trừ khi có quy định khác, chiều dài của làn xe thiết kế hoặc một phần của nó mà gây ra ứng lực lớn nhất phải được chất tải trọng làn thiết kế.

3.6.1.3.2. Chất tải để đánh giá độ võng do hoạt tải tùy ý

Nếu Chủ đầu tư yêu cầu tiêu chuẩn độ võng do hoạt tải tùy ý theo Điều 2.5.2.6.2 thì độ võng cần lấy theo trị số lớn hơn của:

· Kết quả tính toán do chỉ một mình xe tải thiết kế, hoặc

· Kết quả tính toán của 25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng làn thiết kế.

3.6.1.3.3. Tải trọng thiết kế dùng cho mặt cầu, hệ mặt cầu và bản đỉnh của cống hộp

Những quy định trong điều này không được áp dụng cho mặt cầu được thiết kế theo quy định của Điều 9.7.2, phương pháp thiết kế theo kinh nghiệm.

Khi bản mặt cầu và bản nắp của cống hộp được thiết kế theo phương pháp dải gần đúng theo Điều 4.6.2.1 thì các ứng lực phải được xác định trên cơ sở sau:

· Khi các dải cơ bản là ngang và nhịp không vượt quá 4600 mm- các dải ngang phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145000 N.

· Khi các dải cơ bản là ngang và nhịp vượt quá 4600 mm – các dải ngang phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145.000 N và tải trọng làn.

· Khi các dải cơ bản là dọc – các dải ngang phải được thiết kế theo tất cả các tải trọng quy định trong Điều 3.6.1.2 bao gồm cả tải trọng làn.

Khi dùng phương pháp tính chính xác phải xét tất cả tải trọng quy định trong Điều 3.6.1.2 bao gồm cả tải trọng làn.

Các kiểu kết cấu kể cả cầu bản phải được thiết kế với tất cả hoạt tải quy định trong Điều 3.6.1.2 bao gồm tải trọng làn.

Tải trọng bánh xe phải được giả thiết là bằng nhau trong phạm vi một đơn vị trục xe và sự tăng tải trọng bánh xe do các lực ly tâm và lực hãm không cần đưa vào tính toán bản mặt cầu.

3.6.1.3.4. Tải trọng trên bản hẫng

Khi thiết kế bản mặt cầu hẫng có chiều dài hẫng không quá 1800 mm tính từ trục tim của dầm ngoài cùng đến mặt của lan can bằng bê tông liên tục về kết cấu, tải trọng bánh xe dãy ngoài cùng có thể được thay bằng một tải trọng tuyến phân bố đều với cường độ 14,6N/mm đặt cách bề mặt lan can 300 mm.

Tải trọng ngang trên bản hẫng do lực va của xe với rào chắn phải phù hợp với quy định của Phần 13.

3.6.1.4. Tải trọng mỏi

3.6.1.4.1. Độ lớn và dạng

Tải trọng tính mỏi là một xe tải thiết kế hoặc là các trục của nó được quy định trong Điều 3.6.1.2.2 nhưng với một khoảng cách không đổi là 9000 mm giữa các trục 145.000N.

Lực xung kích quy định trong Điều 3.6.2 phải được áp dụng cho tải trọng tính mỏi.

3.6.1.4.2. Tần số

Tần số của tải trọng mỏi phải được lấy theo lưu lượng xe tải trung bình ngày của làn xe đơn (ADTTSL).

Tần số này phải được áp dụng cho tất cả các cấu kiện của cầu, dù cho chúng nằm dưới làn xe có số xe tải ít hơn.

Khi thiếu các thông tin tốt hơn thì ADTT của làn xe đơn phải lấy như sau:

ADTT_SL = p x ADTT (3.6.1.4.2-1)

trong đó:

ADTT = số xe tải/ngày theo một chiều tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế;

ADTT_SL = số xe tải/ngày trong một làn xe đơn tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế;

p = lấy theo Bảng 3.6.1.4.2-1.

Bảng 3.6.1.4.2 -1 – Phân số xe tải trong một làn xe đơn, p

Số làn xe có giá trị cho xe tải	p
1	1,00
2	0,85
³	0,80

3.6.1.3.2. Phân bố tải trọng khi tính mỏi

3.6.1.4.3a. Các phương pháp chính xác

Khi cầu được tính toán theo bất kỳ phương pháp chính xác nào được quy định trong Điều 4.6.3 thì một xe tải đơn chiếc phải được bố trí theo chiều ngang và chiều dọc sao cho phạm vi ứng suất trong chi tiết đang xét là lớn nhất, bất kể vị trí dòng xe hay làn xe thiết kế trên mặt cầu.

3.6.1.4.3b. Các phương pháp gần đúng

Khi cầu được tính toán theo sự phân bố gần đúng của tải trọng như quy định trong Điều 4.6.2 phải sử dụng hệ số phân bố cho một làn xe.

3.6.1.3. Tải trọng bộ hành

Đối với tất cả đường bộ hành rộng hơn 600m phải lấy tải trọng người đi bộ bằng 3×10^-3 MPa và phải tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế.

Đối với cầu chỉ dành cho người đi bộ và/hoặc đi xe đạp phải thiết kế với hoạt tải là 4×10^-3 MPa.

Khi đường bộ hành, cầu cho người đi bộ và cầu đi xe đạp có dụng ý dùng xe bảo dưỡng và/hoặc xe ngẫu nhiên thì các tải trọng này phải được xét trong thiết kế. Lực xung kích của các loại xe này không cần phải xét.

3.6.2. LỰC XUNG KÍCH: IM

3.6.2.1. Tổng quát

Trừ trường hợp cho phép trong Điều 3.6.2.2, tác động tĩnh học của xe tải hay xe hai trục thiết kế không kể lực ly tâm và lực hãm, phải được tăng thêm một tỷ lệ phần trăm được quy định trong bảng 3.6.2.1. -1 cho lực xung kích.

Hệ số áp dụng cho tải trọng tác dụng tĩnh được lấy bằng: (1 + IM/100)

Lực xung kích không được áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết kế.

Bảng 3.6.2.1-1- Lực xung kích IM

Cấu kiện

Mối nối bản mặt cầu

Tất cả các trạng thái giới hạn

75%

Tất cả các cấu kiện khác

· Trạng thái giới hạn mỏi và giòn

· Tất cả các trạng thái giới hạn khác

15%

25%

Tác động của lực xung kích đối với các cấu kiện vùi trong đất như trong Phần 12 phải lấy theo Điều 3.6.2.2.

Không cần xét lực xung kích đối với:

· Tường chắn không chịu phản lực thẳng đứng từ kết cấu phần trên

· Thành phần móng nằm hoàn toàn dưới mặt đất

Lực xung kích có thể được chiết giảm cho các cấu kiện trừ mối nối, nếu đã kiểm tra đủ căn cứ theo các quy định của Điều 4.7.2.1

3.6.2.2. Cấu kiện vùi

Lực xung kích tính bằng phần trăm đối với cống và các cấu kiện vùi trong đất nêu trong Phần 12 phải lấy như sau:

IM = 33(1,0 – 4,1×10^-4 D_E) ³ 0% (3.6.2.2-1)

trong đó:

D_E = chiều dày tối thiểu của lớp đất phủ phía trên kết cấu (mm)

3.6.3. LỰC LY TÂM: CE

Lực ly tâm được lấy bằng tích số của các trọng lượng trục của xe tải hay xe hai trục với hệ số C lấy như sau;

C = (3.6.3-1)

trong đó:

v = tốc độ thiết kế đường ô tô (m/s);

g = gia tốc trọng lực 9,807 (m/s²)

R = bán kính cong của làn xe (m)

Tốc độ thiết kế đường bộ không lấy nhỏ hơn trị số quy định trong Tiêu chuẩn thiết kế đường bộ.

Phải áp dụng hệ số làn quy định trong Điều 3.6.1.1.2

Lực ly tâm tác dụng theo phương nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800 mm

3.6.4. LỰC HÃM: BR

Lực hãm được lấy bằng 25% của trọng lượng các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn được đặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo Điều 3.6.1.1.1 và coi như đi cùng một chiều. Các lực này được coi là tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1.800 mm theo cả hai chiều dọc để gây ra ứng lực lớn nhất. Tất cả các làn thiết kế phải được chất tải đồng thời đối với cầu và coi như đi cùng một chiều trong tương lai.

Phải áp dụng hệ số làn quy định trong Điều 3.6.1.1.2

3.6.5. LỰC VA CỦA XE: CT

3.6.5.1. Bảo vệ kết cấu

Những quy định trong Điều 3.6.5.2 không cần tuân thủ nếu công trình được bảo vệ bởi:

· Nền đắp;

· Kết cấu rào chắn độc lập cao 1370 mm chịu được va, chôn trong đất, đặt trong phạm vi cách bộ phận cần được bảo vệ 3000 mm; hoặc

· Rào chắn cao 1070 mm đặt cách bộ phận cần bảo vệ hơn 3000 mm.

Để đánh giá sự miễn trừ này, rào chắn phải tương đương về cấu tạo và hình học với mức ngăn chặn L3 quy định trong Phần 13.

3.6.5.2. Xe cộ và tàu hỏa va vào kết cấu

Trừ khi được bảo vệ như quy định trong Điều 3.6.5.1, mố trụ đặt trong phạm vi cách mép lòng đường bộ 9000 mm hay trong phạm vi 15000 mm đến tim đường sắt đều phải thiết kế cho một lực tĩnh tương đương là 1.800.000N tác dụng ở bất kỳ hướng nào trong mặt phẳng nằm ngang, cách mặt đất 1200 mm.

Phải áp dụng các quy định của Điều 2.3.2.2.1

3.6.5.3. Xe cộ va vào rào chắn

Phải áp dụng các quy định Phần 13.

3.7. TẢI TRỌNG NƯỚC: WA

3.7.1. ÁP LỰC TĨNH

Áp lực tĩnh của nước được giả thiết là tác động thẳng góc với mặt cản nước. Áp lực được tính toán bằng tích của chiều cao mặt nước phía trên điểm đang tính nhân với tỷ trọng của nước và gia tốc trọng trường.

Mực nước thiết kế trong trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn sử dụng phải tương ứng với mức lũ thiết kế cho xói. Mực nước thiết kế cho trạng thái giới hạn đặc biệt phải tương ứng với mức lũ kiểm tra xói trừ trường hợp được ghi trong Ghi chú 4 của Bảng 3.4.1-1.

3.7.2. LỰC ĐẨY NỔI

Lực đẩy nổi của nước là một lực đẩy hướng lên trên được lấy bằng tổng của các thành phần thẳng đứng của áp lực tĩnh được xác định trong Điều 3.7.1, tác dụng lên tất cả các bộ phận nằm dưới mức nước thiết kế.

3.7.3. ÁP LỰC DÒNG CHẢY

3.7.3.1. Theo chiều dọc

Áp lực nước chảy tác dụng theo chiều dọc của kết cấu phần dưới phải được tính theo công thức:

p = 5,14 x 10^-4 C_D V²(3.7.3.1-1)

trong đó:

p = áp lực của nước chảy (MPa)

C_D = hệ số cản của trụ lấy theo Bảng 3.7.3.1-1

V = vận tốc nước thiết kế tính theo lũ thiết kế cho xói ở trạng thái giới hạn cường độ và sử dụng và theo lũ kiểm tra xói khi tính theo trạng thái giới hạn đặc biệt (trừ trường hợp được ghi trong Ghi chú 4 ở Bảng 3.4.1-1) (m/s)

Bảng 3.7.3.1-1- Hệ số cản

Loại hình	C_d
Trụ đầu tròn	0,7
Trụ đầu vuông	1,4
Trụ có tụ rác	1,4
Trụ đầu nhọn với góc nhọn 90^o hoặc nhỏ hơn	0,8

Lực cản dọc được tính bằng tích của áp lực dòng chảy dọc nhân với hình chiếu của diện tích mặt hứng của trụ.

3.7.3.2. Theo chiều ngang

áp lực ngang phân bố đều trên kết cấu phần dưới do dòng chảy lệch với chiều dọc của trụ một góc q được lấy bằng:

p = 5,14 x 10^-4 C_L V₂ (3.7.3.2-1)

trong đó:

p = áp lực theo chiều ngang (MPa)

C_L = hệ số cản theo chiều ngang lấy theo Bảng 3.7.3.2-1

Hình 3.7.3.2-1 – Mặt bằng trụ thể hiện áp lực dòng chảy

Bảng 3.7.3.2-1- Hệ số cản theo chiều ngang

Góc q giữa hướng dòng chảy và trục dọc của trụ	C_L
0^o	0,0
5^o	0,5
10^o	0,7
20^o	0,9
³ 30^o	1,0

Lực cản ngang được tính bằng tích của áp lực dòng chảy theo chiều ngang nhân với diện tích lộ ra của kết cấu.

3.7.4. TẢI TRỌNG SÓNG

Tác dụng của sóng lên kết cấu được xét cho những kết cấu lộ ra khi sự phát triển của lực sóng lớn có thể xuất hiện.

3.7.5. SỰ BIẾN ĐỔI TRONG MÓNG DO TÁC DỤNG CỦA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN XÓI

Phải áp dụng những quy định trong Điều 2.6.4.4

Những hậu quả của sự thay đổi điều kiện của móng do tác dụng của lũ thiết kế cho xói phải được xét đến ở trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn sử dụng. Nhưng hậu quả của sự thay đổi điều kiện của móng do tác dụng của lũ kiểm tra xói cầu phải được xét đến ở trạng thái giới hạn đặc biệt, trừ trường hợp được ghi trong Ghi chú 4 Bảng 3.4.1-1.

3.8. TẢI TRỌNG GIÓ: WL VÀ WS

3.8.1. TẢI TRỌNG GIÓ NGANG

3.8.1.1. Tổng quát

Mục này quy định các tải trọng gió nằm ngang tác dụng vào các công trình cầu thông thường. Đối với các kết cấu nhịp lớn hay kết cấu nhạy cảm đối gió như cầu treo dây võng, cầu dây xiên cần có những khảo sát, nghiên cứu đặc biệt về môi trường khí hậu đối với gió và thí nghiệm trong các tuynen gió để xác định các tác động của gió trong thiết kế. Ngoài ra, phải xem xét trạng thái làm việc khí động học của các kết cấu đó theo các yêu cầu của Điều 3.8.3.

Tốc độ gió thiết kế, V, phải được xác định theo công thức:

V = V_B S (3.8.1.1-1)

trong đó:

V_B = tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu, như quy định trong Bảng 3.8.1.1-1.

S = hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo quy định trong bảng 3.8.1.1-2.

Bảng 3.8.1.1-1- Các giá trị của VB cho các vùng tính gió ở Việt Nam

Vùng tính gió theo TCVN 2737 – 1995	V_B (m/s)
I	38
II	45
III	53
IV	59

Để tính gió trong quá trình lắp ráp, có thể nhân các giá trị V_B trong Bảng trên với hệ số 0,85.

Bảng 3.8.1.1-2 – Các giá trị của S

Độ cao của mặt cầu trên mặt đất khu vực xung quanh hay trên mặt nước (m)	Khu vực lộ thiên hay mặt nước thoáng	Khu vực có rừng hay có nhà cửa với cây cối, nhà cao tối đa khoảng 10m	Khu vực có nhà cửa với đa số nhà cao trên 10m
10	1,09	1,00	0,81
20	1,14	1,06	0,89
30	1,17	1,10	0,94
40	1,20	1,13	0,98
50	1,21	1,16	1,01

3.8.1.2. Tải trọng gió tác động lên công trình: WS

3.8.1.2.1. Tải trọng gió ngang

Tải trọng gió ngang P_D phải được lấy theo phương tác dụng nằm ngang và đặt tại trọng tâm của các phần diện tích thích hợp, và được tính như sau:

P_D = 0,0006 V² A_t C_d ³ 1,8 A_t (kN) (3.8.1.2.1 -1)

trong đó:

V = tốc độ gió thiết kế xác định theo phương trình 3.8.1.1 -1 (m/s)

A_t = diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m²)

C_d = hệ số cản được quy định trong Hình 3.8.1.2.1-1

Diện tích kết cấu hay cấu kiện đang xét phải là diện tích đặc chiếu lên mặt trước vuông góc, trong trạng thái không có hoạt tải tác dụng, với các điều kiện sau đây:

· Đối với kết cấu phần trên (KCPT) có lan can đặc, diện tích KCPT phải bao gồm diện tích của lan can đặc hứng gió, không cần xét ảnh hưởng của lan can không hứng gió.

· Đối với kết cấu phần trên có lan can hở, tải trọng toàn bộ phải lấy bằng tổng tải trọng tác dụng lên kết cấu phần trên, khi đó phải xét lan can hứng và không hứng gió riêng rẽ từng loại. Nếu không che chắn.

· Đối với kết cấu nhịp kiểu dàn, lực gió sẽ được tính toán cho từng bộ phận một cách riêng rẽ cả nơi hướng gió và nơi khuất gió, mà không xét phần bao bọc.

· Đối với các trụ, không xét mặt che chắn.

Hệ số cản C_d phải tính theo các phương pháp sau:

· Đối với KCPT có mặt trước đặc, khi kết cấu quy đổi có các mép cạnh dốc đứng và không có góc vuốt đáy đáng kể về khí động phải lấy C_d theo Hình 3.8.1.2.-1, trong đó:

b = Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can (mm)

d = Chiều cao KCPT bao gồm cá lan can đặc nếu có (mm)

· Đối với KCPT giàn, lan can và kết cấu phần dưới phải lấy lực gió đối với từng cấu kiện với các giá trị C_dtheo Tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 Bảng 6 hoặc theo tài liệu khác được Chủ đầu tư duyệt.

· Đối với mọi KCPT khác, phải xác định C_d trong hầm thí nghiệm gió.

Hình 3.8.1.2.1.1 – Hệ số cản C_d dùng cho kết cấu phần trên có mặt hứng gió đặc

Ghi chú dùng cho hình 3.8.1.2.1 -1:

1. Các giá trị cho trong hình dựa trên giả thiết là mặt hứng gió thẳng đứng và gió tác dụng nằm ngang.

2. Nếu mặt hứng gió xiên so với mặt thẳng đứng, hệ số cản C_d có thể được giảm 0.5% cứ mỗi độ xiên so với mặt đường và tối đa được giảm 30%.

3. Nếu mặt hứng gió có cả phần đứng lẫn phần dốc hoặc 2 phần dốc nghiêng với góc khác nhau, tải trọng gió phải lấy như sau:

a) Hệ số cản cơ bản C_d tính với chiều cao toàn bộ kết cấu

b) Đối với từng mặt đứng hệ số cản cơ bản tính trên được giảm theo ghi chú 2.

c) Tính tải trọng gió tổng cộng bằng cách dùng hệ số cản thích hợp cho các diện tương ứng.

4. Nếu kết cấu phần trên được nâng cao, phải lấy C_d tăng lên 3% cho mỗi độ nghiêng so với đường nằm ngang, nhưng không quá 25%.

5. Nêu kết cấu phần trên chịu gió xiên không quá 50 so với hướng nằm ngang, phải tăng C_d lên 15%. Nếu góc xiên vượt 5^o phải chia hệ số cản cho một hệ số theo thí nghiệm.

6. Nếu kết cấu phần trên được nâng cao đồng thời chịu gió xiên, phải lấy hệ số cản theo kết quả khảo sát đặc biệt.

3.8.1.2.2. Tải trọng gió dọc

Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên (KCPT) là giàn hay các dạng kết cấu khác có một bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc. Phải tính tải trọng gió dọc theo cách tương tự với tải trọng gió ngang theo Điều 3.8.1.2.1.

Đối với KCPT có mặt trước đặc, tải trọng gió lấy bằng 0.25 lần tải trọng gió ngang theo Điều 3.8.1.2.1.

Các tải trọng gió dọc và ngang phải cho tác dụng trong từng trường hợp đặt tải riêng rẽ, nếu thấy thích hợp thì kết cấu phải kiểm toán bằng hợp lực của gió xét đến ảnh hưởng của các góc hướng gió trung gian (không vuông góc).

3.8.1.3. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ: WL

Khi xét tổ hợp tải trọng Cường Độ III, phải xét tải trọng gió tác dụng vào cả kết cấu và xe cộ. Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 1.5 kN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800 mm so với mặt đường. Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75 kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800 mm so với mặt đường. Phải truyền tải trọng cho kết cấu ở mỗi trường hợp.

Phải đặt tải lực gió ngang và dọc lên xe cộ cho từng trường hợp đặt tải riêng rẽ, nếu thích hợp, phải kiểm toán kết cấu bằng hợp lực gió có xét ảnh hưởng của các góc hướng gió trung gian.

3.8.2. TẢI TRỌNG GIÓ THẲNG ĐỨNG

Phải lấy tải trọng gió thẳng đứng P_v tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích hợp theo công thức:

P_v = 0.00045 V² A_v (kN) (3.8.2-1)

trong đó:

V = tốc độ gió thiết kế được xác định theo phương trình 3.8.1.1-1 (m/s)

A_v = diện tích phẳng của mặt cầu hay câu kiện dùng để tính tải trọng gió thẳng đứng (m²).

Chỉ tính tải trọng này cho các trạng thái giới hạn không liên quan đến gió lên hoạt tải, và chỉ tính khi lấy hướng gió vuông góc với trục dọc của cầu. Phải đặt tải lực gió thẳng đứng cùng với lực gió nằm ngang quy định theo Điều 3.8.1.

Có thể dùng phương trình 1 với điều kiện góc nghiêng của gió tác dụng vào kết cấu ít hơn 5^o; nếu vượt quá 5^o, hệ số “nâng bốc” phải được xác định bằng thí nghiệm.

3.8.3. MẤT ỔN ĐỊNH ĐÀN HỒI KHÍ ĐỘNG

3.8.3.1. Tổng quát

Hiệu ứng lực đàn hồi khí động phải được xét trong thiết kế các cầu và các bộ phận có khả năng nhạy cảm với gió. Các cầu và các bộ phận kết cấu của nó có tỷ lệ giữa chiều dài nhịp và chiều rộng hoặc chiều dày vượt quá 30 được coi là nhạy cảm với gió.

Dao động của dây cáp do cộng tác dụng của gió và mưa cũng phải được xét.

3.8.3.2. Hiện tượng đàn hồi khí

Phải xét hiện tượng đàn hồi khí của các kích thích do gió xoáy, rung giật, rung chao đảo hay rung lệch tăng dần khi phù hợp.

3.8.3.3. Kiểm tra đáp ứng động

Cầu và các bộ phận kết cấu của nó bao gồm cả dây cáp phải được thiết kế bảo đảm không bị hỏng do mỏi dưới tác dụng của dao động do gió xoáy hoặc giật. Cầu phải được thiết kế bảo đảm không bị xoắn vặn và chịu được dao động ngang gây thảm họa khi có gió với vận tốc lớn hơn 1,2 lần vận tốc thiết kế có thể tác động đến chiều cao mặt cầu.

3.8.3.4. Thí nghiệm trong hầm gió

Có thể dùng các thí nghiệm trong hầm gió tiêu biểu để thỏa mãn các yêu cầu của các Điều 3.8.3.2 và 3.8.3.3.

3.9. VỀ TẢI TRỌNG BĂNG TUYẾT, KHÔNG BIÊN SOẠN

3.10. HIỆU ỨNG ĐỘNG ĐẤT: EQ

3.10.1. TỔNG QUÁT

Tải trọng động đất phải được lấy bằng một ứng lực nằm ngang được xác định phù hợp với các quy định của Điều 4.7.4 trên cơ sở hệ số ứng xử đàn hồi Csm được quy định trong Điều 3.10.6 và trọng lượng tương đương của kết cấu phần trên và được chỉnh lý bằng hệ số điều chỉnh ứng xử quy định trong Điều 3.10.7.1

Những quy định ở đây được áp dụng với kết cấu phần trên dạng bản, dầm tổ hợp, dầm hộp và giàn thông thường với nhịp không vượt quá 150.000 mm. Đối với những kết cấu khác và cầu với chiều dài nhịp vượt quá 150.000 mm thì Chủ đầu tư phải xác định hoặc chấp nhận những quy định thích hợp. Trừ khi có quy định khác của Chủ đầu tư, các quy định này không áp dụng cho những công trình hoàn toàn bị vùi.

Đối với cống hộp và công trình bị vùi không cần xét hiệu ứng động đất trừ trường hợp công trình đi qua vùng đứt gẫy đang hoạt động.

Phải xét đến khả năng đất bị hóa lỏng và các dốc trượt.

3.10.2. HỆ SỐ GIA TỐC

Khi áp dụng các quy định này hệ số “A” phải được xác định từ bản đồ phân vùng chấn động trong hình 1 và bảng 3.10.4.1 đẳng trị trong Hình 1.

Phải tiến hành những nghiên cứu riêng do chuyên gia giỏi thực hiện để xác định các hệ số gia tốc riêng theo vị trí và kết cấu nếu tồn tại bất kỳ một điều kiện nào dưới đây:

· Vị trí ở gần một đứt gãy đang hoạt động.

· Có thể có những động đất kéo dài trong vùng.

· Do tầm quan trọng của cầu cần xét đến một chu kỳ phô ra dài hơn (tức chu kỳ tái xuất hiện).

Tác động của các điều kiện đất tại chỗ được xét trong Điều 3.10.5.

Hình 3.10.2-1- Các hệ số gia tốc

3.10.3. CÁC MỨC ĐỘ QUAN TRỌNG

Để tính toán về động đất, Chủ đầu tư phải xếp loại cầu đang xét vào một trong ba mức độ quan trọng như sau:

· Các cầu đặc biệt quan trọng

· Các cầu thiết yếu, hoặc

· Các cầu thông thường

Cơ sở để xếp loại phải bao gồm các yêu cầu xã hội/sự sống còn và an ninh/quốc phòng. Trong việc phân loại cầu cần xét đến những thay đổi có thể trong tương lai về các điều kiện và các yêu cầu.

3.10.4. VÙNG ĐỘNG ĐẤT

Mỗi cầu phải được xếp vào một trong 3 vùng động đất phù hợp với Bảng 1.

Bảng 3.10.4-1 – Vùng động đất

Hệ số gia tốc	Vùng động đất	Cấp (MSK – 64)
A ≤ 0,09	1	Cấp ≤ 6,5
0.09 < A ≤ 0,19	2	6,5 < Cấp ≤ 7,5
0.19 < A < 0,29	3	7,5 < Cấp ≤ 8

3.10.5. CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH

3.10.5.1. Tổng quát

Ảnh hưởng của vị trí cầu phải được đưa vào trong việc xác định các tải trọng động đất cho cầu.

Hệ số thực địa S quy định trong Bảng 1 phải dựa trên loại đất được xác định trong các Điều 310.5.2 đến 3.10.5.5.

Bảng 3.10.5.1-1- Hệ số thực địa

Hệ số thực địa	Loại đất
Hệ số thực địa	I	II	III	IV
S	1,0	1,2	1,5	2,0

Ở những vị trí công trình không biết đầy đủ chi tiết về tính chất của đất để xác định loại đất, hoặc khi đất không khớp với một trong 4 loại, thì hệ số thực địa S phải lấy theo đất loại II.

3.10.5.2. Đất loại I

Đất được xếp vào loại I gồm:

· Đá các loại hoặc là đá sit dạng kết tinh, hoặc

· Đất cứng có bề dày nhỏ hơn 60000 mm và đất phủ trên nền đá là cát, sỏi cuội hoặc sét cứng trầm tích ổn định.

3.10.5.3. Đất loại II

Đất dính cứng hoặc đất rời sâu có bề dày vượt quá 60000 mm và loại đất phủ trên nền đá là cát, sỏi cuội hay sét cứng trầm tích ổn định được xếp vào loại II.

3.10.5.4. Đất loại III

Đất sét mềm đến nửa cứng và cát được đặc trưng bởi lớp dày 9000 mm hay hơn nữa là sét mềm hay nửa cứng, có hoặc không có xen lẫn các lớp cát hoặc đất rời khác được xếp vào loại III.

3.10.5.5. Đất loại IV

Đất sét mềm hoặc bùn dày hơn 12000 mm được xếp vào loại IV.

3.10.6. HỆ SỐ ĐÁP ỨNG ĐỘNG ĐẤT ĐÀN HỒI

3.10.6.1. Tổng quát

Ngoài quy định khác Điều 3.10.6.2 hệ số đáp ứng động đất đàn hồi C_sm cho dạng thức dao động thứ m được lấy theo:

(3.10.6.1-1)

trong đó:

T_m = chu kỳ dao động kiểu thứ m (s)

A = hệ số gia tốc lấy theo Điều 3.10.2

S = hệ số thực địa lấy theo Điều 3.10.5

3.10.6.2. Các ngoại lệ

Đối với đất loại III và IV và đối với các kiểu dao động khác với kiểu cơ bản có chu kỳ nhỏ hơn 0,3 giây, thì C_sm phải lấy theo:

C_sm = A (0,8 + 4,0 T_m) (3.10.6.2-1)

Nếu chu kỳ dao động của một kiểu bất kỳ lớn hơn 4,0 giây thì trị số C_sm của kiểu đó phải lấy theo:

(3.10.6.2-2)

3.10.7. HỆ SỐ ĐIỀU CHỈNH ĐÁP ỨNG

3.10.7.1. Tổng quát

Để áp dụng các hệ số điều chỉnh ứng xử đã nói ở đây, các chi tiết kết cấu cần phải thỏa mãn quy định của các Điều 5.10.2.2,5.10.11 và 5.13.4.6.

Trừ những ghi chú ở đây, ứng lực động đất thiết kế của các kết cấu phần dưới và các liên kết giữa các bộ phận của kết cấu được liệt kê trong Bảng 2 phải được xác định bằng cách chia ứng lực rút ra từ phân tích đàn hồi cho hệ số điều chỉnh ứng xử thích hợp R, như quy định trong Bảng 1 và 2 tương ứng.

Hệ số R còn được quy định trong Bảng 2 cho các liên kết, các mối nối ướt giữa các bộ phận kết cấu và các kết cấu, chẳng hạn như liên kết cột với bệ móng, có thể được thiết kế để truyền ứng lực lớn nhất có thể phát sinh bởi khớp dẻo của cột hay bệ nhóm cột mà chúng liên kết như quy định trong Điều 3.10.9.4.3.

Nếu phương pháp lịch sử thời gian phi đàn hồi được dùng để phân tích, thì hệ số diều chỉnh ứng xử R sẽ lấy bằng 1,0 cho mọi kết cấu phần dưới và liên kết.

Bảng 3.10.7.1-1 – Hệ số điều chỉnh ứng xử R – Kết cấu phần dưới

Kết cấu phần dưới	Mức độ quan trọng
Kết cấu phần dưới	Tới hạn	Chủ yếu	Khác
Trụ kiểu tường có kích thước lớn	1,5	1,5	2,0
Bệ cọc BTCT · chỉ có cọc thẳng · có cả cọc xiên	1,5 1,5	2,0 1,5	3,0 2,0
Cột đơn	1,5	2,0	3,0
Cọc thép hay thép liên hợp và bệ cọc BTCT · chỉ có cọc thẳng · có cả cọc xiên	1,5 1,5	3,5 2,0	5,0 3,0
Bệ nhóm cột	1,5	3,5	5,0

Bảng 3.10.7.1-2 – Hệ số điều chỉnh ứng xử R – Các liên kết

Liên kết	Tất cả các cấp quan trọng
Kết cấu nhịp với mố	0,8
Khe co giãn trong nhịp của kết cấu phần trên	0,8
Cột trụ hay bệ cọc với rầm mũ hay kết cấu phần trên	1,0
Cột hay trụ với móng	1,0

3.10.7.2. Áp dụng

Tải trọng động đất được giả thiết tác dụng trong mọi phương ngang.

Hệ số R được dùng cho cả hai trục trực giao của kết cấu phần dưới.

Một trụ BTCT dạng tường có thể được tính toán như là cột đơn theo chiều mảnh nếu thỏa mãn một quy định cho cột trong Phần 5.

3.10.8. TỔ HỢP CÁC ỨNG LỰC ĐỘNG ĐẤT

Các ứng lực động đất đàn hồi trên mỗi trục chính của một cấu kiện được rút ra từ tính toán theo hai phương thẳng góc phải được tổ hợp thành hai trường hợp tải trọng sau:

· 100% của giá trị tuyệt đối của các ứng lực theo một trong các chiều vuông góc thứ nhất được tổ hợp với 30% của giá trị tuyệt đối của các ứng lực trong chiều vuông góc thứ hai.

· 100% của giá trị tuyệt đối của các ứng lực trong chiều vuông góc thứ hai được tổ hợp với 30% của giá trị tuyệt đối của các ứng lực trong chiều vuông góc thứ nhất.

3.10.9. TÍNH TOÁN LỰC THIẾT KẾ

3.10.9.1. Tổng quát

Đối với cầu một nhịp bất kể trong vùng động đất nào, lực liên kết thiết kế nhỏ nhất theo chiều bị cản trở giữa kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới không được lấy nhỏ hơn tích của hệ số thực địa, hệ số gia tốc nhân với tải trọng thường xuyên được phân phối về đó.

Bề rộng của bệ gối di động của cầu nhiều nhịp phải phù hợp hoặc với Điều 4.7.4.4 hoặc thiết bị cố định chiều dọc phải phù hợp với Điều 3.10.9.5.

3.10.9.2. Vùng động đất 1

Đối với cầu nằm trong vùng 1 có hệ số gia tốc nhỏ hơn 0,025 và nền đất thuộc loại I hoặc loại II, lực liên kết ngang thiết kế trong chiều cố định không được lấy nhỏ hơn 0.1 lần phản lực thẳng đứng do tải trọng thường xuyên chuyền vào đó và do các hoạt tải giả sử tồn tại trong khi có động đất.

Đối với các địa điểm khác trong vùng 1 thì lực liên kết ngang thiết kế trong các chiều cố định không được lấy nhỏ hơn 0.2 lần phản lực thẳng đứng do tải trọng thường xuyên chuyền vào đó và do các hoạt tải giả sử tồn tại trong khi có động đất.

Đối với mỗi phân đoạn liền của kết cấu phần trên thì tải trọng thường xuyên được phân phối cho liên kết trên trục gối cố định dùng để xác định lực liên kết thiết kế phải lấy bằng tổng tải trọng thường xuyên của đốt dầm.

Nếu mỗi gối đỡ một phân đoạn liền hoặc đỡ một nhịp giản đơn được cố định theo phương ngang thì tải trọng thường xuyên dùng để xác định lực liên kết phải lấy bằng phân lực do tải trọng thường xuyên tác dụng trên gối đó.

Mỗi gối cao su và các liên kết của chúng vào khối xây hay bản gối phải được thiết kế để chịu được lực động đất nằm ngang chuyền qua gối. Đối với tất cả các cầu trong vùng động đất 1 và tất cả các cầu một nhịp thì lực cắt do động đất không được nhỏ hơn lực liên kết được quy định ở đây.

3.10.9.3. Vùng động đất 2

Công trình trong vùng động đất 2 phải được tính toán phù hợp với yêu cầu tối thiểu được ghi trong các Điều 4.7.4.1 và 4.7.4.3.

Trừ móng, lực động đất thiết kế dùng cho các bộ phận bao gồm cả bệ cọc và tường chắn phải được xác định bằng cách chia lực động đất đàn hồi tính theo Điều 3.10.8 cho hệ số điều chỉnh đáp ứng thích hợp R lấy trong Bảng 3.10.7.1-1.

Lực động đất thiết kế dùng cho móng, trừ bệ cọc và tường chắn phải được xác định bằng cách chia lực động đất đàn hồi theo Điều 3.10.8 cho một nửa hệ số điều chỉnh đáp ứng R theo Bảng 3.10.7.1-1 đối với cấu kiện kết cấu phần dưới được liên kết vào móng đó. Giá trị của R/2 không được lấy nhỏ hơn 1,0.

Khi có một nhóm tải trọng không phải loại Đặc biệt quy định trong Bảng 3.4.1-1, chi phối việc thiết kế các cột, thì phải xem xét khả năng các lực động đất truyền xuống móng có thể lớn hơn lực tính theo cách quy định trên đây, do có thể vượt cường độ của các cột.

3.10.9.4. Vùng động đất 3

3.10.9.4.1. Tổng quát

Các kết cấu trong vùng động đất 3 phải được tính toán phù hợp với yêu cầu tối thiểu ghi trong các Điều 4.7.4.1 và 4.7.4.3.

3.10.9.4.2. Lực thiết kế điều chỉnh

Lực thiết kế điều chỉnh phải được xác định như trong Điều 3.10.9.3 trừ trường hợp tính móng phải lấy hệ số R bằng 1,0.

3.10.9.4.3. Lực khớp dẻo

Khớp dẻo phải biết chắc là xảy ra trước khi kết cấu và/hoặc móng bị phá hoại do vượt ứng suất hay do mất ổn định trong kết cấu và/hoặc trong móng. Khớp dẻo chỉ cho phép xuất hiện trong cột là chỗ dễ kiểm tra và sửa chữa. Sức kháng uốn dẻo của bộ phận kết cấu phần dưới phải được xác định phù hợp với các quy định trong các Phần 5 và 6.

Các cấu kiện và bộ phận liên kết với cột trong kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới cũng phải được thiết kế để chịu lực cắt ngang của cột, được xác định theo sức kháng uốn dẻo của cột bằng cách nhân sức kháng danh định của mặt cắt bê tông với 1,30 và của mặt cắt thép với 1,25.

Các lực cắt này, được tính trên cơ sở khớp dẻo, có thể coi như lực động đất cực hạn mà cầu có thể khai thác được.

3.10.9.5. Bộ phận cản dọc

Lực ma sát không được coi là một thiết bị cản hữu hiệu.

Bộ phận cản phải được thiết kế theo một lực được tính bằng hệ số gia tốc nhân với tải trọng thường xuyên của nhịp nhẹ hơn trong hai nhịp hoặc các bộ phận kề bên của kết cấu.

Nếu bộ phận cản là ở một điểm mà ở đó chuyển vị tương đối của mặt cắt kết cấu phần trên được thiết kế xảy ra trong quá trình hoạt động của động đất, thì phải cho phép đủ chậm trong bộ phận cản để bộ phận cản chỉ bắt đầu tác dụng sau khi chuyển vị vượt quá trị số thiết kế.

Khi bộ phận cản được đặt ở trụ hay cột thì bộ phận cản của mỗi nhịp có thể được liên kết với trụ hay cột tốt hơn là liên kết các nhịp liền kề với nhau.

3.10.9.6. Thiết bị neo giữ

Đối với vùng động đất 2 và 3, thiết bị neo giữ phải được đặt ở các gối và khớp trong kết cấu liên tục mà ở đó lực động đất thẳng đứng do tải trọng động đất dọc ngược chiều và vượt 50% nhưng không lớn hơn 100% phản lực do tải trọng thường xuyên gây ra. Trong trường hợp này lực nâng thực dùng để thiết kế thiết bị neo giữ phải lấy bằng 10% phản lực do tải trọng thường xuyên có thể phát huy nếu như giả định là dầm kê đơn giản lên gối.

Nếu lực động đất thẳng đứng dẫn đến lực nâng thì thiết kế neo giữ phải được tính toán để chịu được trị số lực lớn hơn trong hai trường hợp sau:

· 120% hiệu số giữa lực động đất thẳng đứng và phản lực do tải trọng thường xuyên, hoặc

· 10% phản lực do tải trọng thường xuyên.

3.10.10. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CẦU TẠM VÀ XÂY DỰNG PHÂN KỲ.

Bất kỳ cầu hoặc cầu được xây dựng từng phần nào được coi là tạm cho trên 5 năm thì phải thiết kế theo kết cấu vĩnh cửu và không được dùng các quy định của điều này.

Yêu cầu một trận động đất không được gây ra sập đổ toàn bộ hoặc một phần cầu nêu trong Điều 3.10.1 phải áp dụng cho cầu tạm dùng cho giao thông. Yêu cầu đó cũng phải được áp dụng cho các cầu được xây dựng phân kỳ dùng cho giao thông và/hoặc vượt qua đường giao thông. Hệ số gia tốc cho trong Điều 3.10.2 có thể được giảm bằng một hệ số không lớn hơn 2 để tính các lực đàn hồi và chuyển vị của cấu kiện. Các hệ số gia tốc cho các địa điểm xây dựng ở gần các đứt gãy đang hoạt động phải được nghiên cứu riêng. Các hệ số điều chỉnh đáp ứng cho trong Điều 3.10.7 có thể tăng lên bằng một hệ số không lớn hơn 1,5 để tính lực thiết kế. Hệ số này không được áp dụng cho các liên kết như xác định trong Bảng 3.10.7.1-2.

Các quy định về chiều rộng gối tối thiểu của Điều 4.7.4.4 phải áp dụng cho mọi cầu tạm và cầu xây dựng từng phần.

3.11. ÁP LỰC ĐẤT: EH, ES, LS VÀ DD

3.11.1. TỔNG QUÁT

Áp lực đất phải được coi là hàm số của:

· Loại đất và tỷ trọng của đất,

· Hàm lượng nước,

· Tính lưu biến của đất,

· Độ chặt,

· Vị trí nước ngầm,

· Tương tác giữa đất và công trình,

· Trị số tải trọng chất thêm, và

· Tác động của động đất.

3.11.2. ĐẦM NÉN

Khi lường trước tác dụng của thiết bị đầm máy xảy ra trong cự ly một nửa chiều cao tường lấy bằng chênh cao giữa điểm giao của lớp móng đường đã làm xong với lưng tường và đáy tường thì tác dụng bổ sung của áp lực đất do đầm lèn phải được đưa vào tính toán.

3.11.3. SỰ HIỆN DIỆN CỦA NƯỚC

Khi đất giữ không được thoát nước thì tác dụng của áp lực thủy tĩnh phải được bổ sung vào áp lực đất.

Trong trường hợp phía sau tường có thể đọng thành vũng thì tường phải được thiết kế để chịu áp lực ngang của đất phía dưới mức nước ngầm phải tính với tỷ trọng đất ngậm nước.

Nếu mức nước ngầm ở hai phía tường khác nhau thì phải xét tác dụng thấm đến ổn định của tường và khả năng phải đặt đường ống dẫn. áp lực lỗ rỗng sau tường được lấy gần đúng theo phương pháp dòng tịnh hay các phương pháp phân tích khác phải được cộng thêm vào ứng suất nằm ngang hữu hiệu khi tính tổng áp lực ngang của đất lên tường.

3.11.4. HIỆU ỨNG ĐỘNG ĐẤT

Hiệu ứng của khả năng khuếch đại của áp lực đất chủ động và/hoặc độ chuyển dịch của khối đất bị động do động đất phải được xét đến.

3.11.5. ÁP LỰC ĐẤT: EH

3.11.5.1. Áp lực đất cơ bản

Áp lực đất cơ bản được giả thiết là phân bố tuyến tính và tỷ lệ với chiều sâu đất và lấy bằng:

p = k_h g_s gz (x10^-9) (3.11.5.1 -1)

trong đó:

p = áp lực đất cơ bản (MPa)

k_h = hệ số áp lực ngang của đất lấy bằng k_o trong Điều 3.11.5.2 đối với tường không uốn cong hay dịch chuyển, hoặc k_a trong các Điều 3.11.5.3; 3.11.5.6 và 3.11.5.7 đối với tường uốn cong hay dịch chuyển đủ để đạt tới điều kiện chủ động tối thiểu.

g_s = tỷ trọng của đất (kg/m³)

z = chiều sâu dưới mặt đất (mm)

g = hằng số trọng lực (m/s²)

Trừ quy định khác đi, tổng tải trọng ngang của đất do trọng lượng đất lấp phải giả định tác dụng ở độ cao 0,4H phía trên đáy tường, trong đó H là tổng chiều cao tường tính từ mặt đất đến đáy móng.

3.11.5.2. Hệ số áp lực tĩnh (ở trạng thái nghỉ), k_o

Đối với đất được cố kết bình thường hệ số áp lực đất ngang tĩnh lấy như sau:

k_o = 1 – sinj_f(3.11.5.2 – 1)

trong đó:

j_f = gốc ma sát của đất thoát nước

k_o = hệ số áp lực đất tĩnh của đất quá cố kết.

Đối với đất quá cố kết hệ số áp lực đất ngang tĩnh có thể giả thiết thay đổi theo hàm số của tỷ lệ quá cố kết hay lịch sử ứng suất và có thể lấy bằng:

k_o = (1 – sinj_f) (OCR)^sin^j_t(3.11.5.2 – 2)

trong đó:

OCR = tỷ lệ quá cố kết

Các giá trị của ko cho các tỷ lệ quá cố kết khác nhau OCR có thể lấy ở Bảng 1.

Phù sa, sét, sét dẻo chảy không nên dùng làm đất đắp khi mà vật liệu hạt dễ thoát nước có sẵn.

Bảng 3.11.5.2 -1- Hệ số điển hình của áp lực đất ngang tĩnh

Loại đất	Hệ số áp lực đất ngang k_o
Loại đất	OCR = 1	OCR = 2	OCR = 5	OCR = 10
Cát rời	0,45	0,65	1,10	1,60
Cát vừa	0,40	0,60	1,05	1,55
Cát chặt	0,35	0,55	1,00	1,50
Đất phù sa bùn (ML)	0,50	0,70	1,10	1,60
Sét nhão (CL)	0,60	0,80	1,20	1,65
Sét dẻo chảy (CH)	0,65	0,80	1,10	1,40

3.11.5.3. Hệ số áp lực chủ động ka

Trị số của hệ số áp lực chủ động có thể lấy bằng:

	(3.11.5.3-1)
ở đây:
	(3.11.5.3-2)

trong đó:

d = góc ma sát giữa đất đắp và tường lấy như quy định trong Bảng 1 (độ)

b = góc của đất đắp với phương nằm ngang như trong Hình 1 (độ)

q = góc của đất đắp sau tường với phương thẳng đứng như trong Hình 1 (độ)

j = góc nội ma sát hữu hiệu (độ)

Đối với các điều kiện khác với miêu tả trong Hình 1, áp lực đất chủ động có thể tính bằng phương pháp thử dựa theo lý thuyết lăng thể trượt.

Hình 3.11.5.3-1. Chú giải Coulomb về áp lực đất

Bảng 3.11.5.3-1 – Góc ma sát của các loại vật liệu khác nhau

Mặt tiếp giáp của vật liệu

Góc ma sát
d (độ)

Bê tông toàn khối trên vật liệu nền sau đây:

· Đá chắc sạch

· Sỏi cuội, cát sỏi, cát thô sạch

· Cát mịn đến trung bình, phù sa cát trung đến thô phù sa hoặc sỏi cuội chứa sét sạch

· Cát mịn, phù sa hoặc cát mịn đến trung chứa sét sạch

· Phù sa cát mịn, phù sa không dẻo

· Đất sét tiền cố kết rất cứng và rắn

· Đất sét cứng vừa và cứng và đất sét có bùn

Vật liệu xây trên vật liệu móng có cùng hệ số ma sát

29 đến 31

24 đến 29

19 đến 24

17 đến 19

22 đến 26

17 đến 19

Cọc ván thép đối với các loại đất sau:

· Sỏi, cát sỏi, đá sạch

· Cát sỏi lẫn phù sa, đá cứng một cỡ sạch

· Cát lẫn phù sa, cát hoặc sỏi lẫn phù sa hoặc đất sét

· Phù sa lẫn cát mịn, phù sa không dẻo

Bê tông đúc tại chỗ hay lắp ghép, cọc ván bê tông trong các loại đất sau:

· Sỏi, cát sỏi, đá dăm sạch

· Cát lẫn phù sa, cát sỏi lẫn phù sa, đá cứng một cỡ sạch

· Cát lẫn phù sa, sỏi hoặc cát lẫn phù sa hoặc sét

· Phù sa lẫn cát mịn phù sa không dẻo

22 đến 26

17 đến 22

Các vật liệu kết cấu khác:

· Khối xây trên khối xây, đá hóa thạch và đá biến chất

– đá đẽo mềm trên đá đẽo mềm

– đá đẽo cứng trên đá đẽo mềm

– đá đẽo cứng trên đá đẽo cứng

· Khối xây trên gỗ ngang thớ

· Thép trên cọc ván thép cài vào nhau

3.11.5.4. Hệ số áp lực bị động, k_p

Đối với đất không dính giá trị của hệ số áp lực bị động có thể lấy từ Hình 1 cho trường hợp tường nghiêng hoặc thẳng đứng và nền đắp bằng hoặc từ Hình 2 cho trường hợp tường thẳng đứng và nền đáp dốc. Đối với điều kiện khác với những miêu tả trong Hình 1 và 2 áp lực bị động có thể tính bằng cách sử dụng phương pháp thử dựa trên cơ sở lý thuyết lăng thể trượt. Khi sử dụng lý thuyết lăng thể trượt thì giá trị giới hạn của góc ma sát của tường không nên lấy lớn hơn một nửa góc nội ma sát, j.

Đối với đất dính áp lực bị động có thể xác định theo:

(3.11.5.4-1)

trong đó:

p_p = áp lực đất bị động (MPa)

g_s = tỷ trọng của đất (kg/m³)

z = độ sâu tính từ mặt đất

c = độ dính đơn vị (MPa)

k_p = hệ số áp lực bị động lấy theo Hình 1 và 2 khi thích hợp.

Hình 3.11.5.4-1- Cách tính áp lực đất bị động đối với tường nghiêng nền đắp bằng

Hình 3.11.5.4-2- Cách tính áp lực đất bị động đối với tường nghiêng, nền đắp dốc

3.11.5.5. Phương pháp chất lỏng tương đương để tính áp lực đất

Phương pháp chất lỏng tương đương không được dùng khi đất đắp không thoát nước được. Nếu không thỏa mãn tiêu chuẩn này, phải dùng các quy định của các Điều 3.11.3; 3.11.5.1 và 3.11.5.3 để tính áp lực đất ngang.

Khi sử dụng phương pháp chất lỏng tương đương, áp lực đất cơ bản p (MPa) có thể lấy như sau:

p = g_eq g Z (x 10^-9) (3.11.5.5-1)

trong đó

g_eq = tỷ trọng chất lỏng tương đương của đất, không nhỏ hơn 480(kg/m³)

Tổng hợp tải trọng đất nằm ngang do trọng lượng đất đắp phải được giả thiết là tác dụng tại chiều cao 0,4H phía trên đáy tường chắn, trong đó H là chiều cao toàn bộ của tường lấy từ mặt đất đến đáy móng.

Khi phân tích đất đắp dính không thoát nước thì áp lực đất phải tính theo áp lực chất lỏng tương đương.

Trị số chuẩn của tỷ trọng chất lỏng tương đương dùng trong thiết kế tường có chiều cao không vượt quá 6000 mm có thể lấy theo Bảng 1, trong đó:

D = chuyển vị của đỉnh tường theo yêu cầu để đạt được áp lực chủ động nhỏ nhất hoặc áp lực bị động lớn nhất do nghiêng hay chuyển dịch ngang (mm)

H = chiều cao tường (mm)

i = góc nghiêng của mặt đất đắp đối với tường thẳng nằm ngang (độ)

Độ lớn của thành phần thẳng đứng của tổng áp lực đất cho trường hợp mặt đất đắp dốc có thể lấy theo:

P_v = P_h tan I (3.11.5.5-2)

trong đó:

P_h = 0,5g_eq gH² (x 10^-9) (3.11.5.5-3)

Bảng 3.11.5.5-1- Giá trị điển hình của tỷ trọng chất lỏng tương đương của đất

Loại đất	Đất đắp bằng		Đất đắp với i = 25^o
Loại đất	Nghỉ g_eq(kg/m³)	D/H = 1/240 g_eq(kg/m³	Nghỉ g_eq(kg/m³)	D/H = 1/240 g_eq(kg/m³
Cát hoặc sỏi cuội xốp	880	640	1040	800
Cát hoặc sỏi cuội vừa	800	560	960	720
Cát hoặc cuội sỏi chặt	720	480	880	640
Phù sa chặt (ML)	960	640	1120	800
Đất sét gầy chặt (CL)	1120	720	1280	880
Đất sét béo chặt 9CH)	1280	880	1440	1040

3.11.5.6. Áp lực đất biểu kiến của tường neo

Có thể cho phép giả thiết về sự phân bố áp lực đất khác với những trường hợp ở đây nếu chúng phù hợp với độ uốn dự kiến của tường.

Đối với tường neo có một lớp neo thì áp lực đất có thể giả thiết phân bố tuyến tính tỷ lệ với độ sâu và phải áp dụng những quy định trong các Điều 3.11.5.2,3.11.5.3 và 3.11.5.4.

Đối với tường có hai hoặc nhiều lớp neo thì áp lực đất có thể giả thiết không thay đổi theo chiều sâu. Đối với tường được xây dựng từ đỉnh xuống thì áp lực đất được tính như Hình 1, trong đó P_a có thể lấy theo:

P_a = 0,65 x 10^-9 k_a g‘_s gH²(3.11.5.6-1)

trong đó:

H = chiều cao cuối cùng của tường (mm)

k_a = hệ số áp lực đất chủ động = tan² (45^o – jf/2)

g‘_s = tỷ trọng hữu hiệu của đất (kg/m³)

Hình 3.11.5.6-1 – Phân bố áp lực đất biểu kiến lên tường vĩnh cửu có hai hoặc nhiều lớp neo được thi công từ đỉnh xuống

Đối với tường được thi công đất đắp từ đáy lên thì độ lớn tổng hợp lực phân bố đều theo hình chữ nhật có thể giả thiết bằng 130% của tổng hợp lực phân bố tam giác được xác định phù hợp với các quy định của Điều 3.11.5.3.

Khi tìm áp lực thiết kế cho một tường neo phải xét đến các chuyển vị của tường có thể ảnh hưởng đến kết cấu liền kề và/hoặc các công trình kỹ thuật ngầm.

3.11.5.7. áp lực đất của tường đất ổn định cơ học (MSE)

Hợp lực trên đơn vị chiều rộng phía sau của tường MSE thể hiện trên các Hình 1, 2 và 3 được coi là tác dụng tại độ cao h/3 tính từ đáy tường phải được lấy bằng:

P_a = 0,5 x 10^-9 g_s g h² k_a(3.11.5.7-1)

trong đó:

P_a = hợp lực trên đơn vị chiều rộng (N/mm)

g_s = tỷ trọng đất đắp (kg/m³)

h = chiều cao giả định của sơ đồ áp lực đất ngang lấy theo các Hình 1, 2 và 3 (mm)

k_a = hệ số áp lực chủ động như quy định trong Điều 3.11.5.3, với góc taluy đất đắp b lấy theo quy định trong Hình 2 và 3 và góc d lấy bằng 0,0.

Hệ số áp lực đất ở trạng thái nghỉ k_o để xác định an toàn chống phá hỏng kết cấu có thể lấy như sau:

k_o = 1 – sin j_f(3.11.5.7-2)

Hình 3.11.5.7-1 – Phân bố áp lực đất trên tường MSE với mặt đất đắp nằm ngang

Hình 3.11.5.7-2 – Phân bố áp lực đất trên tường MSE với mặt đất đắp dốc

Hình 3.11.5.7-3 – Phân bố áp lực đất trên tường MSE với mặt đất đắp theo đường gẫy khúc

3.11.6. TẢI TRỌNG CHẤT THÊM ES VÀ LS

3.11.6.1. Tổng quát

Khi có một tải trọng chất thêm phải bổ sung thêm một áp lực đất ngang không đổi vào áp lực đất cơ bản – áp lực đất không đổi này có thể lấy bằng:

D_p = k_s q_s (3.11.6.1-1)

trong đó:

D_p = áp lực đất ngang không đổi do tác dụng của tải trọng chất thêm phân bố đều (MPa)

k_s = hệ số áp lực đất do tác dụng của tải trọng chất thêm

q_s = hoạt tải tác dụng lớn nhất (MPa)

Đối với áp lực đất chủ động k_s phải lấy bằng k_a, với áp lực đất tĩnh k_s phải lấy bằng k_o. Ngoài ra đối với loại đất đắp và độ dịch chuyển của tường cụ thể có thể dùng giá trị trung gian phù hợp.

Phân bố áp lực ngang lên tường D_ph, tính bằng MPa, do dải tải trọng phân bố đều song song với tường có thể lấy bằng:

(3.11.6.1-2)

ở đây:

p = cường độ tải trọng (MPa)

a = góc được quy định trong Hình 1 (RAD)

d = góc được quy định trong Hình 1 (RAD)

Hình 3.11.6.1-1 – áp lực ngang trên tường do dải tải trọng phân bố đều

Phân bố áp lực ngang D ph lên tường, tính bằng MPa, do dải tải trọng tập trung có thể lấy bằng:

(3.11.6.1-3)

ở đây:

P = tải trọng (N)

R = cự ly tia từ điểm tác động của p (ÁP LỰC) điểm trên tường như quy định trong Hình 2 (mm)

X = cự ly ngang từ lưng tường tới điểm tác động của tải trọng (mm)

Z = cự ly đứng từ điểm tác động của tải trọng tới cao độ của một điểm trên tường đang xem xét (mm)

v = hệ số Poisson (DIM) (3.11.6.1)

Hình 3.11.6.1-2 – áp lực ngang lên tường do một tải trọng tập trung

Áp lực ngang D_ph, tính bằng MPa, do một tải trọng tuyến dài vô hạn song song với tường có thể lấy bằng:

(3.11.6.1-4)

ở đây:

Q = cường độ tải trọng N/mm

và các ký hiệu khác như xác định ở trên và trong Hình 3

Hình 3.11.6.1-3 – Áp lực ngang lên tường do một tải trọng tuyến dài vô hạn song song với tường

Phân bố áp lực ngang lên tường D_ph, tính bằng MPa, do một tải trọng tuyến dài hữu hạn thẳng góc với tường có thể lấy bằng:

(3.11.6.1-5)

trong đó:

	(3.11.6.1-6)
	(3.11.6.1-7)

ở đây:

X₁ = cự ly từ sau tường đến điểm đầu của tải trong tuyến như quy định trong Hình 4 (mm)

X₂ = chiều dài của hoạt tải (mm)

Z = chiều sâu từ mặt đất đến điểm đang xem xét trên tường (mm)

v = hệ số Poisson (DIM)

Q = cường độ tải trọng (N/mm)

Hình 3.11.6.1- 4 – áp lực ngang lên tường gây ra bởi tải trọng tuyến tính có hạn thẳng góc với tường

3.11.6.2. Hoạt tải chất thêm: LS

Hoạt tải chất thêm phải được xét đến khi tải trọng xe tác dụng trên mặt đất đắp trong phạm vi một đoạn bằng chiều cao tường ở phía sau mặt sau tường. Đối với đường ô tô cường độ tải trọng phải lấy phù hợp với các quy định của Điều 3.6.1.2. Nếu tải trọng chất thêm khác với đường ô tô thì chủ đầu tư phải quy định và/hoặc chấp nhận một hoạt tải chất thêm phù hợp.

Sự tăng áp lực ngang do hoạt tải chất thêm có thể tính theo:

D_p = k g_s g h_eq (x 10^-9) (3.11.6.2-1)

trong đó:

D_p = áp lực đất ngang không đổi do tác dụng của hoạt tải chất thêm phân bố đều (MPa)

g_s = tỷ trọng của đất (kg/m³)

k = hệ số áp lực đất

h_eq = chiều cao đất tương đương với xe tải thiết kế (mm).

Chiều cao đất tương đương cho tải trọng đường ô tô, h_eq có thể lấy từ Bảng 1. Đối với chiều cao tường trung gian phải dùng nội suy tuyến tính.

Chiều cao tường phải lấy bằng khoảng cách từ mặt đất đắp đến đáy bệ móng.

Bảng 3.11.6.2-1 – Chiều cao tương đương của đất dùng cho tải trọng xe

Chiều cao tường (mm)	heq (mm)
≤ 1500	1700
3000	1200
6000	760
≥ 9000	610

3.11.6.3. Chiết giảm tải trọng

Nếu tải trọng xe chuyển qua một bản được đỡ bởi các bộ phận khác ngoài đất thì có thể được phép chiết giảm tải trọng.

3.11.7. CHIẾT GIẢM ÁP LỰC ĐẤT

Đối với cống và cầu và các bộ phận của chúng khi áp lực đất có thể giảm tác dụng bởi các tải trọng hay lực khác, sự chiết giảm đó phải được giới hạn trong phạm vi áp lực đất có thể được coi là tác dụng thường xuyên. Khi thiếu số liệu chính xác hơn, có thể chiết giảm 50% nhưng không được tổ hợp với hệ số tải trọng nhỏ nhất được xác định trong Bảng 3.4.1-2.

3.11.8. LỰC KÉO XUỐNG (XÉT MA SÁT ÂM)

Ứng lực do tác động kéo xuống đối với cọc hay cọc khoan do lún của khối đất tiếp giáp với cọc hay cọc khoan phải được xác định theo các quy định của Phần 10.

3.12. ỨNG LỰC DO BIẾN DẠNG CƯỠNG BỨC: TU, TG, SH, CR, SE

3.12.1. TỔNG QUÁT

Nội lực trong cấu kiện do tác dụng của từ biến và co ngót phải được xét đến. Hiệu ứng của gradien nhiệt cần được đưa vào một cách thỏa đáng. Trong phân tích cũng phải đưa vào ứng lực do biến dạng của cấu kiện chịu lực, chuyển vị của điểm tác dụng của tải trọng và chuyển dịch của gối.

3.12.2. NHIỆT ĐỘ PHÂN BỐ ĐỀU

3.12.2.1. Biên độ nhiệt độ cầu

Nhiệt độ cao nhất và thấp nhất bình quân của cầu phải lấy như quy định trong Bảng 1. Để tính toán hiệu lực lực biến dạng nhiệt phải lấy độ chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất bình quân của cầu với nhiệt độ thi công được giả thiết trong thiết kế.

Biên độ nhiệt cho trong Bảng 1 áp dụng cho sàn cầu cao tới 2m với lớp mặt dày 100 mm đối với sàn cầu bê tông và 40 mm đối với sàn cầu thép. Khi dùng sàn cầu cao hơn hoặc chiều dày lớp mặt khác thì cần sửa lại biên độ nhiệt cho phù hợp.

Bảng 3.12.2.1-1- Biên độ nhiệt độ cầu

Vùng khí hậu

Kết cấu bê tông

Mặt cầu bê tông trên dầm hoặc hộp thép

Mặt cầu thép trên dầm hoặc hộp thép

Bắc vĩ độ 16^oB

(Đèo Hải Vân)*

+ 5^oC đến + 47^oC

+ 1^oC đến + 55^oC

– 3^oC đến + 63^oC

Nam vĩ độ 16^oB

(Đèo Hải Vân)

+ 10^oC đến + 47^oC

+ 6^oC đến + 55^oC

+ 2^oC đến + 63^oC

* Ghi chú: Đối với các địa điểm ở phía bắc vĩ độ 16^o B và ở độ cao cao hơn mặt biển trên 700m nhiệt độ thấp nhất trong bảng phải trừ bớt 5^o C.

3.12.2.2. Nhiệt độ lắp đặt

Nhiệt độ lắp đặt cầu hay bộ phận của cầu được lấy theo trị số trung bình thực tế của nhiệt độ không khí trong 24 giờ ngay trước khi tiến hành lắp đặt.

3.12.2.3. Biên độ nhiệt độ không khí

Các biên độ nhiệt độ của cầu quy định trong Bảng 3.12.2.1-1 là dựa trên biên độ nhiệt độ không khí trong bóng râm 0^oC đến 45^oC ở phía bắc vĩ độ 16^oB (đèo Hải Vân) và + 5^oC đến 45^oC ở phía nam vĩ độ 16^oB. Khi có số liệu về nhiệt độ của địa điểm cụ thể, có thể dùng để xác định nhiệt độ không khí trong bóng râm cao nhất và thấp nhất với chu kỳ 100 năm và nhiệt độ cầu trong Bảng 3.12.2.1-1 có thể được sửa lại cho phù hợp.

3.12.3. GRADIEN NHIỆT

Các tác động của gradien nhiệt khác nhau trong kết cấu phần trên của cầu cần phải được lấy từ cả hai điều kiện chênh nhiệt dương (mặt trên nóng hơn) và chênh nhiệt âm (mặt trên lạnh hơn).

Gradien nhiệt theo chiều thẳng đứng trong kết cấu nhịp bê tông hay thép bê tông liên hợp có bản mặt cầu bằng bê tông có thể lấy như trong Hình 1. Các giá trị T1, T2 và T3 trong Hình 1 được cho trong Bảng 1 cho cả hai trường hợp chênh nhiệt dương và âm. Kích thước “A” trong Hình 1 được lấy như sau:

· 300 mm cho kết cấu nhịp BTCT có chiều cao 400 mm hay lớn hơn

· Đối với mặt cắt BTCT có chiều cao thấp hơn 400 mm thì lấy nhỏ hơn chiều cao thực tế 100 mm

· Đối với kết cấu nhịp thép bê tông liên hợp cự ly “t” phải lấy bằng chiều dày bản mặt cầu bằng bê tông.

Đối với kết cấu phần trên gồm mặt cầu bằng thép và dầm hoặc hộp thép gradien nhiệt phải được xác định bằng một phương pháp được thừa nhận và được chủ đầu tư chấp nhận.

Gradien nhiệt cho trong Bảng 1 dùng cho mặt cầu có lớp phủ dày 100 mm. Khi dùng chiều dày lớp phủ khác đi thì các giá trị cần sửa lại cho phù hợp.

Khi phải tính đến gradien nhiệt thì ứng suất nội và biến dạng của kết cấu do cả gradien nhiệt dương và âm có thể được xác định theo các quy định của Điều 4.6.6.

Hình 3.12.3-1. Gradiend nhiệt trong phương thẳng đứng trong kết cấu nhịp thép và bê tông

Bảng 3.12.3-1- Gradient nhiệt

Thông số	Gradien nhiệt dương	Gradien nhiệt âm
T₁	+23	-7
T₂	+6	-1
T₃	+3	0

3.12.4. CO NGÓT KHÁC NHAU

Ở nơi thích hợp, ứng biến do co ngót khác nhau giữa bê tông có tuổi và thành phần khác nhau, giữa bê tông và thép phải được xác định theo các quy định của Phần 5.

3.12.5. TỪ BIẾN

Ứng biến do từ biến của bê tông phải phù hợp với các quy định của Phần 5. Khi xác định ứng lực và biến dạng do từ biến phải xét đến sự phụ thuộc theo thời gian và những thay đổi của ứng suất nén.

3.12.6. ĐỘ LÚN

Phải xét đến ứng lực do các giá trị cực hạn của độ lún khác nhau giữa các kết cấu phần dưới và trong phạm vi các đơn nguyên kết cấu phần dưới. Tính toán độ lún có thể được tiến hành theo các quy định của Điều 10.7.2.3.

3.13. LỰC MA SÁT: FR

Lực do ma sát chung gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát giữa các mặt trượt. Khi thích hợp phải xét đến tác động của độ ẩm và khả năng giảm phẩm chất hoặc nhiễm bẩn của mặt trượt hay xoay đối với hệ số ma sát.

3.14. VA CỦA TÀU THUYỀN: CV

3.14.1. TỔNG QUÁT

Tất cả các cầu vượt qua đường giao thông thủy phải được thiết kế xét tàu thuyền va với kết cấu phần dưới và khi thích hợp cả với kết cấu phần trên. Các cầu phải:

· Thiết kế để chịu được lực va của tàu và/hoặc

· Phải được bảo vệ đầy đủ bởi vật chắn, ụ chống va, hộ đạo, đảo hoặc các thiết bị có thể bỏ đi khác

Chủ đầu tư phải thiết lập và/hoặc duyệt tàu thuyền thiết kế, vận tốc thiết kế và bất kỳ yêu cầu riêng nào cho cầu với sự phối hợp của Cục đường sông Việt nam hoặc Cục hàng hải Việt nam khi thích hợp. Trong điều này đề ra những yêu cầu tối thiểu, có tính khuyến nghị, về tàu thuyền thiết kế, vận tốc thiết kế và tác dụng của các lực va.

Chủ đầu tư phải quy định hoặc thông qua mức độ hư hỏng của các cấu kiện cầu, bao gồm các hệ thống phòng vệ để chống đỡ.

Khi xác định tải trọng va của tàu và mức độ hư hỏng cho phép phải xét đến:

· Kích thước, loại hình, điều kiện chất tải và tần suất của tàu sử dụng đường thủy;

· Các vận tốc điển hình của tàu khi di chuyển trên đường thủy và sự biến đổi theo mùa của dòng chảy;

· Vị trí các trụ đỡ trên các luồng thông thương;

· Độ sâu nước và sự biến đổi theo mùa của nó;

· Sự đáp ứng kết cấu của cầu đối với lực va; và

· Tầm quan trọng về kinh tế và chiến lược của cầu trên mạng đường bộ.

3.14.2. TÀU THIẾT KẾ

Tàu thiết kế được xét cho các cấp đường sông khác nhau cho trong Bảng 1. Kích thước và trọng tải các tàu thiết kế cho trong Bảng 2. Cả hai bảng cho những yêu cầu tối thiểu, có tính khuyến nghị để thiết kế va tàu; như được mô tả trong Điều 3.14.1, tình hình riêng của mỗi công trình nên được xem xét và các đặc trưng của tàu nên sửa đổi nếu cần. Đối với các cầu gần cảng hoặc ở cửa sông cần được xem xét đặc biệt, nơi mà chiều rộng luồng và chiều sâu nước có thể cho phép các tàu lớn hơn rất nhiều so với các tàu cho trong các Bảng 1 và 2.

Bảng 3.14.2-1 -Tàu thiết kế cho các cấp đường sông

Cấp đường sông	Tấn trọng tải của tàu thiết kế (DWT)
Cấp đường sông	Tàu tự hành	Xà lan kéo
I	2000	500
II	1000	500
III	300	400
IV	200	400
V	100	100
VI	40	100

Bảng 3.14.2-2 – Kích thước tàu thiết kế

Đối với cầu nhiều nhịp, nơi các phần cầu ở xa luồng thông thuyền chính hoặc đi qua đoạn nước nông hơn, có thể xét loại tàu thiết kế nhỏ hơn đối với các phần cầu đó theo sự chấp thuận của chủ đầu tư. Các phần cầu trên sông với mức nước cao nhất bình quân năm không sâu quá 600 mm thì không cần xét. Với các cầu lớn phương pháp luận xác suất mô tả trong Điều 3.14.5 của Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRFD lần xuất bản thứ hai (1998) có thể được dùng để xác định tàu thiết kế.

3.14.3. VẬN TỐC VA THIẾT KẾ

Vận tốc va thiết kế V có tính khuyến nghị dùng cho mỗi loại tàu thiết kế phải lấy như trong Bảng 1, trong đó:

V_S = vận tốc bình quân năm của dòng chảy liền kề bộ phận cầu được xem xét (m/s)

Bảng 3.14.3-1- Vận tốc va thiết kế cho tàu thiết kế

TÀU THIẾT KẾ	VẬN TỐC VA THIẾT KẾ (M/S)
Tàu tự hành ³ 1000 DWT	3,3+V_S
Tàu tự hành < 1000 DWT	2,5+V_S
Xà lan kéo	1,6+V_S

Đối với cầu nhiều nhịp, nơi các bộ phận cầu ở xa luồng thông thuyền chính có thể xét loại vận tốc va thiết kế thấp hơn đối với các phần cầu đó theo sự chấp thuận của Chủ đầu tư. Với các cầu lớn phương pháp luận được mô tả trong Điều 3.14.6 của tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRFD lần xuất bản thứ hai (1998) có thể được dùng để xác định tốc độ va thiết kế.

3.14.4. NĂNG LƯỢNG VA TÀU

Động năng của tàu chuyển động được hấp thụ trong quá trình va chạm không lệch tâm với trụ cầu được lấy như sau:

KE = 500 C_HMV²(3.14.4-1)

trong đó:

KE = năng lượng va tàu (joule)

M = lượng rẽ nước của tàu (Mg)

C_H = hệ số khối lượng thủy động học

V = vận tốc va tàu (m/s)

Khối lượng của tàu M phải dựa trên điều kiện chất hàng của tàu và phải bao gồm khối lượng không tải của tàu cộng với khối lượng hàng đối với tàu có tải hoặc khối lượng nước dằn đối với tàu không tải hoặc ít tải. Khối lượng của xà lan kéo phải là tổng của khối lượng của tàu kéo/đẩy và khối lượng của dãy xà lan trong chiều dài kéo.

Hệ số khối lượng thủy động học C_H phải lấy theo:

· Nếu tịnh không dưới sống tàu vượt quá 0,5 lần mớn nước:

C_H = 1,05 (3.14.4-2)

· Nếu tịnh không dưới sống tàu ít hơn 0,1 lần mớn nước:

C_H = 1,25 (3.14.4-3)

Giá trị của C_H có thể nội suy từ phạm vi trên cho các giá trị trung gian của tĩnh không dưới sống tàu. Tĩnh không dưới sống tàu phải lấy bằng khoảng cách giữa đáy tàu và đáy luồng.

3.14.5. LỰC VA TÀU VÀO TRỤ

Lực va đâm thẳng đầu tàu vào trụ phải được lấy như sau:

(3.14.5-1)

trong đó:

P_s = lực va tàu tĩnh tương đương (N)

DWT = tấn trọng tải của tàu (Mg)

V = vận tốc va tàu (m/s)

3.14.6. CHIỀU DÀI HƯ HỎNG CỦA MŨI TÀU

Chiều dài nằm ngang của mũi tàu bị bẹp bởi va chạm với vật cứng phải được lấy như sau:

(3.14.6-1)

trong đó:

a_s = chiều dài hư hỏng của mũi tàu (mm)

KE = năng lượng va của tàu (joule)

P_s = lực va của tàu được xác định theo Phương trình 3.14.5-1 (N)

3.14.7. LỰC VA CỦA TÀU LÊN KẾT CẤU PHẦN TRÊN

3.14.7.1. Va với mũi tàu

Lực va của mũi tàu lên kết cấu phần trên phải được lấy theo:

P_BH = R_BH P_S(3.14.6-1)

trong đó:

a_s = chiều dài hư hỏng của mũi tàu (mm)

KE = năng lượng va của tàu (joule)

P_s = lực va của tàu được xác định theo Phương trình 3.14.5-1 (N)

3.14.7. LỰC VA CỦA TÀU LÊN KẾT CẤU PHẦN TRÊN

3.14.7.1. Va với mũi tàu

Lực va của mũi tàu lên kết cấu phần trên phải được lấy theo:

P_BH = R_BHP_s (3.14.7.1-1)

trong đó:

P_BH = lực va của mũi tàu lên kết cấu phần trên bị lộ (N)

R_BH = tỷ số của chiều cao kết cấu phần trên bị lộ trên tổng chiều cao mũi tàu

P_s = lực va của tàu lấy theo Phương trình 3.14.5-1 (N)

Về mục đích của điều này, phần bị lộ là đoạn đứng chập nhau giữa tàu và kết cấu phần trên của cầu với chiều cao của vùng va chạm.

3.14.7.2. Va với ca bin tàu

Lực va chạm của ca bin tàu với kết cấu phần trên phải được lấy như sau:

P_DH = R_DHP_s(3.14.7.2-1)

trong đó:

P_DH = lực va của ca bin tàu (N)

R_DH = hệ số chiết giảm được xác định ở đây

P_s = lực va của tàu như quy định trong phương trình 3.14.5.1 (N)

Đối với tàu vượt quá 100 000 DWT, R_DH phải lấy bằng 0,10. Đối với tàu nhỏ hơn 100 000 DWT thì hệ số chiết giảm phải lấy theo:

(3.14.7.2-2)

3.14.7.3. Va với cột tàu

Lực va của cột tàu với kết cấu phần trên phải được lấy theo:

P_MT = 0,10 P_DH(3.14.7.3-1)

trong đó:

P_MT = lực va của cột tàu (N)

P_DH = lực va của ca bin tàu quy định trong Phương trình 3.14.7.2-1 (N)

3.14.8. LỰC VA CỦA XÀ LAN VÀO TRỤ

Lực va N vào trụ do xà lan sông phải được lấy như sau:

· Nếu a_B < 100 mm thì:

P_B = 6,0 x 10⁴ a_B(3.14.8-1)

· Nếu a_B ³ 100 mm thì:

P_B = 6,0 x 10⁶ + 1600 a_B(3.14.8-2)

trong đó:

P_B = lực va tĩnh tương đương của xà lan (N)

a_B = chiều dài hư hỏng của mũi xà lan quy định trong Phương trình 3.14.9.1 (mm)

3.14.9. CHIỀU DÀI HƯ HỎNG CỦA MŨI XÀ LAN

Chiều dài bị hư hỏng theo đường nằm ngang của mũi xà lan sông phải được lấy theo:

(3.14.9-1)

trong đó:

a_B = chiều dài hư hỏng của mũi xà lan (mm)

KE = năng lượng va của tàu (joule)

3.14.10. HƯ HỎNG Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Cho phép hư hỏng hoặc sập đổ cục bộ các bộ phận của kết cấu phần dưới và kết cấu phần trên miễn là:

· Ở trạng thái giới đặc biệt hạn các bộ phận còn lại của kết cấu còn đủ độ dẻo và độ dư để ngăn chặn sự sập đổ của kết cấu phần trên, và

· Các bộ phận kết cấu bị hư hỏng có thể kiểm tra và sửa chữa một cách tương đối không phức tạp.

Có thể làm kết cấu bảo vệ trụ cầu như một cách khác để loại trừ hoặc giảm bớt tải trọng va của tàu thuyền vào kết cấu cầu ở mức độ chấp nhận được.

3.14.11. TÁC DỤNG CỦA LỰC VA

3.14.11.1. Thiết kế kết cấu phần dưới

Khi thiết kế kết cấu phần dưới lực tĩnh tương đương song song và thẳng góc với đường tim của luồng vận tải phải được tác dụng riêng biệt như sau:

· 100% lực va thiết kế trong phương song song với đường tim luồng vận tải,

· hoặc 50% của lực va thiết kế trong phương thẳng góc với đường tim luồng vận tải.

Tất cả bộ phận của kết cấu phần dưới lộ ra để có thể tiếp xúc với bất kỳ phần nào của vỏ tàu hay mũi tàu đều phải được thiết kế để chịu được tải trọng va. Khi xác định bộ phận tiếp xúc lộ ra của kết cấu phần dưới với tàu thuyền phải xét đến mũi tàu nhô ra, khoảng nghiêng hoặc thon của tàu và xà lan. Cũng phải xét đến sự va của mũi tàu gây nên tiếp xúc với bất kỳ phân lõm nào của kết cấu phần dưới.

Trong hai trường hợp thiết kế ở đây lực va phải tác dụng vào kết cấu phần dưới phù hợp với các giới hạn sau đây:

· Để tính ổn định tổng thể, lực va thiết kế được coi là một lực tập trung tác dụng lên kết cấu phần dưới ở mức nước cao trung bình hàng năm của đường thủy như trong Hình 1.

· Để tính lực va cục bộ, lực va thiết kế được tác dụng như một tải trọng tuyến thẳng đứng phân bố đều dọc theo chiều cao của mũi tàu như trong Hình 2. Mũi tàu được coi là nghiêng về phía trước khi xác định diện tích tiếp xúc tiềm tàng của lực va với kết cấu phần dưới. Đối với va xà lan, lực va cục bộ được coi như một tải trọng tuyến thẳng đứng phân bố đều trên mũi xà lan như trong Hình 3.

Hình 3.14.11.1-1 – Lực va tập trung của tàu lên trụ

Hình 3.14.11.1-2 – Tải trọng va tàu dạng tuyến lên trụ

Hình 3.14.11.1-3 – Lực va của xà lan lên trụ

3.14.11.2. Thiết kế kết cấu phần trên

Khi thiết kế kết cấu phần trên, lực va thiết kế phải tác dụng như một lực tĩnh ngang tương đương lên bộ phận kết cấu nhịp theo chiều song song với đường tim luồng vận tải.

3.14.11. BẢO VỆ KẾT CẤU PHẦN DƯỚI

Kết cấu bảo vệ có thể được xây dựng để loại trừ hoặc làm giảm va chạm của tàu thuyền với phần lộ ra của kết cấu phần dưới của cầu bao gồm đệm chắn, nhóm cọc, kết cấu đỡ trên cọc, ụ chống va, đảo và kết cấu hỗn hợp của chúng.

Có thể cho phép hệ thống bảo vệ bị hư hỏng nặng hoặc sập đổ miễn là các kết cấu này chặn được tàu trước khi va vào trụ cầu hoặc chuyển hướng tàu đi ra khỏi phạm vi trụ.

Phần 4 –

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT CẤU

4.1. PHẠM VI

Phần này mô tả các phương pháp phân tích thích hợp để thiết kế và đánh giá các loại cầu, nhưng chỉ giới hạn trong việc mô hình hóa kết cấu và xác định tác động của lực (hiệu ứng lực).

Cũng có thể sử dụng các phương pháp phân tích khác dựa trên các tính chất vật liệu được đưa ra trong các tài liệu và thỏa mãn điều kiện cân bằng và tính tương hợp.

Nhìn chung, các kết cấu cầu được phân tích trên cơ sở tính đàn hồi. Tuy nhiên, phần này cho phép phân tích không đàn hồi hoặc phân bố lại hiệu ứng lực trong một số kết cấu nhịp dầm liên tục. Nó quy định rõ việc phân tích không đàn hồi đối với các cấu kiện chịu nén làm việc ở trạng thái không đàn hồi và được coi như là một trường hợp của các trạng thái giới hạn đặc biệt (cực hạn).

4.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Phương pháp phân tích được chấp nhận – Phương pháp phân tích không đòi hỏi việc xác minh lại và đã trở thành thông dụng trong thực tế kỹ thuật kết cấu công trình.

Tỉ số mặt cắt – Tỉ số giữa chiều dài và chiều rộng của hình chữ nhật

Các điều kiện biên – Các đặc trưng hạn chế kết cấu về liên kết gối và/hoặc tính liên tục giữa các mô hình kết cấu

Đường bao – Lấy 2 hoặc nhiều hơn các cực trị của các tham số để vẽ đường bao đặc trưng nhằm đạt được một thiết kế thiên về an toàn.

Phương pháp biến dạng cổ điển – Phương pháp phân tích trong đó kết cấu được chia thành các thành phần mà độ cứng của chúng có thể được tính một cách độc lập. Điều kiện cân bằng và tính tương hợp giữa các thành phần được bảo đảm bằng cách xác định biến dạng tại các giao diện.

Phương pháp lực cổ điển – Phương pháp phân tích trong đó kết cấu được chia thành các thành phần tĩnh định và tính tương hợp giữa các thành phần được bảo đảm bằng cách xác định lực tại các giao diện.

Phương pháp giải đúng dần – Một hoặc nhiều phương trình, bao gồm cả những phương trình dựa trên các chuỗi hội tụ cho phép tính toán các hiệu ứng lực bằng cách đưa trực tiếp tải trọng và các tham số kết cấu vào phương trình.

Tính tương hợp (Điều kiện tương thích) – Sự tương đương hình học của chuyển động tại giao diện của các thành phần được nối với nhau.

Thành phần – Một đơn vị kết cấu đòi hỏi thiết kế riêng biệt, từ này đồng nghĩa với từ cấu kiện.

Phép khử dần – Quá trình làm giảm số phương trình phải giải bằng cách tạo mối liên hệ giữa các biến số phải khử dần nhờ việc phân tích các biến số giữ lại.

Chiều rộng của lõi – Chiều rộng kết cấu nhịp liền khối trừ đi phần hẫng của bản mặt cầu.

Mặt cầu – Cấu kiện, có hoặc không có lớp áo đường, trực tiếp chịu tải trọng của bánh xe

Hệ mặt cầu – Kết cấu phần trên, trong đó mặt cầu là một thể thống nhất với các cấu kiện đỡ, hoặc khi mà tác động hoặc biến dạng của các cấu kiện đỡ có ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc của mặt cầu.

Biến dạng – Sự thay đổi hình học của kết cấu do tác dụng của lực, bao gồm chuyển vị dọc trục, chuyển vị cắt hoặc xoay.

Bậc tự do – Một trong số những chuyển dịch tịnh tiến hoặc chuyển vị xoay cần thiết để xác định chuyển động của một nút. Dạng dịch chuyển của các cấu kiện và/hoặc toàn bộ kết cấu có thể được xác định bằng số bậc tự do.

Thiết kế – Việc xác định kích thước và bố trí cấu tạo các cấu kiện và liên kết của cầu nhằm thỏa mãn các yêu cầu của các Tiêu chuẩn kỹ thuật.

Bậc tự do động – Bậc tự do trong đó khối lượng hoặc hiệu ứng của khối lượng đã được xét đến.

Đàn hồi – Sự làm việc của vật liệu kết cấu trong đó tỉ lệ giữa ứng suất và biến dạng là hằng số, và khi lực thôi tác dụng thì vật liệu quay trở lại trạng thái ban đầu như khi chưa chịu tải.

Phần tử – Một phần của cấu kiện hoặc bộ phận được cấu tạo chỉ bằng một loại vật liệu.

Vùng biên – Vùng kết cấu không áp dụng được lý thuyết thông thường về dầm do tính gián đoạn của kết cấu và/hoặc do phân bố của tải trọng tập trung.

Trạng thái cân bằng – Trạng thái có tổng lực và mô men đối với bất kỳ điểm nào trong không gian đều bằng không.

Dầm tương đương – Dầm giản đơn cong hoặc thẳng chịu được cả tác động của lực xoắn và uốn.

Dải tương đương – Một phần tử tuyến tính nhân tạo được tách ra từ mặt cầu để phân tích, trong đó hiệu ứng của lực cực trị tính cho một đường của tải trọng bánh xe, theo phương ngang hoặc dọc, sẽ xấp xỉ bằng các tải trọng này xuất hiện thật trên mặt cầu.

Phương pháp sai phân hữu hạn – Phương pháp phân tích trong đó phương trình vi phân khống chế được thỏa mãn chỉ ở các điểm riêng biệt của kết cấu.

Phương pháp phần tử hữu hạn – Phương pháp phân tích trong đó kết cấu được tách ra thành các phần tử nối với nhau tại các nút, dạng của trường chuyển vị của các phần tử được giả định, tính tương hợp một phần hoặc đầy đủ sẽ được duy trì giữa giao diện của các phần tử, và các chuyển vị nút được xác định bằng cách sử dụng nguyên lý biến đổi năng lượng hoặc phương pháp cân bằng

Phương pháp dải hữu hạn – Phương pháp phân tích trong đó kết cấu được chia thành các dải nhỏ song song, dạng chuyển vị của dải được giả định và tính tương hợp từng phần được duy trì giữa các giao diện của các phần tử. các tham số chuyển vị của mô hình được xác định bằng cách sử dụng nguyên lý biến đổi năng lượng hoặc phương pháp cân bằng.

Phương pháp bản gập – Phương pháp phân tích trong đó kết cấu được chia thành các bản thành phần và cả hai yêu cầu về điều kiện cân bằng và tính tương hợp được thỏa mãn tại các giao diện giữa các phần tử.

Vết bánh xe – Diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường

Hiệu ứng lực – Biến dạng, ứng suất hoặc hợp lực, có nghĩa là lực dọc trục, lực cắt, mô men uốn và mô men xoắn gây ra do tải trọng tạo nên biến dạng hoặc thay đổi thể tích.

Nền móng – Cấu kiện đỡ có được sức kháng bằng cách truyền tải trọng của nó lên nền đất hoặc nền đá.

Tác động khung – Tính liên tục ngang giữa bản mặt cầu và bản bụng của mặt cắt ngang rỗng hoặc giữa bản mặt cầu với các cấu kiện chịu lực chính của các cầu rộng.

Tác động khung đối với gió – Sự uốn ngang của bản bụng dầm và của phần giằng khung nếu có, nhờ vậy mà tải trọng gió ngang được truyền một phần hoặc toàn bộ lên bản mặt cầu.

Sự phân tích tổng thể – Sự phân tích kết cấu như một tổng thể

Vị trí khống chế – Vị trí và hướng của tải trọng tức thời để gây ra tác động cực trị của hiệu ứng lực.

Phương pháp mạng dầm tương đương – Phương pháp phân tích mà trong đó toàn bộ hoặc một phần của kết cấu phần trên được tách thành các phần tử trực hướng đại diện cho các đặc trưng của kết cấu.

Tính không đàn hồi – Mọi trạng thái làm việc của kết cấu mà ở đó tỉ lệ giữa ứng suất và biến dạng không phải là một hằng số và một phần của biến dạng vẫn tồn tại sau khi dỡ tải.

Hoạt tải làn xe – Sự tổ hợp giữa 2 trục của xe hai trục với tải trọng phân bố đều, hoặc sự tổ hợp của xe tải thiết kế với tải trọng phân bố đều theo thiết kế.

Lý thuyết biến dạng lớn – Mọi phương pháp phân tích mà các ảnh hưởng của biến dạng lên hiệu ứng lực luôn luôn được xét tới

Nguyên tắc đòn bẩy – Tổng mô men tĩnh tại một điểm để tính phản lực ở điểm thứ hai.

Ứng xử tuyến tính – Sự làm việc của kết cấu trong đó biến dạng tỉ lệ thuận với tải trọng

Phân tích cục bộ – Sự nghiên cứu theo chiều cao mặt cắt về quan hệ ứng suất và biến dạng bên trong cấu kiện hoặc giữa các cấu kiện bằng cách sử dụng các hiệu ứng lực đã tính toán được từ những phân tích tổng thể hơn

Bộ phận, cấu kiện – Như định nghĩa về cấu kiện.

Phương pháp phân tích – Phương pháp dùng toán học đế xác định biến dạng, lực và ứng suất.

Mô hình – Sự lý tưởng hóa theo vật lý hoặc toán học của kết cấu hoặc một bộ phận của nó để phân tích.

Kết cấu liền khối – Các cầu một hộp thép và/hoặc một hộp bê tông kết cấu nhịp cầu bê tông đúc tại chỗ đặc hoặc rỗng, và kết cấu nhịp cầu đúc sẵn bao gồm các phần tử dọc đặc hoặc rỗng được liên kết chặt với nhau bằng cách tạo dự ứng lực căng sau theo chiều ngang.

Nút – Điểm mà ở đó các phần tử hữu hạn hoặc các cấu kiện của hệ mạng dầm gặp nhau. Trong phương pháp sai phân hữu hạn, nút là một điểm mà ở đó phương trình vi phân cơ bản được thỏa mãn.

Ứng xử phi tuyến – Sự làm việc của kết cấu khi mà độ võng không tỉ lệ thuận với tải trọng do ứng suất ở trong phạm vi không đàn hồi, hoặc độ võng gây ra sự thay đổi khá lớn về hiệu ứng lực, hoặc do kết hợp cả hai tình huống trên.

Trực hướng – Vật thể mà theo hai hoặc nhiều phương vuông góc với nhau thì có tính chất vật lý khác nhau.

Nút dàn – Điểm mà ở đó đường tim của các cấu kiện giao nhau, thường gặp ở dàn, vòm, cầu dây xiên và cầu dây võng.

Liên kết chốt – Liên kết giữa các cấu kiện tại một điểm bằng chốt coi như không có ma sát.

Điều kiện biên chốt – Điều kiện biên cho phép quay tự do, nhưng không cho phép tịnh tiến trong mặt phẳng tác dụng.

Điểm uốn ngược – Điểm mà tại đó chiều của mô men uốn thay đổi; đồng nghĩa với từ điểm uốn.

Xe chuẩn xếp hạng – Dãy trục sử dụng như một cơ sở chung để thể hiện khả năng chịu tải của cầu.

Độ cứng – Hiệu ứng lực sinh ra bởi biến dạng đơn vị tương ứng trên đơn vị chiều dài của cấu kiện.

Mô men thứ cấp – Các mô men được sinh ra trong kết cấu siêu tĩnh do tác động của kéo sau.

Chuỗi hoặc Phương pháp điều hòa – Phương pháp phân tích trong đó mô hình tải trọng được phân chia thành các phần nhỏ thích hợp, những phần như vậy tương ứng với một số hạng của chuỗi vô hạn hội tụ, nhờ đó các biến dạng của kết cấu được mô tả.

Góc chéo – Góc giữa đường tim của gối đỡ và đường thẳng vuông góc với tim đường.

Lý thuyết biến dạng nhỏ – Cơ sở cho phương pháp phân tích mà trong đó có thể bỏ qua ảnh hưởng của biến dạng đến các hiệu ứng lực trong kết cấu.

Khoảng cách giữa các dầm – Khoảng cách tim tới tim của các đường gối đỡ

Dầm phân bố – Những dầm không có tiếp xúc vật lý trực tiếp, đỡ mặt cầu bê tông đúc tại chỗ.

Độ cứng – Hiệu ứng lực phát sinh từ biến dạng đơn vị.

Ứng biến – Độ giãn dài trên một đơn vị chiều dài.

Biên độ của ứng suất – Độ chênh đại số giữa các ứng suất cực trị.

Mô hình con – Thành phần cấu thành của mô hình kết cấu tổng thể.

Biến dạng cưỡng bức – Tác động của lún, từ biến và thay đổi nhiệt độ và/hoặc độ ẩm.

Xe Tandem – Xe có hai trục với trọng lượng bằng nhau, đặt kề sát nhau và nối cứng với nhau

Tải trọng bánh xe – Một nửa của tải trọng thiết kế của trục xe.

Đường chảy dẻo – Đường khớp nối dẻo.

Phương pháp đường chảy dẻo – Phương pháp phân tích trong đó một số đồ thị đường chảy dẻo có thể có được xem xét để xác định khả năng chịu tải trọng.

4.3. KÝ HIỆU

A = diện tích dầm, dầm dọc hoặc bộ phận kết cấu (mm²) (4.6.2.2.1)

A_s = diện tích tổng cộng của các sườn tăng cường (mm²) (4.6.2.6.4)

a = chiều dài vùng chuyển tiếp của bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu của dầm hộp bê tông (mm); cự ly giữa các cấu kiện tăng cứng dọc, hoặc bề rộng sườn cứng trong mặt cầu thép trực hướng (mm) (4.6.2.6.2) (4.6.2.6.4)

B = khoảng cách giữa các dầm ngang (mm) (4.6.2.6.4)

b = chiều dài lốp xe (mm), bề rộng dầm (mm), bề rộng bản cánh dầm đo về mỗi phía của bản bụng đầm (mm) (4.6.2.6.2) (4.6.2.6.4)

b_e = bề rộng bản cánh hữu hiệu tương ứng với vị trí cụ thể của từng phần đoạn nhịp đang xét quy định ở hình 1 (4.6.2.1.8) (4.6.2.6.2)

b_o = bề rộng bản bụng dầm chiếu lên mặt phẳng trung tuyến của kết cấu nhịp cầu (mm) (4.6.2.6.2)

b_m = bề rộng bản cánh hữu hiệu cho phân đoạn phía trong của nhịp xác định theo hình 2: Trường hợp đặc biệt của b_e (mm) (4.6.2.6.2)

b_n = bề rộng bản cánh hữu hiệu đối với các lực pháp tuyến tác dụng tại vùng neo (mm) (4.6.2.6.2)

b_s = bề rộng bản cánh hữu hiệu tại các gối đỡ phía trong hoặc đối với bản cánh hẫng như được xác định theo Hình 2: Trường hợp đặc biệt của b_e (mm) (4.6.2.6.2)

C = hệ số liên tục; Tham số độ cứng (4.6.2.1.8) (4.6.2.2.1)

C_m = hệ số gradien của mô men (4.5.3.2.2b)

C_l = tham số của các gối đỡ chéo (4.6.2.2.2e)

D = D_x/D_y, bề rộng phân bố trên 1 làn (mm) (4.6.2.1.8) (4.6.2.2.1)

D_x = độ cứng chống uốn theo phương của các thanh cốt thép chủ (N.mm²/mm) (4.6.2.1.8)

D_y = độ cứng chống uốn thẳng góc với các thanh cốt thép chủ (N.mm²/mm) (4.6.2.1.8)

d = chiều cao của dầm hoặc dầm dọc phụ (mm) (4.6.2.2.1)

d_e = khoảng cách giữa bản bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong của đá vỉa hoặc rào chắn giao thông (mm) (4.6.2.2.1)

d_o = chiều cao của kết cấu nhịp (mm) (4.6.2.2.2)

E = mô đun đàn hồi (MPa); bề rộng tương đương (mm) (4.5.3.2.2b) (4.6.2.3)

E_MOD = mô đun đàn hồi của cáp, được cải biến cho các hiệu ứng phi tuyến (MPa) (4.6.3.7)

e = hệ số điều chỉnh phân bố tải trọng, khoảng cách sườn trong mặt cầu thép trực hướng (mm) (4.6.2.6.4)

e_g = khoảng cách giữa các trọng tâm của dầm và mặt cầu (mm) (4.6.2.2.1)

f_c = ứng suất tính toán đã nhân hệ số, được hiệu chỉnh để tính các hiệu ứng lực thứ cấp (MPa) (4.5.3.2.2.2b)

f_2b = ứng suất tương ứng với M₂_b (MPa) (4.5.3.2.2.2b)

f_2s = ứng suất tương ứng với M₂_s (MPa) (4.5.3.2.2.2b)

g = hệ số phân bố (4.6.2.2.1)

H = chiều cao trung bình của kết cấu phần dưới đỡ gối đang được xét (mm) (4.7.4.4)

H, H₁, H₂ = thành phần nằm ngang của lực cáp (N) (4.6.3.7)

l = mô men quán tính (mm⁴) (4.5.3.2.2b)

l_p = mô men quán tính cực (mm⁴) (4.6.2.2.1)

ls = mô men quán tính của dải tương đương (mm⁴) (4.6.2.1.5)

J = hằng số xoắn St. Venant (mm⁴) (4.6.2.2.1)

K = hệ số chiều dài hữu hiệu cho sườn vòm: hằng số đối với các loại kết cấu khác nhau: hệ số chiều dài hữu hiệu của cột (4.5.3.2.2b) (4.6.2.2.1) (4.6.2.5)

K_g = tham số của độ cứng dọc (mm⁴) (4.6.2.2.1)

k = hệ số sử dụng để tính toán hệ số phân bố cho các cầu nhiều dầm (4.6.2.2.1)

k_s = hệ số cứng của dải (N/mm) (4.6.2.1.5)

L = chiều dài nhịp của bản mặt cầu (mm), chiều dài nhịp (mm), chiều dài nhịp của dầm (mm) (4.6.2.1.8) (4.6.2.2.1)

L₁ = chiều dài nhịp đã được sửa đổi lấy bằng giá trị nhỏ nhất trong 2 giá trị hoặc chiều dài nhịp thực tế hoặc 18000 (mm) (4.6.2.3)

L₂ = khoảng cách giữa các điểm uốn của dầm ngang (mm) (4.6.2.6.4)

l_i = chiều dài nhịp tương ứng (4.6.2.6.2)

l_u = chiều dài tự do của thanh chịu nén (mm); 1/2 chiều dài của sườn vòm (mm) (4.5.3.2.2b) (4.5.3.2.2c)

M = mô men do hoạt tải trên kết cấu kiểu hệ mạng dầm được lấp đầy một phần hoặc toàn phần (N.mm/mm) (4.6.2.1.8)

M_c = mô men tính toán đã nhân hệ số, được hiệu chỉnh để xét các hiệu ứng thứ cấp (N-mm); (4.5.3.2.2b)

MM = phương pháp đàn hồi nhiều dạng (4.7.4.3.1)

M_1b = mô men ở đầu thanh có giá trị nhỏ hơn của thanh chịu nén do tải trọng trọng lực sinh ra không bị oằn nhiều, mang giá trị dương nếu thanh bị uốn theo đường cong một chiều, mang giá trị âm nếu bị uốn theo đường cong hai chiều (N.mm) (4.5.3.2.2b)

M_2b = mô men trên thanh chịu nén do tải trọng trọng lực tính toán (đã nhân hệ số) không bị oằn lớn tính theo phân tích khung đàn hồi bậc nhất quy ước, luôn mang giá trị dương (N.mm) (4.5.3.2.2b)

M₂_s = mô men trên thanh chịu nén do tải trọng trọng lực tính toán hoặc tải trọng ngang tính toán (đã nhân hệ số) sinh ra độ oằn lớn hơn l_u/1500, tính theo phân tích khung đàn hồi bậc nhất quy ước, luôn mang giá trị dương (N.mm) (4.5.3.2.2b)

M₂_s = mô men trên thanh chịu nén do tải trọng trọng lực tính toán hoặc tải trọng ngang tính toán (đã nhân hệ số) sinh ra độ oằn lớn hơn l_u/1500 tính theo phân tích khung đàn hồi bậc nhất quy ước, luôn mang giá trị dương (N.mm) (4.5.3.2.2b)

N = chiều dài đỡ tựa tối thiểu (mm) (4.7.4.4)

N_b = số dầm, dầm dọc hay dầm tổ hợp (dàn) (4.6.2.2.1)

N_c = số ô trong dầm hộp bê tông (4.6.2.2.1)

N_L = số làn đường thiết kế (4.6.2.2.1)

n = tỷ số mô dun giữa dầm và mặt cầu (4.6.2.2.1)

P = tải trọng trục xe (N) (4.6.2.1.3)

P_e = tải trọng tới hạn (oằn dọc) Ơ le (N) (4.5.3.2.2b)

P_u = tải trọng tính toán (đã nhân hệ số) dọc trục (N) (4.5.3.2.2b)

p = áp lực lốp xe (MPa) (4.6.2.1.8)

r = hệ số chiết giảm tác dụng của lực dọc trong các cầu chéo (4.6.2.3)

S = khoảng cách của các cấu kiện đỡ (mm); khoảng cách của các dầm hoặc bản bụng dầm (mm), độ xiên của gối đỡ đo từ đường thẳng vuông góc với nhịp (DGE) (4.6.2.1.3) (4.6.2.2.1) (4,7,4,4)

S_b = khoảng cách giữa các thanh của mạng dầm (mm) (4.6.2.1.3)

SM = phương pháp dẻo dạng đơn (4.7.4.3.1)

TH = phương pháp lịch sử thời gian (4.7.4.3.1)

t = chiều dày của bản bản cánh trong mặt cầu thép trực hướng (mm) (4.6.2.6.4)

t_g = chiều dày lưới thép hoặc tấm thép hình lượn sóng (mm) (4.6.2.1.1)

t_o = chiều dày của lớp phủ kết cấu (mm) (4.6.2.2.1)

t_s = chiều dày của bản bê tông (mm) (4.6.2.2.1)

W = bề rộng từ mép tới mép của cầu(mm); tổng trọng lực của dây cáp (N) (4.6.2.2.1)

W_e = một nửa khoảng cách các bản bụng dầm, cộng với tổng các phần hẫng (mm)

W_l = bề rộng mép tới mép đã điều chỉnh của cầu, lấy bằng giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị hoặc bề rộng thực tế hoặc 1800 (mm) (4.6.2.3)

W = khoảng cách từ tải trọng đến điểm gối tựa (4.6.2.1.3)

µ = góc giữa dây cáp và phương nằm ngang (độ); (4.6.3.7)

d_b = mô men hoặc ứng suất phóng đại cho sự uốn nối (4.5.3.2.2b)

d_s = mô men hoặc ứng suất phóng đại cho sự uốn không nối (4.5.3.2.2b)

q = góc chéo (độ) (4.6.2.2.1)

m = hệ số Poisson (4.6.2.2.1)

j = hệ số kháng cho nén dọc trục; (4.5.3.2.2b)

4.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐƯỢC CHẤP NHẬN

Có thể sử dụng bất cứ phương pháp phân tích kết cấu nào thỏa mãn các yêu cầu về điều kiện cân bằng và tính tương hợp và sử dụng được mối liên hệ ứng suất – biến dạng cho loại vật liệu đang xét, chúng bao gồm các phương pháp sau và danh sách này còn có thể mở rộng hơn nữa:

· Phương pháp chuyển vị và phương pháp lực cổ điển,

· Phương pháp sai phân hữu hạn,

· Phương pháp phần tử hữu hạn,

· Phương pháp bản gấp khúc,

· Phương pháp dải băng hữu hạn,

· Phương pháp tương tự mạng dầm,

· Phương pháp chuỗi hoặc các phương pháp điều hòa khác,

· Phương pháp đường chảy dẻo.

Người thiết kế có trách nhiệm sử dụng các chương trình máy tính để dễ phân tích kết cấu và giải trình cũng như sử dụng các kết quả.

Trong tài liệu tính toán và báo cáo thiết kế cần chỉ rõ tên, phiên bản và ngày phần mềm được đưa vào sử dụng

4.5. MÔ HÌNH TOÁN HỌC

4.5.1. TỔNG QUÁT

Các mô hình toán học phải bao gồm tải trọng, đặc trưng hình học và tính năng vật liệu của kết cấu, và khi thấy thích hợp, cả những đặc trưng ứng xử của móng. Trong việc lựa chọn mô hình, phải dựa vào các trạng thái giới hạn đang xét, định lượng, hiệu ứng lực đang xét và độ chính xác yêu cầu.

Việc xem xét đến các lan can giao thông liên hợp liên tục phải hạn chế chỉ xét trong các trạng thái giới hạn khai thác và trạng thái giới hạn mỏi và trong đánh giá kết cấu, trừ phi quy định cho phép khác.

Không xét đến độ cứng của các lan can, dải tường phân cách giữa và các lan can giao thông không liên tục về mặt kết cấu trong khi phân tích kết cấu.

Phải đưa cách thể hiện thích hợp về đất và/hoặc đá làm móng cầu vào trong mô hình toán học của nền móng.

Khi thiết kế về động đất, phải xét đến sự chuyển động tổng thể và sự hóa lỏng của đất.

4.5.2. SỰ LÀM VIỆC CỦA VẬT LIỆU KẾT CẤU

4.5.2.1. Đàn hồi và không đàn hồi

Khi phân tích phải xét vật liệu của kết cấu làm việc tuyến tính cho đến giới hạn đàn hồi rồi sau đó làm việc không đàn hồi.

Đối với các tác động ở trạng thái giới hạn đặc biệt có thể xét trong phạm vi cả đàn hồi và không đàn hồi.

4.5.2.2. Sự làm việc đàn hồi

Tính chất và các đặc tính của vật liệu đàn hồi phải phù hợp với các quy định trong các Phần 5 và 6. Sự thay đổi các giá trị này do phát triển cường độ của bê tông non tuổi và các tác động của môi trường cần được đưa vào mô hình thích hợp.

Các đặc trưng độ cứng của bê tông và các bộ phận liên hợp phải dựa trên các mặt cắt bị nứt và/hoặc không bị nứt tùy theo trạng thái làm việc của kết cấu dự kiến. Độ cứng của cầu dầm bản có thể dựa trên sự tham gia toàn phần của bản mặt cầu bằng bê tông.

4.5.2.3. Sự làm việc không đàn hồi

Các mặt cắt của cấu kiện có khả năng biến dạng không đàn hồi phải được thể hiện là có thể biến dạng dẻo bằng sự hạn chế hoặc bằng cách khác. Khi sử dụng phép phân tích không đàn hồi thì phải xác định cơ cầu phá hủy dự tính trước và các vị trí khớp sẽ xuất hiện: Trong phân tích kết cấu phải xác nhận rằng sự phá hủy do cắt, do mất ổn định khi uốn dọc và do mất dính kết trong các bộ phận kết cấu chỉ xảy ra sau khi hình thành cơ cấu không đàn hồi khi uốn. Cần xét đến sự chịu tải quá mức dự kiến của cấu kiện mà trong đó khớp dẻo sẽ hình thành. Phải xét đến sự phá vỡ tính nguyên vẹn về hình học của kết cấu do các biến dạng lớn.

Mô hình không đàn hồi phải dựa trên hoặc là kết quả thử nghiệm vật lý hoặc dựa trên mối quan hệ tải trọng – biến dạng thu được bằng thí nghiệm. Ở chỗ nào sự làm việc không đàn hồi có thể xuất hiện bằng biện pháp hạn chế thì các mẫu thử phải bao gồm cả các phần tử tạo ra các hạn chế đó. Ở chỗ nào nội lực cực trị được dự kiến là lặp lại thì việc thử nghiệm cần phản ánh bản chất chu kỳ của chúng.

Ngoại trừ những chỗ được ghi chú, ứng suất và biến dạng phải dựa trên sự phân bố tuyến tính của ứng biến trong mặt cắt ngang của cấu kiện hình lăng trụ. Phải xét đến biến dạng do cắt của các cấu kiện cao. Không được vượt quá giới hạn về biến dạng bê tông, như đã nêu trong Phần 5.

Phải xét sự làm việc không đàn hồi của các cấu kiện chịu nén tại bất cứ chỗ nào thích hợp.

4.5.3. HÌNH HỌC

4.5.3.1. Lý thuyết biến dạng nhỏ

Nếu biến dạng của kết cấu không tạo ra sự thay đổi đáng kể của nội lực do sự tăng độ lệch tâm của các lực kéo hoặc nén thì có thể bỏ qua nội lực phụ thêm này.

4.5.3.2. Lý thuyết biến dạng lớn

4.5.3.2.1. Tổng quát

Nếu biến dạng của kết cấu gây ra thay đổi đáng kể về hiệu ứng lực thì phải xét các tác động của biến dạng trong các phương trình về điều kiện cân bằng.

Ảnh hưởng của biến dạng và tính chất không thẳng của các cấu kiện phải được xét khi phân tích về ổn định và các phân tích về biến dạng lớn.

Đối với các cấu kiện mảnh chịu nén, trong phân tích phải xem xét những tính chất vật liệu phụ thuộc vào thời gian và ứng suất gây ra những thay đổi đáng kể về hình học kết cấu.

Các hiệu ứng tương tác của các lực nén và kéo dọc trục trong các cấu kiện liền kề nhau phải được xem xét khi phân tích về khung và giàn.

Phải dùng tải trọng tính toán và không áp dụng nguyên lý cộng tác dụng của hiệu ứng lực trong phạm vi không tuyến tính. Thứ tự đặt tải trọng trong phân tích không tuyến tính phải theo đúng thứ tự đặt tải trên cầu thực tế.

4.5.3.2.2. Các phương pháp tính xấp xỉ

4.5.3.2.2a. Tổng quát

Ở những chỗ được phép trong Phần 5 và 6, những ảnh hưởng của biến dạng đối với hiệu ứng lực trên các cột kiểu dầm (cột chịu nén lệch tâm) và các vòm thỏa mãn các quy định của Bộ Tiêu chuẩn này có thể tính xấp xỉ bằng phương pháp điều chỉnh bước đơn, thường gọi là phương pháp phóng đại mô men.

4.5.3.2.2b. Sự phóng đại mô men – cột kiểu dầm:

Mô men hoặc ứng suất tính toán có thể được tăng lên để phản ánh tác dụng của biến dạng như sau:

M_c = d_bM_2b + d_sM_2s (4.5.3.2.2b – 1)

f_c = d_bf_2b + d_sf_2s(4.5.3.2.2b – 2)

trong đó:

	(4.5.3.2.2b-3)
	(4.5.3.2.2b-4)

ở đây:

P_u = tải trọng tính toán (đã nhân hệ số) dọc trục (N)

P_e = tải trọng uốn dọc tới hạn Ơle (N)

f = hệ số kháng nén dọc trục lấy theo Phần 5 và 6 nơi phù hợp

M₂_b = mô men trên thanh (cấu kiện) chịu nén do tải trọng trọng lực tính toán (đã nhân hệ số) mà không dẫn đến oằn đáng kể được tính toán bằng phương pháp khung đàn hồi bậc nhất quy ước, luôn luôn dương (N.mm)

f_2b = ứng suất tương ứng với M₂_b (MPa)

M₂_s = mô men trên thanh chịu nén do lực ngang tính toán hoặc tải trọng trọng lực tính toán (đã nhân hệ số) mà gây ra độ oằn, D lớn hơn lu/500, được tính bằng phương pháp phân tích khung đàn hồi bậc nhất quy ước, luôn luôn dương (N.mm).

f_2s = ứng suất tương ứng với M₂_s (MPa)

Đối với cột bê tông thép liên hợp tải trọng uốn dọc tới hạn Ơ le, Pe phải được xác định như trong Điều 6.9.5.1. Với tất cả các trường hợp khác, P_e phải lấy như sau:

(4.5.3.2.2b – 5)

trong đó:

= chiều dài tự do của thanh chịu nén (mm)

K = hệ số chiều dài hữu hiệu lấy theo Điều 4.6.2.5

E = mô đun đàn hồi (MPa)

l = mô men quán tính đối với trục đang xét (mm4)

Đối với các thanh bê tông chịu nén, các quy định trong Điều 5.7.4.3 cũng áp dụng được

Đối với các thanh giằng chống oằn, d_s lấy giá trị 1,0 trừ khi phân tích cho thấy có thể sử dụng giá trị nhỏ hơn có thể được sử dụng. Với các thanh không có giằng chống oằn, phải xác định d_b như đối với các thanh được giằng và xác định d_s như đối với các thanh không được giằng.

Đối với các thanh có giằng chống oằn và không có tải trọng ngang giữa các gối tựa, C_m có thể lấy như sau:

(4.5.3.2.2b – 6)

trong đó:

M_1b = mô men bé hơn tại đầu mút

M_2b = mô men lớn hơn tại đầu mút

Tỉ số M_1b/M₂_b được coi là dương nếu cấu kiện bị uốn theo độ cong một chiều và âm nếu nó bị uốn theo độ cong hai chiều.

Với tất cả các trường hợp khác, C_m phải được lấy bằng 1.0.

Trong các kết cấu không được giằng chống oằn, các cấu kiện chịu uốn và các phần móng tạo thành khung, cấu kiện chịu nén phải được thiết kế để chịu tổng các mô men đầu mút của cấu kiện chịu nén tại điểm nối.

Khi các cấu kiện chịu nén bị uốn theo cả hai trục chính, mô men tại mỗi trục phải được nhân với d, được xác định từ các điều kiện hạn chế tương ứng đối với trục đó.

Khi nhóm các cấu kiện chịu nén trên một cao độ bao gồm mố kiểu khung hoặc khi chúng được nối chắc chắn với cùng một kết cấu phần trên và tất cả cùng chống sự oằn của kết cấu, giá trị của d_s phải được tính cho một nhóm cấu kiện với SP_u và SP_e tương đương với tổng của tất cả các cột trong nhóm.

4.5.3.2.2c. Sự phóng đại mô men – các loại vòm

Mô men do hoạt tải và lực xung kích đã tính được nhờ phép phân tích biến dạng nhỏ phải được tăng lên bằng hệ số phóng đại mô men, db, như chỉ ra trong Điều 4.5.3.2.2b, với các định nghĩa sau:

ℓ_u = 1/2 chiều dài của sườn vòm (mm)

K = hệ số chiều dài hữu hiệu như chỉ ra trong Bảng 1

C_m = 1,0

Bảng 4.5.3.2.2c-1- Giá trị K cho chiều dài hữu hiệu của các sườn vòm

Tỉ lệ chiều cao/nhịp	Vòm 3 khớp	Vòm 2 khớp	Vòm ngàm cứng
0.1 – 0.2	1.16	1.04	0.70
0.2 – 0.3	1.13	0.70	0.70
0.3 – 0.4	1.16	1.16	0.72

4.5.3.2.3. Các phương pháp chính xác

Các phương pháp phân tích chính xác phải được dựa trên khái niệm về các lực thỏa mãn sự cân bằng tại vị trí biến dạng

4.5.4. CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN CỦA MÔ HÌNH

Các điều kiện biên phải thể hiện đước các đặc tính của gối tựa và tính liên tục.

Phải mô hình hóa các điều kiện của móng sao cho thể hiện được các tính chất của đất nằm dưới móng cầu, tác dụng tương hỗ của cọc với đất và các tính chất đàn hồi của cọc.

4.5.5. CẤU KIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG

Có thể mô hình hóa các cấu kiện không có dạng hình lăng trụ bằng cách chia nhỏ các thành phần thành một số các phần tử khung có đặc trưng về độ cứng đại diện cho kết cấu thực tế tại vị trí của cấu kiện.

Có thể mô hình hóa các cấu kiện hoặc các nhóm cấu kiện của các cầu có hoặc không có mặt cắt thay đổi như một cấu kiện đơn tương đương, miễn là thể hiện tất cả các đặc trưng về độ cứng của các cấu kiện hoặc các nhóm cấu kiện. Các đặc trưng về độ cứng tương đương có thể đạt được bằng các phương pháp giải có nghiệm kín, tích phân số, phân tích mô hình con, phương pháp chuỗi và tương tự song song.

4.6. PHÂN TÍCH TĨNH HỌC

4.6.1. ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH HỌC PHẲNG

4.6.1.1. Tỷ số mặt cắt phẳng

Nếu chiều dài nhịp của kết cấu phần trên với các mặt cắt kín cứng chịu xoắn vượt quá 2.5 lần chiều rộng của nó, thì kết cấu phần trên đó có thể được lý tưởng hóa như dầm giản đơn. Các định nghĩa về kích thước sau đây phải được dùng để áp dụng tiêu chuẩn này:

· Bề rộng: Bề rộng phần lõi của bản mặt cầu liền khối hoặc khoảng cách trung bình giữa các mặt ngoài của các bản bụng biên.

· Chiều dài đối với các cầu tựa giản đơn, hình chữ nhật: khoảng cách giữa các mối nối của bản mặt cầu, hoặc

· Chiều dài đối với các cầu liên tục và/hoặc cầu chéo: chiều dài của cạnh dài nhất của hình chữ nhật mà có thể vẽ được trong mặt bằng của bề rộng của nhịp bé nhất, như định nghĩa ở đây.

4.6.1.2. Các kết cấu cong trong mặt bằng

4.6.1.2.1. Tổng quát

Các đoạn của kết cấu nhịp cong trong mặt bằng có các mặt cắt kín cứng chịu xoắn mà góc ở tâm được đối diện bởi một nhịp cong hoặc một phần của nó, nhỏ hơn 12.0^o, có thể được phân tích như các đoạn thẳng.

Ảnh hưởng của độ cong có thể bỏ qua trong các mặt cắt hở với bán kính cong sao cho góc ở tâm được đối diện bởi một nhịp nhỏ hơn giá trị cho trong Bảng 1

Bảng 4.6.1.2.1-1 – Góc giới hạn ở tâm để cho phép bỏ qua độ cong khi xác định mô men uốn ban đầu

Số dầm	Góc cho 1 nhịp	Góc cho 2 nhịp và hơn 2 nhịp
2	2^o	3^o
3 hoặc 4	3^o	4^o
5 hoặc hơn	4^o	5^o

4.6.1.2.2. Kết cấu nhịp cứng chịu xoắn kiểu dầm đơn giản

Có thể phân tích kết cấu nhịp cong trong mặt bằng, kiểu dầm đơn giản cứng chịu xoắn uốn thỏa mãn điều kiện của Điều 4.6.1.1 về các hiệu ứng lực tổng thể như đối với dầm có sống cong.

Vị trí đường trục của loại dầm này phải lấy theo đường đi qua trọng tâm của mặt cắt, và phải tính độ lệch tâm của tải trọng bản thân theo phương pháp thể tích.

4.6.1.2.3. Kết cấu nhịp kiểu nhiều dầm

Kết cấu cong trong mặt phẳng nằm ngang mà không phải là các dầm giản đơn cứng chịu xoắn có thể được phân tích theo các mô hình, trong đó các đoạn của dầm dọc được giả thiết là thẳng giữa các giao điểm. Độ lệch tâm thực tế của phân đoạn giữa các giao điểm sẽ không được vượt quá 2,5% chiều dài của phân đoạn.

4.6.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH GẦN ĐÚNG

4.6.2.1. Mặt cầu

4.6.2.1.1 Tổng quát

Phương pháp phân tích gần đúng trong đó mặt cầu được chia thành những dải nhỏ vuông góc với các cấu kiện đỡ phải được xem như chấp nhận được đối với các kết cấu nhịp không phải loại mạng dầm được lấp đầy một phần hoặc toàn phần khi áp dụng các quy định trong Điều 4.6.2.1.8.

Khi áp dụng phương pháp dải thì phải lấy mô men dương cực trị trong bất cứ pa-nen sàn giữa các dầm để đặt tải cho tất cả các vùng có mô men men dương. Tương tự phải lấy mô men âm cực trị trên bất cứ dầm nào để đặt tải cho tất cả các vùng có mô men âm.

4.6.2.1.2. Khả năng áp dụng

Đối với những loại mặt cầu có những cấu kiện chế tạo sẵn, có thể được phép dùng các công cụ trợ giúp thiết kế thay cho phân tích kết cấu, nếu tính năng của kết cấu nhịp cầu đã được lập thành hồ sơ và có những luận cứ kỹ thuật thỏa đáng. Người kỹ sư phải chịu trách nhiệm về độ chính xác và việc dùng của bất kỳ trợ giúp thiết kế nào đem áp dụng.

Đối với các cầu bản và các bản bê tông có nhịp lớn hơn 4600 mm và có hướng nhịp tính toán là song song với hướng xe chạy, phải áp dụng điều 4.6.2.3.

4.6.2.1.3. Bề rộng của các dải tương đương bên trong

Có thể lấy bề rộng dải tương đương của mặt cầu theo Bảng 1. Khi kết cấu nhịp cầu chủ yếu đặt theo hướng song song với hướng xe chạy, các dải nhỏ đỡ tải trọng trục xe không được lấy lớn hơn 1000 mm cho hệ mạng dầm kiểu hở, và không được lấy lớn hơn 3600 mm cho tất cả các loại mặt cầu khác mà ở đó xét việc chất tải trọng lên nhiều làn. Đối với phần hẫng của mặt cầu, khi thích hợp, có thể sử dụng các quy định trong Điều 3.6.1.3.4 để thay thế bề rộng dải như nêu trong bảng 1 cho phần hẫng của mặt cầu. Các dải tương đương cho mặt cầu mà có nhịp dài chủ yếu bắc qua theo hướng ngang thì không được giới hạn bề rộng. Những ký hiệu sau đây áp dụng cho Bảng 1:

S = khoảng cách của các cấu kiện đỡ (mm)

P = tải trọng trục xe (N)

S_b = khoảng cách của các thanh trong hệ mạng dầm (mm)

+M = mô men dương

-M = mô men âm

X = khoảng cách từ tải trọng đến điểm gối tựa (mm)

Bảng 4.6.2.1.3-1- Các dải tương đương

LOẠI KẾT CẤU NHỊP CẦU

HƯỚNG CỦA DẢI CHÍNH LIÊN QUAN TỚI GIAO THÔNG

BỀ RỘNG CỦA DẢI CHÍNH

Bê tông:

· Đúc tại chỗ

· Đúc tại chỗ có ván khuôn bằng bê tông để lại vĩnh viễn

· Đúc sẵn, căng sau

Phần hẫng

Hoặc song song hoặc vuông góc

1140 + 0,833X

+M: 660 + 0,55S

-M: 1220 + 0,25S

+M: 660 + 0,55S

-M: 1220 + 0,25S

Thép:

· Hệ mạng dầm hở

· Hệ mạng dầm lấp đầy một phần hoặc toàn phần

· Hệ mạng dầm không lấp, liên hợp

Các dầm chủ chịu lực

0.007P + 4.0S_b

Áp dụng Điều 4.6.2.1.8

Áp dụng Điều 9.8.2.4

4.6.2.1.4. Bề rộng dải tương đương tại các mép của bản

4.6.2.1.4a. Tổng quát

Khi thiết kế, phải xem như có dầm biên quy ước là một dải băng có chiều rộng được quy định dưới đây công thêm bộ phận tăng chiều dày cục bộ gắn liền với nó hay bộ phận nhô ra có tác dụng thêm một phần nào đó của tải trọng làn thiết kế.

4.6.2.1.4b. Các mép dọc

Khi mặt cầu chủ yếu có nhịp bắc theo hướng xe chạy, bề rộng hữu hiệu của dải, có hoặc không có dầm biên, có thể được lấy giá trị bằng tổng của: Khoảng cách giữa mép của bản với bề mặt trong hoặc 4.6.2.3 (lấy cho phù hợp), nhưng chiều rộng hữu hiệu không được vượt quá một trong hai giá

4.6.2.1.4c. Các mép ngang

Bề rộng hữu hiệu của dải, có hoặc không có dầm biên có thể được lấy bằng tổng của: Khoảng cách giữa mép ngang của bản và đường trục của gối, thường là bản bụng dầm cộng với 1/2 bề rộng của dải như trong Điều 4.6.2.1.3, nhưng không vượt quá bề rộng dải tổng cộng, như Điều 4.6.2.1.3.

4.6.2.1.5. Phân bố tải trọng bánh xe

Nếu khoảng cách của các cấu kiện đỡ theo hướng phụ vượt quá 1.5 lần khoảng cách theo hướng chính, tất cả tải trọng bánh xe phải coi như được đặt lên dải chính, và các quy định trong Điều 9.7.3.2 có thể được áp dụng cho hướng phụ.

Nếu khoảng cách của các cấu kiện đỡ theo hướng phụ nhỏ hơn 1.5 lần khoảng cách theo hướng chính, thì mặt cầu phải được mô hình hóa như 1 hệ các dải giao nhau.

Bề rộng của các dải tương đương theo cả hai hướng có thể được lấy như trong Bảng 4.6.2.1.3-1. Mọi tải trọng bánh xe sẽ được phân bố giữa 2 dải giao nhau. Sự phân bố phải được xác định bằng tỉ số giữa độ cứng của dải và tổng của các độ cứng của các dải giao nhau. Nếu không có sự tính toán chính xác hơn thì độ cứng của dải có thể được ước lượng như sau:

K_s = (4.6.2.1.5-1)

trong đó:

l_s = mô men quán tính của dải tương đương (mm⁴)

S = khoảng cách giữa các cấu kiện đỡ (mm)

4.6.2.1.6. Tính toán các hiệu ứng lực

Các dải phải được coi như các dầm liên tục hoặc dầm đơn giản. Chiều dài nhịp phải được lấy bằng khoảng cách tâm đến tâm giữa các cấu kiện đỡ. Nhằm xác định hiệu ứng lực trong các dải, các cấu kiện đỡ phải được giả thiết là cứng vô hạn.

Các tải trọng bánh xe có thể được mô hình hóa như tải trọng tập trung hoặc như tải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp sẽ là chiều dài của diện tích tiếp xúc của lốp xe được chỉ ra trong Điều 3.6.1.2.5, cộng với chiều cao của bản mặt cầu. Các dải cần được phân tích bằng lý thuyết dầm cổ điển

Mặt cắt thiết kế cho các mô men âm và lực cắt có thể được lấy như sau:

· Cho dầm hộp bê tông và đúc liền khối: ở mặt cấu kiện đỡ,

· Cho dầm thép: ở 1/4 bề rộng bản cánh dầm kể từ đường tim của gối,

· Cho dầm bê tông đúc sẵn dạng T hoặc I: ở 1/3 bề rộng của bản cánh dầm, nhưng không quá 380 mm tính từ đường tim của gối,

Trong Điều này, mỗi bản bụng dầm của dầm hộp thép hoặc bê tông có thể được coi như là một cấu kiện đỡ riêng biệt

4.6.2.1.7. Hiệu ứng khung của mặt cắt ngang

Khi mặt cầu là một phần không tách rời của mặt cắt nhiều ngăn hoặc mặt cắt hình hộp hộp, thì độ cứng uốn hoặc xoắn của các thành phần đỡ của mặt cắt, tức là các bản bụng dầm và bản đáy dầm có thể gây ra các nội lực đáng kể trong bản mặt cầu. Phải đưa các thành phần đó vào trong tính toán bản mặt cầu.

Nếu chiều dài của phân đoạn khung được mô hình hóa như bề rộng của dải tương đương, có thể sử dụng các quy định của các Điều 4.6.2.1.3,4.6.2.1.5 và 4.6.2.1.6.

4.6.2.1.8. Sự phân bố hoạt tải trên hệ mạng dầm được lấp đầy một phần hoặc toàn phần

Các mô men tính theo đơn vị N.mm/mm của hệ mạng dầm do hoạt tải trong các mạng dầm được lấp đầy một phần hoặc toàn phần có thể được xác định như sau:

· Các thanh chính nằm ngang hướng xe chạy:

(4.6.2.1.8-1)

· Các thanh chính song song với hướng xe chạy:

(4.6.2.1.8-2)

trong đó:

S = chiều dài nhịp (mm),

500 mm < S < 10000 mm trong P/trình 1, và

500 mm < S < 5000 mm trong P/trình 2.

C = hệ số liên tục, bằng 1,0 cho nhịp giản đơn và 0,8 cho nhịp liên tục

ℓ = chiều dài lốp xe dọc theo hướng xe chạy, như trong Điều 3.6.1.2.5 (mm).

p = áp lực lốp xe lấy bằng 0.86 MPa

D = D_x/D_y

D_x = độ cứng uốn theo hướng của các thanh chính (N.mm²/mm)

D_y = độ cứng uốn vuông góc với các thanh chính (N.mm²/mm)

Khi các kết quả thí nghiệm không có sẵn, thì hệ số độ cứng, D, có thể lấy như sau:

· Cho mạng dầm được phủ đầy toàn phần ít nhất bằng lớp phủ liền khối dày 38mm……….2.0

· Cho tất cả các loại lưới được lấp đầy toàn phần khác……………………………………………….2,5

· Cho mạng dầm được phủ đầy một phần ít nhất bằng lớp phủ liền khối dày 38mm……… 8.0

· Cho tất cả các loại mạng dầm được phủ đầy một phần khác…………………………………….10.0

4.6.2.1.9. Phép phân tích không đàn hồi

Chủ đầu tư có thể cho phép dùng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn không đàn hồi

4.6.2.2. Các loại cầu dầm – bản

4.6.2.2.1. Phạm vi áp dụng

Nếu khoảng cách giữa các tim dầm vượt quá phạm vi áp dụng như chỉ ra trong các Bảng 4.6.2.2.2a-1 đến 4.6.2.2g-1, hoạt tải trên mỗi dầm là phản lực của các làn chịu tải dựa trên nguyên lý đòn bẩy trừ phi có quy định khác.

Quy định của Điều 3.6.1.1.2 không cho dùng các hệ số làn với phương pháp tải trọng xấp xỉ khác so với các phương pháp mô men tĩnh hoặc phương pháp đòn bẩy vì các hệ số đó đã được đưa vào trong các hệ số phân bố.

Các loại cầu nào không thỏa mãn các quy định của Điều này phải được phân tích như Điều 4.6.3.

Sự phân bố hoạt tải, như trong trong các Điều 4.6.2.2.2 và 4.6.2.2.3, có thể được sử dụng cho các dầm tổ hợp, dầm và các dầm dọc phụ mà không phải là dầm thép nhiều hộp có mặt cầu bê tông thỏa mãn các điều kiện sau đây và bất cứ điều kiện nào khác được đưa ra trong các bảng về các hệ số phân bố trong quy định ở đây:

· Bề rộng của mặt cầu là một hằng số

· Số dầm không nhỏ hơn 4, trừ phi được quy định khác

· Các dầm song song với nhau và có độ cứng xấp xỉ nhau

· Phần đường xe chạy của phần hẫng, de’ không vượt quá 910 mm, trừ phi được quy định khác

· Độ cong trong mặt bằng nhỏ hơn giới hạn được nêu trong Điều 4.6.2.1.2

· Mắt cắt ngang phù hợp với một trong những mặt cắt trong bảng 1

Nếu có sự khác biệt ở mức độ nhất định so với chiều rộng bản không đổi hoặc sự song song giữa các dầm thì có thể sử dụng các phương trình trong bảng hệ số phân phối và lấy theo giá trị thích hợp của cự ly dầm.

Các yêu cầu thêm về dầm thép nhiều hộp với bản mặt cầu bê tông được nêu trong Điều 4.6.2.2.2b.

Khi các cầu thỏa mãn các điều kiện nêu ra ở đây, tải trọng thường xuyên của bản mặt cầu và trên bản mặt cầu có thể được phân bố đều trong số các dầm và/hoặc các dầm dọc.

Hệ số phân bố hoạt tải nêu ở đây có thể được sử dụng để cho phép và đánh giá các loại xe mà tổng bề rộng của chúng so sánh được với bề rộng của xe tải thiết kế.

Các ký hiệu sau đây được áp dụng cho các bảng 4.6.2.2.2 đến 4.6.2.2.3:

A = diện tích của dầm dọc phụ, dầm hoặc dầm tổ hợp (mm²)

b = bề rộng của dầm (mm)

C = tham số độ cứng

d = chiều cao của dầm hoặc dầm dọc phụ (mm)

d_o = khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong của bó vỉa hoặc lan can chắn xe (mm)

D = bề rộng phân bố trên làn (mm)

e = hệ số điều chỉnh

g = hệ số phân bố

I_p = mô men quán tính cực (mm⁴)

J = mô men quán tính chống xoắn St. Venant

K = hằng số cho các loại kết cấu khác nhau

K_g = tham số độ cứng dọc (mm⁴)

L = nhịp của dầm

N_b = số dầm, dầm dọc phụ hoặc dầm tổ hợp

N_c = số ngăn trong một dầm hộp bê tông

N_L = số làn thiết kế nêu trong Điều 3.6.1.1.1

S = khoảng cách của các dầm hoặc các bản bụng dầm (mm)

t_g = chiều dày của lưới thép hoặc tấm thép lượn sóng (mm)

t_o = chiều dày của lớp phủ (mm)

t_s = chiều dày của bản bê tông (mm)

W = bề rộng mép-đến-mép của cầu (mm)

W_e = 1/2 khoảng cách bản bụng dầm, cộng với tổng phần hẫng (mm)

q = góc chéo (Độ)

m = hệ số Poisson

Trừ phi được quy định khác, các tham số độ cứng đối với diện tích, mô men quán tính và độ cứng chống xoắn được sử dụng ở đây và trong các Điều 4.6.2.2.2 và 4.6.2.2.3 phải được lấy theo mặt cắt ngang trên đó chịu tác dụng của tải trọng giao thông mà thông thường là mặt cắt liên hợp.

Tham số độ cứng dọc, K_g, phải được lấy theo:

K_g = n(I + Aee²_g) (4.6.2.2.1-1)

Với:

n = (4.6.2.2.1-2)

trong đó:

E_B = mô đun đàn hồi của vật liệu dầm (MPa)

E_d = mô đun đàn hồi của vật liệu bản (MPa)

I = mô men quán tính của dầm (mm⁴)

e_g = khoảng cách giữa các trọng tâm của dầm cơ bản và bản mặt (mm)

Các thông số A và I trong Phương trình 1 phải lấy theo dầm không liên hợp.

Tham khảo các loại cầu trong Bảng 4.6.2.2.2 đến 4.6.2.2.3 theo Hình 1, có thể đại diện cho loại cầu áp dụng cho mỗi phương trình tính toán gần đúng với nó.

Bất kể phương pháp phân tích nào được áp dụng, tức là phương pháp xấp xỉ hay phương pháp chính xác, các dầm biên của cầu nhiều dầm không được có sức kháng nhỏ hơn sức kháng của dầm trong, trừ khi Điều 2.5.2.7.1 cho phép áp dụng.

Bảng 4.6.2.2.1.1 Kết cấu phần trên của cầu thông thường được nêu trong các Điều 4.6.2.2.2 và 4.6.2.2.3

CẤU KIỆN ĐỠ	LOẠI MẶT CẦU	MẶT CẮT ĐIỂN HÌNH
Dầm thép	Mặt cầu bê tông đúc tại chỗ, đúc sẵn, lưới thép.
Các hộp kín bằng bê tông đúc sẵn hoặc bằng thép	Mặt cầu bê tông đúc tại chỗ
Các hộp hở bằng bê tông đúc sẵn hoặc bằng thép	Mặt cầu bê tông đúc tại chỗ, mặt cầu bê tông đúc sẵn
Hộp bê tông đúc sẵn có nhiều ngăn	Bê tông toàn khối
Dầm bê tông đúc tại chỗ hình chữ T	Bê tông toàn khối
Các loại hộp bê tông lỗ rỗng, đặc hoặc có nhiều ngăn được đúc sẵn và có các khóa chống cắt	Lớp mặt bê tông đúc tại chỗ
Hộp bê tông dạng ngăn, rỗng đặc hoặc có nhiều ngăn được đúc sẵn và có các khóa chống cắt	Bê tông toàn khối
Mặt cắt dạng máng bê tông đúc sẵn có các khóa chống cắt	Lớp mặt bê tông đúc tại chỗ
Mặt cắt chữ T kép bê tông đúc sẵn có khóa chống cắt có hoặc không có cáp dự ứng lực căng sau theo chiều ngang	Bê tông toàn khối
Mặt cắt chữ T bê tông đúc sẵn có khóa chống cắt có hoặc không có cáp dự ứng lực căng sau theo chiều ngang	Bê tông toàn khối
Mặt cắt chữ I hoặc chữ T béo bê tông đúc sẵn	Bê tông đổ tại chỗ, bê tông đúc sẵn

4.6.2.2.2. Phương pháp hệ số phân bố dùng cho mô men và lực cắt

4.6.2.2.2a. Các dầm giữa với mặt cầu bê tông

Có thể xác định mô men uốn do hoạt tải đối với các dầm giữa với mặt cầu bê tông bằng cách áp dụng phân số làn như trong Bảng 1.

Để thiết kế sơ bộ, các số hạng K_g/(Lt_s³) và I/J có thể lấy bằng 1.0.

Đối với các dầm bê tông, trừ dầm hộp được sử dụng trong các hệ mặt cầu nhiều dầm có khóa chống cắt:

· Phải dùng các vách ngăn cứng đầu dầm và dày để đảm bảo phân bố tải trọng hợp lý.

· Nếu cự ly các sườn của dầm có sườn nhỏ hơn 1200 hoặc lớn hơn 3000 mm phải sử dụng phép phân tích chính xác tuân theo Điều 4.6.3.

Đối với dầm thép nhiều hộp có mặt cầu bê tông, mô men uốn do hoạt tải có thể được xác định bằng cách sử dụng hệ số phân bố nêu trong Bảng 1.

Khi cự ly của các dầm hộp biến đổi theo chiều dài của cầu, phải xác định giá trị của NL theo Điều 3.6.1.1.1, bằng cách sử dụng bề rộng, W, lấy tại giữa nhịp.

Bảng 4.6.2.2.2a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men trong các dầm giữa

Loại dầm	Mặt cắt thích hợp lấy từ bảng 4.6.2.2.1-1	Các hệ số phân số	Phạm vi áp dụng
Mặt bê tông mặt cầu kiểu mạng dầm lấp đầy hoặc mạng dầm lấp một phần trên dầm thép hoặc bê tông; dầm bê tông chữ T, mặt cắt T hoặc T kép	Cho a, e, k cũng cho i, j nếu được liên kết đủ để làm việc như một khối	Một làn thiết kế chịu tải: Hai hoặc hơn hai làn thiết kế chịu tải:	1100 ≤ S ≤ 4900 110 ≤ t_s ≤ 300 6000 ≤ L ≤ 73000 N_b ³ 4
		Dùng giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị hoặc tính từ phương trình trên với N_b = 3 hoặc theo nguyên tắc đòn bẩy.	N_b = 3
Dầm hộp bê tông nhiều ngăn	d	Một làn thiết kế chịu tải: Hai hoặc hơn hai làn thiết kế chịu tải:	2100 ≤ S ≤ 4000 18000 ≤ L ≤ 73000 N₀ ³ 3 Nếu N₀ > 8, dùng N₀ = 8
Mặt bê tông trên các dầm hộp bê tông mở rộng	b,c	Một làn thiết kế chịu tải Hai hoặc hơn hai làn thiết kế chịu tải	1800 ≤ S ≤ 3500 6000 ≤ L ≤ 43000 450 ≤ d ≤1700 N_b ³ 3
Mặt bê tông trên các dầm hộp bê tông mở rộng	b,c	Dùng nguyên tắc đòn bẩy	S ³ 3500
Dầm bê tông được dùng trong mặt cầu nhiều dầm	f	Một làn thiết kế chịu tải trong đó: K = 2,5 (N_b)^-0,2 ³ 1,5 Hai hoặc hơn hai làn chịu tải:	900 ≤ b ≤ 1500 6000 ≤ L ≤ 37000 5 ≤ N_b ≤ 20
	g nếu được liên kết đủ để làm việc như một khối		900 ≤ b ≤ 1500 6000 ≤ L ≤ 37000 5 ≤ N_b ≤ 20
	H	Số làn chịu tải bất kỳ: S/D trong đó: C = K(W/L) D = 300 [11.5 – N_c + 1.4 N_L (1 – 0.2C)²………..] D = 300 (11.5 – N_L) để thiết kế sơ bộ, có thể sử dụng các giá trị sau đây của K: Loại dầm K Dầm chữ nhật không khoét lỗ 0,7 Dầm chữ nhật có lỗ tròn 0,8 Dầm mặt cắt hộp 1,0 Dầm hình máng 2,2 Dầm T 2,0 Dầm T kép 2,0
	g; i, j Nếu chỉ được liên kết đủ để ngăn chặn sự chuyển dịch thẳng đứng tương đối tại mặt tiếp xúc
Mặt cầu dạng lưới thép đặt trên dầm thép	a	1 làn thiết kế chịu tải: S/2300 nếu t_g < 100 mm S/3050 nếu t_g ³ 100 mm Hai hoặc hơn hai làn thiết kế chịu tải: S/2400 nếu t_g < 100 mm S/3050 nếu t_g ³ 100 mm	S ≤ 1800 mm S ≤ 3200 mm
Mặt cầu dạng lưới thép đặt trên dầm thép	b, c	Số làn chịu tải bất kỳ:

4.6.2.2.2b. Các dầm giữa với mặt cầu thép lượn sóng

Có thể xác định mô men uốn do do hoạt tải đối với dầm giữa có mặt cầu là tấm thép lượn sóng bằng cách áp dụng phân số làn, g, nêu trong Bảng 1.

Bảng 4.6.2.2.2b-1- Phân bố hoạt tải trên làn đối với mô men trên các dầm giữa với mặt cầu là tấm thép lượn sóng

1 làn thiết kế chịu tải

2 hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải

Phạm vi áp dụng

S/2800

S/2700

S ≤ 1700

t_g ³ 50

4.6.2.2.2c. Các dầm biên

Có thể xác định mô men uốn do hoạt tải đối với các dầm biên bằng cách áp dụng phân số làn, g, nêu trong Bảng C- 1.

Khoảng cách, de, phải được lấy giá trị dương nếu bản bụng dầm biên ở vào phía trong của mặt trong của tay vịn lan can và âm nếu ở về phía ngoài của bó vỉa hoặc lan can.

Trong các mặt cắt cầu loại dầm bản có vách ngăn hoặc khung ngang, hệ số phân bố đối với dầm biên không được lấy giá trị bé hơn giá trị tính theo giả thiết mặt cắt ngang võng xuống và quay như một mặt cắt cứng tuyệt đối. Phải áp dụng các quy định của Điều 3.6.1.1.2.

Bảng 4.6.2.2.2c-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men trong dầm dọc biên

Loại kết cấu nhịp	Mặt cắt thích hợp lấy từ bảng 4.6.2.2.1-1	1 làn thiết kế chịu tải	2 hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải	Phạm vi áp dụng
Mặt cầu bê tông, mặt cầu dạng lưới lấp đầy hoặc lấp một phần trên dầm bê tông hoặc thép; dầm bê tông chữ T, mặt cắt T hoặc T kép	Cho a, e, k và cũng có thể cho i, j nếu được liên kết chặt chẽ để làm việc như một khối	Quy tắc đòn bẩy	G = e g_{bên trong} e = 0,77 +	– 300 ≤ d_e ≤ 1700
		Quy tắc đòn bẩy	Dùng giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị hoặc tính theo phương trình trên với N_b = 3 hoặc theo nguyên tắc đòn bẩy	N_b = 3
Dầm hộp bê tông nhiều ngăn, dầm hộp	d	g =	g =	W ≤ S
Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng	b, c	Quy tắc đòn bẩy	G = e g_{bên trong} e = 0,97 +	0 ≤ d_e ≤ 1400 1800< S ≤ 3500
Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng	b, c	Quy tắc đòn bẩy	Dùng quy tắc đòn bẩy	S > 3500
Dầm hộp bê tông sử dụng trong kết cấu nhịp nhiều dầm	f, g	Quy tắc đòn bẩy	g = e g_{bên trong} e = 1,04 +	– 300 ≤ d_e ≤ 600
Dầm bê tông, trừ dầm hộp, được sử dụng trong mặt cầu nhiều dầm	h	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
	i, j nếu chỉ liên kết đủ để ngăn chặn sự chuyển vị thẳng đứng tương đối tại mặt tiếp xúc	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
Mặt cầu dạng lưới thép trên các dầm thép	a	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
Mặt cầu bê tông trên dầm thép nhiều hộp	b, c	Như trong Bảng b-1

4.6.2.2.2d. Cầu chéo

Khi đường tim của các gối tựa là chéo và độ sai khác giữa các góc chéo của hai đường kề nhau của các gối tựa không vượt quá 10^o thì có thể giảm mô men uốn trong dầm theo Bảng d-1.

Bảng 4.6.2.2.2d-1- Độ giảm của các hệ số phân bố tải trọng đối với mô men của các dầm dọc trên các gối tựa chéo

Dạng kết cấu nhịp

Mặt cắt thích hợp lấy từ Bảng 4.6.2.2.1-1

Số làn chịu tải bất kỳ

Phạm vi áp dụng

Mặt cầu bê tông, mặt cầu dạng lưới lấp đầy hoặc lấp một phần trên dầm bê tông hoặc thép; dầm bê tông chữ T, mặt cắt T hoặc T kép

Cho a, e, k và cũng dùng cho i, j nếu được liên kết đủ chặt chẽ để làm việc như một khối

1-c₁(tan q)^1,5

Nếu q < 30^othì c₁ = 0,0

Nếu q > 60^osử dụng q = 60^o

30^o ≤ q ≤ 60

1100 ≤ S ≤ 4900

6000 ≤ L ≤ 73000

N_b ³ 4

Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng.

Dầm hộp bê tông và mặt cắt T kép sử dụng trong các kết cấu nhiều nhịp

b, c, f, g

1,05 – 0,25 tgq ≤ 1,0

Nếu q > 60^o sử dụng q = 60^o

q ≤ q ≤ 60^o

4.6.2.2.2e. Mô men uốn và lực cắt trong dầm ngang hệ mặt cầu

Nếu mặt cầu được tựa trực tiếp lên dầm ngang hệ mặt cầu thì hệ mặt cầu có thể được thiết kế cho các tải trọng được xác định theo Bảng e-1.

Các phân số cho trong Bảng 1 phải được sử dụng cùng với một tải trọng trục thiết kế 145kN. Đối với các cự ly của các dầm của hệ mặt cầu nằm ngoài phạm vi áp dụng đã cho, thì tất cả các hoạt tải thiết kế phải được xét và có thể sử dụng quy tắc đòn bẩy.

Bảng 4.6.2.2.2e-1 – Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men và lực cắt cho dầm ngang

Loại mặt cầu	Phần số của tải trọng bánh xe cho mỗi dầm sàn	Phạm vi áp dụng
Bê tông		S ≤ 1800
Lưới thép		t_q ≤ 100 S ≤ 1500
Lưới thép		t_q ³ 100 S ³ 1800
Tấm mặt cầu thép lượn sóng		t_q ³ 50

4.6.2.2.3. Phương pháp hệ số phân bố cho lực cắt

4.6.2.2.3a. Các dầm giữa

Có thể xác định lực cắt do hoạt tải đối với các dầm giữa bằng cách áp dụng các phân số làn như chỉ ra trong Bảng a-1. Đối với các loại dầm giữa không được liệt kê trong Bảng 1, sự phân bố của bánh xe hoặc trục nằm kề giáp đầu nhịp dầm phải tính theo quy tắc đòn bẩy.

Để thiết kế sơ bộ, số hạng I/J có thể lấy bằng 1,0.

Đối với các dầm hộp bê tông sử dụng trong các mặt cầu có nhiều dầm, nếu giá trị của I hoặc J không tuân theo các giới hạn trong Bảng 1, thì hệ số phân bố cho lực cắt có thể được lấy bằng giá trị dùng cho mô men.

Bảng 4.6.2.2.3a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong dầm giữa

Loại kết cấu nhịp	Mặt cắt thích hợp lấy từ bảng 4.6.2.2.1-1	1 làn thiết kế chịu tải	2 hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải	Phạm vi áp dụng
Mặt cầu bê tông, đan lưới, lấp đầy hoặc lấp 1 phần trên dầm thép hoặc bê tông, dầm bê tông chữ T, mặt cắt T hoặc T kép	Cho a, e, k và cũng cho j nếu được liên kết chặt thì làm việc như một khối	0,36 +		1100 ≤ S ≤ 4900 6000 ≤ L ≤ 73000 110 ≤ t_s ≤ 300 4 x 10⁹ ≤ K_g ≤ 3 x 10¹² N_b ³ 4
		Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	N_b = 3
Phần hộp bê tông nhiều ngàm, dầm hộp	d			1800 ≤ S ≤ 4000 6000 ≤ L ≤ 73000 890 ≤ d ≤ 2800 N_c ³ 3
Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng	b, c			1800 ≤ S ≤ 3500 6000 ≤ L ≤ 43000 450 ≤ d ≤ 1700 N_b ³ 3
Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng	b, c	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	S > 3500
Dầm hộp bê tông trong kết cấu nhịp nhiều dầm	f, g			900 ≤ b < 1500 6000 ≤ L ≤ 37000 5 ≤ N_b ≤ 20 1,0 x 10¹⁰ ≤ J ≤ 2,5 x 10¹¹ 1,7 x 10¹⁰ ≤ I ≤ 2,5 x 10¹¹
Dầm bê tông, trừ dầm hộp được sử dụng trong mặt cầu nhiều dầm	h	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
	i, j nếu chỉ liên kết đủ để ngăn chặn chuyển vị thẳng đứng tương đối tại mặt tiếp xúc	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
Mặt cầu dạng lưới thép trên các dầm thép	a	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
Mặt cầu bê tông trên dầm thép nhiều hộp	b, c	Như trong bảng 4.6.2.2a-1

4.6.2.2.3b. Các dầm biên

Phải xác định lực cắt do hoạt tải đối với các dầm biên bằng cách áp dụng các phân số làn nêu trong Bảng b-1. Đối với các trường hợp không nêu ở bảng 4.6.2.2.3a-1 và Bảng b-1, sự phân bố hoạt tải trên các dầm biên sẽ được xác định bằng cách sử dụng quy tắc đòn bẩy.

Tham số d_e phải được lấy giá trị dương nếu bản bụng dầm biên nằm vào phía trong của nó bó vỉa hoặc của lan can chắn xe và âm nếu nó nằm ra phía ngoài.

Phải áp dụng các quy định phụ cho các dầm biên của các loại cầu dầm bản có các khung ngang hoặc vách ngăn, như nêu trong Điều 4.6.2.2.2c.

Bảng 4.6.2.2.3b-1 – Sự phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong dầm biên

Dạng kết cấu nhịp	Mặt cắt thích hợp lấy từ Bảng 4.6.2.2.1-1	1 làn thiết kế chịu tải	2 hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải	Phạm vi áp dụng
Mặt cầu bê tông, mặt cầu dạng lưới lấp đầy hoặc lấp một phần trên dầm bê tông hoặc thép; dầm T bê tông, mặt cắt T hoặc T kép	Cho a, e, k và cũng cho i, j nếu được liên kết chắc chắn để làm việc như một khối	Quy tắc đòn bẩy	g = e g_{bên trong} e = 0,6 +	– 300 ≤ d_e ≤ 1700
		Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	N_b = 3
Dầm hộp bê tông nhiều ngăn, Dầm hộp	d	Quy tắc đòn bẩy	g = e g_{bên trong} e = 0,64 +	-600 ≤ d_e ≤ 1500
Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng	b, c	Quy tắc đòn bẩy	g = e g_{bên trong} e = 0,8 + 3050	0 ≤ d_e ≤ 1400
Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng	b, c	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	S > 3500
Dầm hộp bê tông được sử dụng trong kết cấu nhịp nhiều dầm	f, g	Quy tắc đòn bẩy	g = e g_{bên trong} e = 1,02 +	300 ≤ d_e ≤ 600
Dầm bê tông trừ dầm hộp được sử dụng trong các kết cấu nhịp nhiều dầm	h	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
	i, j nếu chỉ liên kết đủ để ngăn chặn chuyển vị tương đối thẳng đứng tại mặt tiếp xúc	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
Mặt cầu lưới thép trên dầm thép	a	Quy tắc đòn bẩy	Quy tắc đòn bẩy	Không áp dụng
Mặt cầu bê tông trên dầm thép nhiều hộp	b, c	Như chỉ ra trong bảng 4.6.2.2.2a-1

4.6.2.2.3c. Các cầu chéo

Phải điều chỉnh lực cắt trong dầm biên tại góc tù của cầu khi đường tim của gối tựa bị chéo, phải lấy giá trị của hệ số điều chỉnh từ bảng c-1 và áp dụng theo cách phân làn đã nêu trong bảng 4.6.2.2.3a-1 đối với dầm bên trong và trong bảng 4.6.2.2.3b-1 đối với dầm biên.

Khi xác định lực cắt đầu dầm trong các cầu nhiều dầm phải áp dụng sự điều chỉnh cho tất cả các dầm tại góc tù.

Bảng 4.6.2.2.3c-1 – Hệ số điều chỉnh cho các hệ số phân bố tải trọng đối với lực cắt tại góc tù

Dạng kết cấu nhịp	Mặt cắt thích hợp lấy từ Bảng 4.6.2.2.1-1	Hệ số điều chỉnh	Phạm vi áp dụng
Mặt cầu bê tông, mặt cầu dạng lưới lấp đầy hoặc lấp một phần trên dầm bê tông hoặc thép; dầm bê tông dạng chữ T, mặt cắt T hoặc T kép	Cho a, e, k hoặc dùng cho i, j nếu liên kết đủ chặt chẽ để làm việc như một khối		0^o ≤ q ≤ 60^o 1100 ≤ S ≤ 4900 6000 ≤ L ≤ 73000 N_b ³ 4
Dầm hộp bê tông nhiều ngăn, các dầm hộp	d		0^o ≤ q ≤ 60^o 1800 ≤ S ≤ 4000 6000 ≤ L ≤ 73000 900 ≤ d ≤ 2700 N_b ³ 3
Mặt cầu bê tông trên dầm hộp bê tông mở rộng	b, c		0^o ≤ q ≤ 60^o 1800 ≤ S ≤ 3500 6000 ≤ L ≤ 43000 450 ≤ d ≤ 1700 N_b ³ 3
Dầm hộp bê tông sử dụng trong kết cấu nhịp nhiều dầm	f, g		0^o ≤ q ≤ 60^o 6000 ≤ S ≤ 37000 430 ≤ L ≤ 1500 900 ≤ d ≤ 1500 5 ≤ N_b ≤ 20

4.6.2.3. Bề rộng dải tương đương đối với các loại cầu bản

Điều này phải được áp dụng cho các loại cầu bản bê tông đúc tại chỗ và cống đúc tại chỗ có bề dày lớp đất đắp trên cống không quá 600 mm, các loại cầu bản có lỗ rỗng đúc tại chỗ có thể được coi là cầu bản.

Bề rộng tương đương theo làn của các dải dọc cho cả lực cắt và mô men cho một làn, tức là hai đường của bánh xe đặt tải có thể được xác định như sau:

(4.6.2.3-1)

Bề rộng tương đương theo làn của các dải dọc cho cả lực cắt lẫn mô men với số làn chịu tải lớn hơn một có thể được xác định như sau:

(4.6.2.3-2)

trong đó:

E = bề rộng tương đương (mm)

L₁ = chiều dài nhịp đã được điều chỉnh, lấy bằng giá trị nhỏ hơn của nhịp thực tế hoặc 18000 (mm)

W₁ = bề rộng mép-tới-mép đã được điều chỉnh của cầu, được lấy bằng giá trị nhỏ hơn của bề rộng thực tế hoặc 18000 mm nếu chịu tải trọng trên nhiều làn, hoặc 9000 mm nếu chịu tải trên một làn (mm)

W = bề rộng vật lý mép-tới-mép của cầu (mm)

N_L = số làn thiết kế, lấy theo Điều 3.6.1.1.1

Đối với cầu chéo, các hiệu ứng lực dọc có thể được giảm đi bằng hệ số r:

r = 1,05 – 0,25tg q ≤ 1,00 (4.6.2.3-3)

trong đó:

q = góc chéo (độ)

4.6.2.4. Cầu giàn và vòm

Quy tắc đòn bẩy có thể được sử dụng để phân bố trọng tải trong giàn và vòm khi chúng được phân tích như các kết cấu phẳng. Nếu áp dụng kiểu phân tích không gian, thì hoặc quy tắc đòn bẩy hoặc cách chất tải trực tiếp lên mặt cầu hoặc hệ mặt cầu có thể được sử dụng.

Khi các tải trọng, không phải là trọng lượng bản thân của các cấu kiện và tải trọng gió trên đó, được truyền lên giàn tại các điểm nút, thì giàn có thể được phân tích như một tổ hợp kết cấu được liên kết chốt.

4.6.2.5. Hệ số chiều dài hữu hiệu, K

Chiều dài thực tế của cột phải được nhân với hệ số chiều dài hữu hiệu, K, để bù vào các điều kiện biên về chuyển động quay và tịnh tiến khác với các đầu cột liên kết chốt.

Nếu không có phân tích chính xác hơn, khi độ ổn định bên được gia cố bởi hệ giằng chéo hoặc các phương tiện chắc chắn khác, thì hệ số chiều dài hữu hiệu trong mặt phẳng giằng, K, đối với các thanh chịu nén trong giàn tam giác, giàn thường và khung có thể được tính như sau:

· với liên kết bu-lông hoặc hàn ở cả hai đầu: K = 0,750

· với liên kết chốt ở cả hai đầu: K = 0,875

Các loại giàn kiểu Vierendeel phải được coi như các khung không được giằng

4.6.2.6. Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu

4.6.2.6.1. Tổng quát

Khi không đủ điều kiện phân tích chính xác hơn và hoặc trừ phi được quy định khác thì phải tính như dưới đây đối với trị số giới hạn của bề rộng bản bê tông, xem như bề rộng hữu hiệu trong tác dụng liên hợp để xác định sức kháng của trạng thái giới hạn. Khi tính độ võng cần xét trên cơ sở toàn bộ chiều rộng bản cánh dầm khi tính độ võng do hoạt tải cần phải áp dụng Điều 2.5.2.6.2.

Khi tính bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hiệu có thể lấy bằng nhịp thực tế đối với các nhịp giản đơn và bằng khoảng cách giữa các điểm thay đổi mô men uốn (điểm uốn của biểu đồ mô men) của tải trọng thường xuyên đối với các nhịp liên tục, thích hợp cả mô men âm và dương.

Đối với bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu của các dầm giữa có thể lấy trị số nhỏ nhất của:

· 1/4 chiều dài nhịp hữu hiệu

· 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm hoặc lấy 1/2 bề rộng của bản cánh trên của dầm hoặc.

· Khoảng cách trung bình của các dầm liền kề nhau.

Đối với các dầm biên, bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu có thể được lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu

· 1/8 lần chiều dài nhịp hữu hiệu

· 6,0 lần độ dày trung bình của bản, cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản bụng dầm hoặc 1/4 bề rộng của bản cánh trên của dầm chính, hoặc.

· Bề rộng của phần hẫng

4.6.2.6.2. Các dầm hộp và dầm bê tông phân đoạn và các dầm 1 hộp đúc tại chỗ.

Có thể giả thiết các bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu bằng bề rộng bản cánh thực nếu như:

· b ≤ 0,1 1_i

· b ≤ 0,3 d_o

Ngược lại, có thể lấy bề rộng hữu hiệu của các bản cánh còn lại như quy định trong Hình 1 đến 4 trong đó:

d_o = chiều cao của kết cấu nhịp (mm)

b = bề rộng thực của bản cánh tính từ bản bụng dầm ra mỗi phía nghĩa là b₁, b₂, b₃ trong Hình 3 (mm)

b_e = bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu tương ứng với vị trí cụ thể của đoạn nhịp khảo sát như trong Hình 1 (mm)

b_m = bề rộng bản cánh hữu hiệu của các phần nhịp bên trong như quy định ở Hình 2: là trường hợp đặc biệt của b_e (mm)

b_s = bề rộng bản cánh hữu hiệu ở trụ phía trong hoặc bản cánh hẫng được xác định theo Hình 2 trường hợp đặc biệt của b_e (mm)

a = phần đoạn nhịp chịu một đường truyền theo bề rộng bản cánh hữu hiệu được tính bằng giá trị nhỏ nhất trong 2 giá trị hoặc là bề rộng bản cánh thực tính từ bản bụng dầm ra mỗi phía như trong hình 3 hoặc 1/4 chiều dài nhịp.

l_i = chiều dài nhịp quy ước cho trong Hình 1 với mục đích xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu lấy theo Hình 2

Chú ý các giải thích sau:

· Trong mọi trường hợp, bề rộng bản cánh hữu hiệu không được lấy lớn hơn bề rộng bản cánh thực.

· Có thể bỏ qua ảnh hưởng của việc chất tải không đối xứng đến bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu

· Phải tính giá trị của b_s bằng trị số lớn nhất trong 2 chiều dài nhịp liên kề với trụ

· Nếu b_m nhỏ hơn b_s trong 1 nhịp, có thể xác định sơ đồ bề rộng hữu hiệu bên trong nhịp bằng cách nối đường có bề rộng hữu hiệu bs vào các điểm gối kề nhau để cộng tác dụng các nội lực cục bộ và nội lực tổng thể, có thể giả thiết sự phân bố ứng suất do nội lực tổng thể gây ra có 1 sơ đồ đường thẳng phù hợp với hình 3C. Cần xác định sự phân bố ứng suất tuyến tính là phân bố ứng suất không đổi với các điều kiện là lực trong bản cánh dầm không thay đổi và bề rộng cực đại của phân bố ứng suất tuyến tính trên mỗi bên của bản bụng bằng hai lần bề rộng của dầm hữu hiệu.

Các tính chất của mặt cắt đối với các lực pháp tuyến có thể dựa trên sơ đồ như hình 4 hoặc được xác định bằng phép phân tích chính xác hơn

Hệ		Sơ đồ b_m/b
Dầm giảm đơn I1 = 1.01l
Dầm liên tục	Nhịp cuối L_i = 0,8l
	Nhịp giữa L_i = 0,6l
Cánh hẫng I_i = 1,5 l

Hình 4.6.2.6.2-1- Sơ đồ của các bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu b_e, b_m và b_s

Hình 4.6.2.6.2-2 – Giá trị của hệ số bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu b_m và b_s tính theo giá trị b/l_i cho trước

Phân bố tuyến tính của ứng suất trong bản cánh trên

Hình 4.6.2.6.2-3 – Các mặt cắt ngang và bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu tương ứng be theo uốn và cắt.

Hình 4.6.2.6.2-4 – Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu, b_n theo lực pháp tuyến

4.6.2.6.3. Kết cấu nhịp nhiều ngăn đúc tại chỗ

Bề rộng hữu hiệu của các kết cấu nhịp dạng nhiều ngăn đúc bê tông tại chỗ có thể lấy hoặc như trong Điều 4.6.2.6.1, với mỗi bản bụng coi như một dầm, hoặc bằng chiều rộng toàn phần của bản mặt cầu. Trong trường hợp sau, ảnh hưởng của lực cắt xuất hiện trong vùng biên phải được khảo sát lại.

4.6.2.6.4. Mặt cầu thép kiểu bản trực hướng

Bề rộng hữu hiệu của bản tác dụng như bản cánh trên của một sườn cứng dọc, hoặc của một sườn ngang, như chỉ ra trong Bảng 1

Bảng 4.6.2.6.4-1. Bề rộng hữu hiệu của bản mặt cầu cùng làm việc với sườn

Tính toán cho
Các tính chất mặt cắt sườn để tính toán độ cứng của bản và hiệu ứng uốn do tĩnh tải	a_o = a	a_o + e_o = a + e
Các tính chất mặt cắt sườn để tính toán hiệu ứng uốn do tải trọng bánh xe	a_o = 1.1a	a_o + e_o = 1.3(a + e)

Bề rộng có hiệu của bản, bao gồm bản mặt cầu và các sườn, tác dụng như bản cánh trên của cấu kiện dọc hoặc dầm ngang của kết cấu phần trên có thể được xác định hoặc bằng phương pháp phân tích đã được chấp thuận, hoặc lấy theo Hình 1.

Nhịp hữu hiệu, như L₁ và L₂ trong Hình 1, phải được lấy bằng nhịp thực tế cho các nhịp đơn và khoảng cách giữa các điểm uốn của tĩnh tải cho các nhịp liên tục.

Hình 4.6.2.6.4-1 – Bề rộng hữu hiệu của bản mặt cầu

Ký hiệu sau đây áp dụng khi sử dụng Hình 1 để xác định bề rộng hữu hiệu của bản tác dụng cùng với dầm ngang:

B = khoảng cách như trong Hình 1 (mm)

L₁, L₂ = khoảng cách giữa các điểm uốn như trong Hình 1 (mm)

A_s = tổng diện tích của sườn cứng tăng cường (mm²)

t = độ dày của bản cánh (mm)

Đối với phần công xon của các dầm ngang, L phải được lấy bằng 2 lần chiều dài của công xon.

4.6.2.7. Phân bố tải trọng gió ngang trong cầu nhiều dầm

4.6.2.7.1. Mặt cắt chữ I

Trong các cầu có kết cấu nhịp liên hợp, kết cấu nhịp không liên hợp có nách bê tông và các loại kết cấu nhịp cầu khác có khả năng làm việc như một tấm cứng nằm ngang, phải giả thiết tải trọng gió lên nửa trên của dầm biên, lên mặt sàn, xe cộ, lan can, và các cấu kiện phụ trên cầu sẽ truyền lực trực tiếp lên kết cấu nhịp, đang làm việc như tấm cứng ngăn ngang, để rồi truyền tải trọng đến các gối tựa. Phải giả thiết tải trọng gió trên nửa dưới của dầm biên sẽ tác dụng hướng ngang vào bản cánh dưới của dầm.

Đối với các cầu có kết cấu nhịp không làm việc như một tấm cứng nằm ngang thì phải áp dụng quy tắc đòn bẩy cho việc phân bố tải trọng gió lên các bản cánh trên và dưới của dầm.

Phải giả thiết các bản cánh trên và dưới của dầm chịu tải trọng gió ngang truyền tải trọng đến các điểm giằng liền kề bằng tác động uốn. Những điểm giằng như vậy đặt tại các nút giằng gió hoặc tại các khung ngang và các vị trí vách ngăn.

Các lực ngang tác dụng lên các điểm giằng qua bản cánh dầm phải được truyền đến các gối tựa bằng một trong những đường truyền tải sau:

· Tác dụng giàn của giằng gió ngang trong mặt phẳng bản cánh dầm

· Tác dụng khung của các khung ngang hoặc các vách ngăn truyền lực lên mặt cầu hoặc giằng gió trong mặt phẳng của bản cánh dầm khác, và sau đó qua tác dụng vách ngăn của mặt cầu, hoặc tác dụng giàn của giằng gió lên các gối tựa.

· Sự uốn theo chiều ngang của bản cánh dầm do các lực ngang gây ra và tất cả các bản cánh dầm khác trong cùng một mặt phẳng sẽ truyền lực lên các đầu cuối của nhịp, ví dụ, khi mặt cầu không có tác dụng như một tấm cứng nằm ngang và không có giằng gió trong mặt phẳng của cả hai bản cánh dầm.

4.6.2.7.2. Các mặt cắt hình hộp

Một phần tư của lực gió tác dụng lên mặt cắt hình hộp sẽ tác dụng lên bản cánh dưới của dầm hộp bên ngoài. Mặt cắt được giả thiết để chống lại lực gió bao gồm bản cánh dưới và một phần của thân dầm như được xác định trong các phần 5 và 6, phải giả thiết ba phần tư còn lại của lực gió lên mặt cắt hình hộp, cộng với lực gió lên xe cộ, barie và các chi tiết phụ khác được truyền đến các gối tựa qua tác động vách ngăn của mặt cầu. Phải có các giằng ngang giữa các hộp nếu mặt cắt dự kiến để chống lại lực gió không thích hợp.

4.6.2.7.3. Thi công

Nhu cầu về giằng gió tạm trong quá trình xây dựng phải được khảo sát đối với các mặt cầu mặt cắt chữ I hoặc hộp.

4.6.2.8. Sự phân phối tải trọng ngang do động đất

4.6.2.8.1. Phạm vi áp dụng

Các điều khoản này được áp dụng cho các vách cứng, các khung giằng và các hệ giằng ngang tức là những bộ phận của hệ thống chịu lực ngang do động đất nói chung, đối với các dầm bản nằm trong các vùng động đất cấp 2 và 3. Các điều khoản trong Điều 3.10.9.2 được áp dụng đối với vùng động đất cấp 1.

4.6.2.8.2. Các Tiêu chí thiết kế

Người kỹ sư thiết kế phải chứng minh là đã có một đường truyền tải trọng rõ ràng và trực tiếp xuống kết cấu phần dưới của công trình và tất cả các thành phần kết cấu, các mối liên kết có đủ khả năng chịu tác dụng của tải trọng phù hợp với đường truyền tải trọng đã chọn.

Dòng truyền lực trên đường truyền tải trọng đã giả định phải phù hợp với tất cả các thành phần kết cấu và kể cả các chi tiết bị tác động, nhưng không phải chỉ giới hạn như thế, phải kể cả các bản cánh và vách đứng của các dầm hay giàn chủ, các khung giằng ngang, các liên kết, các mặt phân giới của các dầm – bản với tất cả các bộ phận của hệ thống gối cầu truyền từ mặt phân giới của bản cánh trên thông qua sự khống chế của các bu lông neo hoặc các bộ phận tương tự khác của kết cấu bên dưới.

Trong việc phân tích và thiết kế các vách ngăn ở đầu và các khung giằng, cần xét tới hệ gối đỡ theo phương nằm ngang với một số lượng gối đỡ thích hợp. Độ mảnh và các yêu cầu về liên kết của các cấu kiện giằng tham gia vào hệ thống chịu lực theo phương ngang phải phù hợp với các điều khoản được chỉ định cho việc thiết kế các cấu kiện chính.

Các bộ phận của các vách ngăn và khung giằng ngang do người thiết kế xác định và coi như là một phần của đường truyền tải trọng động đất từ kết cấu bên trên xuống, các gối đỡ phải được thiết kế và cấu tạo để vẫn giữ được tính đàn hồi (căn cứ vào các tiêu chuẩn áp dụng cho diện tích thô) khi chịu mọi trận động đất thiết kế bất kể là loại gối đỡ nào. Các điều khoản dùng thiết kế các cấu kiện chính sẽ được áp dụng cho các bộ phận trên.

4.6.2.8.3. Sự phân bố tải trọng

Cần phải thiết lập được một đường truyền tải trọng vững vàng để truyền các tải trọng theo phương ngang xuống tới móng, căn cứ vào các đặc điểm về độ cứng của mặt cầu, của các vách ngăn, các khung giằng ngang và hệ thống giằng ngang. Trừ trường hợp cần có sự phân tích nghiên cứu kỹ càng hơn thì cần phải giả định xấp xỉ một tuyến đường truyền tải trọng như dưới đây:

· Đối với những cầu có:

+ Mặt cầu bằng bê tông có khả năng tác dụng như một tấm cứng nằm ngang hoặc.

+ Một hệ giằng nằm ngang trong mặt phẳng của bản cánh trên thì các tải trọng ngang tác dụng vào mặt cầu có thể coi như được truyền trực tiếp tới các gối đỡ thông qua các vách ở cầu hoặc thông qua hệ giằng ngang trên cùng nếu có, sẽ căn cứ vào các tác dụng về mặt kết cấu tương tự như khi phân tích đối với các tải trọng gió.

· Đối với những cầu mà:

+ Các mặt cầu không đủ tác dụng như một tấm cứng nằm ngang và

+ Không có hệ giằng ngang trong mặt phẳng của bản cánh trên thì các tải trọng ngang tác dụng lên mặt cầu phải được phân phối thông qua các vách ngăn và khung giằng trung gian tới hệ giằng ngang dưới và sau đó tới các gối đỡ thông qua các vách ngang đầu theo

· Nếu không có hệ thống giằng ngang dưới và nếu bản cánh dưới không đủ chịu tác dụng của lực thì cần sử dụng giải pháp thứ nhất và mặt cầu cần được thiết kế và cấu tạo chi tiết sao cho có tác dụng như một tấm cứng nằm ngang cần thiết.

4.6.2.9. Phân tích các cầu bê tông phân đoạn

4.6.2.9.1. Tổng quát

Có thể áp dụng sự phân tích đàn hồi và lý thuyết dầm để xác định các mô men lực cắt và độ võng thiết kế. Phải xem xét các ảnh hưởng do co ngót và từ biến, thay đổi nhiệt độ cũng như những ảnh hưởng do biến dạng cắt trễ. Sự biến dạng do cắt trễ cần được nghiên cứu phù hợp với các điều khoản của Điều 4.6.2.9.3.

Đối với các nhịp lớn hơn 75000 mm thì khi đánh giá các kết quả về phân tích đàn hồi cần đề cập tới các sự biến đổi có thể có về mô đun đàn hồi của bê tông, các sự biến đổi về tính chất co ngót, từ biến của bê tông và ảnh hưởng của những biến đổi trong tiến trình thi công tới các yếu tố này và các thông số thiết kế khác.

4.6.2.9.2. Các mô hình giàn ảo (mô hình chống và giằng)

Các “mô hình giàn ảo” có thể được áp dụng để phân tích trong các vùng tải trọng hoặc vùng có sự gián đoạn về hình học.

4.6.2.9.3. Chiều rộng hữu hiệu của bản cánh

Chiều rộng hữu hiệu của bản cánh dùng cho việc tính toán ứng suất khi chịu tải khai thác có thể được xác định theo các điều khoản của Điều 4.6.2.6.2.

Các đặc tính về mặt cắt đối với các lực pháp tuyến có thể được xác định theo hình 4.6.2.6.2-4 hoặc bằng cách phân tích chặt chẽ hơn.

Có thể tính toán lực uốn, lực cắt và lực pháp tuyến với các sức kháng có hệ số tương ứng.

Khả năng chịu tải của một mặt cắt ngang theo trạng thái giới hạn về cường độ có thể được xác định với giả thiết là toàn bộ bề rộng bản cánh chịu nén.

4.6.2.9.4. Phân tích theo phương ngang

Khi thiết kế theo phương ngang đối với các đốt dầm hộp, phải xem xét đốt đó như là một khung hộp cứng. Bản bản cánh hộp dầm sẽ được tính toán như là các mặt cắt có chiều dày thay đổi, có kể đến phần tăng cường góc giữa bản cánh và sườn hộp. Các tải trọng do bánh xe tác dụng phải được đặt sao cho có mô men cực đại và phải dùng phương pháp phân tích đàn hồi để xác định sự phân bố thực tế theo chiều dọc của tải trọng bánh xe đối với mỗi vị trí đặt tải. Cần xem xét tới sự gia tăng của lực cắt ở vách và các ảnh hưởng khác đối với mặt cắt ngang do tải trọng lệch tâm hoặc do sự mất đối xứng hình học của kết cấu.

Có thể áp dụng theo các điều khoản của các Điều 4.6.2.1 và 4.6.3.2, khi thiết lập mặt ảnh hưởng, ví dụ như các mặt ảnh hưởng do Hemberg (1968) và Pucher (1964), hoặc các phương pháp phân tích đàn hồi khác, để tính hoạt tải cộng thêm với ảnh hưởng của mô men tác động vào bản cánh trên của mặt cắt hộp.

Khi phân tích theo phương ngang phải xem xét tới sự co rút đàn hồi và từ biến ngang do tác dụng của dự ứng lực gây ra cũng như xét đến co ngót.

Cần phải xét đến các mô men thứ cấp do dự ứng lực trong khi tính toán ứng suất theo trạng thái giới hạn khai thác và trong việc đánh giá lại kết cấu. Trong trạng thái giới hạn về cường độ, tác dụng của lực thứ cấp phát sinh do dự ứng lực, với hệ số vượt tải là 1,0, sẽ được cộng đại số thêm vào các tác dụng của lực gây ra do tĩnh tải và hoạt tải tính toán (có hệ số) và các tải trọng khác.

Khi tính toán theo phương ngang đối với kết cấu nhịp cầu dầm nhiều đốt thì có thể tiến hành phù hợp với các điều khoản của Điều 4.6.2.

4.6.2.9.5. Phân tích theo phương dọc

4.6.2.9.5. a. Tổng quát

Khi phân tích theo phương dọc các cầu bê tông có phân đoạn phải xem xét tới biện pháp thi công đặc biệt và tiến trình thi công cũng như ảnh hưởng theo thời gian, co ngót, từ biến bê tông và mất mát dự ứng lực.

Phải xét ảnh hưởng của các mô men thứ cấp phát sinh do dự ứng lực trong tính toán ứng suất ở trạng thái giới hạn về sử dụng. Trong trạng thái giới hạn về cường độ, tác dụng của lực thứ cấp gây ra do dự ứng lực với hệ số vượt tải 1.0 phải được cộng đại số thêm vào các tải trọng tính toán (có hệ số) khác cho thích hợp.

4.6.2.9.5.b Phân tích kết cấu khi lắp dựng

Việc phân tích kết cấu trong bất kỳ giai đoạn thi công nào cũng phải xem xét tới các tổ hợp tải trọng, ứng suất và sự ổn định trong thi công như đã chỉ dẫn trong Điều 5.14.2.3.

4.6.2.9.5.c. Phân tích hệ thống kết cấu ở trạng thái đã hoàn thành

Áp dụng các điều khoản trong Điều 5.14.2.2.3

4.6.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHÍNH XÁC

4.6.3.1. Tổng quát

Có thể sử dụng các phương pháp chính xác liệt kê trong Điều 4.4 để phân tích các cầu. Trong phân tích như vậy, phải xem xét các tỷ lệ hình học của các cấu kiện, vị trí và số nút, và các đặc trưng khác về hình dáng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của lời giải thích.

Các lan can hoặc giải phân cách giữa có kết cấu liên tục làm việc liên hợp với các cấu kiện đỡ, có thể được coi có tác dụng về mặt kết cấu trong các trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn mỏi.

Khi sử dụng phương pháp phân tích chính xác, bảng về các hệ số phân bố hoạt tải cho các nội lực cực trị trong mỗi nhịp phải được cung cấp trong các tài liệu báo cáo thiết kế để giúp cấp giấy phép và phân loại cầu.

4.6.3.2. Mặt cầu

4.6.3.2.1. Tổng quát

Trừ phi được quy định khác, phải xét đến biến dạng xoắn và uốn của mặt cầu, riêng biến dạng cắt thẳng đứng có thể bỏ qua trong tính toán.

Ở những vị trí gián đoạn uốn, tại đó lực cắt có thể truyền qua, phải mô hình hóa như các khớp.

Khi phân tích các loại mặt cầu có thể nứt và hoặc tách ra dọc theo các đường biên của cấu kiện khi chịu tải, hệ số Poisson có thể được bỏ qua. Tải trọng bánh xe sẽ được mô hình hóa như một vệt tải trọng phân bố trên diện tích theo quy định của Điều 3.6.1.2.5, và mở thêm một khoảng bằng nửa chiều dày của mặt sàn trên tất cả bốn phía.

4.6.3.2.2. Mô hình bản đẳng hướng

Trong mô hình bản đẳng hướng, kết cấu nhịp cầu đặc có chiều cao không đổi hoặc gần như không đổi, và độ cứng của chúng gần tương đương trong mỗi hướng trong mặt phẳng phải được coi là bản đẳng hướng

4.6.3.2.3. Mô hình bản trực hướng

Trong mô hình bản trực hướng, độ cứng chống uốn của các phần tử có thể được phân bố đều dọc theo mặt cắt ngang của kết cấu nhịp cầu. Khi độ cứng chống xoắn của kết cấu nhịp cầu không chỉ được tạo ra bởi tấm bản đặc với độ dày không đổi, thì độ cứng chống xoắn phải được xác định bằng thí nghiệm vật lý hay bằng phép phân tích không gian hoặc các phương pháp gần đúng nói chung đã được xác minh và chấp nhận.

4.6.3.3. Cầu dầm bản

Tỉ lệ phương diện của các phần tử hữu hạn và pa-nen hệ mạng dầm không được vượt quá 5,0. Cần phải tránh sự thay đổi đột ngột về kích thước và/hoặc dạng của các phần tử hữu hạn.

Các tải trọng nút phải tương đương tĩnh học với tải trọng thực tế tác dụng.

4.6.3.4. Các cầu hình hộp và cầu nhiều ngăn

Phép phân tích chính xác về cầu nhiều ngăn có thể được thực hiện bằng bất cứ phương pháp phân tích nào như chỉ ra trong Điều 4.4, ngoại trừ phương pháp đường chảy dẻo, nó xét đến hai chiều trên mặt bằng và mô hình hóa các điều kiện biên. Các mô hình nhằm xác định độ vênh xoắn và tác động khung ngang phải là mô hình ba chiều

Đối với các mặt cắt hộp đơn, kết cấu nhịp có thể được phân tích như dầm có sườn cho cả các hiệu ứng xoắn và uốn. Hộp thép không được coi là hộp cứng xoắn trừ phi có hệ giằng trong để duy trì mặt cắt hộp đủ cứng. Vị trí ngang của các gối t-ạ phải được mô hình hóa.

4.6.3.5. Cầu giàn

Phép phân tích khung không gian hoặc khung phẳng chính xác cần bao gồm việc xét đến các vấn đề sau:

· Tác động liên hợp với mặt cầu hoặc hệ mặt cầu;

· Tính liên tục giữa các cấu kiện;

· Các hiệu ứng lực do tải trọng bản thân của các cấu kiện, sự thay đổi hình học do biến dạng, và dịch chuyển dọc trục của các nút, và

· Sự oằn trong và ngoài mặt phẳng của các cấu kiện bao gồm cả độ vênh ban đầu, tính liên tục giữa các cấu kiện và ảnh hưởng của lực dọc trục có mặt trong các cấu kiện này.

Sự oằn ngoài mặt phẳng của mạ thượng của các cầu giàn thấp không có hệ giằng gió trên phải được khảo sát. Nếu giàn được ổn định bên nhờ các khung ngang mà các dầm ngang là một phần của chúng, thì biến dạng của các dầm ngang do tải trọng xe phải được xét đến.

4.6.3.6. Cầu vòm

Cần áp dụng các quy định trong Điều 4.6.3.5 ở chỗ thích hợp.

Hiệu ứng giãn dài của cáp treo phải được xét đến khi phân tích thanh giằng vòm.

Khi không khống chế được bằng cấu tạo hợp lý thì phải xét đến sự co ngắn của sườn vòm.

Phải sử dụng phép phân tích biến dạng lớn cho các vòm của các nhịp lớn hơn để thay cho sự điều chỉnh phóng đại mô men như trong Điều 4.5.3.2.2c.

Khi sự phân bố ứng suất giữa mạ thượng và mạ hạ của vòm giàn bị phụ thuộc vào cách lắp dựng, thì cách lắp dựng phải được chỉ rõ trong các tài liệu hợp đồng.

4.6.3.7. Cầu dây xiên

Có thể xác định sự phân bố nội lực cho các bộ phận của cầu dây xiên hoặc bằng phép phân tích phẳng hoặc phân tích không gian nếu được chứng minh thông qua nghiên cứu hình học của trụ tháp, số mặt phẳng dây và độ cứng chống xoắn của kết cấu mặt cầu

Phải khảo sát các cầu dây xiên về nội lực phi tuyến có thể do các yếu tố sau gây ra:

· Thay đổi độ võng cáp xiên trọng mọi trạng thái giới hạn,

· Biến dạng của kết cấu dầm cầu và các trụ tháp trong mọi trạng thái giới hạn, và

· Tính không tuyến tính của vật liệu trong các trạng thái giới hạn đặc biệt.

Có thể khảo sát độ võng của dây cáp bằng cách sử dụng cấu kiện tương đương được mô hình hóa như 1 thanh với mô đun đàn hồi được thay đổi theo phương trình 1 cho độ cứng tức thời và theo phương trình 2 theo cách tính lặp, ứng với sự thay đổi tải trọng cáp xiên.

	(4.6.3.7-1)
	(4.6.3.7-2)

trong đó:

E = mô đun đàn hồi của dây cáp xiên (MPa)

W = tổng trọng lượng của dây cáp xiên (N)

A = diện tích mặt cắt của dây cáp xiên (mm²)

a = góc giữa dây cáp xiên và phương nằm ngang (độ)

H, H₁, H₂, = thành phần nằm ngang của lực cáp xiên (N).

Sự thay đổi hiệu ứng lực do độ võng có thể khảo sát bằng cách sử dụng phương pháp bất kỳ thỏa mãn các quy định trong Điều 4.5.3.2.1, và có xét đến sự thay đổi hướng của các đầu dây xiên.

Cầu dây xiên phải được tính toán đến tình huống mất một dây xiên bất kỳ.

4.6.3.8. Cầu treo dây võng

Các hiệu ứng lực trong cầu treo dây võng phải được phân tích bằng lý thuyết biến dạng lớn đối với tải trọng thẳng đứng. Các hiệu ứng của tải trọng gió phải được phân tích có xét sự tăng độ cứng do kéo căng của các dây cáp. Độ cứng chống xoắn của dầm cầu có thể bỏ qua khi đặt lực tác dụng lên các dây cáp võng, các thanh treo và các thành phần của giàn tăng cứng.

4.6.4. SỰ PHÂN BỐ LẠI MÔ MEN ÂM TRONG CẦU DẦM LIÊN TỤC

4.6.4.1. Tổng quát

Chủ đầu tư có thể cho phép xem xét phân bố lại các hiệu ứng lực trong các kết cấu nhịp dầm có nhiều nhịp, có nhiều dầm hoặc dầm tổ hợp. Sự làm việc không đàn hồi chỉ được giới hạn xét đối với chịu uốn của dầm hoặc dầm tổ hợp, không cho phép xét sự làm việc không đàn hồi do lực cắt và sự oằn dọc không kiểm soát được. Sự phân bố lại tải trọng không được xét đến trong phương ngang.

Sự giảm các mô men âm trên các gối tựa của các nhịp giữa do sự phân bố lại phải kèm theo tăng mô men dương tương ứng trong các nhịp.

4.6.4.2. Phương pháp chính xác

Các mô men âm trên gối tựa, được xác định bởi phép phân tích đàn hồi tuyến tính, có thể được giảm đi bằng quá trình phân bố lại khi xét đến các đặc tính mô men quay của mặt cắt, hoặc bằng phương pháp cơ cấu được công nhận. Mối quan hệ mô men – chuyển động quay phải được thiết lập bằng cách sử dụng các đặc tính của vật liệu, như chỉ ra trong tài liệu này, và/hoặc bằng thí nghiệm vật lý.

4.6.4.3. Phương pháp gần đúng

Thay cho phép phân tích như được mô tả trong Điều 4.6.4.2 có thể sử dụng phương pháp phân bố lại đã được đơn giản hóa cho các dầm thép và bê tông, như chỉ ra trong các Phần 5 và 6.

4.6.5. ĐỘ ỔN ĐỊNH

Khi tính toán độ ổn định phải sử dụng thuyết lý biến dạng lớn.

4.6.6. PHÂN TÍCH VỀ GRA-ĐI-EN NHIỆT ĐỘ

Khi việc xác định các hiệu ứng lực do gra-đi-en nhiệt thẳng đứng được đề ra, thì phép phân tích cần xét đến độ giãn dài dọc trục, biến dạng uốn và các ứng suất bên trong.

Các gra-đi-en phải như quy định trong Điều 3.12.3.

4.7. PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC

4.7.1. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU

4.7.1.1. Tổng quát

Để phân tích sự làm việc động học của cầu, độ cứng, khối lượng và các đặc tính chống rung của các thành phần kết cấu phải được mô hình hóa.

Số bậc tự do ít nhất được tính đến trong phép phân tích phải dựa trên một vài tần số tự nhiên đã tìm được và độ tin cậy của các dạng dao động đã giả thiết. Mô hình phải tương thích với độ chính xác của phương pháp giải. Các mô hình động học phải bao hàm các khía cạnh liên quan đến kết cấu và sự kích rung. Các khía cạnh liên quan của kết cấu có thể bao gồm:

· Sự phân bố khối lượng,

· Sự phân bố độ cứng, và

· Các đặc tính giảm rung.

Các khía cạnh có liên quan của sự kích rung có thể bao gồm:

· Tần số của hàm số lực,

· Thời gian đặt tải, và

· Hướng đặt tải.

4.7.1.2. Sự phân bố khối lượng

Việc mô hình hóa khối lượng phải được thực hiện có xét đến mức độ của độ phân giải trong mô hình, và sự chuyển động dự kiến.

4.7.1.3. Độ cứng

Cầu phải được mô hình hóa để nhất quán với bậc tự do được chọn nhằm thể hiện các dạng tự nhiên và các tần số tự nhiên của dao động. Độ cứng của các phần tử của mô hình phải được quy định cho phù hợp với cầu đang được mô hình hóa.

4.7.1.4. Giảm rung

Bộ chống rung nhớt tương đương có thể được sử dụng để thể hiện tính tiêu năng.

4.7.1.5. Các tần số tự nhiên (tần số dao động riêng)

Để đáp ứng Điều 4.7.2, và trừ phi được Chủ đầu tư chỉ rõ, phải sử dụng các dạng và các tần số dao động tự nhiên không giảm rung đàn hồi. Để đáp ứng Điều 4.7.4 và 4.7.5, phải xét đến tất cả các dạng và các tần số chống rung liên quan.

4.7.2. ỨNG XỬ ĐỘNG HỌC ĐÀN HỒI

4.7.2.1. Dao động do xe cộ

Khi cần sự phân tích về tác động động học tương hỗ giữa cầu và hoạt tải, Chủ đầu tư cần chỉ rõ và chấp thuận độ nhám bề mặt, vận tốc và các đặc tính động học của xe cộ đưa vào trong phép phân tích. Hệ số xung kích phải được lấy bằng tỷ số giữa hiệu ứng lực động học cực trị và hiệu ứng lực tĩnh tương ứng.

Trong mọi trường hợp, tải trọng động cho phép sử dụng không được nhỏ hơn 50% tải trọng động cho phép được nêu trong Bảng 3.6.2.1-1, ngoài ra không cho phép giảm đối với các khe nối mặt cầu.

4.7.2.2. Dao động do gió

4.7.2.2.1. Các vận tốc gió

Đối với các kết cấu quan trọng nhạy cảm với các tác động của gió, vị trí và độ lớn của các giá trị về áp lực cực trị và sức hút phải được xác định bằng các thí nghiệm trong tuynen gió.

4.7.2.2.2. Các hiệu ứng động học

Các kết cấu nhạy cảm với gió phải được phân tích về các hiệu ứng động học như sự lắc do gió xoáy hoặc gió giật, và tác động tương hỗ gió – kết cấu không ổn định như rung giật và chao đảo. Các kết cấu mảnh hoặc dễ uốn xoắn phải được phân tích về oằn ngang, nén quá mức và rung lệch tăng dần.

4.7.2.2.3. Nghiên cứu thiết kế

Biến dạng dao động dưới tác động của gió có thể dẫn đến các ứng suất quá mức, sự mỏi kết cấu, và sự phiền phức hoặc bất tiện cho người dùng. Mặt cầu, dây xiên và cáp treo phải được bảo vệ tránh bị gió xoáy quá mức và các dao động do mưa gió. Khi áp dụng thực tế, việc sử dụng các bộ chống rung phải được xét để kiểm soát được những tác động động học quá mức. Khi các bộ chống rung hoặc sự thay đổi hình dạng không hiện thực, thì hệ kết cấu phải được thay đổi để đạt được sự kiểm soát đó.

4.7.3. ỨNG XỬ ĐỘNG HỌC KHÔNG ĐÀN HỒI

4.7.3.1. Tổng quát

Trong khi chịu tác động của động đất hoặc va chạm tàu thuyền, năng lượng có thể được làm tiêu đi bằng một hoặc nhiều cơ chế dưới đây:

·Biến dạng đàn hồi và không đàn hồi của vật thể có thể va chạm với kết cấu,

· Biến dạng không đàn hồi của kết cấu và các vật gắn liền với nó,

· Chuyển vị không hồi phục của các khối lượng của kết cấu và các vật gắn với nó, và

· Biến dạng không đàn hồi của các bộ phận tiêu năng cơ học chuyên dụng.

4.7.3.2. Các khớp dẻo và các đường chảy dẻo

Để phân tích, năng lượng hấp thụ được bởi biến dạng không đàn hồi trong thành phần kết cấu có thể được giả thiết là tập trung tại các khớp dẻo và các đường chảy dẻo. Vị trí của những mặt cắt này có thể xác định bằng phép xấp xỉ liên tiếp để đạt được lời giải sát hơn về năng lượng được hấp thụ. Đối với các mặt cắt này, các đường cong mô men-chuyển động quay có thể được xác định bằng cách sử dụng các mô hình vật liệu phân tích đã được kiểm tra.

4.7.4. PHÂN TÍCH VỀ TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

4.7.4.1. Tổng quát

Phải thực hiện các yêu cầu phân tích tối thiểu về các hiệu ứng động đất theo quy định trong bảng 4.7.4.3.1-1.

Đối với các phương pháp phân tích theo kiểu dạng được quy định trong các Điều 4.7.4.3.2 và 4.7.4.3.3 phải tính phổ thiết kế đàn hồi theo phương trình 3.10.6.1-1.

Đối với các cầu nằm trong vùng động đất I không cần thiết phải phân tích về tải trọng động đất bất kể tầm quan trọng và hình dạng của nó. Tuy nhiên phải tuân theo các yêu cầu tối thiểu như trong các Điều 4.7.4.4 và 3.10.9

4.7.4.2. Các cầu một nhịp

Không cần phân tích động đất đối với các cầu một nhịp dù nó nằm trong vùng động đất.

Phải thiết kế liên kết giữa kết cấu cầu và các mố cầu theo các yêu cầu tối thiểu về lực như trong Điều 3.10.9.

Các yêu cầu về bề rộng tựa tối thiểu sẽ phải thỏa mãn tại mỗi mố cầu như trong Điều 4.7.4.4.

4.7.4.3. Các cầu nhiều nhịp

4.7.4.3.1. Lựa chọn phương pháp

Đối với các kết cấu nhiều nhịp phải thực hiện các yêu cầu phân tích tối thiểu theo quy định trong bảng 1, trong đó:

* = không cần đến phân tích động đất

UL = phương pháp đàn hồi tải trọng phân bố đều

SM = phương pháp đàn hồi dạng đơn

MM = phương pháp đàn hồi dạng phức

TH = phương pháp lịch sử thời gian

Bảng 4.7.4.3.1-1- Các yêu cầu tối thiểu đối với tác động của động đất

Vùng động đất	Cầu một nhịp	Cầu nhiều nhịp
		Các cầu khác		Các cầu chủ yếu		Các cầu đặc biệt
		Bình thường	Không bình thường	Bình thường	Không bình thường	Bình thường	Không bình thường
1 2 3	Không cần xét đến động đất	* SM/UL SM/UL	* SM MM	* SM/UL MM	* MM MM	* MM MM	* MM TH

4.7.4.3.2. Phương pháp phân tích dạng đơn

4.7.4.3.2a. Tổng quát

Một trong hai phương pháp phân tích kiểu dạng đơn được chỉ định ở đây đều có thể được sử dụng trong trường hợp thích hợp.

4.7.4.3.2b. Phương pháp phổ dạng đơn (Single-mode)

Phương pháp dạng đơn để phân tích phổ dựa trên dạng dao động cơ bản theo phương dọc hoặc phương ngang. Hình dạng dao động này có thể thấy được khi ta tác động vào kết cấu một tải trọng nằm ngang rải đều và tính toán biến hình tương ứng. Có thể tính toán chu kỳ dao động riêng bằng cách cân bằng thế năng và động năng cực đại kết hợp với hình dạng dao động cơ bản. Biên độ của hình dạng chuyển vị có thể được tính ra nhờ hệ số ứng xử động đất đàn hồi Csm như đã được nêu trong Điều 3.10.6. và từ chuyển vị phổ tương ứng. Biên độ này được dùng để xác định các hiệu ứng lực.

4.7.4.3.2c. Phương pháp tải trọng rải đều

Phương pháp tải trọng rải đều được dựa trên dạng dao động cơ bản theo phương dọc hoặc phương ngang. Chu kỳ của dạng dao động này phải được lấy bằng chu kỳ của một bộ chấn động khối – lò xo đơn tương đương. Để tính độ cứng của lò xo tương đương này phải sử dụng chuyển vị cực đại phát sinh khi cầu chịu tác dụng của một tải trọng ngang rải đều bất kỳ. Hệ số ứng xử động đất đàn hồi C_sm quy định trong Điều 3.10.6 phải được sử dụng để tính tải trọng rải đều tương đương do động đất mà từ đó tính được các hiệu ứng lực do động đất.

4.7.4.3.3. Phương pháp phân tích phổ dạng phức

Phải sử dụng phương pháp phân tích phổ dạng phức đối với cầu trong đó có kết hợp xét 2 hay 3 hướng tọa độ trong mỗi dạng dao động. ít nhất thì phép phân tích động học tuyến tính với mô hình không gian 3 chiều phải được sử dụng để thể hiện kết cấu.

Số dạng dao động đưa vào trong phép phân tích ít nhất phải bằng ba lần số nhịp trong mô hình. Phải sử dụng phổ ứng xử động đất đàn hồi theo Điều 3.10.6 cho mỗi dạng dao động.

Ước lượng các lực và các chuyển vị của các cấu kiện bằng cách sử dụng cách tổ hợp các ứng xử tương ứng của các đại lượng (mô men, lực, chuyển vị, hay chuyển vị tương đối) rút ra từ các dạng dao động riêng theo phương pháp tổ hợp căn bậc hai (CQC)

4.7.4.3.4. Phương pháp lịch sử thời gian

Bất cứ phương pháp lịch sử thời gian cập nhật nào được sử dụng cho phép phân tích đàn hồi hoặc không đàn hồi, phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 4.7.

Phải xác định độ nhạy cảm của lời giải số cho kích thước của bước thời gian được sử dụng cho phép phân tích. Việc nghiên cứu độ nhạy cũng phải được thực hiện để khảo sát các hiệu ứng của sự biến đổi các tính chất trễ của vật liệu đã giả thiết.

Các lịch sử thời gian của gia tốc đưa vào sử dụng để mô tả các tải trọng động đất phải được lựa chọn với sự tư vấn của Chủ đầu tư. Trừ phi được chỉ dẫn khác đi,5 lịch sử thời gian với phổ tương thích phải được sử dụng khi các lịch sử thời gian riêng tại vị trí xây dựng cầu là không có sẵn. Phổ được sử dụng để phát ra 5 lịch sử thời gian này sẽ giống như phổ được sử dụng cho các phương pháp dạng dao động như quy định trong Điều 3.10.6. được thay đổi cho địa tầng thích hợp

4.7.4.4. Các yêu cầu chuyển vị tối thiểu

Bề rộng gối phải lấy lớn hơn chuyển vị cực đại tính theo các quy định của Điều 4.7.4.3 hoặc phần trăm của bề rộng lấy theo kinh nghiệm, N, như cho trong Phương trình 1, hoặc phải đặt các ngàm dọc tuân theo Điều 3.10.9.5. Các gối được ngàm chặt chống chuyển động dọc phải được thiết kế theo Điều 3.10.9. Các phần trăm của N, áp dụng cho mỗi vùng động đất phải như trong Bảng 1.

Bề rộng gối lấy theo kinh nghiệm phải lấy như sau:

N = (200+ 0.0017 L+ 0.0067 H) (1+ 0.000 125 S²) (4.7.4.4-1)

trong đó:

N = chiều dài tựa tối thiểu được đo vuông góc với đường trục của gối (mm)

L = chiều dài của mặt cầu đến khe co giãn lân cận, hoặc đến điểm cuối của mặt cầu. Đối với các khớp trong nhịp, L phải là tổng các khoảng đến khớp ở hai bên. Đối với các cầu một nhịp, L tương đương với chiều dài của mặt cầu (mm)

H = đối với các mố, chiều cao trung bình của các cột đỡ kết cấu nhịp cầu đến khe co giãn gần nhất (mm) đối với các cột và các trụ, là chiều cao của cột hoặc trụ (mm) đối với các khớp bên trong nhịp, chiều cao trung bình của 2 cột hoặc trụ lân cận (mm) cho các cầu một nhịp (mm)

S = độ chéo của gối đo được từ đường vuông góc với nhịp (Độ)

Bảng 4.7.4.4-1- Phần trăm của N theo vùng và hệ số gia tốc

Vùng	Hệ số gia tốc	Loại đất	%n
1	< 0.025	I hoặc II	³ 50
1	< 0.025	III hoặc IV	100
1	> 0.025	Tất cả	100
2	Thích hợp tất cả	Tất cả	100
3	Thích hợp tất cả	Tất cả	150

4.7.5. PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG VA TẦU

Trong phạm vi cho phép của các quy định của phần 3 có thể thay thế phép phân tích động học đối với các va tàu thuyền bằng phép phân tích đàn hồi tĩnh học tương đương. Khi có quy định dùng phép phân tích không đàn hồi thì phải xem xét tác động của các tải trọng khác có thể xảy ra.

4.8. PHÂN TÍCH THEO MÔ HÌNH VẬT LÝ

4.8.1. THÍ NGHIỆM TRÊN MÔ HÌNH CÓ TỶ LỆ THU NHỎ KẾT CẤU

Để thiết lập và kiểm tra sự làm việc của kết cấu, Chủ đầu tư có thể yêu cầu và làm thí nghiệm các mô hình tỷ lệ thu nhỏ kết cấu và các bộ phận của nó. các tính chất về kích thước và vật liệu của kết cấu, cũng như các điều kiện biên và tải trọng, phải được mô hình hóa càng chính xác càng tốt. Đối với phân tích lực học phải sử dụng hợp lý tỷ lệ quán tính nội bộ, các hàm tải trọng/ kích thích và hàm giảm chấn. Đối với các thí nghiệm về trạng thái giới hạn cường độ phải mô phỏng trong bản thân tính toán sự đo đạc bằng dụng cụ không được ảnh hưởng đáng kể đến lời giải và kết quả của mô hình.

4.8.2. THỬ CẦU

Để xác định hiệu ứng lực và khả năng chịu tải của các cầu hiện hữu người ta có thể thử bằng các dụng cụ đo và các kết quả đạt được dưới các điều kiện khác nhau của tải trọng của giao thông và của tải trọng môi trường hoặc tải trọng thí nghiệm bằng các xe chuyên dùng.

Phần 5 –

KẾT CẤU BÊ TÔNG

5.1. Phạm vi

Các quy định của phần này áp dụng cho việc thiết kế các cấu kiện cầu và tường chắn được xây dựng bằng bê tông có tỷ trọng bình thường hoặc tỷ trọng thấp và có bố trí cốt thép và/hoặc cốt thép dự ứng lực(các tao cáp hoặc thanh thép dự ứng lực). Các quy định này dựa trên cơ sở cường độ bê tông trong khoảng từ 16 tới 70 MPa.

Các quy định của chương này tổng hợp và thống nhất các yêu cầu cho kết cấu bê tông cốt thép, bê tông dự ứng lực và bê tông dự ứng lực một phần. Các quy định cho việc thiết kế chống động đất, phương pháp tính toán theo mô hình chống và giằng, thiết kế các cầu bê tông thi công theo phương pháp phân đoạn và cầu bê tông cốt thép lắp ghép cũng được trình bày trong chương này.

5.2. Các định nghĩa

Neo – Trong công nghệ kéo sau, đây là thiết bị cơ khí được dùng để neo bó tao thép vào bê tông; trong công nghệ kéo trước, đây là thiết bị được dùng để neo bó tao thép cho đến khi bê tông đạt được cường độ định trước và dự ứng lực đã truyền vào bê tông; đối với cốt thép thanh, đây là đoạn chiều dài cốt thép hoặc neo cơ học, hoặc móc, hoặc tổ hợp của chúng ở đầu thanh đủ để truyền lực căng trong thanh vào bê tông.

Vấu neo – Bộ phận được làm nhô ra thêm ở sườn, bản cánh hoặc chỗ nối sườn – bản cánh để lắp neo bó thép dự ứng lực.

Vùng neo – Phần kết cấu mà dự ứng lực được truyền từ thiết bị neo sang vùng cục bộ của bê tông và sau đó phân bố rộng hơn sang vùng chung của kết cấu.

Lúc kích – ở thời điểm căng bó thép dự ứng lực.

Lúc đặt tải – Thuật ngữ liên quan đến trị số của các đặc trưng của bê tông lúc tải trọng tác động. Tải trọng này bao gồm lực dự ứng lực và tải trọng thường xuyên, thường không bao gồm hoạt tải.

Lúc truyền – Ngay sau khi truyền lực dự ứng lực vào bê tông.

Bó thép dính bám – Bó thép được dính bám với bê tông hoặc trực tiếp hoặc thông qua ép vữa.

Lực nở ra – Lực kéo trong bê tông ở vùng neo kéo sau do truyền dự ứng lực gây ra.

Bê tông đúc tại chỗ – Bê tông được đổ vào vị trí cuối cùng của nó trong kết cấu khi còn đang dẻo.

Các neo đặt sát nhau – Các thiết bị neo được định nghĩa là đặt sát nhau nếu cự ly tim đến tim của chúng không vượt quá 1,5 lần bề rộng của thiết bị neo trên phương được xem xét.

Hợp long – Việc đổ bê tông tại chỗ dùng để liên kết hai hoặc nhiều hơn các bộ phận đã đúc trước đó của kết cấu.

Kết cấu liên hợp – Các cấu kiện bê tông hoặc bê tông và thép liên kết với nhau để cùng chịu tác động lực như là một khối.

Lớp bê tông bảo vệ – Cự ly tối thiểu được quy định giữa bề mặt bê tông và bề mặt của cốt thép, tao thép, ống bọc kéo sau, neo hoặc các vật chôn khác.

Bó tăng cường – Điều kiện khi phòng ngừa sự phân rã của bê tông chịu nén bằng cách tạo các lực ngang và/hoặc lực bao quanh, chẳng hạn như có thể dùng cốt thép thích hợp, các ống thép hoặc ống composit hoặc các cấu kiện tương tự.

Neo bó – Neo cho bó tao thép kéo sau làm việc trên cơ sở ngăn chặn bê tông trong vùng neo cục bộ nhờ các cốt thép đặc biệt.

Từ biến – Biến dạng theo thời gian của bê tông dưới tải trọng thường xuyên.

Ma sát cong – Ma sát do bó thép dịch tựa vào ống bọc khi bị kéo do độ cong của ống bọc.

Bản mặt cầu – Bản bê tông đặc chịu và truyền tải trọng bánh xe lên cấu kiện đỡ bên dưới.

Giảm nén trước – Giai đoạn mà ở đó các ứng suất nén do dự ứng lực bị triệt tiêu bởi các ứng suất kéo.

Cấu kiện cao – Các cấu kiện trong đó cự ly từ điểm lực cắt bằng 0,0 đến mặt gối nhỏ hơn 2d, hoặc các cấu kiện trong đó tải trọng gây ra lớn hơn 1/3 lực cắt ở gối đặt gần hơn 2d từ mặt gối (d = chiều cao cấu kiện).

Yên đổi hướng (ụ chuyển hướng) – Cục bê tông làm nhô ra thêm ở sườn, bản cánh hoặc chỗ tiếp giáp sườn – bản cánh dùng để khống chế về hình học hoặc để đổi hướng bó thép đặt ngoài.

Chiều dài triển khai – Cự ly cần thiết để phát triển cường độ các thanh cốt thép hoặc tao thép dự ứng lực.

Cự ly mép – Cự ly tối thiểu giữa tim cốt thép hoặc vật chôn khác và mép bê tông.

Chiều cao hữu hiệu – Chiều cao cấu kiện hữu hiệu trong mặt cắt chịu uốn hoặc cắt; ký hiệu như d và d_v.

Dự ứng lực hữu hiệu – ứng suất hoặc lực còn lại trong cốt thép dự ứng lực sau khi toàn bộ mất mát đã xảy ra.

Chiều dài chôn – Chiều dài cốt thép hoặc neo được đặt vượt quá mặt cắt tới hạn mà trên đó việc truyền lực giữa bê tông và cốt thép có thể xảy ra.

Bó thép ngoài – Bó thép kéo sau được đặt bên ngoài bê tông, thường nằm trong lòng dầm hộp.

Vùng chung – Vùng liền kề với neo kéo sau trong đó lực dự ứng lực truyền chủ yếu theo sự phân bố ứng suất tuyến tính trên mặt cắt ngang của cấu kiện.

Neo trung gian – Neo không được đặt ở bề mặt cuối của cấu kiện hoặc phân đoạn cho các bó thép không kéo dài qua suốt chiều dài cấu kiện hoặc phân đoạn; thường dưới dạng các neo bị chôn, vấu, sườn hoặc hố đặt.

Bó thép trong – Bó thép kéo sau được đặt bên trong bê tông.

Cốt thép đẳng hướng – Bố trí cốt thép trong đó các thanh trực giao với nhau và tỷ lệ cốt thép ở hai hướng bằng nhau.

Lực kích – Lực tác động bởi thiết bị sinh ra lực căng trong bó thép.

Gối lao – Gối tạm có đặc tính ma sát thấp dùng trong thi công cầu bằng phương pháp đúc đẩy.

Mũi dẫn – Kết cấu thép tạm thời được nối ở phía trước cầu đúc đẩy để giảm ứng lực kết cấu nhịp trong khi lao.

Bê tông tỷ trọng thấp – Bê tông chứa cấp phối nhẹ và có tỷ trọng khi khô không vượt quá 1925 Kg/m³như được xác định bởi ASTM C-567.

Vùng cục bộ – Phần thể tích bê tông bao quanh và ở ngay trước đầu thiết bị neo để chịu ứng suất nén cao.

Thép ít dão, Thép tự chùng thấp – Loại tao thép dự ứng lực kéo mà mất mát dự qngs suất do thép tự chùng được giảm đáng kể do xử lý kéo ở nhiệt độ cao ngay trong lúc chế tạo tao thép.

Bê tông tỷ trọng thường – Bê tông có tỷ trọng ở giữa 2150 và 2500 kg/m³.

Tao thép không dính bám một phần – Tạo thép dự ứng lực có một phần chiều dài được dính bám và có chỗ khác được cố ý cho không dính bám bằng cách dùng các biện pháp cơ học hoặc hóa học. Còn được gọi là tao thép được che chắn hoặc bọc ngoài.

Bê tông dự ứng lực một phần – Bê tông với sự kết hợp của cả các tao thép dự ứng lực và các thanh thép thường.

Kéo sau – Một phương pháp tạo dự ứng lực- trong đó các tao thép được căng kéo sau khi bê tông đạt cường độ quy định.

Ổng bọc kéo sau – Vật tạo hình lống để luồn và chứa các bó thép hoặc các thanh kéo sau trong bê tông đã cứng. Thường dùng các loại sau:

Ống bọc cứng – ống không nối, đủ cứng để giới hạn độ võng không vượt quá 25 mm trên chiều dài 6.000 mm được tựa ở hai đầu.

Ống bọc nửa cứng – ống thép hoặc chất dẻo gợn sóng đủ cứng để được coi là không cuộn được thành cuộn vận chuyển thông thường mà không hư hỏng.

Ống bọc mềm – ống được nối mềm có thể cuộn thành đường kính 1200 mm mà không hư hỏng.

Cấu kiện đúc sẵn – Cấu kiện bê tông được đúc ở nơi không phải là vị trí cuối cùng của nó.

Bê tông dự ứng lực – Cấu kiện bê tông ở đó các ứng suất và biến dạng được tạo ra bằng tác động của lực dự ứng lực.

Kéo căng trước – Một phương pháp dự ứng lực trong đó các tao thép được căng kéo trước khi đổ bê tông.

Bê tông cốt thép – Bê tông kết cấu có chứa lượng thép không ít hơn lượng tối thiểu quy định ở đây bao gồm các tao thép kéo trước hoặc cốt thép không dự ứng lực.

Cốt thép – Thanh cốt thép và/hoặc thép dự ứng lực.

Tự chùng – Sự giảm ứng suất theo thời gian trong các bó thép dự ứng lực.

Bê tông cát tỷ trọng thấp – Một loại bê tông tỷ trọng thấp chứa cấp phối thô tỷ trọng thấp và cát tự nhiên hạt mịn.

Cấu kiện phân đoạn – Cấu kiện được làm bằng các bộ phận đơn lẻ hoặc đúc sẵn hoặc đúc tại chỗ và có các cáp dự ứng lực được kéo sau cùng với nhau để làm việc như một cấu kiện liền khối dưới tải trọng.

Bản – Cấu kiện có chiều rộng ít nhất bằng bốn lần chiều cao hữu hiệu của nó.

Thiết bị neo đặc biệt – Thiết bị neo mà tính đầy đủ của chúng phải được chứng minh qua thử nghiệm chấp nhận đã được tiêu chuẩn hóa. Hầu hết các neo đa diện và tất cả các neo dính bám là các thiết bị neo đặc biệt.

Cường độ quy định của bê tông – Cường độ nén danh định của bê tông được quy định cho công trình và được giả thiết cho thiết kế và phân tích kết cấu mới.

Thép xoắn – Thanh hoặc sợi được cuốn liên tục thành hình trụ xoắn ốc.

Cường độ kéo chẻ – Cường độ kéo của bê tông được xác định bằng thí nghiệm tách (chẻ) phù hợp với AASHTO T198 (ASTM C 496).

Phạm vi (biên độ) ứng suất – Chênh lệch đại số giữa ứng suất Max và Min do tải trọng nhất thời.

Bê tông khối lớn – Bất kỳ khối bê tông lớn nào ở đó các vật liệu hoặc phương pháp đặc biệt cần được áp dụng để đối phó với sự phát nhiệt của hydrát hóa và sự thay đổi thể tích kèm theo để giảm thiểu nứt.

Mô hình chống – và – giằng, Mô hình giàn ảo – Mô hình được dùng chủ yếu ở các vùng lực tập trung và thay đổi đột ngột về hình học để xác định các tỷ lệ bê tông và khối lượng cốt thép và các phân bố được dựa trên giả thiết là có các thanh chống chịu nén trong bê tông, các giằng chịu kéo trong cốt thép và vị trí hình học của các nút ở các điểm giao cắt của chúng.

Gradien nhiệt – Thay đổi nhiệt độ của bê tông trên mặt cắt ngang.

Cấu kiện thép dự ứng lực – Cấu kiện thép cường độ cao được dùng để tạo dự ứng lực cho bê tông.

Truyền – Thao tác truyền lực trong thiết bị neo kéo trước lên bê tông.

Chiều dài truyền – Chiều dài trên đó ứng lực trước được truyền qua bê tông bằng dính bám và ma sát trong một cấu kiện kéo trước.

Cốt thép ngang – Cốt thép được dùng để chịu cắt, xoắn, lực ngang hoặc để bó tăng cường bê tông trong bộ phận kết cấu. Các thuật ngữ “cốt đai” và “cốt thép bản bụng” thường được dùng để chỉ cốt thép ngang trong bộ phận chịu uốn và thuật ngữ “giằng” “cốt đai” và “cốt xoắn” được dùng để chỉ cốt thép ngang trong bộ phận chịu nén.

Mối nối loại A – Mối nối tại chỗ bằng bê tông -ớt và/hoặc keo epôxy giữa các bộ phận đúc sẵn.

Mối nối loại B – Mối nối khô giữa các bộ phận đúc sẵn.

Ma sát lắc – Ma sát gây ra bởi sự lệch hướng của ống bọc hoặc vỏ bọc bó thép ra khỏi biến dạng quy định của nó.

Giới hạn chảy – Giới hạn chảy quy định của cốt thép.

5.3. KÝ HIỆU

A = diện tích của bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được giới hạn bởi các bề mặt của mặt cắt ngang và một đường thẳng song song với trục trung hòa đem chia cho số lượng thanh hoặc sợi (mm²); diện tích tối đa của phần bề mặt đỡ giống với diện tích chịu tải và đồng tâm với nó và không chồng lên diện tích tương tự của thiết bị neo bên cạnh (mm²); đối với thi công phân đoạn, trọng lượng tĩnh của phân đoạn đúc trước đang cẩu (N) (5.7.3.4)(5.10.9.7.2)(5.14.2.3.2)

A_b = diện tích của một thanh thép đơn (mm²); diện tích mặt tựa hữu hiệu (mm²), diện tích tịnh của một bản đỡ (mm²) (5.10.8.2) (5.10.9.6.2) và (5.10.9.7.2).

A_c = diện tích của lõi cấu kiện chịu nén tăng cường bằng thép xoắn tính từ đường kính ngoài của cốt đai xoắn (mm²) (5.7.4.6)

A_cb = diện tích mặt cắt ngang được tính tiếp trong phần mở rộng các cạnh của tấm neo hay vấu neo, nghĩa là không kể diện tích của vấu neo hoặc sườn là một phần của mặt cắt ngang (mm²) (5.10.9.3.4b)

A_cp = diện tích được bao bởi chu vi ngoài của mặt cắt bê tông, bao gồm diện tích các lỗ rỗng nếu có (mm²) (5.8.2.1)

A_cs = diện tích mặt cắt ngang của thanh chống bê tông trong mô hình chống- và-giằng (5.6.3.3.1)

A_cv = diện tích mặt cắt bê tông để truyền lực cắt (mm²) (5.8.4.1)

A_g = tổng diện tích của mặt cắt (mm²); tổng diện tích của bản đỡ (mm²) (5.5.4.2.1) (5.10.9.7.2)

A_h = diện tích cốt thép chịu cắt song song với cốt thép chịu kéo uốn (mm²) (5.13.2.4.1)

A_hr = diện tích một nhánh của cốt thép treo ở gờ dầm và dầm T ngược (mm²) (5.13.2.5.5)

AI = đối với thi công phân đoạn: Đáp ứng động học do dỡ hoặc đặt tải bất ngờ một phân đoạn đúc sẵn (N)(5.14.2.3.2)

A_k = diện tích đế của tất cả các mộng chống cắt trong mặt phẳng phá hoại (mm²)(5.8.5)

A_n = diện tích cốt thép trong dầm hẫng ngắn hoặc dầm chìa chịu lực kéo N_uc (mm²) (5.13.2.4.2)

A_o = diện tích được bao bởi dòng cắt, bao gồm diện tích các lỗ nếu có (mm²) (5.8.3.6.2)

A_oh = diện tích được bao bởi cốt thép chịu xoắn ngang, kín phía ngoài, bao gồm diện tích các lỗ nếu có (mm²) (5.8.3.6.2).

A_ps = diện tích thép dự ứng lực (mm²) (5.5.4.2.1)

A_s = diện tích cốt thép chịu kéo không dự ứng lực(mm²) (5.5.4.2.1)

A_,s = diện tích cốt thép chịu nén (mm²) (5.7.3.1.1).

A_sh = diện tích mặt cắt ngang của cốt đai tăng cường cột (mm²) (5.10.11.4.1d)

A_sk = diện tích cốt thép vỏ trên đơn vị chiều cao trong một mặt bên (mm²) (5.10.11.4.1d)

A_sm = diện tích tiếp xúc giữa các mặt nhẵn trên mặt phẳng phá hoại (mm²) (5.8.5).

A_ss = diện tích cốt thép trong thanh chống giả định của mô hình chống-và-giằng (mm²) (5.6.3.3.4)

A_st = tổng diện tích cốt thép dọc thường(mm²) (5.6.3.4.1)

A_s-BW = diện tích thép trong chiều rộng móng băng (mm²) (5.6.3.4.1)

A_s-SD = tổng diện tích thép trong phương ngắn của bệ móng (mm²) (5.13.3.5)

A_t = diện tích một nhánh của cốt thép chịu xoắn ngang kín (mm²) (5.8.3.6.2)

A_v = diện tích cốt thép ngang trong cự ly S (mm²) (5.8.2.5)

A_vf = diện tích cốt thép chịu ma sát cắt (mm²); diện tích cốt thép chịu cắt ở mặt phân giới giữa hai phần bê tông của bản và bê tông dầm (mm²/mm); tổng diện tích cốt thép, bao gồm cốt thép chịu uốn (mm²) (5.8.4.1) (5.10.11.4.4)

A_w = diện tích một sợi đơn được triển khai hoặc nối (mm²) (5.11.2.5.1)

A₁ = diện tích chịu tải (mm²) (5.7.5)

A₂ = diện tích của đáy dưới lớn nhất của hình chóp cụt, hình nón hoặc hình nêm vát nằm toàn bộ trong vùng đỡ và mặt trên của nó là vùng chịu tải, có độ dốc mặt bên là 1:2 (mm²) (5.7.5)

a = chiều cao của khối ứng suất chữ nhật tương đương (mm); bề rộng tấm neo (mm); kích thước ngang của thiết bị neo được đo song song với kích thước lớn hơn của mặt cắt ngang (mm) (5.7.2.2) (5.10.9.3.6) (5.10.9.6.1)

a_eff = kích thước ngang của diện tích mặt tựa hữu hiệu đo song song với chiều của kích thước lớn hơn của mặt cắt ngang (mm) (5.10.9.6.2)

a_f = cự ly giữa tải trọng tập trung và cốt thép song song với tải trọng (mm) (5.13.2.5.1)

a_v = nhịp chịu cắt: cự ly giữa tải trọng tập trung và mặt gối (mm) (5.13.2.4.1)

b = chiều rộng mặt chịu nén của cấu kiện (mm); kích thước ngang của thiết bị neo đo song song với phương nhỏ hơn của mặt cắt ngang (mm) (5.7.3.1.1) (5.10.9.6.2)

b_eff = kích thước ngang của diện tích mặt tựa hữu ích đo song song với chiều của kích thước nhỏ hơn của mặt cắt ngang (mm) (5.10.9.6.2).

b₀ = chu vi mặt cắt tới hạn đối với bản và đế móng (mm) (5.13.3.6.1)

b_v = chiều rộng sườn hữu hiệu (mm); chiều rộng giao diện (mm) (5.8.27) (5.8.4.1)

b_w = chiều rộng sườn hoặc đường kính của mặt cắt tròn (mm); chiều rộng sườn được xác định khi có ống bọc (mm) (5.7.3.1.1) (5.8.2.5)

CE = đối với thi công phân đoạn: thiết bị thi công quy định (N) (5.14.2.3.2)

CLE = đối với thi công phân đoạn: tải trọng dọc của thiết bị thi công (N) (5.14.2.3.2)

CLL = đối với thi công phân đoạn: hoạt tải thi công phân bố (MPa) (5.14.2.3.2)

CR = mất mát dự ứng lực do từ biến của bê tông (MPa) (5.14.2.3.2)

c = cự ly từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa (mm); hệ số dính bám (MPa); lớp phủ bê tông yêu cầu trên cốt thép (mm); cự ly từ tim gối đến đuôi dầm (mm) (5.7.2.2) (5.8.4.1) (5.13.2.5.2)

DC = trọng lượng của kết cấu được đỡ (N) (5.14.2.3.2)

DIFF = đối với thi công phân đoạn: tải trọng chênh lệch (N) (5.14.2.3.2)

DW = tĩnh tải xếp chồng (N) hoặc (N.mm) (5.14.2.3.2)

d = chiều cao mặt cắt (mm) (5.10..10.1)

d_b = đường kính danh định của thanh cốt thép, sợi thép hoặc tao thép ứng suất (mm) (5.10.2.1)

d_burst = cự ly từ thiết bị neo đến trọng tâm của lực nở ra T_burst (mm) (5.10.9.3.20)

d_c = chiều dày của lớp phủ bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến tim thanh hoặc sợi thép gần nhất (mm); lớp bê tông tối thiểu phủ lên ống bọc bó thép cộng với một nửa đường kính ống bọc (mm) (5.7.3.4) (5.10.4.3.1)

d_e = chiều cao hữu hiệu tính từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm lực kéo trong cốt thép chịu kéo (mm) (5.7.3.3.1)

d_f = khoảng cách từ đỉnh gờ khấc tới cốt thép chịu nén (mm) (5.13.2.5.5)

d_p = cự ly từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm các bó thép dự ứng lực(mm) (5.7.3.1.1)

d_s = cự ly từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không dự ứng lực (mm) (5.7.3.2.2)

d^’_s = cự ly từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu nén (mm) (5.7.3.2.2)

d_v = chiều cao cắt hữu hiệu(mm) (5.8.2.7)

E_b = mô đun đàn hồi của vật liệu bản gối đỡ (MPa) (5.10.9.7.2)

E_c = mô đun đàn hồi của bê tông (MPa) (5.4.2.4)

E_ci = mô đun đàn hồi của bê tông lúc truyền lực (MPa) (5.9.5.2.3a)

EI = độ cứng chống uốn (N.mm²) (5.7.4.3)

E_p = mô đun đàn hồi của bó thép dự ứng lực (MPa) (5.4.4.2)

E_s = mô đun đàn hồi của thanh cốt thép (MPa) (5.4.3.2).

e = cơ số lôgarit tự nhiên, độ lệch tâm của thiết bị neo hoặc nhóm thiết bị neo đối với trọng tâm mặt cắt, luôn lấy là dương (mm); (5.9.2) (5.10.9.6.3)

F = ứng lực tính được khi dùng mô đun đàn hồi tức thời lúc đặt tải (N) (5.9.2)

F^’ = hợp lực được chiết giảm do xét đến từ biến trong thời gian phù hợp với việc dùng (N) (5.9.2)

F_e = hệ số chiết giảm (5.8.3.4.2)

F_u-in = ứng lực trệch hướng trong mặt phẳng trên đơn vị chiều dài bó thép (N/mm) (5.10.4.3.1)

F_u-out = ứng lực ngoài mặt phẳng trên đơn vị chiều dài bó thép (N/mm) (5.10.4.3.2)

f_b = ứng suất trong bản neo ở mặt cắt mép lỗ nêm hoặc các lỗ (MPa) (5.10.9.7.2)

f^’_c = cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày, trừ khi quy định tuổi khác (MPa) (5.4.2.1)

f_ca = ứng suất nén của bê tông ở trước thiết bị neo (MPa) (5.10.9.6.2)

f_cb = ứng suất nén do tĩnh tải tiêu chuẩn (chưa nhân hệ số) trong vùng sau neo (MPa) (5.10.9.3.4b).

f_cgp = ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép dự ứng lực do lực dự ứng lực khi truyền hoặc kích và trọng lượng bản thân cấu kiện ở mặt cắt có mô men lớn nhất (MPa) (5.9.5.2.3a) (5.9.5.2.3b)

f^’_ci = cường độ nén quy định của bê tông lúc bắt đầu đặt tải hoặc tạo dự ứng lực(MPa) (5.9.1.2)

f_ct = cường độ kéo chẻ trung bình của bê tông cấp phối tỷ trọng thấp (MPa) (5.8.2.2)

f_cu = ứng suất nén giới hạn của bê tông để thiết kế theo mô hình chống và giằng (MPa) (5.6.3.3.1)

f_f = biên độ ứng suất mỏi cho phép (MPa) (5.5.3.2)

f_min = mức ứng suất nhỏ nhất đại số (MPa) (5.5.3.2)

f_n = ứng suất ép mặt danh định của bê tông (MPa) (5.10.9.7.2)

f_pe = ứng suất hữu hiệu trong thép dự ứng lực còn lại sau mất mát (MPa) (5.6.3.4.1)

f_pj = ứng suất trong thép dự ứng lực, khi kích (MPa) (5.9.3)

f_po = ứng suất trong thép dự ứng lực, khi ứng suất bê tông xung quanh bằng 0,0 (MPa) (5.8.3.4.2)

f_pt = ứng suất trong thép dự ứng lực ngay sau khi truyền lực (MPa) (5.9.3)

f_pu = cường độ kéo quy định của thép dự ứng lực(MPa) (5.4.4.1)

f_py = giới hạn chảy của thép dự ứng lực(MPa) (5.4.4.1)

f_r = cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông (MPa) (5.4.2.6)

f_sa = ứng suất kéo trong cốt thép do tải trọng sử dụng (MPa) (5.7.3.4)

f_y = giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (MPa) (5.5.4.2.1)

f^’_y = giới hạn chảy tối thiểu quy định của cốt thép chịu nén (MPa) (5.7.3.1.1)

f_yh = giới hạn chảy quy định của cốt thép ngang (MPa) (5.7.4.6)

H = độ ẩm tương đối bao quanh trung bình năm (%) (5.4.2.3.2)

h = tổng chiều dày hoặc chiều cao cấu kiện (mm); kích thước ngang của mặt cắt ngang theo phương được xét (mm) (5.8.2.7) (5.10.9.6.3)

h_c = kích thước lõi của cột bị đai theo phương xem xét (mm) (5.10.11.4.1d)

h_f = chiều cao bản cánh chịu nén (mm) (5.7.3.1.1)

I_cr = mô men quán tính của mặt cắt bị nứt, tính đổi ra bê tông (mm⁴) ((5.7.3.6.2)

IE = đối với thi công phân đoạn: Lực động của thiết bị (N) (5.14.2.3.2)

I_e = mô men quán tính hữu hiệu (mm⁴) (5.7.3.6.2)

I_g = mô men quán tính của mặt cắt nguyên đối với trọng tâm, không tính cốt thép (mm⁴) (5.7.3.6.2)

I_s = mô men quán tính của cốt thép lấy với trọng tâm cột (mm⁴) (5.7.4.3)

K = hệ số chiều dài hữu hiệu của cấu kiện chịu nén; hệ số ma sát lắc (trên đơn vị mm bó thép) (5.7.4.1) (5.9.5.2.2b)

k_c = hệ số đối với tác dụng của tỷ lệ thể tích trên bề mặt (5.4.2.3.2)

k_f = hệ số xét ảnh hưởng của cường độ bê tông (5.4.2.3.2)

k_h = hệ số độ ẩm (5.4.2.3.3)

k_s = hệ số kích cỡ (5.4.2.3.3)

L = chiều dài nhịp (mm); Chiều dài của bản gối hoặc đệm gối (mm) (5.7.3.1.2) (5.13.2.5.4)

ℓ_c = phần triển khai theo chiều dọc của cốt thép hạn chế nở ngang trong vùng cục bộ không lớn hơn giá trị lớn hơn của 1,15a_eff hoặc1,15 b_eff (mm); chiều dài chồng của mối nối chồng chịu nén (mm) (5.10.9.6.2) (5.11.5.5.1)l

ℓ_d = chiều dài triển khai (mm) (5.11.1.2.1)

ℓ_db = chiều dài triển khai cơ bản của cốt thép thẳng nhân với hệ số điều chỉnh để xác định ℓ_d (mm) (5.11.2.1.1)

ℓ_dh = chiều dài triển khai của móc tiêu chuẩn chịu kéo, đo từ mặt cắt tới hạn đến đầu ngoài của móc (mm) (5.11.2.4.1)

ℓ_e = chiều dài hữu hiệu của bó thép (mm), chiều dài ngàm vượt quá móc đai tiêu chuẩn (mm) (5.7.3.1.2) (5.11.2.6.2)

ℓ_hb = chiều dài triển khai cơ bản của móc chịu kéo tiêu chuẩn (mm) (5.11.2.4.1)

ℓ_hd = chiều dài triển khai đối với tấm lưới sợi có gờ (mm) (5.11.2.5.1)

ℓ_i = chiều dài chịu kéo giữa các neo (mm) (5.7.3.1.2)

ℓ_u = chiều dài không tựa của cấu kiện chịu nén (mm) (5.7.4.1)

M_a = mô men lớn nhất trong cấu kiện ở giai đoạn tính biến dạng (N.mm) (5.7.3.6.2)

M_c = mô men phóng đại dùng để thiết kế cấu kiện mảnh chịu nén (N.mm) (5.7.4.3)

M_cr = mô men nứt (N.mm) (5.7.3.6.2)

M_n = sức kháng uốn danh định (N.mm) (5.7.3.2.1)

M_r = sức kháng uốn tính toán của mặt cắt chịu uốn (N.mm) (5.7.3.2.1)

M_rx = sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương trục X (N.mm) (5.7.4.5)

M_ry = sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương trục Y (N.mm) (5.7.4.5)

M_ux = thành phần mô men do tải trọng tính toán theo phương trục X (N.mm) (5.7.4.5)

M_uy = thành phần mô men do tải trọng tính toán theo phương trục Y (N.mm) (5.7.4.5)

M₁ = mô men ở đầu có giá trị nhỏ hơn của cấu kiện chịu nén ở trạng thái giới hạn cường độ do tải trọng tính toán tác động (N.mm) (5.7.4.3)

M₂ = mô men ở đầu có giá trị lớn hơn của cấu kiện chịu nén ở trạng thái giới hạn cường độ do tải trọng tính toán tác động (N.mm) (5.7.4.3)

m = hệ số điều chỉnh (5.7.5)

N = số lượng bó thép dự ứng lực giống nhau (5.9.5.2.3b)

N_R = sức kháng kéo tính toán của đôi thanh thép ngang (N) (5.13.2.3)

N_s = số lượng các khớp tựa có các bó thép đi qua giữa các neo hay các điểm dính bám riêng biệt (5.7.3.1.2)

N_u = lực dọc trục tính toán tác dụng lấy là dương nếu là kéo (N) (5.8.3.4.2)

N_uc = lực dọc trục tính toán thẳng góc với mặt cắt ngang xảy ra cùng lúc với V_u, lấy là dương khi kéo và âm khi nén, bao gồm tác động kéo do từ biến và co ngót (N) (5.13.2.4.1)

n = hệ số mô đun = E_s/E_c hoặc E_p/E_c; số neo trong một lớp; hình chiếu của bản đáy ở ngoài lỗ nêm hoặc tấm nêm khi thích hợp (mm) (5.7.1) (5.10.9.6.2) (5.10.9.7.2)

P_c = lực nén tịnh thường xuyên (N) (5.8.4.1)

P_n = sức kháng dọc trục danh định của mặt cắt (N); sức kháng dọc trục danh định của chống hoặc giằng (N); sức kháng đỡ danh định (N) (5.5.4.2.1) (5.6.3.2) (5.7.5)

P₀ = sức kháng dọc trục danh định của mặt cắt khi độ lệch tâm bằng 0.0 (N) (5.7.4.5)

PPR = tỷ lệ dự ứng lực một phần (5.5.4.2.1)

P_r = sức kháng dọc trục tính toán của chống và giằng (N); sức kháng đỡ tính toán của neo (N); sức kháng nở tính toán của vùng neo dự ứng lực do cốt thép ngang chịu (N) (5.6.3.2) (5.10.9.7.2) (5.10.10.1)

P_rx = sức kháng dọc trục tính toán ứng với M_rx (N) (5.7.4.5)

P_rxy = sức kháng dọc trục tính toán ứng với chất tải hai trục (N) (5.7.4.5)

P_ry = sức kháng dọc trục tính toán ứng với M_ry (N) (5.7.4.5)

P_s = lực neo tính toán lớn nhất (N) (5.10.9.3.4b)

P_u = ứng lực dọc trục tính toán hoặc lực bó thép tính toán (N); tải trọng tính toán của bó thép cho 1 neo riêng lẻ (N) (5.7.4.3) (5.10.9.3.6)

p_c = chu vi ngoài của mặt cắt bê tông (mm) (5.8.2.1)

P_h = chu vi theo tim của cốt thép xoắn ngang kín (mm) (5.8.3.6.1)

R = bán kính cong của bó thép ở vị trí xem xét (mm) (5.10.4.3.1)

r = bán kính quay của mặt cắt nguyên (mm) (5.7.4.1)

r/h = tỷ số giữa bán kính đáy với chiều cao của các biến dạng ngang đã trôi qua (5.5.3.2)

S = cự ly tim đến tim gối dọc theo gờ dầm (mm) (5.13.2.5.2)

SH = co ngót (5.14.2.3.2)

s = cự ly các thanh cốt thép (mm); cự ly các hàng đai giằng (mm); khoảng cách tim đến tim neo (mm); cự ly các thanh thép treo (mm) (5.8.2.5) (5.8.4.1) (5.10.9.3.6) (5.10.9.6.2) (5.13.2.5.5)

S_w = cự ly các sợi thép được triển khai hoặc nối (mm) (5.11.2.5.1)

T_burst = lực kéo trong vùng neo tác dụng ở phía trước thiết bị neo và ngang qua trục bó thép (N) (5.10.9.6.3)

T_cr = sức kháng nứt do xoắn (N.mm) (5.8.2.1)

T_ia = lực kéo giằng trở lại neo giữa (trung gian) (N) (5.10.9.3.4b)

T_n = sức kháng xoắn danh định (N.mm) (5.8.2.1)

T_r = sức kháng xoắn tính toán do dòng cắt tròn (N.mm) (5.8.2.1)

T₁ = lực kéo ở mép (N) (5.10.9.3.6)

T₂ = lực nở ngang (N) (5.10.9.3.6)

t = thời gian (ngày); bề dày của vách (mm); chiều dày của mặt cắt (mm); chiều dày bình quân của bản đỡ (mm) (5.4.2.3.2); (5.7.4.7.1); (5.10.9.6.2) (5.10.9.7.2)

t_i = tuổi bê tông khi tải trọng bắt đầu tác dụng (ngày) (5.4.2.3.2)

U = đối với thi công phân đoạn: mất cân bằng phân đoạn (N) (5.14.2.3.2)

V_c = sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông (N) (5.8.2.4)

V_n = sức kháng cắt danh định của mặt cắt xem xét (N) (5.8.2.1)

V_r = sức kháng cắt tính toán (N) (5.8.2.1)

V_s = sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt (N) (5.8.3.3)

v = ứng suất cắt tính toán (MPa) (5.8.3.4.2)

WE = đối với thi công phân đoạn: tải trọng gió ngang trên thiết bị (N) (5.14.2.3.2)

WUP = đối với thi công phân đoạn: lực gió thốc tác dụng lên dầm hẫng (MPa) (5.14.2.3.2)

X_u = chiều dài tịnh của một đoạn có chiều dày không đổi của một vách giữa các vách khác hoặc các đường mép tăng cường giữa các vách (mm)

W/C = tỷ lệ nước/ xi măng (5.12.3)

x = chiều dài của bó thép căng trước tính từ đầu kích đến bất kỳ điểm nào đang xem xét (mm) (5.9.5.2.2b)

y_c = tỷ trọng bê tông (Kg/m³) (5.4.2.4)

y_t = khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ chịu kéo ngoài cùng (mm) (5.7.3.6.2)

Z = thông số khống chế nứt (5.7.3.4)

a = góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ); tổng thay đổi góc của đường cáp dự ứng lực từ đầu kích đến điểm xem xét (radian); góc nghiêng của lực bó thép so với tim cấu kiện (độ) (5.8.3.3) (5.9.5.2.2b) (5.10.9.6.3)

a_h = tổng thay đổi góc nằm ngang của đường cáp dự ứng lực từ đầu kích đến điểm xem xét (radian) (5.9.5.2.2b)

a_s = (góc giữa thanh chống chịu nén và thanh giằng chịu kéo liền kề (độ) (5.6.3.3.3)

a_v = tổng thay đổi góc đứng của đường dự ứng lực từ đầu kích đến điểm xem xét (radian) (5.9.5.2.2b)

b = hệ số liên quan đến ảnh hưởng của ứng biến dọc lên khả năng cắt của bê tông thể hiện bởi khả năng của bê tông bị nứt chéo để truyền lực kéo; tỷ số cạnh dài trên cạnh ngắn của đế móng (5.8.3.3) (5.13.3.5) (5.7.3.4)

b_b = tỷ số giữa diện tích cốt thép bị ngắt trên tổng diện tích cốt thép chịu kéo trong mặt cắt.

b_c = tỷ số giữa cạnh dài trên cạnh ngắn của vùng tải trọng tập trung hoặc phản lực (5.13.3.6.3).

b_d = tỷ số giữa mô men tĩnh tải tính toán max trên mô men do tổng tải trọng tính toán max, luôn luôn dương (5.7.4.3).

b₁ = tỷ số giữa chiều cao vùng chịu nén có ứng suất phân bố đều tương đương được giả định ở trạng thái giới hạn cường độ trên chiều cao vùng chịu nén thực (5.7.2.2)

Df_cdp = thay đổi trong ứng suất bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực do tất cả tĩnh tải, trừ tĩnh tải tác động lúc đặt lực dự ứng lực(MPa) (5.9.5.4.3)

Df_pA = mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do bộ neo (MPa) (5.9.5.1)

Df_pCR = mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do từ biến (MPa) (5.9.5.1)

Df_pES = mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do co ngắn đàn hồi (MPa) (5.9.5.1)

Df_pF = mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do ma sát (MPa) (5.9.5.1)

Df_pR = tổng mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do tự chùng của cốt thép (MPa) (5.9.5.1)

Df_pR1 = mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do tự chùng của cốt thép lúc truyền lực (MPa) (5.9.5.4.4b)

Df_pR2 = mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do tự chùng của cốt thép sau truyền lực (MPa) (5.9.5.4.4c)

Df_pSR = mất mát ứng suất cốt thép dự ứng lực do co ngót (MPa) (5.9.5.1)

Df_pT = mất mát ứng suất tổng cộng trong cốt thép dự ứng lực (MPa) (5.9.5.1)

e_cu = ứng biến phá vỡ của bê tông chịu nén (mm/mm) (5.7.3.1.2)

e_s = ứng biến kéo trong bê tông nứt theo phương của giằng chịu kéo (mm/mm) (5.6.3.3.3)

e_sh = ứng biến co ngót bê tông ở thời điểm đã cho (mm/mm) (5.4.2.3.3)

e_x =ứng biến dọc trong cốt thép bản bụng trên phía chịu kéo uốn của bộ phận (mm/mm) (5.8.3.4.2)

e₁ = ứng biến kéo chủ trong bê tông nứt do tải trọng tính toán (mm/mm) (5.6.3.3.3)

q = góc nghiêng của ứng suất nén chéo (độ) (5.8.3.3)

q_s = góc giữa chống chịu nén và trục dọc của cấu kiện trong mô hình giàn chịu cắt của dầm (độ) (5.6.3.3.2)

k = hệ số điều chỉnh đối với các neo đặt sát nhau (5.10.9.6.2)

l = thông số dùng để xác định hệ số ma sát m (5.8.4.2)

l_w = hệ số độ mảnh của vách đối với các cột rỗng (5.7.4.7.1)

m = hệ số ma sát (5.8.4.1)

j = hệ số sức kháng (5.5.4.2.1)

r_h = tỷ số giữa diện tích cốt thép chịu cắt nằm ngang trên tổng diện tích nguyên bê tông của mặt cắt đứng (5.10.11.4.2)

r_min = tỷ số nhỏ nhất của cốt thép chịu kéo trên diện tích bê tông hữu hiệu

r_s = tỷ số của cốt thép xoắn trên tổng thể tích lõi cột (5.7.4.6)

r_v = cắt nằm ngang (5.10.11.4.2)

y_(t,ti) hệ số từ biến – tỷ số ứng biến do từ biến tồn tại ở ngày t sau khi đổ bê tông trên ứng biến đàn hồi do tải trọng p_i tác động ở ngày t_i sau khi đổ bê tông (5.4.2.3.2).

5.4. CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU

5.4.1. TỔNG QUÁT

Các thiết kế phải dựa trên các tính chất của vật liệu được nói tới trong Tiêu chuẩn này và dựa trên cơ sở dùng các vật liệu tuân theo tiêu chuẩn về cấp hạng của các vật liệu xây dựng quy định trong Tập II thi công, Tiêu chuẩn cầu đường ô tô.

Khi các cấp hạng khác hoặc các loại vật liệu khác được đưa vào sử dụng, thì các tính chất của chúng, kể cả sự sai biến thống kê phải được thiết lập trước khi thiết kế. Các Tiêu chuẩn tối thiểu được chấp nhận và các thủ tục thí nghiệm cho các loại vật liệu như vậy phải được quy định trong hồ sơ hợp đồng.

Trong hồ sơ hợp đồng phải chỉ rõ các cấp hay các tính chất của tất cả các loại vật liệu được đưa vào sử dụng.

5.4.2. BÊ TÔNG KẾT CẤU CÓ TỈ TRỌNG BÌNH THƯỜNG VÀ THẤP

5.4.2.1. Cường độ chịu nén

Đối với từng cấu kiện, cường độ chịu nén quy định, f^’_c, hay cấp bê tông phải được quy định rõ trong tài liệu hợp đồng.

Bê tông có cường độ chịu nén lớn hơn 70 MPa chỉ được dùng khi có các thí nghiệm vật lý xác lập được các quan hệ giữa cường độ chịu nén của bê tông với các tính chất khác. Không được dùng các loại bê tông có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày thấp hơn 16 MPa cho các loại kết cấu.

Cường độ chịu nén quy định của bê tông dự ứng lực và bản mặt cầu không được thấp hơn 28 MPa.

Đối với kết cấu bê tông có tỷ trọng thấp, thì mật độ lỗ rỗng, cường độ và các tính chất khác phải chỉ định rõ trong tài liệu hợp đồng.

Đối với bê tông cấp A, A(AE) và P dùng ở trong và trên nước mặn, tỉ lệ nước/xi măng không được vượt quá 0,45.

Tổng cộng lượng xi măng Portland và các vật liệu chứa xi măng khác không được vượt quá 475 kg/m³bê tông.

Bê tông cuốn khí gọi là “AE” trong Bảng C₁ (Tập giải thích), phải dùng ở những nơi bê tông tiếp xúc với nước mặn hoặc các môi trường có hại tiềm tàng khác.

5.4.2.2. Hệ số giãn nở nhiệt

Hệ số giãn nở nhiệt nên xác định bằng thí nghiệm trong phòng theo loại bê tông có cấp phối được đem dùng.

Trong trường hợp thiếu các số liệu chính xác, hệ số giãn nở nhiệt có thể lấy như sau:

· Bê tông có tỉ trọng thông thường: 10,8 x 10^-6/^oC, và

· Bê tông có tỉ trọng thấp: 9,0 x 10^-6/^oC

5.4.2.3. Co ngót và từ biến

5.4.2.3.1. Tổng quát

Các giá trị co ngót và từ biến, quy định ở đây và trong các Điều 5.9.5.3 và 5.9.5.4, phải được dùng để xác định hiệu ứng của co ngót và từ biến đến mất mát dự ứng lực trong các cầu dự ứng lực không thi công theo phương pháp phân đoạn. Những giá trị này có mối liên hệ với mô men quán tính, như quy định ở Điều 5.7.3.6.2, có thể được dùng để xác định hiệu ứng của co ngót và từ biến đến độ võng.

Khi không có các số liệu chính xác hơn, hệ số co ngót có thể giả thiết là 0,0002 sau 28 ngày và 0,0005 sau một năm khô.

Khi không có sẵn số liệu về thiết kế cấp phối, việc xác định co ngót và từ biến có thể dùng các quy định sau:

· Các Điều 5.4.2.3.2 và 5.4.2.3.3,

· Tiêu chuẩn CEB – FIP model code, hoặc

· ACI 209.

Đối với cầu thi công theo phương pháp phân đoạn (đúc hẫng, đúc đẩy – nd) phải tính một cách chính xác hơn bao gồm việc xét đến các tác động của:

· Vật liệu cụ thể,

· Các kích thước kết cấu,

· Điều kiện công trường,

· Phương pháp thi công.

5.4.2.3.2. Từ biến

Hệ số từ biến có thể xác định như sau:

	(5.4.2.3.2-1)
	(5.4.2.3.2-2)

ở đây:

H = độ ẩm tương đối (%)

k_c = hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng/ bề mặt của bộ phận kết cấu thể hiện ở Hình 1.

k_f = hệ số xét đến ảnh hưởng của cường độ bê tông

t = tuổi của bê tông (ngày)

t_i = tuổi của bê tông khi bắt đầu chịu lực (ngày).

Khi không có các thông tin chính xác hơn, H có thể xác định theo Hình 5.4.2.3.3.1.

Hình 5.4.2.3.2.1 – Hệ số k_c phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích trên bề mặt

Để xác định tuổi của bê tông tại thời điểm đặt tải đầu tiên, t_i, khi bảo dưỡng bê tông bằng hơi nước hoặc bức xạ nhiệt thì tuổi một ngày tính bằng tuổi 7 ngày khi bê tông được bảo dưỡng theo phương pháp thông thường.

Diện tích bề mặt dùng để xác định tỷ lệ thể tích trên bề mặt chỉ tính các diện tích bề mặt tiếp xúc với khí quyển. Đối với các mặt cắt hộp kín mà khả năng thông gió kém thì chỉ tính 50% diện tích bề mặt bên trong của hộp.

5.4.2.3.3. Co ngót

Đối với bê tông được bảo dưỡng ẩm, cốt liệu không co ngót, ứng biến do co ngót, e_sh, tại thời điểm t, có thể xác định như sau:

(5.4.2.3.3-1)

trong đó:

t = thời gian khô (ngày)

k_s = hệ số kích thước quy định ở Hình 1

k_h = hệ số độ ẩm, nói chung phải lấy bằng 1,00; ở những vùng mà độ ẩm tương đối trung bình hàng năm bao quanh vượt quá 80% có thể lấy bằng 0,86.

Nếu bê tông bảo dưỡng ẩm được để lộ ra ngoài trước 5 ngày bảo dưỡng trôi qua thì giá trị co ngót được xác định theo Công thức 1 cần tăng lên 20%.

Đối với bê tông được bảo dưỡng bằng hơi nước có cốt liệu không có co ngót,

(5.4.2.3.3-2)

Hình 5.4.2.3.3-1- Hệ số k_s về tỷ lệ thể tích trên bề mặt

5.4.2.3. Mô đun đàn hồi

Khi không có các số liệu chính xác hơn, mô đun đàn hồi, E_c, của các loại bê tông có tỷ trọng trong khoảng từ 1440 đến 2500 kg/m³, có thể lấy như sau:

(5.4.2.4-1)

trong đó:

y_c = tỷ trọng của bê tông (kg/m³)

f^’_c = cường độ quy định của bê tông (MPa)

5.4.2.5. Hệ số Poisson

Trừ trường hợp có xác định bằng thí nghiệm vật lý, hệ số Poisson có thể lấy bằng 0.2. Đối với cấu kiện cho phép xuất hiện nứt, có thể không xét đến hiệu ứng Poisson.

5.4.2.6. Cường độ chịu kéo khi uốn (mô đun phá hoại)

Nếu không có số liệu xác định bằng các thí nghiệm vật lý thì cường độ chịu kéo khi uốn f_r tính bằng MPa, có thể xác định như sau:

· Đối với bê tông có tỷ trọng thông thường:…………………………………………………… 0,63

· Đối với bê tông cát có tỷ trọng thấp:………………………………………………………….. 0,52

· Đối với bê tông tỷ trọng thấp các loại:………………………………………………………… 0,45

5.4.2.7. Cường độ chịu kéo

Có thể xác định cường độ chịu kéo trực tiếp theo ASTM C900 “Phương pháp thí nghiệm chuẩn cường độ chịu kéo của bê tông cứng” hoặc theo AASHTO T198 (ASTM C 496) “Phương pháp thí nghiệm chẻ tiêu chuẩn để xác định cường độ chịu kéo của mẫu bê tông hình trụ”.

5.4.3. CỐT THÉP

5.4.3.1. Tổng quát

Cốt thép thanh, thép tròn, thép có gờ, thép sợi kéo nguội, lưới sợi thép tròn hàn, lưới sợi thép có gờ hàn, phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn vật liệu quy định trong Điều 9.2 của Tiêu chuẩn Thi công cầu AASHTO LRFG.

Cốt thép phải là loại có gờ, trừ khi dùng các thanh thép trơn, sợi thép tròn trơn làm thép đai xoắn, làm móc treo, và làm lưới thép.

Giới hạn chảy danh định của cốt thép phải là tối thiểu như chỉ ra của cấp thép đã được chọn, trừ khi giới hạn chảy vượt quá 520 MPa sẽ không dùng cho mục đích thiết kế. Giới hạn chảy hay cấp của thép sợi phải quy định rõ trong hợp đồng thầu. Chỉ được dùng thép thanh có giới hạn chảy nhỏ hơn 420 MPa khi có sự chấp thuận của Chủ đầu tư.

Khi tính dẻo của cốt thép được đảm bảo hoặc cốt thép phải hàn cần chỉ rõ cốt thép phải theo yêu cầu của ASTM A706M “thanh thép có gờ bằng thép hợp kim thấp dùng cho kết cấu bê tông cốt thép”.

5.4.3.2. Mô đun đàn hồi

Mô đun đàn hồi, E_s, của cốt thép phải lấy bằng 200 000 MPa.

5.4.3.3. Các ứng dụng đặc biệt

Cốt thép nào phải hàn và phương pháp hàn phải được chỉ rõ trong hồ sơ thầu.

Vị trí nào phải dùng cốt thép sơn phủ êpoxy phải được chỉ rõ trong hồ sơ thầu.

5.4.4. THÉP DỰ ỨNG LỰC

5.4.4.1. Tổng quát

Các loại tao cáp dự ứng lực, 7 sợi không sơn phủ, được khử ứng suất, hoặc có độ tự chùng thấp, hoặc các thanh thép không sơn phủ cường độ cao, trơn hay có gờ, phải phù hợp với tiêu chuẩn vật liệu quy định trong Tiêu chuẩn thi công cầu:

· AASHTO M203M (ASTM A416M) – Tao thép 7 sợi dự ứng lực không sơn phủ, có khử ứng suất cho bê tông dự ứng lực hoặc

· AASHTO M275M (ASTM A722) – Thép thanh cường độ cao không sơn phủ dùng cho bê tông dự ứng lực.

Giới hạn kéo và giới hạn chảy của các loại thép này có thể lấy trong Bảng 1 dưới đây.

Bảng 5.4.4.1-1 – Tính chất của tao cáp thép và thép thanh dự ứng lực

Vật liệu

hoặc cấp mác thép

Đường kính
(mm)

Cường độ chịu kéo f_pu
(MPa)

Giới hạn chảy f_py (MPa)

Tao thép

1725 MPa (Mác 250)

1860 MPa (Mác 270)

6.35 đến 15.24

9.53 đến 15.24

1725

1860

85% của f_pu ngoại trừ 90% của f_pu với tao cáp tự chùng thấp

Thép thanh

Loại 1, thép trơn

Loại 2, thép có gờ

19 đến 35

15 đến 36

1035

85% của f_pu

80% của f_pu

Nếu trong hồ sơ thầu có các chi tiết về dự ứng lực thì phải chỉ rõ kích thước và mác hoặc loại thép. Nếu trong hồ sơ chỉ quy định lực kéo dự ứng lực và vị trí đặt thì việc chọn kích cỡ thép và loại thép do nhà thầu lựa chọn và kỹ sư giám sát duyệt.

5.4.4.2. Mô đun đàn hồi

Nếu không có các số liệu chính xác hơn, mô đun đàn hồi của thép dự ứng lực, dựa trên diện tích mặt cắt ngang danh định của thép, có thể lấy như sau:

Đối với tao thép: E_p = 197 000 MPa và

Đối với thanh: E_p = 207 000 MPa

5.4.5. NEO DỰ ỨNG LỰC KÉO SAU VÀ NỐI CÁP

Neo và mối nối cáp phải được cấu tạo theo các yêu cầu của các Tiêu chuẩn tương ứng.

Phải tiến hành bảo vệ chống gỉ cho cáp, neo, các đầu neo và các mối nối cáp.

5.4.6. ỐNG BỌC CÁP

5.4.6.1. Tổng quát

Ống bọc cho cáp phải là loại cứng hoặc loại nửa cứng bằng thép mạ kẽm hoặc bằng nhựa hoặc tạo lỗ trong bê tông bằng lõi lấy ra được.

Bán kính cong của ống bọc không được nhỏ hơn 6000 mm, trừ ở vùng neo có thể cho phép nhỏ tới 3600 mm.

Không được dùng ống bọc bằng nhựa khi bán kính cong nhỏ hơn 9000 mm.

Khi dùng ống bọc bằng nhựa cho loại cáp có dính bám thì phải xem xét đặc tính dính bám của ống nhựa với bê tông và vữa.

Hiệu quả áp lực của vữa lên ống bọc và vùng bê tông xung quanh phải được kiểm tra.

Cự ly lớn nhất giữa các điểm kê cố định ống bọc trong khi thi công phải được quy định trong hồ sơ thầu.

5.4.6.2. Kích thước của ống bọc cáp

Đường kính trong của ống bọc ít nhất phải lớn hơn đường kính của thanh thép dự ứng lực đơn hay bó cáp dự ứng lực 6 mm. Đối với loại thép dự ứng lực nhiều thanh và bó cáp dự ứng lực thì diện tích mặt cắt của ống bọc ít nhất phải lớn hơn 2 lần diện tích tịnh của mặt cắt bó thép dự ứng lực, khi lắp đặt bó cáp bằng phương pháp kéo sau thì diện tích mặt cắt của ống bọc phải gấp 2,5 lần diện tích mặt cắt của bó cáp.

Kích thước của ống bọc không được vượt quá 0,4 lần bề dày bê tông nguyên nhỏ nhất tại vị trí đặt ống bọc.

5.4.6.3. Ống bọc tại vị trí neo chuyển hướng

Ống bọc ở vị trí chuyển hướng phải là ống thép mạ phù hợp với tiêu chuẩn của ASTM A53, loại E, cấp B. Độ dày danh định của thành ống không được nhỏ hơn 3 mm.

5.5. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

5.5.1. TỔNG QUÁT

Các bộ phận kết cấu phải có cấu tạo thỏa mãn các yêu cầu ở các trạng thái giới hạn sử dụng, mỏi, cường độ và các trạng thái giới hạn cực hạn.

Các cấu kiện bê tông dự ứng lực toàn phần và bê tông dự ứng lực một phần phải được kiểm tra ứng suất và biến dạng cho từng giai đoạn có thể là tới hạn trong quá trình thi công, căng kéo dự ứng lực, xếp kho, vận chuyển và lắp ráp cũng như trong quá trình khai thác kết cấu mà chúng là một phần.

Phải kiểm toán ứng suất tập trung gây ra do lực căng dự ứng lực hoặc do tải trọng, do biến dạng kiềm chế hoặc cưỡng bức.

5.5.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Các nội dung cần phải được kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng là nứt, biến dạng và ứng suất trong bê tông như đã quy định tương ứng trong các Điều 5.7.3.4,5.7.3.6 và 5.9.4.

Ứng suất nứt phải được lấy với cường độ chịu kéo khi uốn trong Điều 5.4.2.6.

5.5.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI

5.5.3.1. Tổng quát

Không cần kiểm toán mỏi cho bản mặt cầu bê tông trong các kết cấu nhiều dầm.

Trong vùng chịu ứng suất nén do tải trọng thường xuyên và dự ứng lực trong các kết cấu BTCT và BTDƯL 1 chỉ kiểm toán mỏi nếu ứng suất nén nhỏ hơn 2 lần ứng suất kéo lớn nhất gây ra do hoạt tải tổ hợp từ tải trọng tính mỏi như chỉ ra ở Bảng 3.4.1.1 kèm theo chỉ dẫn của Điều 3.6.1.4.

Không cần kiểm toán mỏi của cốt thép trong trường hợp cấu kiện bê tông dự ứng lực toàn phần được thiết kế đảm bảo cho ứng suất kéo ở thớ ngoài cùng theo trạng thái giới hạn sử dụng không vượt quá giới hạn ứng suất kéo quy định trong Điều 5.9.4.2.2b.

Khi cần phải xét đến điều kiện mỏi thì việc xác định phạm vi thay đổi ứng suất phải dùng tổ hợp tải trọng tính mỏi như chỉ dẫn ở Bảng 3.4.1.1.

Đặc trưng mặt cắt tính mỏi dựa trên mặt cắt đã bị nứt do tổng số ứng suất do tải trọng thường xuyên, lực dự ứng lực và 1,5 lần tải trọng mỏi là chịu kéo và vượt quá 0,25.

5.5.3.2. Các thanh cốt thép

Biên độ ứng suất trong thanh cốt thép thẳng, do tổ hợp tải trọng mỏi, quy định trong bảng 3.4.1-1 không được vượt quá:

(5.5.5.2.1)

trong đó:

f_f = biên độ ứng suất (MPa)

f_min = mức ứng suất nhỏ nhất theo giá trị đại số xảy ra do tổ hợp tải trọng mỏi như quy định trong Bảng 3.4.1-1, kết hợp với các ứng suất phát sinh do các tải trọng thường xuyên hoặc tải trọng thường xuyên, co ngót và tải trọng do từ biến, lấy giá trị dương khi chịu kéo, giá trị âm khi chịu nén (MPa).

r/h = tỉ số giữa bán kính đáy với chiều cao của các biến dạng ngang đã trôi qua. Nếu giá trị thực này không biết, có thể lấy bằng 0,3.

5.5.3.3. Bó cáp dự ứng lực

Phạm vi biến thiên ứng suất trong bó cáp dự ứng lực không được vượt quá:

· 125 MPa đối với cáp có bán kính cong lớn hơn 9000 mm và

· 70 MPa đối với cáp có bán kính cong nhỏ hơn 3600 mm.

Đối với cáp có bán kính cong ở giữa các trị số 3600 mm và 9000 mm phạm vi biến thiên ứng suất có thể lấy theo trị số nội suy tuyến tính.

5.5.3.4. Các mối nối hàn hoặc mối nối buộc chồng của cốt thép

Đối với các mối nối hàn hoặc mối nối buộc chồng chịu tác dụng của các tải trọng trùng phục thì biên độ ứng suất f_f không được vượt quá cường độ chịu mỏi danh định nêu trong Bảng 1

Bảng 5.5.3.4.1 Cường độ chịu mỏi danh định của các mối nối

Loại mối nối	đối với f_f số chu kỳ lớn hơn 1.000.000
Măng sông nhồi vữa, cốt thép phủ epôxy hoặc không	126 MPa
Măng sông ghép bằng cách ép nguội không có ren ở đầu, cốt thép phủ có hoặc không phủ epôxy; Bộ nối được rèn nguyên khối có ren NC chồn Măng sông thép có nêm; Bộ nối ren hình vát miếng đơn (taper-threaded); và mối hàn đối đầu trực tiếp rãnh hình V đơn	84 MPa
Các loại mối nối khác	28 MPa

Trong trường hợp tổng số chu kỳ tác dụng của tải trọng, N_cyc, ít hơn 1 triệu, f_f có thể được lấy tăng thêm một lượng 168 (6-log N_cyc) tính bằng MPa đến một tổng lượng tăng không lớn hơn giá trị của f_f tính theo phương trình 5.5.3.2-1 trong Điều 5.5.3.2. Các giá trị cao hơn của f_f cho tới giá trị tính theo phương trình 5.5.3.2-1 có thể được sử dụng nếu được xác minh bằng số liệu thí nghiệm mỏi trên các mối nối giống như các mối nối sẽ được sử dụng trong công trình.

5.5.4. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

5.5.4.1. Tổng quát

Trạng thái giới hạn cường độ dùng để kiểm toán về cường độ và ổn định.

Sức kháng tính toán là tích của sức kháng danh định được xác định theo quy định ở các Điều 5.6,5.7, 5.8,5.9,5.10,5.13 và 5.14 trừ khi ở các trạng thái giới hạn khác được quy định đặc biệt, nhân với hệ số sức kháng được quy định ở Điều 5.5.4.2.

5.5.4.2. Hệ số sức kháng

5.5.4.2.1. Thi công theo phương pháp thông thường

Hệ số sức kháng j lấy như sau:

· Dùng cho uốn và kéo bê tông cốt thép: ……………………………………………………….0,90

· Dùng cho uốn và kéo bê tông cốt thép dự ứng lực: ..……………………………………….1,00

· Dùng cho cắt và xoắn:

bê tông tỷ trọng thông thường…………………………………………………………………………………0,90

bê tông tỷ trọng thấp………………………………………………………………………………………………0,70

· Dùng cho trường hợp chịu nén dọc trục với cốt thép xoắn hoặc thép giằng – trừ quy định ở Điều 5.10.11.4.1b cho động đất vùng 3 ở trạng thái giới hạn đặc biệt ……………………..0,75

· Dùng cho trường hợp đỡ tựa trên bê tông ….………………………………………………..0,70

· Dùng cho trường hợp nén trong mô hình chống và giằng …………………………………..0,70

· Dùng cho trường hợp chịu nén trong vùng neo:

Bê tông tỷ trọng thông thường………………………………………………………………………………..0,80

Bê tông tỷ trọng thấp……………………………………………………………………………………………..0,60

· Dùng cho thép chịu kéo trong vùng neo…………………………………………………………………..1,00

· Dùng cho sức kháng trong khi đóng cọc………………………………………………………………….1,00

Đối với bộ phận chịu nén uốn, giá trị j có thể tăng tuyến tính tới giá trị cho kết cấu chịu uốn như sức kháng tải trọng dọc trục tính toán, jP_n giảm từ 0,10 f^’_c A_g tới 0.

Đối với kết cấu dự ứng lực một phần chịu uốn với kéo hoặc không kéo, giá trị f có thể lấy như sau:

j = 0.90 + 0.1(PPR) (5.5.4.2.1-1)

trong đó:

(5.5.4.2.1-2)

PPR = tỷ lệ dự ứng lực một phần.

A_s = diện tích cốt thép không dự ứng lực(mm²).

A_ps = diện tích thép dự ứng lực(mm²)

f_y = giới hạn chảy của cốt thép (MPa).

f_py = giới hạn chảy của thép dự ứng lực(MPa).

Hệ số sức kháng không áp dụng cho việc kéo dài cốt thép nối chồng như quy định trong Điều 5.11.

5.5.4.2.2. Thi công theo phân đoạn

Phải lấy các hệ số sức kháng ở trạng thái giới hạn cường độ theo quy định trong bảng 1 cho các điều kiện đã được chỉ định và theo Điều 5.5.4.2.1 cho các điều kiện không nêu trong Bảng 1.

Trong trường hợp lựa chọn các hệ số sức kháng uốn, j_f, cắt và xoắn, j_v, và cắt trong các mối nối khô, j_i, được xác định theo các quy định của Điều 5.8.5, thì phải xét đến cả hai yếu tố: Loại khe nối giữa các phân đoạn và độ dính bám của hệ thống kéo sau. Đối với bó thép được xem là dính bám hoàn toàn ở một mặt cắt, cần phải triển khai đầy đủ bó thép đó tại mặt cắt với một chiều dài khai triển không ít hơn trị số quy định trong Điều 5.11.4.

Có thể cho phép dùng chiều dài chôn ngàm ngắn hơn, nếu được chứng minh bằng thí nghiệm theo kích thước thực tế và được kỹ sư chấp thuận.

Nếu cốt thép căng kéo sau là một tổ hợp của các bó thép dính bám hoàn toàn và bó thép không dính bám hoặc các bó thép dính bám một phần, thì hệ số sức kháng ở bất kỳ mặt cắt nào cũng phải dựa trên các điều kiện dính bám đối với các bó thép cung cấp phần lớn ứng lực trước tại mặt cắt này.

Các mối nối đổ bê tông tại chỗ và các mối nối bê tông -ớt hoặc êpoxy giữa các khối đúc sẵn phải coi là mối nối loại A.

Phải xét các mối nối khô thuộc các mối nối loại B.

Bảng 5.5.4.2.2-1. Hệ số sức kháng đối với các mối nối khi thi công theo phân đoạn

	j_f uốn	j_v cắt	j_i mối nối
Bê tông tỷ trọng thường
Các bó thép dính bám hoàn toàn
Mối nối loại A	0,95	0,90	–
Các bó thép không dính bám hoặc dính bám một phần
Mối nối loại A	0,90	0,85	–
Mối nối loại B	0,85	0,85	0,75
Bê tông – cát tỷ trọng thấp
Các bó thép dính bám hoàn toàn
Mối nối loại A	0,90	0,70	–
Các bó thép không dính bám hoặc dính bấm một phần
Mối nối loại A	0,85	0,65	–
Mối nối loại B	0,80	0,65	0,60

5.5.4.2.3. Các yêu cầu đặc biệt cho vùng động đất 3

Đối với kết cấu cột trong vùng động đất 3 dùng hệ số sức kháng chiết giảm như quy định trong Điều 5.10.11.4.1b.

5.5.4.3. Ổn định

Toàn bộ kết cấu cũng như từng bộ phận của nó phải được thiết kế để chống trượt, lật, nhổ và cong oằn. Tác động của tải trọng lệch tâm phải được xét đến trong phân tích và thiết kế.

Phải kiểm toán sự cong oằn của các cấu kiện đúc sẵn trong quá trình xếp kho, vận chuyển và lắp ráp.

5.5.5. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Toàn bộ kết cấu cũng như các cấu kiện của nó phải được cấu tạo tương xứng để chống sụp đổ do các tác động đặc biệt như nêu trong Bảng 3.4.1-1, đồng thời phải phù hợp với điều kiện địa phương và điều kiện sử dụng.

5.6. CÁC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ

5.6.1. TỔNG QUÁT

Các cấu kiện và mối nối phải được thiết kế để chịu các tổ hợp tải trọng, như quy định ở Phần 3, ở tất cả các giai đoạn trong thời gian tồn tại của cầu, kể cả trong quá trình xây dựng. Các hệ số tải trọng phải theo quy định trong Phần 3.

Như quy định ở Phần 4, sự cân bằng và tương đồng ứng biến phải được duy trì trong quá trình phân tích.

5.6.2. HIỆU ỨNG CỦA BIẾN DẠNG CƯỠNG BỨC

Hiệu ứng của biến dạng cưỡng bức do co ngót, thay đổi nhiệt độ, từ biến, ứng lực trước và chuyển vị gối phải được xem xét.

5.6.3. MÔ HÌNH CHỐNG-VÀ-GIẰNG (MÔ HÌNH GIÀN ẢO)

5.6.3.1. Tổng quát

Khi kiểm toán các trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt, có thể dùng mô hình chống và giằng để xác định nội lực ở gần gối và các điểm có đặt lực tập trung.

Mô hình chống-và-giằng cần được xem xét khi thiết kế các đế móng dày và bệ cọc hoặc các trường hợp khác mà khoảng cách giữa các điểm đặt lực và các phản lực gối nhỏ hơn khoảng 2 lần bề dày của cấu kiện.

Nếu mô hình chống và giằng được áp dụng cho việc tính toán kết cấu thì phải áp dụng các Điều từ 5.6.3.2 đến Điều 5.6.3.6.

5.6.3.2. Mô hình hóa kết cấu

Một kết cấu và cấu kiện hay một vùng kết cấu có thể được mô hình hóa như một tổ hợp của các giằng thép chịu kéo và các thanh chống bê tông chịu nén nối với nhau tại các nút để tạo thành một kết cấu giàn ảo có khả năng chịu được tất cả các lực đặt vào truyền tới các gối. Chiều rộng yêu cầu của các thanh chịu nén và chịu kéo sẽ được xem xét khi xác định yếu tố hình học của giàn ảo.

Sức kháng tính toán, P_r, của các thanh chịu kéo và nén sẽ được coi như các cấu kiện chịu lực dọc trục:

P_r = j P_n (5.6.3.2-1)

trong đó:

P_n = cường độ danh định của thanh chống nén hoặc giằng kéo (N)

j = hệ số sức kháng cho trường hợp chịu kéo hoặc nén được quy định trong Điều 5.5.4.2. được lấy một cách tương ứng

5.6.3.3. Định kích thước của thanh chống chịu nén

5.6.3.3.1. Cường độ của thanh chịu nén không cốt thép

Sức kháng danh định của thanh chịu nén không cốt thép lấy như sau:

P_n = f_cu A_cs (5.6.3.3.1-1)

trong đó:

P_n = sức kháng danh định của thanh chịu nén (N).

f_cu = ứng suất chịu nén giới hạn như quy định trong Điều 5.6.3.3.3 (MPa)

A_cs = diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu của thanh chịu nén như quy định trong Điều 5.6.3.3.2 (mm²)

5.6.3.3.2. Diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu của thanh chịu nén.

Giá trị A_cs phải được xác định với sự xem xét cả 2 khả năng là diện tích bê tông và điều kiện ở đầu thanh chống, như biểu thị trong Hình 1.

Khi đầu thanh chống được neo bằng cốt thép thì phạm vi bê tông hữu hiệu có thể mở rộng thêm một khoảng bằng 6 lần đường kính cốt thép tính từ thanh cốt thép neo, như biểu thị ở Hình 1(a).

a) Thanh chống được neo bằng cốt thép

Hình 5.6.3.3.2-1- ảnh hưởng của điều kiện neo đến diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu của thanh chống

5.6.3.3.3. Ứng suất nén giới hạn trong thanh chống. ứng suất chịu nén giới hạn fcu phải lấy như sau:

(5.6.3.3.3-1)

trong đó:

e₁ = (e_s + 0.002) cotg²a_s (5.6.3.3.3-2)

ở đây:

a_s = góc nhỏ nhất giữa thanh chịu nén và thanh chịu kéo liền kề (độ)

e_s = biến dạng kéo trong bê tông theo hướng của giằng chịu kéo (mm/mm)

f^’_c = cường độ chịu nén quy định (MPa)

5.6.3.3.4. Thanh chống có cốt thép

Nếu thanh nén có cốt thép bố trí song song với trục thanh và được cấu tạo để chịu nén tới giới hạn chảy thì sức kháng danh định của thanh nén được tính như sau:

P_n = f_cu A_cs+ f_yA_ss (5.6.3.3.4-1)

trong đó:

A_ss = diện tích mặt cắt cốt thép trong thanh chống (mm²)

5.6.3.4. Định kích thước thanh giằng chịu kéo

5.6.3.4.1. Cường độ của thanh giằng

Cốt thép kéo phải được neo vào vùng nút với chiều dài neo quy định bởi những móc neo hoặc các neo cơ học. Lực kéo phải được phát triển ở mặt trong của vùng nút.

Sức kháng danh định của thanh giằng chịu kéo phải lấy bằng:

P_n = f_y A_st + A_ps [f_pe + f_y] (5.6.3.4.1-1)

ở đây:

A_st = tổng diện tích của cốt thép dọc thường trong thanh giằng (mm²).

A_ps = diện tích thép dự ứng lực(mm²)

f_y = cường độ chảy của cốt thép dọc thường (MPa)

f_pe = ứng suất trong thép dự ứng lực do tạo dự ứng lực, đã xét mất mát (MPa)

5.6.3.4.2. Neo thanh giằng

Cốt thép của thanh giằng chịu kéo phải được neo để truyền lực kéo của nó đến vùng nút của giàn phù hợp với các yêu cầu phát triển của cốt thép như quy định trong Điều 5.11.

5.6.3.5. Định kích thước vùng nút

Trừ khi có bố trí cốt thép đai và tác dụng của nó được chúng minh qua tính toán hay thực nghiệm, ứng suất nén trong bê tông ở vùng nút không được vượt quá trị số sau:

· Đối với vùng nút bao bởi thanh chịu nén và mặt gối: 0,85 j f^’_c

· Đối với vùng nút neo thanh chịu kéo một hướng: 0,75 j f^’_c

· Đối với vùng nút neo thanh chịu kéo nhiều hướng: 0,65 j f^’_c

trong đó:

j = hệ số sức kháng chịu lực ép mặt trên bê tông như quy định ở Điều 5.5.4.2.

Cốt thép của thanh chịu kéo phải được bố trí đều trên toàn bộ diện tích hữu hiệu của bê tông ít nhất bằng lực của thanh chịu kéo chia cho ứng suất giới hạn được quy định ở đây.

Ngoài việc thỏa mãn các tiêu chuẩn cường độ chịu lực cho thanh chịu kéo và nén, vùng nút phải được thiết kế theo ứng suất và giới hạn của vùng neo như quy định ở các Điều 5.6.3.4.1 và 5.6.3.4.2.

Ứng suất ép mặt trên vùng nút phát sinh do lực tập trung hay phản lực phải thỏa mãn các điều kiện quy định trong Điều 5.7.5.

5.6.3.6. Cốt thép khống chế nứt

Các kết cấu và cấu kiện hoặc các vùng cục bộ của nó, trừ phần bản và đế móng, được thiết kế theo các quy định của Điều 5.6.3, phải có một mạng lưới các cốt thép trực giao ở gần bề mặt của nó. Khoảng cách giữa các thanh không được vượt quá 300 mm.

Tỷ lệ diện tích cốt thép so với diện tích mặt cắt nguyên của bê tông không được nhỏ hơn 0,003 theo mỗi chiều.

Cốt thép khống chế nứt bố trí ở vùng của thanh chịu kéo có thể được coi như một phần cốt thép của thanh chịu kéo.

5.7. THIẾT KẾ KẾT CẤU CHỊU UỐN VÀ CHỊU LỰC DỌC TRỤC

5.7.1. CÁC GIẢ THIẾT CHO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI

Các giả thiết sau đây có thể dùng để thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực, bê tông dự ứng lực một phần:

· Bê tông dự ứng lực chịu kéo k các mặt cắt mà không nứt, trừ trường hợp như quy định ở Điều 5.7.6.

· Ứng biến trong bê tông thay đổi tuyến tính, trừ các cấu kiện và các vùng mà ở đó cường độ chịu lực thông thường của vật liệu không thích hợp,

· Tỷ lệ mô đun đàn hồi, n, được làm tròn đến số nguyên,

· Tỷ lệ mô đun đàn hồi không nhỏ hơn 6,0, và

· Đối với tĩnh tải và lực do dự ứng lực, tỷ lệ mô đun đàn hồi hữu hiệu lấy bằng 2n.

5.7.2. CÁC GIẢ THIẾT CHO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ VÀ TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

5.7.2.1. Tổng quát

Sức kháng tính toán của các cấu kiện bê tông phải dựa trên các điều kiện cân bằng và tương thích về biến dạng, lấy các hệ số sức kháng theo quy định của Điều 5.5.4.2, và các giả thiết sau:

· Đối với các cấu kiện có cốt thép hoặc thép dự ứng lực dính bám hoàn toàn, hoặc trong chiều dài dính bám của các tao thép dự ứng lực không dính bám cục bộ hoặc được bọc thì ứng biến tỷ lệ thuận với khoảng cách tính từ trục trung hòa, trừ các cấu kiện có chiều cao lớn thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.13.2 và trong các vùng không bình thường khác.

· Đối với các cấu kiện có các bó tao cáp dự ứng lực không dính bám hoàn toàn hay không dính bám một phần nghĩa là các tao thép trong ống bọc hay mất dính bám, sự chênh lệch về ứng biến giữa bó thép và mặt cắt bê tông cũng như ảnh hưởng của độ võng đối với yếu tố hình học của bó thép phải đưa vào tính toán ứng suất trong bó thép.

· Nếu bê tông không bị kiềm chế, ứng biến thích dụng lớn nhất ở thớ chịu nén ngoài cùng không được lớn quá 0,003.

· Nếu bê tông bị kiềm chế, ứng biến thích dụng lớn nhất vượt quá 0,003 có thể được chấp nhận nếu có sự chứng minh.

· Ngoại trừ mô hình chống và giằng, ứng suất trong cốt thép phải dựa trên đường cong ứng suất – ứng biến đại diện của thép hay một giá trị toán học đại diện được chấp nhận, bao gồm sự khai triển của các cốt thép hay dự ứng lực và việc truyền dự ứng lực.

· Bỏ qua sức kháng kéo của bê tông,

· Giả thiết biểu đồ ứng suất – ứng biến của bê tông chịu nén là hình chữ nhật, parabôn hay bất cứ hình dạng nào khác đều phải dẫn đến sự dự tính về sức kháng vật liệu phù hợp về cơ bản với các kết quả thí nghiệm.

· Phải xét đến sự khai triển của các cốt thép, và cáp dự ứng lực và việc truyền dự ứng lực.

Phải nghiên cứu các giới hạn bổ sung về ứng biến nén cực trị của bê tông trong các cấu kiện chịu nén mặt cắt chữ nhật rỗng theo quy định của Điều 5.7.4.7.

5.7.2.2. Phân bố ứng suất theo hình chữ nhật

Quan hệ tự nhiên giữa ứng suất bê tông chịu nén và ứng biến có thể coi như một khối hình chữ nhật tương đương cạnh bằng 0,85 f’_c phân bố trên một vùng giới hạn bởi mặt ngoài cùng chịu nén của mặt cắt và đường thẳng song song với trục trung hòa cách thớ chịu nén ngoài cùng một khoảng cách a = b₁ c. Khoảng cách c phải tính vuông góc với trục trung hòa. Hệ số b₁ lấy bằng 0,85 đối với bê tông có cường độ không lớn hơn 28 MPa. Với bê tông có cường độ lớn hơn 28 MPa, hệ số b1 giảm đi theo tỷ lệ 0,05 cho từng 7 MPa vượt quá 28 MPa, nhưng không lấy nhỏ hơn trị số 0,65.

Phải nghiên cứu các giới hạn bổ sung khi sử dụng khối ứng suất chữ nhật đối với các cấu kiện chịu nén mặt cắt chữ nhật rỗng theo quy định của Điều 5.7.4.7.

5.7.3. CẤU KIỆN CHỊU UỐN

5.7.3.1. Ứng suất trong cốt thép dự ứng lực ở mức sức kháng uốn danh định

5.7.3.1.1. Các cấu kiện có cốt thép dự ứng lực dính bám

Đối với mặt cắt hình chữ nhật và hình T chịu uốn quanh một trục, có ứng suất phân bố như quy định ở Điều 5.7.2.2 và f_pe không nhỏ hơn 0,5 f_pu, ứng suất trung bình trong cốt thép, f_ps, có thể lấy như sau:

(5.7.3.1.1-1)

trong đó:

(5.7.3.1.1-2)

Với mặt cắt hình T:

(5.7.3.1.1-3)

Với mặt cắt hình chữ nhật:

(5.7.3.1.1-4)

trong đó:

A_ps = diện tích mặt cắt cốt thép dự ứng lực(mm²)

f_pu = cường độ chịu kéo quy định của thép dự ứng lực(MPa)

f_py = giới hạn chảy của thép dự ứng lực(MPa)

A_s = diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm²)

A’_s = diện tích cốt thép thường chịu nén (mm²)

f_y = giới hạn chảy của cốt thép chịu kéo (MPa)

f’_y = giới hạn chảy của cốt thép chịu nén (MPa)

b = chiều rộng của bản cánh chịu nén (mm)

b_w = chiều rộng của bản bụng (mm)

h_f = chiều dày bản cánh chịu nén (mm)

d_p = khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm các bó thép dự ứng lực (mm)

c = khoảng cách từ trục trung hòa đến mặt chịu nén (mm)

b₁ = hệ số quy đổi hình khối ứng suất quy định ở Điều 5.7.2.2

Phải khảo sát mức ứng suất trong cốt thép chịu nén và nếu ứng suất trong cốt thép chịu nén không đạt giới hạn chảy thì ứng suất thực tế phải được dùng thay cho f’_y trong Phương trình 3.

5.7.3.1.2. Các cấu kiện có thép dự ứng lực không dính bám

Đối với mặt cắt hình chữ nhật và mặt cắt hình T chịu uốn quanh một trục hoặc hai trục cùng với lực dọc trục như quy định ở Điều 5.7.4.5, khi sự phân bố ứng suất gần đúng như quy định ở Điều 5.7.2.2 được áp dụng, thì ứng suất trung bình trong thép dự ứng lực không dính bám được xác định như sau:

(5.7.3.1.2-1)

với

(5.7.3.1.2-2)

Đối với mặt cắt hình T:

(5.7.3.1.2-3)

Đối với mặt cắt hình chữ nhật:

(5.7.3.1.2-4)

trong đó:

c = khoảng cách tính từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép dự ứng lực của bó tao thép đã bị chảy dẻo được cho trong Phương trình 3 và 4 đối với trạng thái làm việc của mặt cắt chữ T và trạng thái làm việc của mặt cắt chữ nhật (mm).

ℓ_e = chiều dài bó tao thép hữu hiệu (mm)

ℓ_i = chiều dài bó tao thép giữa các neo (mm)

N_s = số lượng các gối khớp mà các bó thép đi qua nằm giữa các neo hay các điểm có dính bám riêng biệt

f_py = sức kháng chảy dẻo của thép dự ứng lực (MPa)

f_pe = ứng suất hữu hiệu trong thép dự ứng lực ở mặt cắt đang xét sau khi đã tính mọi mất mát (MPa).

Mức ứng suất trong cốt thép chịu nén phải được xem xét, nếu ứng suất của cốt thép chịu nén không đạt đến giới hạn chảy thì phải dùng trị số ứng suất thực tế theo Phương trình 3 thay cho giá trị f’_y.

5.7.3.2. Sức kháng uốn

5.7.3.2.1. Sức kháng uốn tính toán

Sức kháng tính toán, M_r, phải lấy như sau:

M_r = f M_n (5.7.3.2.1-1)

trong đó:

M_n = sức kháng danh định (N.mm)

f = hệ số sức kháng quy định ở Điều 5.5.4.2

5.7.3.2.2. Mặt cắt hình T

Với mặt cắt hình T chịu uốn quanh một trục và hai trục cùng với lực nén dọc trục như quy định ở Điều 5.7.4.5 và sự phân bố ứng suất lấy gần đúng như quy định ở Điều 5.7.2.2, với bó dự ứng lực có dính bám, và khi chiều dày bản cánh chịu nén nhỏ hơn c, xác định theo Phương trình 5.7.3.1.1-3, sức kháng uốn danh định của mặt cắt có thể xác định như sau:

trong đó:

A_ps = diện tích thép dự ứng lực(mm²)

f_ps = ứng suất trung bình trong cốt thép dự ứng lực ở sức kháng uốn danh định, tính theo phương trình 5.7.3.1.1-1 (MPa)

d_p = khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép dự ứng lực (mm)

A_s = diện tích cốt thép chịu kéo không dự ứng lực(mm²).

f_y = giới hạn chảy quy định của cốt thép (MPa).

d_s = khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không dự ứng lực (mm).

A’_s = diện tích cốt thép chịu nén (mm²)

f’_y = giới hạn chảy của cốt thép chịu nén (MPa)

d’_s = khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén (mm)

f’_c = cường độ chịu nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa)

b = bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện (mm)

b_w = chiều dày của bản bản bụng hoặc đường kính của mặt cắt tròn (mm)

b₁ = hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định trong Điều 5.7.2.2

h_f = chiều dày bản cánh chịu nén của cấu kiện dầm I hoặc T (mm)

a = cb₁; Chiều dày của khối ứng suất tương đương (mm)

5.7.3.2.3. Mặt cắt hình chữ nhật

Đối với mặt cắt hình chữ nhật chịu uốn một trục và hai trục cùng với lực dọc trục như quy định ở Điều

5.7.4.5, khi công nhận sự phân bố ứng suất gần đúng như quy định ở Điều 5.7.2.2 và chiều dày bản cánh

chịu nén không nhỏ hơn đại lượng c xác định theo Phương trình 5.7.3.1.1-3 thì sức kháng uốn danh định Mn

có thể xác định theo các Phương trình từ 5.7.3.1.1-1, đến 5.7.3.2.2-1, trong đó bw phải lấy bằng b.

5.7.3.2.4. Các dạng mặt cắt khác

Với các loại mặt cắt không phải là mặt cắt hình chữ T hay thực chất là mặt cắt hình chữ nhật có trục thẳng đứng đối xứng hoặc mặt cắt chịu uốn hai trục không có lực dọc trục, thì sức kháng uốn tính toán M_n được xác định bằng giải tích dựa trên các giả thiết đã quy định ở Điều 5.7.2. Đồng thời phải áp dụng các yêu cầu của Điều 5.7.3.3.

5.7.3.3. Các giới hạn về cốt thép

5.7.3.3.1. Lượng cốt thép tối đa

Hàm lượng thép dự ứng lực và thép không dự ứng lực tối đa phải được giới hạn sao cho:

≤ 0,42 (5.7.3.3.1-1)

trong đó:

(5.7.3.3.1-2)

ở đây:

c = khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa (mm)

d_e = khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm lực kéo của cốt thép chịu kéo (mm)

Nếu Phương trình 1 không thỏa mãn, mặt cắt sẽ bị coi là quá nhiều thép. Mặt cắt quá nhiều thép có thể được dùng trong các cấu kiện dự ứng lực hay dự ứng lực một phần chỉ khi phân tích và thực nghiệm chứng tỏ có thể thực hiện được độ dẻo đầy đủ của kết cấu. Không cho phép các mặt cắt bê tông cốt thép quá nhiều thép. Với mục đích của điều quy định này, các cấu kiện sẽ được coi như là kết cấu bê tông cốt thép nếu tỷ lệ dự ứng lực một phần, như quy định trong Điều 5.5.4.2.1, nhỏ hơn 50%.

5.7.3.3.2. Lượng cốt thép tối thiểu

Trừ khi có các quy định khác, còn ở bất kỳ một mặt cắt nào đó của cấu kiện chịu uốn, lượng cốt thép thường và cốt thép dự ứng lực chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính toán, M_r, ít nhất bằng 1 trong 2 giá trị sau, lấy giá trị nhỏ hơn:

· 1,2 lần sức kháng nứt được xác định trên cơ sở phân bố ứng suất đàn hồi và cường độ chịu kéo khi uốn, f_r, của bê tông theo quy định trong Điều 5.4.2.6, hoặc

· 1,33 lần mô men tính toán cần thiết dưới tổ hợp tải trọng – cường độ thích hợp quy định trong bảng 3.4.1.1.

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.10.8.

Đối với các cấu kiện không có thép dự ứng lực thì lượng cốt thép tối thiểu quy định ở đây có thể coi là thỏa mãn nếu:

(5.7.3.3.2-1)

trong đó:

P_min = tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên

f’_c = cường độ quy định của bê tông (MPa)

f_y = cường độ chảy dẻo của thép chịu kéo (MPa)

Đối với các dầm chữ T có bản bụng dầm chịu kéo, việc xác định tỷ lệ cốt thép thường thực tế, r, để so sánh với yêu cầu của Phương trình 1, phải căn cứ vào chiều rộng của bản bụng dầm.

5.7.3.4. Khống chế nứt bằng phân bố cốt thép

Các quy định ở đây được áp dụng cho tất cả cốt thép của các cấu kiện bê tông cốt thép trừ bản mặt cầu được thiết kế theo Điều 9.7.2, trong đó sự kéo của mặt cắt ngang vượt quá 80% cường độ chịu kéo do uốn như quy định ở Điều 5.4.2.6, ở tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn sử dụng được áp dụng quy định ở Bảng 3.4.1-1.

Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép thường ở trạng thái giới hạn sử dụng, f_sa, không vượt quá:

(5.7.3.4-1)

trong đó:

d_c = chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho đến tâm của thanh hay sợi đặt gần nhất; nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ d_c không được lớn hơn 50 mm.

A = diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được bao bởi các mặt của mặt cắt ngang và đường thẳng song song với trục trung hòa, chia cho số lượng của các thanh hay sợi (mm²); nhằm mục đích tính toán, phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ không được lớn hơn 50 mm.

Z = thông số bề rộng vết nứt (N/mm).

Ngoại trừ đối với cống hộp bê tông cốt thép đúc tại chỗ quy định dưới đây, đại lượng Z trong Phương trình 1 không được lấy vượt quá 30000N/mm đối với các cấu kiện trong điều kiện môi trường thông thường, 23000 N/mm đối với các cấu kiện trong điều kiện môi trường khắc nghiệt và 17500 N/mm đối với các kết cấu vùi dưới đất. Đại lượng Z không được lấy vượt quá 23000 khi thiết kế theo phương ngang đối với các dầm hộp bê tông phân đoạn khi chịu tải bất kỳ trước khi đạt tới toàn bộ sức kháng danh định của bê tông.

Đối với các cống hộp bê tông cốt thép đúc tại chỗ, đại lượng Z trong Phương trình 1 không được vượt quá:

Z = (5.7.3.4-2)

trong đó:

(5.7.3.4-3)

với:

d = khoảng cách tính từ mặt chịu nén đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo (mm)

Cốt thép dự ứng lực dính bám có thể được tính vào trị số A, trong trường hợp này sự tăng ứng suất trong thép dự ứng lực dính bám vượt quá trạng thái giảm nén trước được tính trên cơ sở mặt cắt bị nứt hoặc phân tích sự tương đồng biến dạng không được vượt quá giá trị f_sa xác định từ Phương trình 1.

Ở các vị trí bản cánh của dầm bê tông cốt thép mặt cắt T hoặc hộp chịu kéo, ở trạng thái giới hạn sử dụng, cốt thép chịu kéo khi uốn phải phân bố trên một phạm vi, lấy theo trị số nhỏ hơn trong các trị số sau đây:

· Bề rộng hữu hiệu của bản cánh như quy định ở Điều 4.6.2.6 hoặc

· Một chiều rộng bằng 1/10 chiều dài trung bình của các nhịp lân cận.

Nếu bề rộng bản cánh hữu hiệu lớn hơn 1/10 chiều dài nhịp thì phải bố trí cốt thép dọc bổ sung ở phần ngoài của bản cánh với diện tích không nhỏ hơn 0,4% diện tích của bản nhô ra.

Nếu chiều dày hữu hiệu, d_c, của các cấu kiện bê tông cốt thép hoặc bê tông dự ứng lực một phần lớn hơn 900 mm, thì phải bố trí cốt thép dọc tạo vỏ phân bố đều theo dọc cả 2 mặt của cấu kiện trong một khoảng d/2 gần cốt thép chịu kéo uốn nhất.

Diện tích của cốt thép vỏ Ask tính bằng mm²/mm theo chiều cao trên mỗi mặt không nhỏ hơn:

(5.7.3.4-4)

trong đó:

A_ps = diện tích của thép dự ứng lực(mm²)

A_s = diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm²)

d_e = tay đòn uốn lấy bằng khoảng cách từ mặt chịu nén đến trọng tâm thép (mm).

Cự ly giữa các cốt thép của lưới thép vỏ không vượt quá d/6 hoặc 300 mm.

Các cốt thép này có thể tính vào chịu lực nếu việc phân tích tương đồng biến dạng được tiến hành để xác định ứng suất trong từng thanh riêng biệt.

5.7.3.5. Sự phân bố lại mô men

Thay cho các tính toán chính xác hơn, khi cốt thép dính bám thỏa mãn các quy định của Điều 5.11 đòi hỏi đối với các gối giữa của dầm bê tông cốt thép liên tục, và khi tỷ lệ c/de không vượt quá 0,28, các giá trị mô men âm xác định theo lý thuyết đàn hồi ở trạng thái giới hạn cường độ có thể tăng hay giảm một lượng không vượt quá trị số sau, tính bằng phần trăm:

(5.7.3.5-1)

Giá trị mô men dương phải được điều chỉnh theo sự thay đổi của mô men âm để giữ được trạng thái cân bằng của các lực tác dụng.

5.7.3.6. Các biến dạng

5.7.3.6.1. Tổng quát

Các quy định của Điều 2.5.2.6 phải được xem xét.

Các khe co giãn và gối phải phù hợp với các biến đổi kích thước gây ra bởi tải trọng, từ biến, co ngót, thay đổi nhiệt độ, lún trụ và dự ứng lực.

5.7.3.6.2. Độ võng và độ vồng

Khi tính toán độ võng và độ vồng phải xét tác động của tĩnh tải, hoạt tải, ứng lực trước, tải trọng lắp ráp, từ biến và co ngót của bê tông và tự chùng của thép.

Phải áp dụng các quy định của các Điều 4.5.2.1; 4.5.2.2 và 5.9.5.5 để xác định độ võng và độ vồng.

Khi không có các phân tích toàn diện hơn, có thể tính độ võng tức thời với việc dùng các trị số mô đun đàn hồi của bê tông quy định ở Điều 5.4.2.4 và dùng mô men quán tính hoặc với giá trị nguyên, I_g, hoặc mô men quán tính hữu hiệu, I_e, tính theo Phương trình 1:

(5.7.3.6.2-1)

với:

(5.7.3.6.2-2)

trong đó:

M_cr = mô men nứt (N.mm)

f_r = cường độ chịu kéo khi uốn như quy định ở Điều 5.4.2.6 (MPa)

y_t = khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ chịu kéo ngoài cùng (mm)

M_a = mô men lớn nhất trong cấu kiện ở giai đoạn đang tính biến dạng (N.mm)

Đối với cấu kiện có dạng lăng trụ, mô men quán tính hữu hiệu lấy theo kết quả tính của Phương trình 1 ở giữa nhịp dầm giản đơn hoặc liên tục, và ở gối của dầm hẫng. Đối với cấu kiện liên tục không có dạng lăng trụ thì giá trị mô men quán tính hữu hiệu lấy giá trị trung bình của các giá trị tính theo Phương trình 1 ở các mặt cắt mô men âm và dương giới hạn.

Nếu không tính được chính xác hơn thì độ võng lâu dài có thể được tính bằng giá trị độ võng tức thời nhân với hệ số sau đây:

· Nếu độ võng tức thời tính theo giá trị I_g: 4,0

· Nếu độ võng tức thời tính theo giá trị I_e: 3,0 – 1,2 (A’_s/A_s) ³ 1,6.

ở đây:

A’_s = diện tích cốt thép chịu nén (mm²)

A_s = diện tích cốt thép không dự ứng lực chịu kéo (mm²).

Trong tài liệu hợp đồng phải nêu rõ yêu cầu phải tiến hành tính toán độ võng của các cầu xây dựng theo phân đoạn trước khi đổ bê tông các phân đoạn, dựa trên kế hoạch dự kiến về lắp ráp và đổ bê tông, và chúng phải được sử dụng như là một chỉ dẫn để kiểm tra các đo đạc về độ võng thực.

5.7.3.6.3. Biến dạng dọc trục

Các biến dạng co ngắn hoặc giãn dài tức thời do tải trọng phải xác định theo mô đun đàn hồi của vật liệu ở thời điểm đặt tải.

Các biến dạng co ngắn hay giãn dài tức thời do nhiệt độ phải xác định theo các Điều 3.12.2, 3.12.3 và 5.4.2.2.

Biến dạng co ngắn do co ngót và từ biến phải xác định như quy định ở Điều 5.4.2.3.

5.7.4. CÁC CẤU KIỆN CHỊU NÉN

5.7.4.1. Tổng quát

Trừ khi có những quy định khác, các cấu kiện chịu nén phải được tính toán có xét đến các hiệu ứng của các yếu tố sau:

· Độ lệch tâm,

· Các tải trọng dọc trục,

· Sự thay đổi mô men quán tính,

· Mức độ ngàm ở đầu,

· Độ võng,

· Thời gian đặt tải trọng,

· Dự ứng lực.

Thay cho phương pháp chính xác, các cột không dự ứng lực có tỷ lệ độ mảnh Kℓ_u/r < 100 có thể thiết kế theo phương pháp gần đúng như quy định ở Điều 5.7.4.3.

trong đó:

K = hệ số độ dài hữu hiệu như quy định ở Điều 4.6.2.5.

l_u = chiều dài không có thanh giằng (mm)

r = bán kính quán tính (mm)

Các quy định của điều này phải được bổ sung và chỉnh lý cho các kết cấu trong vùng động đất 2 và 3 như quy định ở Điều 5.10.11.

Các quy định ở đây nhằm để truyền các ứng lực từ các cấu kiện chịu nén được điều chỉnh với sự phát sinh mô men thứ cấp tới các cấu kiện lân cận.

Ở nơi nào liên kết nối với cấu kiện lân cận bằng chốt bê tông thì cốt thép dọc phải bố trí vào đúng giữa tim chốt để giảm thiểu sức kháng uốn và cốt thép phải kéo dài về hai phía của chốt.

5.7.4.2. Giới hạn cốt thép

Các giới hạn bổ sung về cốt thép cho cấu kiện chịu nén trong vùng động đất 3 và 4 phải được xét đến như quy định trong Điều 5.10.11.4.1a.

Diện tích cốt thép dự ứng lực và cốt thép thường theo chiều dọc của các cấu kiện chịu nén không liên hợp nhiều nhất là như sau:

	(5.7.4.2-1)
và	(5.7.4.2-2)

Diện tích thép dự ứng lực và thép thường theo chiều dọc của các cấu kiện chịu nén không liên hợp tối thiểu là như sau:

(5.7.4.2-3)

trong đó:

A_s = diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm²)

A_g = diện tích mặt cắt nguyên (mm²)

A_ps = diện tích mặt cắt thép dự ứng lực (mm²)

f_pu = cường độ chịu kéo quy định của thép dự ứng lực(MPa)

f_y = giới hạn chảy quy định của cốt thép thường (MPa)

f’_c = cường độ chịu nén quy định của bê tông (MPa)

f_pe = dự ứng suất hữu hiệu (MPa)

Số lượng thanh cốt thép dọc tối thiểu trong cột tròn là 6, trong cột hình chữ nhật là 4, kích cỡ thanh tối thiểu là No.15.

Đối với những cầu trong vùng động đất 1, diện tích tối thiểu của cốt thép dọc có thể xét cho yêu cầu của mặt cắt bê tông chiết giảm hữu hiêụ, nhưng sao cho cả hai mặt cắt toàn bộ và mặt cắt chiết giảm hữu hiệu đều có khả năng chịu được lực tính toán và diện tích cốt thép không nhỏ hơn 0,7% diện tích mặt cắt nguyên của cột.

5.7.4.3. Đánh giá gần đúng về hiệu ứng độ mảnh

Đối với các kết cấu không có giằng liên kết, hiệu ứng độ mảnh có thể bỏ qua khi mà tỷ số độ mảnh Kℓ_u/r nhỏ hơn 22.

Đối với kết cấu có giằng chống bên, hiệu ứng độ mảnh có thể bỏ qua khi Kℓ_u/r nhỏ hơn 34-12 (M₁/M₂), trong đó M₁, M₂ tương ứng là mô men nhỏ và lớn ở đầu và thành phần M₁/M₂ là dương đối với đường cong uốn đơn.

Các phương pháp tính gần đúng sau có thể dùng để thiết kế các cấu kiện chịu nén không dự ứng lực. Với Kℓ_u/r nhỏ hơn 100:

· Thiết kế dựa trên cơ sở tải trọng tính toán, P_u, được xác định theo tính toán đàn hồi và mô men tính toán phóng đại (tăng thêm) M_c như quy định trong Điều 4.5.3.2.2b.

· Chiều dài không chống đỡ, ℓ_u, của cấu kiện chịu nén lấy bằng khoảng cách tịnh giữa các bộ phận có thể tạo ra sự chống đỡ ngang cho cấu kiện chịu nén. Khi có tạo vút nách ở mối nối thì chiều dài không chống đỡ được tính từ phía ngoài của vút trong mặt phẳng xem xét.

· Bán kính quán tính, r, được tính cho mặt cắt nguyên.

· Đối với các bộ phận có các thanh giằng, hệ số chiều dài hữu hiệu, K, lấy bằng 1,0 trừ khi được chứng minh trong tính toán là trị số nhỏ hơn có thể được dùng.

· Đối với các bộ phận không có các thanh giằng, K, được xác định với sự xem xét hiệu quả của nứt và cốt thép đến độ cứng tương đối và lấy không nhỏ hơn 1,0

Thay cho việc tính chính xác hơn, giá trị EI dùng để xác định P_e, như được quy định trong Phương trình 4.5.3.2.2b-5, phải lấy giá trị lớn hơn của:

	(5.7.4.3-1)
	(5.7.4.3-2)

trong đó:

E_c = mô đun đàn hồi của bê tông (MPa)

I_g = mô men quán tính mặt cắt nguyên của bê tông xung quanh trục chính (mm⁴)

E_s = mô đun đàn hồi của thép dọc (MPa)

I_s = mô men quán tính của cốt thép dọc xung quanh trục chính (mm⁴)

b_d = tỷ lệ giữa mô men tính toán lớn nhất do tải trọng thường xuyên với mô men tính toán lớn nhất do toàn bộ tải trọng, trị số luôn luôn dương.

Đối với cấu kiện chịu dự ứng lực lệch tâm phải xem xét đến hiệu ứng độ võng do lực căng dự ứng lực để xác định mô men tăng thêm.

5.7.4.4. Sức kháng lực dọc trục tính toán (đã nhân hệ số)

Sức kháng tính toán của cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén đối xứng qua các trục chính phải được xác định như sau:

P_r = j P_n (5.7.4.4-1)

trong đó:

· Đối với cấu kiện có cốt thép đai xoắn:

P_n = 0,85 [0,85 f’_c (A_g – A_st) + f_y A_st] (5.7.4.4-2)

· Đối với cấu kiện có cốt thép đai thường:

P_n = 0,8 [0,85 f’_c (A_g – A_st) + f_y A_st] (5.7.4.4-3)

ở đây:

P_r = sức kháng lực dọc trục tính toán có hoặc không có uốn (N)

P_n = sức kháng lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn (N)

f’_c = cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày, trừ khi có quy định ở các tuổi khác.

A_g = diện tích nguyên của mặt cắt (mm²)

A_st = giới hạn chảy quy định của cốt thép (MPa)

j = hệ số sức kháng quy định ở Điều 5.5.4.2

5.7.4.5. Uốn hai chiều

Thay cho việc tính dựa trên cơ sở cân bằng và tương thích biến dạng cho trường hợp uốn hai chiều, các kết cấu không tròn chịu uốn hai chiều và chịu nén có thể tính theo các biểu thức gần đúng sau:

· Nếu lực tính toán dọc trục không nhỏ hơn 0,1jf’_cA_g:

	(5.7.4.5-1)
trong đó:
P_o = 0,85 f’_c (A_g – A_st) + A_st f_y	(5.7.4.5-2)

· Nếu tải trọng tính toán dọc trục nhỏ hơn 0,10jf’_c A_g:

(5.7.4.5-3)

ở đây:

j = hệ số sức kháng đối với các cấu kiện chịu nén dọc trục

P_rxy = sức kháng dọc trục tính toán khi uốn theo hai phương (N)

P_rx = sức kháng dọc trục tính toán được xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch e_y (N)

P_ry = sức kháng dọc trục tính toán được xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch e_x (N)

P_u = lực dọc trục tính toán (N)

M_ux = mô men tính toán tác dụng theo trục X (N.mm)

M_uy = mô men tính toán tác dụng theo trục Y (N.mm)

e_x = độ lệch tâm của lực dọc trục tính toán tác dụng theo hướng trục X nghĩa là = M_uy/P_u (mm)

e_y = độ lệch tâm của lực dọc trục tính toán tác dụng theo hướng trục Y nghĩa là = M_ux/P_u (mm).

M_rx = sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương trục X (N.mm) (5.7.4.5).

M_ry = sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt thoe phương trục Y (N.mm) (5.7.4.5).

Sức kháng dọc trục tính toán P_rx và P_ry không được lấy lớn hơn tích số của hệ số sức kháng j và sức kháng nén danh định lớn nhất tính theo các Phương trình 5.7.4.4-2 hoặc 5.7.4.4-3.

5.7.4.6. Thép đai xoắn và thép đai

Diện tích thép đai xoắn và thép đai của kết cấu cầu trong vùng động đất 2,3 hoặc 4 phải tuân theo các yêu cầu quy định trong Điều 5.10.11.

Khi diện tích cốt thép đai xoắn và cốt thép đai không bị khống chế vào các yêu cầu:

· Chống động đất

· Lực cắt hoặc xoắn như quy định trong Điều 5.8, hoặc.

· Các yêu cầu tối thiểu như quy định trong Điều 5.10.6.

Tỷ lệ của cốt thép xoắn với toàn bộ khối lượng của lõi bê tông tính từ bằng các mép ngoài của cốt đai xoắn không được nhỏ hơn:

(5.7.4.6-1)

trong đó

A_g = diện tích mặt cắt nguyên của bê tông (mm²)

A_c = diện tích của lõi bê tông tính từ đường kính mép ngoài của cốt đai xoắn (mm²)

f’_c = cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày, trừ khi có các quy định khác về tuổi (MPa)

f_yh = giới hạn chảy quy định của cốt thép đai xoắn (MPa)

Các chi tiết khác của cốt thép đai xoắn và cốt thép đai phải tuân theo các quy định của Điều 5.10.6 và 5.10.11.

5.7.4.7. Các cấu kiện chịu nén có mặt cắt hình chữ nhật rỗng

5.7.4.7.1. Tỷ số độ mảnh của vách

Tỷ số độ mảnh của vách của một mặt cắt ngang hình chữ nhật rỗng phải được tính theo công thức:

trong đó:

X_u = chiều dài tịnh của một đoạn có chiều dày không đổi của một vách ở giữa các vách khác hoặc các đường mép tăng cường giữa các vách (mm).

t = bề dày của vách (mm)

l_w = tỷ số độ mảnh của cách đối với cột rỗng.

Tỷ số độ mảnh của vách lớn hơn 35 chỉ được dùng khi có đủ tài liệu tính toán và thực nghiệm chứng minh cho sự làm việc và sức chịu của vách là chấp nhận được đối với Chủ đầu tư.

5.7.4.7.2. Các trường hợp hạn chế dùng phương pháp khối ứng suất chữ nhật

5.7.4.7.2a. Tổng quát

Trừ trường hợp đã chỉ định trong Điều 5.7.4.7.2c, phương pháp khối ứng suất chữ nhật tương đương không được sử dụng trong việc thiết kế các cấu kiện chịu nén có mặt cắt hình chữ nhật rỗng với tỷ số độ mảnh của vách ³ 15.

Trong trường hợp tỷ số độ mảnh nhỏ hơn 15, phương pháp khối ứng suất chữ nhật có thể được sử dụng căn cứ vào ứng biến nén là 0,003.

5.7.4.7.2b. Phương pháp chính xác để hiệu chỉnh giới hạn ứng biến tối đa được phép sử dụng

Trong trường hợp tỷ số độ mảnh của vách bằng 15 hoặc lớn hơn, ứng biến tối đa được phép sử dụng ở thớ ngoài cùng chịu nén của bê tông lấy bằng trị số nhỏ hơn của ứng biến do oằn cục bộ tính được của bản cánh rộng nhất của mặt cắt ngang hoặc 0,003.

Ứng biến do oằn cục bộ của bản cánh rộng nhất có thể được tính toán bằng cách giả thiết là bản cánh được đỡ đơn giản ở cả bốn cạnh xung quanh. Thuộc tính phi tuyến của vật liệu phải được xem xét kết hợp cả mô đun tuyến tính của vật liệu bê tông và cốt thép trong tính toán ứng biến do oằn cục bộ.

Trong tính toán cường độ của cấu kiện, phải bỏ qua các cốt thép gián đoạn, không được căng sau trong các cấu kiện chịu nén có mặt cắt chữ nhật rỗng được thi công từng đoạn.

Cường độ chịu uốn phải tính toán theo các nguyên tắc trong Điều 5.7.3 áp dụng cùng với các đường cong ứng suất – ứng biến cho trước đối với loại vật liệu được sử dụng.

5.7.4.7.2c. Phương pháp gần đúng để hiệu chỉnh sức kháng tính toán

Các quy định ở Điều này và phương pháp khối ứng suất chữ nhật có thể được sử dụng thay cho các quy định của các Điều 5.7.4.7.2a và 5.7.4.7.2b khi độ mảnh của vách ≤ 35.

Sức kháng tính toán của cột rỗng được xác định bằng cách dùng ứng biến cực đại được phép sử dụng bằng 0,003 và các hệ số sức kháng được quy định trong mục 5.5.4.2 phải được chiết giảm tiếp bằng một hệ số j_w như sau:

· Nếu l_w ≤ 15, thì j_w = 1,0 (5.7.4.7.2c -1)

· Nếu 15 < l_w ≤ 25, thì l_w = 1 – 0,025 (l_w -15) (5.7.4.7.2c-2)

· Nếu 25 < l_w ≤ 35, thì j_w = 0,75 (5.7.4.7.2c-3)

5.7.5. BỆ ĐỠ

Khi không có cốt thép đai trong bê tông của các bệ đỡ, sức kháng ép tính toán lấy như sau:

P_r = fP_n (5.7.5-1)

trong đó:

P_n = 0,85 f’_c A₁ m (5.7.5-2)

ở đây:

P_n = sức kháng đỡ danh định (N)

A₁ = diện tích bên dưới gối (mm²)

m = hệ số điều chỉnh

A₂ = diện tích giả định được định nghĩa ở đây (mm²)

Hệ số điều chỉnh có thể được xác định như sau:

· Khi mặt tựa ở tất cả các phía đều lớn hơn diện tích chịu tải:

	(5.7.5-3)
· Khi diện tích chịu tải chịu sự phân bố không đều của ứng suất ép mặt:
	(5.7.5-4)

Khi mặt tựa được cấu tạo dốc hoặc tạo bậc, A2 có thể lấy như là diện tích đáy dưới lớn nhất của hình chóp cụt, hình nón, hoặc hình nêm có bậc nằm toàn bộ trong vùng đỡ và mặt trên của nó là vùng chịu tải, có độ dốc mặt bên là 1: 2 (chiều đứng: chiều ngang).

Khi tải trọng tính toán vượt quá sức kháng tính toán, như quy định ở đây, các quy định phải được thực hiện để chịu được lực xé và vỡ phù hợp với Điều 5.10.9

5.7.6. CÁC CẤU KIỆN CHỊU KÉO

5.7.6.1. Sức kháng kéo tính toán (đã nhân hệ số)

Các cấu kiện mà lực tính toán gây ra ứng suất kéo trên toàn mặt cắt phải được coi là cấu kiện chịu kéo và giả thiết rằng lực kéo chỉ do thép chịu. Phải áp dụng các quy định của Điều 5.11.5.4.

Sức kháng tính toán chịu kéo đồng đều được xác định như sau:

P_r = jP_n (5.7.6.1-1)

ở đây:

P_n = sức kháng kéo danh định quy định trong Điều 5.6.3.4.

j = hệ số sức kháng quy định trong Điều 5.5.4.2.

5.7.6.2. Sức kháng khi kéo uốn kết hợp

Các cấu kiện chịu kéo lệch tâm tạo ra cả ứng lực kéo và nén trong mặt cắt phải được thiết kế theo các quy định của Điều 5.7.2.

5.8. CẮT VÀ XOẮN

5.8.1. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ

5.8.1.1. Các vùng chịu uốn

Các vùng của một cấu kiện, có thể phù hợp với giả thiết mặt cắt vẫn phẳng sau khi đặt tải, phải được thiết kế chịu lực cắt và xoắn hoặc là theo mô hình mặt cắt thông thường theo quy định của Điều 5.8.3 hoặc là theo mô hình chống và giằng theo quy định của Điều 5.6.3. Các quy định của Điều 5.8.2 phải được áp dụng.

Các cấu kiện mà khoảng cách từ điểm lực cắt bằng không đến phía gối nhỏ hơn 2d, hoặc các cấu kiện mà ứng lực do tải trọng gây ra lớn hơn 1/2 lực cắt ở gối nằm gần hơn 2d tính từ phía gối thì có thể coi chúng là loại dầm cao theo quy định của Điều 5.6.3 và áp dụng các yêu cầu cấu tạo của Điều 5.13.2.3.

5.8.1.2. Các vùng gần vị trí thay đổi kích thước đột ngột

Tại các vùng mà giả thiết mặt cắt phẳng của lý thuyết uốn không thích hợp thì khi thiết kế chống cắt và xoắn phải dùng mô hình chống-và-giằng (mô hình giàn ảo) như quy định trong Điều 5.6.3. Phải áp dụng các quy định của Điều 5.13.2.

5.8.1.3. Các vùng tiếp giáp

Các vùng tiếp giáp giữa các bộ phận phải được thiết kế để truyền lực cắt theo quy định của Điều 5.8.4

5.8.1.4. Các loại bản và đế móng

Các vùng dạng bản phải được thiết kế chịu cắt phù hợp với các quy định của Điều 5.13.3.6 hoặc Điều 5.6.3.

5.8.2. CÁC YÊU CẦU CHUNG

5.8.2.1. Tổng quát

Sức kháng xoắn tính toán, T_r, phải được xác định như sau:

T_r = jT_n (5.8.2.1-1)

ở đây:

T_n = sức kháng xoắn danh định quy định trong Điều 5.8.3.6 (N.mm)

j = hệ số sức kháng quy định trong Điều 5.5.4.2

Sức kháng cắt tính toán, V_r, phải được xác định như sau:

V_r = j V_n (5.8.2.1-2)

V_n = sức kháng cắt danh định như quy định trong Điều 5.8.3.3 (N)

j = hệ số sức kháng như quy định trong Điều 5.5.4.2

Với bê tông có tỷ trọng thông thường hiệu ứng xoắn phải được xem xét khi:

T_u > 0,25 j T_cr (5.8.2.1-3)

trong đó:

(5.8.2.1.4)

ở đây:

T_u = mô men xoắn tính toán (N.mm)

T_cr = mô men nứt do xoắn (N.mm)

A_cp = toàn bộ diện tích bao bọc bởi chu vi ngoài của mặt cắt bê tông (mm²)

p_c = chiều dài chu vi ngoài của mặt cắt bê tông (mm)

f_pc = ứng suất nén trong bê tông sau khi các tổn thất dự ứng lực đã xảy ra hoặc ở trọng tâm của mặt cắt chịu các tải trọng nhất thời hoặc ở chỗ nối giữa bản bụng và bản cánh dầm khi trọng tâm nằm ở bản cánh dầm (MPa).

j = hệ số sức kháng quy định trong Điều 5.5.4.2

5.8.2.2. Các hiệu chỉnh đối với bê tông nhẹ

Khi dùng bê tông có cốt liệu nhẹ việc xác định sức kháng xoắn và cắt phải áp dụng các hiệu chỉnh như sau:

· Khi cường độ trung bình chịu kéo chẻ của bê tông nhẹ f_ct được quy định, thành phần trong các biểu thức của các Điều 5.8.2 và 5.8.3 phải được thay bằng 1,8 f_ct ≤

· Khi f_ct không được quy định, thành phần 0,75 cho tất cả các loại bê tông nhẹ và thành phần 0,85 cho bê tông cát nhẹ phải được thay cho trong các biểu thức trong các Điều 5.8.2 và 5.8.3.

Có thể dùng phương pháp nội suy tuyến tính khi thay cát từng phần.

5.8.2.3. Chiều dài truyền lực và phát triển lực

Xem xét các quy định của Điều 5.11.4

5.8.2.4. Vùng đòi hỏi cốt thép ngang

Trừ đối với bản, đế móng và cống, cốt thép ngang phải được đặt khi hoặc:

V_u > 0,5 j (V_c + V_p) (8.5.2.4-1)

hoặc khi đòi hỏi xét đến xoắn bởi Phương trình 5.8.2.1-3.

trong đó:

V_u = lực cắt tính toán (N)

V_c = sức kháng cắt danh định của bê tông (N)

V_p = thành phần lực dự ứng lực trong hướng của lực cắt (N)

j = hệ số sức kháng quy định trong Điều 5.5.4.2.

5.8.2.5. Cốt thép ngang tối thiểu

Tại những chỗ yêu cầu có cốt thép ngang, như quy định trong Điều 5.8.2.4, diện tích cốt thép không được ít hơn

(5.8.2.5-1)

ở đây:

A_v = diện tích cốt thép ngang trong cự ly s (mm²)

b_v = chiều rộng bản bụng được xác định để đặt ống bọc như quy định trong Điều 5.8.2.7 (mm)

s = cự ly giữa các cốt thép ngang (mm)

f_y = giới hạn chảy quy định của cốt thép ngang (MPa)

5.8.2.6. Các loại cốt thép ngang

Cốt thép ngang có thể bao gồm:

· Cốt đai hợp thành một góc không nhỏ hơn 45^o với cốt thép dọc chịu kéo.

· Tấm lưới sợi thép hàn với các sợi đặt vuông góc với trục cấu kiện, miễn là các sợi ngang được đảm bảo vượt quá một đoạn tối thiểu 4%, được đo trên một tấm đai dài ít nhất 100 mm bao gồm ít nhất một sợi ngang, hoặc

· Bó thép dự ứng lực được neo giữ, cấu tạo và lắp đặt để giảm thiểu các mất mát ép mặt và theo thời gian, chúng được đặt một góc không nhỏ hơn 45o so với cốt thép dọc chịu kéo.

Cốt theo chịu xoắn phải bao gồm cả hai loại cốt thép ngang và dọc. Cốt thép ngang phải là các cốt đai kín vuông góc với trục dọc của cấu kiện.

5.8.2.7. Cự ly tối đa của cốt thép ngang

Cự ly cốt thép ngang không được vượt quá trị số sau:

· Nếu V_u < 0,1 f’_c b_v d_v thì:

s ≤ 0,8 d_v ≤ 600 mm (5.8.2.7-1)

· Nếu V_u ³ 0,1 f’_c b_v d_v thì:

· ở đây:

s ≤ 0,4 d_v ≤ 300 mm (5.8.2.7-2)

b_v = bề rộng bản bụng hữu hiệu được lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong phạm vi chiều cao d_v, được điều chỉnh bởi sự có mặt của ống bọc khi thích hợp.

d_v = chiều cao chịu cắt hữu hiệu, được lấy bằng cự ly đo thẳng góc với trục trung hòa giữa hợp lực kéo và lực nén do uốn, nhưng không cần lấy ít hơn trị số lớn hơn của 0,9 d_e hoặc 0.72h (mm)

s = cự ly cốt thép ngang (mm)

Khi xác định b_v ở một độ cao cụ thể, bề rộng bản bụng phải trừ bớt một đường kính ống bọc không ép vữa hoặc một nửa đường kính ống bọc ép vữa ở độ cao đó.

5.8.2.8. Các yêu cầu thiết kế và cấu tạo

Cốt thép ngang phải được neo ở hai đầu phù hợp với các quy định của Điều 5.11.2.6. Đối với các cấu kiện liên hợp chịu uốn, có thể xét đến việc kéo dài cốt thép chịu cắt của dầm vào trong bản mặt cầu nếu xác định được sự khai triển và neo thỏa mãn các quy định của Điều 5.11.2.6.

Giới hạn chảy thiết kế của cốt thép ngang không dự ứng lực không được vượt quá 420 MPa. Giới hạn chảy thiết kế của cốt thép ngang dự ứng lực phải lấy bằng ứng suất hữu hiệu sau khi đã tính mọi mất mát ứng suất cộng thêm 420 MPa, nhưng không lớn hơn f_py.

Các cấu kiện chịu nén – uốn xiên hoặc chịu kéo uốn có chiều cao thay đổi phải được xem xét khi tính toán sức kháng cắt.

5.8.3. MÔ HÌNH THIẾT KẾ MẶT CẮT

5.8.3.1.Tổng quát

Có thể áp dụng mô hình thiết kế mặt cắt trong thiết kế chống cắt khi được phép phù hợp với các quy định của Điều 5.8.1.

Thay cho các phương pháp quy định ở đây, có thể xác định sức kháng của các cấu kiện chịu cắt hoặc chịu cắt kết hợp với xoắn sao cho thỏa mãn các điều kiện cân bằng và tương thích về biến dạng và bằng cách sử dụng quan hệ ứng suất – ứng biến đã được kiểm nghiệm bằng thí nghiệm đối với cốt thép và bê tông bị nứt chéo. Nếu xem xét khả năng chống cắt đồng thời theo hướng thứ hai được đảm bảo, thì phải nghiên cứu trên cơ sở hoặc dựa trên các nguyên lý nêu trên hoặc theo mô hình chống và giằng trên không gian ba chiều.

5.8.3.2. Các mặt cắt cạnh gối

Phải xem xét các quy định của Điều 5.8.1.2. Khi phản lực trên hướng lực cắt tác dụng gây nên lực nén ở vùng đầu cấu kiện, vị trí mặt cắt nguy hiểm do cắt phải lấy lớn hơn 0,5 d_v cotgq hoặc d_v tính từ mặt trong của gối.

Với các dầm kéo sau, cốt thép vùng neo phải được làm như quy định trong Điều 5.10.9. Đối với dầm kéo trước phải làm một lồng thép bó các đầu tao thép như quy định trong Điều 5.10.10. Với các dầm không dự ứng lực tựa trên các gối truyền lực nén lên cấu kiện, chỉ cần đặt lượng cốt thép ngang tối thiểu ở giữa mép của bản hoặc bệ đỡ và đầu dầm.

5.8.3.3. Sức kháng cắt danh định

Sức kháng cắt danh định, V_n, phải được xác định bằng trị số nhỏ hơn của:

V_n = V_c + V_s + V_p (5.8.3.3-1)

V_n = 0,25 f’_cb_v d_v+ V_p (5.8.3.3-2)

trong đó:

V_c = 0,083 b b_v d_v (5.8.3.3-3)

(5.8.3.3-4)

ở đây:

b_v = bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao d_v được xác định trong Điều 5.8.2.7 (mm)

d_v = chiều cao chịu cắt hữu hiệu được xác định trong Điều 5.8.2.7 (mm)

s = cự ly cốt thép đai (mm)

b = hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo được quy định trong Điều 5.8.3.4.

q = góc nghiêng của ứng suất nén chéo được xác định trong Điều 5.8.3.4 (độ)

a = góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ)

A_v = diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm²).

V_p = thành phần lực dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng, là dương nếu ngược chiều lực cắt (N)

5.8.3.4. Xác định b và q

5.8.3.4.1. Phương pháp đơn giản đối với những mặt cắt không dự ứng lực

Đối với các mặt cắt bê tông không dự ứng lực không chịu kéo dọc trục và có ít nhất một lượng cốt thép ngang tối thiểu quy định trong Điều 5.8.2.5, hoặc khi có tổng chiều cao thấp hơn 400 mm, có thể dùng các giá trị sau đây:

b = 2,0

q = 45^o

5.8.3.4.2. Phương pháp chung

Đối với các mặt cắt có cốt thép ngang, các giá trị b và q phải lấy theo quy định trong Hình 1 và Bảng 1, còn với các mặt cắt không có cốt thép ngang thì lấy theo quy định trong Hình 2 và Bảng 2.

Khi dùng những bảng hoặc hình này:

· Ứng suất cắt trong bê tông phải xác định theo:

(5.8.3.4.2-1)

· Ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện phải xác định theo:

(5.8.3.4.2-2)

Nếu giá trị của e_x, tính từ Phương trình 5.8.3.4.2-1 là âm thì giá trị tuyệt đối của nó phải được giảm đi bằng cách nhân với hệ số F_e, tính bằng:

(5.8.3.4.2-3)

trong đó:

j = hệ số sức kháng cắt quy định trong Điều 5.5.4.2

A_c = diện tích bê tông ở phía chịu kéo uốn của cấu kiện như chỉ ra trong Hình 3 (mm²)

A_ps = diện tích thép dự ứng lực trong phía chịu kéo uốn của cấu kiện như trong Hình 3, trừ đi sự thiếu phát triển đầy đủ ở mặt cắt được nghiên cứu (mm²)

N_u = lực dọc trục tính toán, lấy là dương nếu chịu nén (N).

V_u = lực cắt tính toán (N)

A_s = diện tích cốt thép không dự ứng lực trong phía chịu kéo uốn của cấu kiện như trong Hình 3, trừ đi sự thiếu phát triển đầy đủ ở mặt cắt được nghiên cứu (mm²).

M_u = mô men tính toán (N-mm)

f_po = ứng suất trong thép dự ứng lực khi ứng suất trong bê tông xung quanh bằng 0,0 (MPa)

Phía chịu kéo uốn của cấu kiện cần lấy bằng một nửa chiều cao có chứa vùng kéo uốn, như được chỉ ra trong Hình 3.

Thông số cự ly vết nứt s_x dùng trong Hình 2 và Bảng 2 phải lấy bằng trị số nhỏ hơn của hoặc d_v hoặc cự ly tối đa giữa các lớp của cốt thép khống chế nứt dọc. Diện tích cốt thép trong mỗi lớp không được ít hơn 0,003 b_ws_x.

Hình 5.8.3.4.2-1 – Các giá trị của q và b đối với các mặt cắt có cốt thép ngang

Hình 5.8.3.4.2-2- Các giá trị của q và b đối với các mặt cắt không có cốt thép ngang

Hình 5.8.3.4.2-3 – Minh họa A_c

Bảng 5.8.3.4.2-1- Các giá trị của q và b đối với các mặt cắt có cốt thép ngang

e_x x 1000

-0,2

-0,15

-0,1

0,125

0,25

0,5

0,75

1,5

< = 0,05

27,0

6,78

27,0

6,17

27,0

5,63

27,0

4,88

27,0

3,99

28,5

3,49

29,0

2,51

33,0

2,37

36,0

2,23

41,0

1,95

43,0

1,72

0,075

27,0

6,78

27,0

6,17

27,0

5,63

27,0

4,88

27,0

3,65

27,5

3,01

30,0

2,47

33,5

2,33

36,0

2,16

40,0

1,90

42,0

1,65

0,1

23,5

6,50

23,5

5,87

23,5

5,31

23,5

3,26

24,0

2,61

26,5

2,54

30,5

2,41

34,0

2,28

36,0

2,09

38,0

1,72

39,0

1,45

0,125

20,0

2,71

21,0

2,71

22,0

2,71

23,5

2,60

26,0

2,57

28,0

2,50

31,5

2,37

34,0

2,18

36,0

2,01

37,0

1,60

38,0

1,35

0,15

22,0

2,66

22,5

2,61

23,5

2,61

25,0

2,55

27,0

2,50

29,0

2,45

32,0

2,28

34,0

2,06

36,0

1,93

36,5

1,50

37,0

1,24

0,175

23,5

2,59

24,0

2,58

25,0

2,54

26,5

2,50

28,0

2,41

30,0

2,39

32,5

2,20

34,0

1,95

36,0

1,74

35,5

1,21

36,0

1,00

0,2

25,0

2,55

25,5

2,49

26,5

2,48

27,5

2,45

29,0

2,37

31,0

2,33

33,0

2,10

64,0

1,82

34,5

1,58

35,0

1,21

36,0

1,00

0,225

26,5

2,45

27,0

2,38

27,5

2,43

29,0

2,37

30,5

2,33

32,0

2,27

33,0

1,92

34,0

1,67

34,5

1,43

36,5

1,18

39,0

1,14

0,25

28,0

2,36

28,5

2,32

29,0

2,36

30,0

2,30

31,0

2,28

32,0

2,01

33,0

1,64

34,0

1,52

35,5

1,40

38,5

1,30

41,5

1,25

Bảng 5.8.3.4.2-2. – Các giá trị của q và b đối với các mặt cắt không có cốt thép ngang

S_x

e_x x 1000

-0,2

-0,1

0,25

0,5

0,75

1,5

< = 130

26,0

6,90

26,0

5,70

27,0

4,94

29,0

3,78

31,0

3,19

33,0

2,82

34,0

2,56

36,0

2,19

38,0

1,93

250

27,0

6,77

28,0

5,53

30,0

4,65

34,0

3,45

37,0

2,83

39,0

2,46

40,0

2,19

43,0

1,87

1,65

380

27,0

6,57

30,0

5,42

32,0

4,47

37,0

3,21

10,0

2,59

43,0

2,23

45,0

1,98

48,0

1,65

50,0

1,45

630

28,0

6,24

31,0

5,36

35,0

4,19

41,0

2,85

45,0

2,26

48,0

1,92

51,0

1,69

54,0

1,40

57,0

1,18

1270

31,0

5,62

33,0

5,24

38,0

3,83

48,0

2,39

53,0

1,82

57,0

1,50

59,0

1,27

63,0

1,00

66,0

0,83

2500

35,0

4,78

35,0

4,78

42,0

3,47

55,0

1,88

62,0

1,35

68,0

1,06

69,0

0,87

72,0

0,65

75,0

0,52

5000

42,0

3,83

42,0

3,83

47,0

3,11

64,0

1,39

71,0

0,90

74,0

0,66

77,0

0,53

80,0

0,37

82,0

0,28

5.8.3.5. Cốt thép dọc

Với những mặt cắt không chịu xoắn, cốt thép dọc phải được thiết kế sao cho Phương trình 1 được thỏa mãn ở mỗi mặt cắt:

(5.8.3.5-1)

trong đó:

A_ps = diện tích thép dự ứng lực ở phía chịu kéo uốn của cấu kiện, mô tả trong Hình 5.8.3.4.2-3, có trừ đi sự thiếu phát triển đầy đủ ở mặt cắt được nghiên cứu (mm²).

j = các hệ số sức kháng lấy từ Điều 5.5.4.2 phù hợp với mô men, lực cắt và sức kháng dọc trục.

Nếu phản lực hoặc tải trọng ở chỗ mô men max gây nên nén trực tiếp lên mặt chịu nén uốn của cấu kiện, thì diện tích cốt thép dọc ở phía chịu kéo uốn của cấu kiện không cần vượt quá diện tích yêu cầu để chịu một mình mô men max.

Cốt thép dọc ở phía kéo uốn của cấu kiện còn phải chịu một lực kéo (V_u/j – 0,5V_s – V_p) cotgq ở mép trong của vùng đỡ tựa ở các gối đỡ giản đơn tại đầu cấu kiện.

5.8.3.6. Các mặt cắt chịu cắt và xoắn kết hợp

5.8.3.6.1. Cốt thép ngang

Cốt thép ngang không được ít hơn tổng cốt thép ngang yêu cầu để chịu cắt như quy định trong điều 5.8.3.3, và để chịu xoắn đồng thời như quy định trong các Điều 5.8.2.1 và 5.8.3.6.2.

5.8.3.6.2. Sức kháng xoắn

Sức kháng xoắn danh định phải được lấy bằng:

(5.8.3.6.2-1)

ở đây:

A_o = diện tích được bao bởi dòng cắt, bao gồm cả diện tích lỗ trong đó nếu có (mm²).

A_t = diện tích của một nhánh của cốt thép ngang kín chịu xoắn (mm²)

q = góc của vết nứt được xác định phù hợp với quy định của Điều 5.8.3.4 cùng với các sửa đổi trong các biểu thức của V và V_u dưới đây(^o)

Đối với cắt và xoắn kết hợp, e_x phải được xác định bằng Phương trình 5.8.3.4.2-2, với V_n được thay bằng:

(5.8.3.6.2-2)

Góc q phải như quy định trong Bảng 5.8.3.4.2-1 hoặc Bảng 5.8.3.4.2.2 phù hợp với ứng suất cắt v lấy bằng:

· Đối với mặt cắt hộp:

(5.8.3.6.2-3)

· Đối với mặt cắt khác:

(5.8.3.6.2-4)

trong đó:

p_h = chu vi theo tim của cốt thép chịu xoắn ngang kín (mm)

A_oh = diện tích được bao bởi tim của cốt thép chịu xoắn ngang kín phía ngoài, bao gồm cả diện tích các lỗ nếu có (mm²)

T_u = mô men xoắn tính toán (N.mm)

j = hệ số sức kháng quy định trong Điều 5.5.4.2

5.8.3.6.3. Cốt thép dọc

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.8.3.5 như được sửa đổi ở đây để xét đến xoắn.

Cốt thép dọc phải được đặt để thỏa mãn Phương trình 1:

(5.8.3.6.3-1)

5.8.4. TRUYỀN LỰC CẮT TIẾP XÚC – MA SÁT CẮT

5.8.4.1. Tổng quát

Việc truyền lực cắt tiếp xúc phải được xét đến qua một mặt phẳng được cho ở:

· Một vết nứt hiện hữu hoặc tiềm tàng

· Chỗ tiếp giáp giữa các vật liệu khác nhau.

· Hoặc chỗ tiếp giáp giữa hai khối bê tông đúc ở thời gian khác nhau.

Sức kháng cắt danh định của mặt cắt tiếp xúc phải được lấy bằng:

V_n = cA_cv + m [A_vf f_y + P_c] (5.8.4.1-1)

Sức kháng cắt danh định dùng trong thiết kế không được vượt quá:

V_n ≤ 0,2 f’_c ≤ A_cv hoặc (5.8.4.1-2)

V_n ≤ 5,5 A_cv (5.8.4.1-3)

ở đây:

V_n = sức kháng cắt danh định (N)

A_cv = diện tích bê tông tham gia truyền lực cắt (mm²)

A_vf = diện tích cốt thép chịu cắt đi qua mặt phẳng cắt (mm²)

f_y = cường độ chảy của cốt thép (MPa)

c = hệ số dính bám quy định trong Điều 5.8.4.2 (MPa)

m = hệ số ma sát quy định trong Điều 5.8.4.2

P_c = lực nén tĩnh thường xuyên thẳng góc với mặt phẳng cắt, nếu lực là kéo, P_c = 0,0 (N)

f’_c = cường độ nén 28 ngày quy định của bê tông yếu hơn (ở mặt tiếp giáp) (MPa).

Cốt thép chịu cắt tiếp xúc giữa bê tông của bản và của dầm hoặc dầm tổ hợp có thể bao gồm các thanh thép đơn, các cốt thép đai có nhiều nhánh hoặc các nhánh đứng của tấm lưới sợi thép hàn. Diện tích mặt cắt ngang A_vf của cốt thép không được nhỏ hơn hoặc giá trị yêu cầu của Phương trình 1 hoặc:

(5.8.4.1-4)

ở đây:

b_v = chiều rộng mặt tiếp xúc, (mm)

Yêu cầu cốt thép tối thiểu của A_vf có thể bỏ qua nếu V_n/A_cv nhỏ hơn 0,7 MPa với dầm sàn và dầm chủ, cự ly dọc giữa các hàng cốt thép không được vượt quá 600 mm.

Lực kéo tịnh qua mặt phẳng cắt, nếu tồn tại, phải được chịu bởi cốt thép bổ sung thêm ngoài số cốt thép yêu cầu do cắt.

Cốt thép chịu ma sát cắt phải được neo để phát triển cường độ chảy quy định ở cả hai phía của mặt phẳng cắt bằng chôn sâu vào, làm móc hoặc hàn.

Các thanh thép phải được neo vào cả dầm sàn hoặc dầm chủ và bản.

5.8.4.2 . Dính bám và ma sát

Các trị số sau đây phải được dùng cho hệ số dính bám, c, và hệ số ma sát, m:

· Đối với bê tông liền khối:

c = 1,0 MPa

m = 1,4 l

· Đối với bê tông được đổ phủ lên bê tông sạch, đã cứng với bề mặt được tạo nhám cỡ 6 mm

c = 0,7 MPa

m = 1,0 l

· Đối với bê tông đổ phủ lên bê tông sạch, đã cứng và không có sữa xi măng, nhưng không được tạo nhám.

c = 0,52 MPa

m = 0,6 l

· Đối với bê tông được neo vào thép cán kết cấu bằng đinh neo có đầu hoặc bằng các thanh cốt thép mà toàn bộ phần thép tiếp xúc với bê tông là sạch và không s,n

c = 0,17 MPa

m = 0,7 l

Phải lấy các trị số sau đây cho l:

· Với bê tông tỷ trọng thông thường……………………………………………………………………… 1,0

· Với bê tông cát tỷ trọng thấp …………………………………………………………………………….. 0,85

· Với các bê tông tỷ trọng thấp khác …………………………………………………………………….. 0,75

Có thể dùng nội suy cho l trong trường hợp thay cát một phần.

5.8.5. SỨC KHÁNG CẮT TRỰC TIẾP CỦA MỐI NỐI KHÔ

Đối với các kết cấu sử dụng các mối nối khô, sức kháng danh định của mối nối phải được xác định như sau:

(5.8.5-1)

trong đó:

A_k = diện tích ở chân của tất cả các chốt trong mặt phẳng phá hoại. (mm²)

f’_c = sức kháng nén của bê tông (MPa).

f_pc = ứng suất nén trong bê tông sau mọi mất mát dự ứng suất và được xác định ở trọng tâm của mặt cắt ngang (MPa).

A_sm = diện tích tiếp xúc giữa các bề mặt nhẵn trên mặt phẳng phá hoại (mm²).

Trong việc xác định sức kháng tính toán của mối nối khô phải áp dụng hệ số sức kháng được quy định trong Bảng 5.5.4.2.2-1 đối với lực cắt trong các mối nối loại B.

5.9. DỰ ỨNG LỰC VÀ DỰ ỨNG LỰC MỘT PHẦN

5.9.1. XEM XÉT THIẾT KẾ CHUNG

5.9.1.1. Tổng quát

Các quy định chỉ ra ở đây phải áp dụng cho các bộ phận bê tông kết cấu được tăng cường bởi bất kỳ sự tổ hợp nào của thép dự ứng lực và cốt thép thông thường cùng làm việc để chịu các ứng lực chung.

Các cấu kiện bê tông dự ứng lực và dự ứng lực một phần phải được thiết kế cho cả các dự ứng lực ban đầu và sau cùng. Chúng phải thỏa mãn các yêu cầu ở các trạng thái giới hạn sử dụng, mỏi, cường độ và đặc biệt như quy định trong Điều 5.5 và phù hợp với các giả thiết quy định trong các Điều 5.6,5.7 và 5.8. Các bó thép dự ứng lực không ứng suất hoặc các thanh cốt thép có thể được dùng tổ hợp với các bó thép ứng suất, miễn là chúng cho thấy sự làm việc của kết cấu thỏa mãn mọi trạng thái giới hạn và các yêu cầu của các Điều 5.4 và 5.6.

Các giới hạn ứng suất nén, quy định trong Điều 5.9.4, phải được dùng với tổ hợp tải trọng sử dụng trong Bảng 3.4.1-1.

Các giới hạn ứng suất kéo, quy định trong Điều 5.9.4, phải được dùng với tổ hợp tải trọng sử dụng trong Bảng 3.4.1-1. Ghi chú 5 ở bảng đó phải áp dụng khi khảo sát chịu kéo dưới hoạt tải.

5.9.1.2. Cường độ bê tông quy định

Các cường độ quy định, f’_c , và f’_ci, phải được chỉ rõ trong hồ sơ thầu cho mỗi cấu kiện. Các giới hạn ứng suất liên quan tới các cường độ quy định phải lấy như quy định trong Điều 5.9.4.

Cường độ bê tông khi truyền phải đủ cho các yêu cầu của các bệ neo hoặc cho việc truyền qua liên kết cùng các yêu cầu về độ vồng hoặc độ võng.

5.9.1.3. Độ oằn

Độ oằn của bộ phận giữa các điểm mà ở đó bê tông và các bó thép tiếp xúc với nhau, độ oằn trong vận chuyển và lắp ráp, và độ oằn của các bản bản bụng và bản cánh mỏng phải được khảo sát.

5.9.1.4. Các đặc trưng mặt cắt

Đối với các đặc trưng mặt cắt trước khi có liên kết của các bó thép kéo sau, việc giảm thiểu diện tích do các ống bọc hở phải được xét đến.

Đối với cả hai bộ phận kéo trước và kéo sau sau khi các bó thép liên kết thì các đặc trưng mặt cắt có thể dựa trên mặt cắt nguyên hoặc mặt cắt tính đổi.

5.9.1.5. Kiểm tra vết nứt

Ở những nơi cho phép nứt dưới tải trọng sử dụng, chiều rộng vết nứt, mỏi của cốt thép, độ nhạy cảm về gỉ cần phải được xem xét, kiểm tra phù hợp với các quy định của các Điều 5.5,5.6 và 5.7.

5.9.1.6. Các bó thép với các điểm gẫy hoặc cong

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.4.6 về đường cong của ống bọc.

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.10.4 để khảo sát sự tập trung ứng suất do những đổi hướng của bó thép dự ứng lực.

Đối với các bó thép trải trong ống bọc chúng không thẳng về danh nghĩa, phải xét sự khác biệt giữa trọng tâm của bó và trọng tâm của ống khi xác định độ lệch tâm.

5.9.2. ỨNG SUẤT DO BIẾN DẠNG CƯỠNG BỨC

Các hiệu ứng lên các phần tử liền kề của kết cấu của các biến dạng đàn hồi và phi đàn hồi do dự ứng lực phải được nghiên cứu. Các lực kiềm chế sinh ra trong các phần tử kết cấu liền kề có thể được giảm đi do các tác động của từ biến.

Trong các khung liền khối, ứng lực (hoặc các hiệu ứng lực) trong các cột và trụ có thể xảy ra do dự ứng lực kết cấu phần trên trên cơ sở độ co ngắn đàn hồi ban đầu.

Đối với các khung liền khối thông thường, bất kỳ sự gia tăng nào về các mô men ở cột do co ngắn từ biến dài hạn của kết cấu phần trên dự ứng lực, đều được coi là được bù lại bởi sự chùng đồng thời của các mô men biến dạng trong cột do từ biến trong bê tông cột.

Sự giảm các lực kiềm chế trong những bộ phận khác của kết cấu gây ra bởi dự ứng lực trong một bộ phận có thể lấy bằng:

· Với các biến dạng gây ra một cách đột ngột

F’ = F(1-e^–^y^(t,ti)), hoặc (5.9.2-1)

· Với các biến dạng gây ra một cách từ từ

F’ = F(1 – e^–^y^(t,ti)/y(t,ti) (5.9.2-2)

trong đó:

F = ứng lực được xác định với việc dùng mô đun đàn hồi của bê tông ở thời điểm đặt tải (N).

F’ = ứng lực đã chiết giảm (N)

ở đây:

y (t,t₁) = hệ số từ biến ở thời điểm t đối với đặt tải ở thời điểm t₁ như quy định trong Điều 5.4.2.3.2

e = cơ số logarit tự nhiên (Nepe)

5.9.3. CÁC GIỚI HẠN ỨNG SUẤT CHO CÁC BÓ THÉP DỰ ỨNG LỰC

Ứng suất bó thép do dự ứng lực, hoặc ở trạng thái giới hạn sử dụng không được vượt quá các giá trị:

· Quy định ở Bảng 1, hoặc

· Theo khuyến nghị của nhà sản xuất các bó thép và neo.

Ứng suất bó thép ở các trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt không được vượt quá giới hạn cường độ kéo cho trong Bảng 5.4.4.1-1.

Bảng 5.9.3-1 – Các giới hạn ứng suất cho các bó thép dự ứng lực

Điều kiện	Loại bó thép
Điều kiện	Tao thép đã được khử ứng suất dư, các thanh cường độ cao trơn nhẵn	Tao thép có độ tự chùng thấp	Các thanh có gờ cường độ cao
Căng trước
Ngay trước khi truyền lực (f_pt + Df_pES)	0,70 f_pu	0,75 f_pu	–
Ở trạng thái giới hạn sử dụng sau khi đã tính toàn bộ mất mát (f_pe)	0,80 f_py	0,80 f_py	0,80 f_py
Căng sau
Trước khi đệm neo – Có thể cho phép dùng f_s ngắn hạn	0,90 f_py	0,90 f_py	0,90 f_py
Tại các neo và các bộ nối cáp ngay sau bộ neo (f_pt + D_pES + Df_pA)	0,70 f_pu	0,70 f_pu	0,70 f_pu
Ở cuối cùng mất mát ở tấm đệm neo ngay sau bộ neo (f_pt + D_pES + Df_pA)	0,70 f_pu	0,74 f_pu	0,70 f_pu
Ở trạng thái giới hạn sử dụng sau toàn bộ mất mát	0,80 f_py	0,80 f_py	0,80 f_pu

5.9.4. CÁC GIỚI HẠN ỨNG SUẤT ĐỐI VỚI BÊ TÔNG

5.9.4.1. Đối với các ứng suất tạm thời trước khi xảy ra các mất mát – Các cấu kiện dự ứng lực toàn phần

5.9.4.1.1. Ứng suất nén

Giới hạn ứng suất nén đối với các cấu kiện bê tông căng trước và căng sau, kể cả các cầu xây dựng theo phân đoạn, phải lấy bằng 0,60 f’_ci (MPa).

5.9.4.1.2. Ứng suất kéo

Phải áp dụng các giới hạn trong Bảng 1 đ` với các ứng suất kéo. Để áp dụng điều này, diện tích bên ngoài của vùng chịu kéo do nén dọc trước phải được xem xét theo các vị trí nêu dưới đây trong hình dạng cuối cùng của kết cấu.

· Vùng chịu nén nghĩa là từ mặt trên của bản tới trục trung hòa của mặt cắt nguyên của bê tông ở cách gối đỡ 70% chiều dài nhịp đối với các nhịp biên hoặc các nhịp có khớp.

· Vùng chịu nén, nghĩa là từ mặt trên của bản tới trục trung hòa của mặt cắt nguyên của bê tông nằm trong khoảng 60% ở phần giữa của các nhịp bên trong.

· Vùng chịu nén, nghĩa là từ đáy của bản tới trục trung hòa của mặt cắt nguyên của bê tông trong khoảng 25% chiều dài nhịp kể từ các trụ về mỗi phía.

Bảng 5.9.4.1.2-1 – Các giới hạn ứng suất kéo tạm thời trong bê tông dự ứng lực trước mất mát, đối với các cấu kiện dự ứng lực toàn phần

Loại cầu

Vị trí

Giới hạn ứng suất

Không phải các cầu được xây dựng phân đoạn

· Trong vùng kéo của cấu kiện bị nén trước. không có cốt thép dính bám.

· Trong các vùng khác với các vùng chịu kéo của cấu kiện bị nén trước và không có cốt thép phụ dính bám.

· Trong các vùng có cốt thép dính bám, đủ để chịu 120% lực kéo khi bê tông bị nứt được tính toán trên cơ sở một mặt cắt không nứt.

· Để tính ứng suất cẩu lắp trong các cọc dự ứng lực.

Không/có

0,25 ≤ 1,38 (MPa)

0,58 (MPa)

0,415 (MPa)

Các cầu được xây dựng phân đoạn

Ứng suất dọc thông qua các mối nối trong vùng kéo của cấu kiện chịu nén trước.

· Các mối nối loại A với lượng tối thiểu cốt thép phụ có dính bám chạy qua các mối nối, đủ để chịu lực kéo tính toán ở ứng suất 0.5 f_sy; với các bó thép ở trong hoặc ở ngoài.

· Các mối nối loại A không có lượng tối thiểu cốt thép phụ có dính bám chạy qua các mối nối.

· Các mối nối loại B với bó thép ở ngoài

0,25
lực kéo max (MPa)

Không cho kéo

0,7 MPa lực nén min

Ứng suất theo phương ngang qua các mối nối.

· Đối với mọi loại nối mối

0,25 (MPa)

Ứng suất trong các khu vực khác

· Đối với các diện tích không có cốt thép thường dính bám.

· Cốt thép dính bám đủ để chịu lực kéo tính toán trong bê tông được tính theo giả thiết mặt cắt không bị nứt với ứng suất bằng 0,5f_sy

Không cho kéo

0,50 (MPa)

5.9.4.2. Đối với các ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng sau khi xảy ra các mất mát. Các cấu kiện dự ứng lực toàn phần

5.9.4.2.1. Ứng suất nén

Phải khảo sát nén với tổ hợp tải trọng 1 của trạng thái giới hạn sử dụng quy định trong Bảng 3.4.1-1. Phải sử dụng các giới hạn nêu trong Bảng 1.

Hệ số chiết giảm, j_w, phải được lấy bằng 1 khi các tỷ số độ mảnh của bản bụng và bản cánh, tính theo Điều 5.7.4.7.1, không lớn hơn 15. Nếu bản bụng hoặc bản cánh có tỷ số độ mảnh lớn hơn 15 phải tính hệ số chiết giảm j_w theo Điều 5.7.4.7.2.

Bảng 5.9.4.2.1-1 – Giới hạn ứng suất nén của bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho cấu kiện dự ứng lực toàn phần

5.9.4.2. Đối với các ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng sau khi xảy ra các mất mát. Các cấu kiện dự ứng lực toàn phần

5.9.4.2.1. Ứng suất nén

Phải khảo sát nén với tổ hợp tải trọng 1 của trạng thái giới hạn sử dụng quy định trong Bảng 3.4.1-1. Phải sử dụng các giới hạn nêu trong Bảng 1.

Bảng 5.9.4.2.1-1 – Giới hạn ứng suất kéo trong bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho cấu kiện dự ứng lực toàn phần

Vị trí	Giới hạn ứng suất
· Đối với các cầu không xây dựng phân đoạn và do tổng của lực dự ứng lực hữu hiệu và các tải trọng thường xuyên gây ra.	0,45 f_c (MPa)
· Đối với các cầu xây dựng phân đoạn và do tổng của lực dự ứng lực hữu hiệu và các tải trọng thường xuyên gây ra.	0,45 f_c (MPa)
· Đối với các cầu không xây dựng phân đoạn và do hoạt tải cộng với 1/2 tổng của lực dự ứng lực hữu hiệu và các tải trọng thường xuyên gây ra.	0,40 f_c (MPa)
· Do tổng lực dự ứng lực hữu hiệu. tải trọng thường xuyên, các tải trọng nhất thời, và tải trọng tác dụng khi vận chuyển và bốc xếp.	0,60 j_w f_c (MPa)

5.9.4.2.2. Ứng suất kéo

Đối với tổ hợp tải trọng sử dụng bao hàm tải trọng xe, ứng suất kéo trong bộ phận với các bó thép dự ứng lực được dính bám hoặc không dính bám phải được khảo sát với tổ hợp tải trọng sử dụng quy định trong Bảng 3.4.1-1 có xét tới các ghi chú của nó.

Sử dụng các giới hạn trong Bảng 1.

Bảng 5.9.4.2.2-1 – Giới hạn ứng suất kéo trong bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho các cấu kiện dự ứng lực toàn phần

Loại cầu

Vị trí

Giới hạn ứng suất

Các cầu không xây dựng phân đoạn

Lực kéo trong miền chịu kéo được nén trước của các cầu với giả thiết mặt cắt không bị nứt.

· Đối với các cấu kiện có các bó thép dự ứng lực hay cốt thép được dính bám trong điều kiện không xấu hơn các điều kiện bị ăn mòn thông thường.

· Đối với các cấu kiện có các bó thép dự ứng lực hay cốt thép dính bám chịu các điều kiện ăn mòn nghiêm trọng.

· Đối với các cấu kiện có các bó thép dự ứng lực không dính bám.

0,5 (MPa)

0,25 (MPa)

Không cho kéo

Các cầu xây dựng phân đoạn

Các ứng suất dọc ở các mối nối trong miền chịu kéo được nén trước.

· Các mối nối loại A với lượng cốt thép phụ dính bám tối thiểu chạy qua các mối nối chịu lực kéo dọc với ứng suất 0.5 f_y; với các bó thép trong.

· Mối nối loại A không có lượng cốt thép phụ dính bám tối thiểu chạy qua các mối nối.

· Các mối nối loại B; các bó thép ngoài

0,25 (MPa)

Không cho kéo

Nén tối thiểu 0,7 (MPa)

Ứng suất ngang qua các mối nối.

· Lực kéo theo hướng ngang trong vùng chịu kéo được nén trước

0,25 (MPa)

Ứng suất trong các vùng khác

· Đối với các vùng không có cốt thép dính bám.

· Có lượng cốt thép dính bám đủ để chịu lực kéo trong bê tông với giả thiết mặt cắt không bị nứt tại ứng suất bằng 0,5f_sy

Không cho kéo

0,50 (MPa)

Để áp dụng điều này, diện tích nằm ngoài vùng chịu kéo dọc được nén trước phải được xác định theo Điều 5.9.4.1.2.

5.9.4.3. Các cấu kiện dự ứng lực một phần

Các ứng suất nén phải được giới hạn như quy định trong các Điều 5.9.4.1 và 5.9.4.2 đối với các cấu kiện dự ứng lực toàn phần.

Nứt trong vùng chịu kéo được nén trước có thể được phép. Việc thiết kế các bộ phận dự ứng lực một phần phải dựa trên phân tích mặt cắt nứt với việc thỏa mãn các trạng thái giới hạn sử dụng khác nhau. Ứng suất kéo trong cốt thép ở trạng thái giới hạn sử dụng phải như quy định trong Điều 5.7.3.4, trong trường hợp đó f_sa phải được hiểu là thay đổi ứng suất sau sự giảm nén trước.

5.9.5. MẤT MÁT DỰ ỨNG SUẤT

5.9.5.1. Tổng mất mát dự ứng suất

Thay vì phân tích chi tiết hơn, các mất mát dự ứng suất trong các cấu kiện được xây dựng và được tạo dự ứng lực trong một giai đoạn duy nhất có thể lấy bằng:

· Trong các cấu kiện kéo trước

(5.9.5.1-1)

· Trong các cấu kiện kéo sau:

(5.9.5.1-2)

ở đây:

Df_pT = tổng mất mát (MPa)

Df_pF = mất mát do ma sát (MPa)

Df_pA = mất mát do thiết bị neo (MPa)

Df_pES = mất mát do co ngắn đàn hồi (MPa)

Df_pSR = mất mát do co ngót (MPa)

Df_pCR = mất mát do từ biến của bê tông (MPa)

Df_pR2 = mất mát do tự chùng (dão) của cốt thép dự ứng lực (MPa)

Đối với các cấu kiện kéo trước; khi dùng Điều 5.9.5.3 để dự tính toàn bộ các mất mát cần khấu trừ phần mất mát do tự chùng thép xảy ra trước khi truyền lực, Df_pR1, ra khỏi toàn bộ phần tự chùng thép.

Đối với các cấu kiện kéo sau, cần xét đến mất mát của lực bó thép được chỉ rõ bằng các số đọc áp lực trên thiết bị căng kéo.

5.9.5.2. Các mất mát tức thời

5.9.5.2.1. Thiết bị neo

Độ lớn của mất mát do thiết bị neo phải là trị số lớn hơn số yêu cầu để khống chế ứng suất trong thép dự ứng lực khi truyền, hoặc số kiến nghị bởi nhà sản xuất neo. Độ lớn của mất mát do thiết bị neo giả thiết để thiết kế và dùng để tính mất mát của thiết bị phải được chỉ ra trong hồ sơ hợp đồng và kiểm chứng trong khi thi công.

5.9.5.2.2. Ma sát

5.9.5.2.2a. Thi công bằng phương pháp kéo trước

Đối với các bó thép dự ứng lực dẹt, phải xét tới những mất mát có thể xảy ra ở các thiết bị kẹp.

5.9.5.2.2b. Thi công bằng phương pháp kéo sau

Mất mát do ma sát giữa bó thép dự ứng lực và ống bọc có thể lấy như sau

Df_pF = f_pj (1 – e ^{-(Kx +}^m^a⁾) (5.9.5.2.2b-1)

Có thể lấy giá trị ma sát gây ra giữa bó thép đi qua một ống chuyển hướng loại đơn như sau:

D_PF = f_pj (1- e^–^m^(a+0.04)) (5.9.5.2.2b-2)

ở đây:

f_pj = ứng suất trong thép dự ứng lực khi kích (MPa)

x = chiều dài bó thép dự ứng lực đo từ đầu kích đến điểm bất kỳ đang xem xét (mm)

K = hệ số ma sát lắc (trên mỗi mm của bó thép) được viết là mm^-1

m = hệ số ma sát

a = tổng của giá trị tuyệt đối của thay đổi góc của đường trục cáp thép dự ứng lực tính từ đầu kích, hoặc từ đầu kích gần nhất nếu thực hiện căng cả hai đầu, đến điểm đang xem xét (RAD)

e = cơ số lôgarit tự nhiên (Nape)

Các giá trị K và m cần lấy dựa trên số liệu thí nghiệm đối với các vật liệu quy định và phải thể hiện trong hồ sơ thầu. Khi thiếu các số liệu này, có thể dùng các giá trị trong những phạm vi của K và m cho trong Bảng 1.

Đối với các bó thép chỉ cong trong mặt phẳng thẳng đứng a phải lấy là tổng giá trị tuyệt đối của các thay đổi góc trên chiều dài x.

Đối với bó thép cong ba chiều, tổng thay đổi góc ba chiều a phải được lấy bằng phép cộng véc tơ, tức tổng thay đổi góc theo chiều đứng a_v và tổng thay đổi góc theo chiều ngang a_h.

Bảng 5.9.5.2.2b-1 – Hệ số ma sát cho các bó thép kéo sau

Loại thép	Các ống bọc	K	m
Sợi hay tao	Ống thép mạ cứng hay nửa cứng	6,6 x 10^-7	0,15 – 0,25
	Vật liệu Polyethylene	6,6 x 10^-7	0,23
	Các ống chuyển hướng bằng thép cứng cho bó thép ngoài	6,6 x 10^-7	0,25
Thanh cường độ cao	Ống thép mạ	6,6 x 10^-7	0,30

5.9.5.2.3. Co ngắn đàn hồi

5.9.5.2.3a. Các cấu kiện kéo trước

Mất mát do co ngắn đàn hồi trong các cấu kiện kéo trước phải lấy bằng:

(5.9.5.2.3a-1)

trong đó:

f_cgp = tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm của các bó thép ứng suất do lực dự ứng lực khi truyền và tự trọng của bộ phận ở các mặt cắt mô men max (MPa)

E_p = mô đun đàn hồi của thép dự ứng lực(MPa)

E_ci = mô đun đàn hồi của bê tông lúc truyền lực (MPa)

Đối với các cấu kiện kéo trước của thiết kế thông thường f_cgp có thể tính trên cơ sở ứng suất trong cốt thép dự ứng lực được giả định bằng 0,65 f_pu đối với loại tao thép được khử ứng suất dư và thanh thép cường độ, và 0,70 f_pu đối với loại bó thép tự chùng thấp (ít dão).

Đối với các cấu kiện thiết kế không thông dụng cần dùng các phương pháp chính xác hơn được dựa bởi nghiên cứu hoặc kinh nghiệm.

5.9.5.2.3b. Các cấu kiện kéo sau

Mất mát do co ngắn đàn hồi trong các cấu kiện kéo sau, ngoài hệ thống bản ra, có thể lấy bằng:

(5.9.5.2.3b-1)

trong đó:

N = số lượng các bó thép dự ứng lực giống nhau.

f_cgp = tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép dự ứng lực do lực dự ứng lực sau khi kích và tự trọng của cấu kiện ở các mặt cắt mô men max (MPa).

Các giá trị f_cgp có thể được tính bằng ứng suất thép được giảm trị số ban đầu bởi một lượng chênh lệch phụ thuộc vào các hiệu ứng co ngắn đàn hồi, tự chùng và ma sát.

Đối với kết cấu kéo sau với các bó thép được dính bám f_cgp có thể lấy ở mặt cắt giữa nhịp, hoặc đối với kết cấu liên tục ở mặt cắt có mô men lớn nhất.

Đối với kết cấu kéo sau với các bó thép không được dính bám, giá trị f_cgp có thể được tính như ứng suất ở trọng tâm của thép dự ứng lực lấy bình quân trên suốt chiều dài của bộ phận.

Đối với hệ bản, giá trị của Df_pES có thể lấy bằng 25% của giá trị tính được từ Phương trình 5.9.5.2.3a-1.

5.9.5.3. Ước tính gần đúng toàn bộ mất mát theo thời gian

Một ước tính gần đúng toàn bộ mất mát dự ứng lực phụ thuộc vào thời gian do từ biến và co ngót của bê tông và tự chùng của thép trong các bộ phận dự ứng lực và dự ứng lực một phần có thể lấy theo Bảng 1 cho:

· Các cấu kiện không phân đoạn, kéo sau , có chiều dài nhịp không quá 50.000 mm và tạo ứng suất trong bê tông ở tuổi 10 đến 30 ngày, và

· Các cấu kiện kéo trước, tạo ứng suất sau khi đạt cường độ nén f’_ci = 24 MPa.

Miễn là chúng:

· Được làm bằng bê tông tỷ trọng thường,

· Bê tông được bảo dưỡng bằng hơi nước hoặc ẩm ướt,

· Được tạo dự ứng lực từng thanh hoặc tao thép với thuộc tính tự chùng bình thường và thấp, và

· Ở nơi có các điều kiện lộ ra và nhiệt độ trung bình.

Đối với các cầu bê tông phân đoạn, việc ước tính toàn bộ mất mát ứng suất chỉ có thể được dùng cho thiết kế sơ bộ.

Tỷ lệ dự ứng lực một phần (PPR) dùng trong Bảng 1 phải được lấy như quy định trong Phương trình 5.5.4.2.1-2.

Đối với những bộ phận được làm bằng bê tông có tỷ trọng thấp, các trị số quy định trong Bảng 1 phải được tăng lên 35 MPa.

Đối với các tao thép ít tự chùng, các giá trị quy định trong Bảng 1 có thể được giảm bớt:

· 28 MPa đối với dầm hộp

· 41 MPa đối với dầm chữ nhật, bản đặc và dầm I, và

· 55 MPa đối với dầm T đơn, T kép, lõi rỗng và bản rỗng.

Đối với điều kiện kết cấu khác thường, các ước lượng chính xác hơn phải đạt được phù hợp với các phương pháp dựa trên nghiên cứu hoặc kinh nghiệm.

Bảng 5.9.5.3-1 – Các mất mát phụ thuộc vào thời gian – MPa

Dạng mặt cắt dầm	Mức	Với dây thép và tao thép có f_pu = 1620, 1725 hoặc 1680 MPa	Với các thanh thép có f_pu = 1000 hoặc 1100 MPa
Dầm sàn chữ nhật và bản đặc	Biên trên Trung bình	200 + 28 PPR 180 + 28 PPR	130 + 41 PPR
Dầm hộp	Biên trên Trung bình	145 + 28 PPR 130 + 28 PPR	100
Dầm I	Trung bình		130 + 41 PPR
T đơn T kép lõi rỗng và bản rỗng	Biên trên
T đơn T kép lõi rỗng và bản rỗng	Trung bình

5.9.5.4. Ước tính chính xác các mất mát theo thời gian

5.9.5.4.1. Tổng quát

Các giá trị chính xác hơn của các mất mát do từ biến, co ngót và tự chùng so với các quy định trong Điểm 5.9.5.3 có thể được xác định phù hợp với các quy định hoặc của Điều 5.4.2.3 hoặc các điểm này cho các bộ phận không phân đoạn dự ứng lực với:

· Các nhịp không lớn hơn 75 000 mm,

· Bê tông tỷ trọng thường,

· Cường độ ở thời điểm dự ứng lực vượt quá 24 MPa.

Đối với bê tông tỷ trọng thấp, mất mát dự ứng lực phải dựa trên những tính chất đại diện của bê tông được dùng

Đối với thi công phân đoạn, trong mọi trường hợp xem xét không phải là thiết kế sơ bộ, cần xác định các mất mát ứng suất theo quy định trong Điều 5.9.5, kể cả việc xem xét phương pháp và tiến độ thi công phụ thuộc thời gian như chỉ rõ trong hồ sơ thầu.

5.9.5.4.2. Co ngót

Mất mát dự ứng suất do co ngót có thể lấy bằng:

· Với các cấu kiện kéo trước:

Df_pSR = (117 – 1.03 H) (MPa) (5.9.5.4.2-1)

· Với các cấu kiện kéo sau:

Df_pSR = (93 – 0.85 H) (MPa) (5.9.5.4.2-2)

trong đó:

H = độ ẩm tương đối của môi trường, lấy trung bình hàng năm (%)

5.9.5.4.3. Từ biến

Mất mát dự ứng suất do từ biến có thể lấy bằng:

Df_pCR = 12,0 f_cgp – 7,0 Df_cdp ³ 0 (5.9.5.4.3-1)

trong đó:

f_cgp = ứng suất bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực lúc truyền lực (MPa)

Df_cdp = thay đổi ứng suất bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực do tải trọng thường xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện lực dự ứng lực. Giá trị Df_cdp cần được tính ở cùng mặt cắt hoặc các mặt cắt được tính f_cgp (MPa)

5.9.5.4.4. Tự chùng

5.9.5.4.4a. Tổng quát

Tổng độ tự chùng ở bất kỳ thời điểm nào sau khi truyền lực phải được lấy bằng tổng mất mát quy định trong các Điều 5.9.5.4.4b và 5.9.5.4.4c

5.9.5.4.4b. Tại lúc truyền lực

Trong các bộ phận kéo trước, mất mát do tự chùng trong thép dự ứng lực, được tạo ứng suất ban đầu vượt quá 0,50 f_pu, có thể lấy bằng:

· Đối với tao thép được khử ứng suất:

(5.9.5.4.4b-1)

· Đối với tao thép tự chùng ít:

(5.9.5.4.4b-2)

trong đó:

t = thời gian tính bằng ngày từ lúc tạo ứng suất đến lúc truyền (Ngày)

f_pj = ứng suất ban đầu trong bó thép ở vào cuối lúc kéo (MPa)

f_py = cường độ chảy quy định của thép dự ứng lực (MPa)

5.9.5.4.4c. Sau khi truyền

Mất mát do tự chùng của thép dự ứng lực, có thể lấy bằng:

· Đối với tao thép được khử ứng suất, dư kéo trước

Df_pR2 = 138 – 0,4Df_pES – 0,2(Df_pSR + Df_pCR) (MPa) (5.9.5.4.4c-1)

· Đối với tao thép được khử ứng suất, kéo sau:

Df_pR2 = 138 – 0,3Df_pF – 0,2(Df_pSR + Df_pCR) (MPa) (5.9.5.4.4c-2)

ở đây:

Df_pF = mất mát do ma sát dưới mức 0.70f_py ở điểm xem xét, tính theo Điều 5.9.5.2.2 (MPa)

Df_pES = mất mát do co ngắn đàn hồi (MPa)

Df_pSR = mất mát do co ngót (MPa)

Df_pCR = mất mát do từ biến (MPa)

· Đối với thép dự ứng lực có tính tự chùng thấp phù hợp với AASHTO M 203M (ASTM A 416 M hoặc E 328): Lấy bằng 30% của Df_pR2 tính theo Phương trình 1 hoặc 2.

· Đối với các thanh thép kéo sau 1000 đến 1100 MPa: Mất mát do tự chùng cần dựa trên số liệu thí nghiệm được chấp nhận. Nếu số liệu thí nghiệm không có sẵn, mất mát có thể giả định bằng 21 MPa.

5.9.5.5. Các mất mát dự ứng suất để tính độ võng

Để tính độ vồng và độ võng của các bộ phận dự ứng lực không phân đoạn với nhịp không vượt quá 50.000 mm, được làm bằng bê tông có tỷ trọng thông thường, với cường độ không vượt quá 24 MPa ở thời điểm dự ứng lực, f_cgp và Df_cdp có thể được tính bằng ứng suất ở trọng tâm thép dự ứng lực lấy bình quân theo chiều dài của bộ phận.

5.10. CÁC CHI TIẾT ĐẶT CỐT THÉP

5.10.1. LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ

Lớp bê tông bảo vệ ít nhất phải như quy định trong Điều 5.12.3.

5.10.2. CÁC MÓC VÀ UỐN CONG

5.10.2.1. Móc tiêu chuẩn

Trong Bộ Tiêu chuẩn này thuật ngữ “móc tiêu chuẩn” được hiểu theo một trong các nghĩa sau:

· Với cốt thép dọc:

(a) uốn 180^o, cộng thêm đoạn kéo dài 4.0d_b, nhưng không ít hơn 65mm ở đầu thanh

(b) hoặc uốn 90^o cộng thêm đoạn kéo dài 12.0d_b ở đầu thanh

· Với cốt thép ngang:

(a) thanh No. 16 hoặc nhỏ hơn: uốn 90^o cộng đoạn kéo dài 6.0d_b ở đầu thanh,

(b) No. 19, No. 22 và No. 25: uốn 90^o cộng đoạn kéo dài 12.0 d_b ở đầu thanh; và

trong đó:

d_b = đường kính danh định của cốt thép (mm)

5.10.2.2. Các móc chống động đất

Các móc chống động đất phải bao gồm đoạn uốn cong 135^o, cộng thêm một đoạn kéo dài lớn hơn 6,0 d_b hay 75 mm, lấy số lớn hơn. Phải dùng các móc chống động đất làm cốt thép ngang ở vùng dự kiến có khớp dẻo. Loại móc này và nơi cần bố trí chúng phải được thể hiện chi tiết trong hồ sơ hợp đồng.

5.10.2.3. Đường kính uốn cong tối thiểu

Đường kính của đoạn thanh uốn cong, được đo ở phía bụng của thanh, không được nhỏ hơn quy định trong Bảng 1.

Bảng 5.10.2.3-1 – Đường kính tối thiểu của đoạn uốn cong

Kích thước thanh và việc dùng

Đường kính tối thiểu

No.10 đến No.16 – chung

No.10 đến No.16 – đai U và giằng

No.19 đến No.25 – chung

No. 29, No.32 và No.36

No. 43 và No.57

6,0 d_b

4,0 d_b

6,0 d_b

8,0 d_b

10,0 d_b

Đường kính phía bụng của đoạn uốn cong đối với đai U và giằng ở tấm lưới dây hàn trơn và có gờ không được nhỏ hơn 4,0 d_b đối với dây có gờ lớn hơn D6 (38,7mm²), và 2,0d_b cho tất cả các loại dây có kích cỡ khác. Uốn cong với đường kính trong nhỏ hơn 8,0 d_b không được đặt cách giao diện hàn gần nhất ít hơn 4,0 d_b.

5.10.3. CỰ LY CỐT THÉP

5.10.3.1. Cự ly tối thiểu của các thanh cốt thép

5.10.3.1.1. Bê tông đúc tại chỗ

Đối với bê tông đúc tại chỗ, cự ly tịnh giữa các thanh song song trong một lớp không được nhỏ hơn:

· 1,5 lần đường kính danh định của thanh,

· 1,5 lần kích thước tối đa của cấp phối thô, hoặc

· 38 mm

5.10.3.1.2. Bê tông đúc sẵn

Đối với bê tông đúc sẵn được sản xuất trong điều kiện khống chế của nhà máy, cự ly tịnh giữa các thanh song song trong một lớp không được nhỏ hơn.

· Đường kính danh định của thanh,

· 1,33 lần kích thước tối đa của cấp phối thô, hoặc

· 25 mm.

5.10.3.1.3. Nhiều lớp cốt thép

Trừ trong các bản mặt cầu, có cốt thép song song được đặt thành hai hoặc nhiều lớp, với cự ly tịnh giữa các lớp không vượt quá 150 mm, các thanh ở các lớp trên phải được đặt trực tiếp trên những thanh ở lớp dưới, và cự ly giữa các lớp không được nhỏ hơn hoặc 25 mm hoặc đường kinh danh định của thanh.

5.10.3.1.4 . Các mối nối

Các giới hạn về cự ly tịnh giữa các thanh quy định trong các Điều 5.10.3.1.1 và 5.10.3.1.2 cũng được áp dụng cho cự ly tịnh giữa một mối nối chồng và các mối nối hoặc thanh liền kề.

5.10.3.1.5. Bó thanh

Số lượng các thanh song song được bó lại để làm việc như một đơn vị không được vượt quá bốn trong mỗi bó, trong các bộ phận chịu uốn số lượng các thanh lớn hơn N_o36 không được vượt quá hai trong mỗi bó.

Bó thanh phải được bao lại bằng thép đai hoặc giằng.

Từng thanh trong bó, đứt đoạn trong chiều dai nhịp của bộ phận, phải kết thúc ở các điểm khác nhau với khoảng cách ít nhất bằng 40 lần đường kính thanh. ở nơi mà các giới hạn về khoảng cách dựa trên kích thước thanh, một bó thanh phải được xem như một thanh có đường kính suy ra từ tổng diện tích tương đương.

5.10.3.2. Cự ly tối đa của các thanh cốt thép

Trong các vách và bản, trừ khi được quy định khác, cự ly các cốt thép không được vượt quá hoặc 1.5 lần chiều dày của bộ phận hoặc 450 mm. Cự ly các thép xoắn ốc, thép giằng, thép chịu nhiệt và co ngót phải theo quy định trong các Điều 5.10.6,5.10.7 và 5.10.8.

5.10.3.3. Cự ly tối thiểu của các bó cáp thép và ống bọc cáp dự ứng lực

5.10.3.3.1. Tao thép dự ứng lực kéo trước

Khoảng trống giữa các tao thép dự ứng lực kéo trước. bao gồm cả các bó có ống bọc, ở đầu cấu kiện và trong phạm vi chiều dài khai triển, được quy định trong Điều 5.11.4.2, không được lấy nhỏ hơn 1,33 lần kích cỡ lớn nhất của cốt liệu cấp phối và cũng không được nhỏ hơn cự ly tim đến tim được quy định trong Bảng 5.10.3.3.1-1.

Bảng 5.10.3.3.1-1- Cự ly tim đến tim

Kích cỡ tao thép (mm)	Cự ly (mm)
15,24 14,29 Đặc biệt 14,29 12,70 Đặc biệt	51
12,70 11,11	44
9,53	38

Nếu chứng minh được bằng thí nghiệm theo kích thước thực nguyên mẫu thiết kế. Khoảng trống giữa các tao thép ở đầu cấu kiện có thể được lấy giảm đi.

Khoảng trống tối thiểu giữa các nhóm bó không được nhỏ hơn hoặc 1,33 lần kích thước tối đa của cấp phối hoặc 25mm.

Các bó thép kéo trước có thể đặt thành chùm, miễn là cự ly giữa các bó quy định ở đây được duy trì. Quy định này áp dụng cho cả bó có bọc hoặc không bọc.

Các nhóm tám tao đường kính 15,24 mm hoặc nhỏ hơn có thể bó lại để chồng lên nhau trong mặt phẳng đứng. Số lượng các tao được bó lại bằng bất kỳ cách nào khác không được vượt quá bốn.

5.10.3.3.2. Các ống bọc kéo sau không cong trong mặt phẳng nằm ngang

Khoảng trống giữa các ống bọc thẳng kéo sau không được nhỏ hơn 38 mm hoặc 1,33 lần kích thước lớn nhất của cấp phối thô.

Các ống bọc có thể được bó lại trong các nhóm không vượt quá ba, miễn là cự ly được quy định giữa các ống riêng rẽ được duy trì giữa mỗi ống nội trong vùng 900 mm của neo.

Với các nhóm bó ống bọc thi công không phải là phân đoạn, khoảng trống ngang giữa các bó liền kề không được nhỏ hơn 100 mm. Với các nhóm ống được đặt trong hai hoặc nhiều hơn mặt phẳng ngang, mỗi bó không được nhiều hơn hai ống trong cùng mặt phẳng ngang.

Khoảng trống đứng tối thiểu giữa các bó không được nhỏ hơn 38 mm hoặc 1,33 lần kích thước lớn nhất của cấp phối thô.

Với thi công đúc trước, khoảng trống ngang tối thiểu giữa các nhóm ống có thể giảm xuống 75 mm.

5.10.3.3.3. Các ống bọc cáp kéo sau cong

Khoảng trống tối thiểu giữa các ống bọc cong phải giống như yêu cầu đối với hạn chế của bó thép quy định trong Điều 5.10.4.3. Cự ly đối với các ống cong không được nhỏ hơn đối với các ống thẳng.

5.10.3.4. Cự ly tối đa của các bó thép và ống bọc dự ứng lực trong các bản

Các bó kéo trước của bản đúc sẵn phải đặt đối xứng, đều và không được đặt xa nhau quá hoặc 1,5 lần chiều dày bản liên hợp hoặc 450 mm.

Các bó kéo sau của bản không được đặt xa nhau, từ tim đến tim quá 4,0 lần tổng chiều dày liên hợp tối thiểu của bản.

5.10.3.5. Các đầu nối của bó thép kéo sau

Hồ sơ hợp đồng phải quy định không được nối quá 50% số bó thép dọc kéo sau được nối trong một mặt cắt và khoảng cách giữa các đầu nối cạnh nhau không được lấy nhỏ hơn chiều dài của phân đoạn dầm hay hai lần chiều cao của phân đoạn dầm. Các diện tích trống xung quanh các đầu nối phải được giảm trừ khỏi diện tích nguyên của mặt cắt và mô men quán tính khi tính toán các ứng suất ở thời điểm tác dụng lực kéo sau.

5.10.4. KIỀM CHẾ BÓ THÉP

5.10.4.1. Tổng quát

Phải bố trí các bó thép nằm trong phạm vi cốt thép đai tăng cường trong bản bụng dầm, và nếu có thể được, nằm giữa các lớp cốt thép ngang trong bản cánh và bản mặt cầu. Đối với các ống bọc nằm trong bản cánh dưới của các phân đoạn dầm có chiều cao thay đổi, phải bố trí các cốt thép kiềm chế danh định xung quanh ống bọc ở từng mặt của phân đoạn dầm. Không được bố trí ít hơn 2 hàng cốt thép thanh N13 kiểu kẹp tóc ở hai bên của mỗi ống bọc với kích thước theo chiều thẳng đứng bằng chiều dày của bản, trừ đi các kích thước lớp bảo hộ trên và dưới.

Phải xét đến ảnh hưởng của áp lực vữa phun trong ống bọc.

5.10.4.2. Tác động lắc trong các bản

Vì mục đích của điều này, các ống bọc được đặt từ tim đến tim gần hơn 300 mm ở cả hai hướng phải được coi là đặt gần nhau.

Ở nơi mà các ống bọc ngang và dọc được đặt gần nhau trong các bản cánh dầm mà không có các quy định để giảm thiểu sự lắc của ống phải được bao gồm trong hồ hợp đồng, lưới cốt thép ở đỉnh và ở đáy phải được giằng với nhau bằng các thanh kẹp No.13. Cự ly giữa các thanh kẹp không được vượt quá hoặc 450 mm hoặc 1,5 lần chiều dày bản ở mỗi hướng.

5.10.4.3. Tác động của các bó cong

Phải dùng cốt thép để giữ các bó cáp thép cong. Cốt thép phải được thiết kế sao cho ứng suất thép ở trạng thái giới hạn sử dụng không vượt quá 0.60f_y, và giá trị giả định của f_y không vượt quá 400 MPa. Cự ly cốt thép neo giữ không vượt quá hoặc 3.0 lần đường kính ngoài của ống hoặc 600 mm.

Khi các bó thép được đặt trong bản bụng hoặc bản cánh cong, hoặc được uốn cong theo và gần theo các góc lõm hoặc lỗ rỗng bên trong, phải có thêm lớp bảo vệ bê tông và/hoặc cốt thép neo giữ. Cự ly giữa một góc lõm và/hoặc lỗ rỗng và mép của ống bọc gần đó không được nhỏ hơn 1,5 lần đường kính ống bọc.

Khi một bó cong trong hai mặt phẳng thì các lực trong và ngoài mặt phẳng phải được cộng véc tơ với nhau.

5.10.4.3.1. Các ứng lực trong mặt phẳng

Ứng lực trệch hướng trong mặt phẳng do các bó thép đổi hướng được lấy bằng:

F_{u – in} = (5.10.4.3.1-1)

ở đây:

F_u-in = ứng lực trệch hướng trong mặt phẳng trên đơn vị chiều dài bó thép (N/mm)

P_u = lực tính toán của bó thép như quy định trong Điều 3.4.3 (N)

R = bán kính cong của bó thép ở vị trí xem xét (mm)

Lực trệch hướng tối đa phải được xác định trên cơ sở tất cả các bó thép, bao gồm bó thép dự phòng, đều được tạo ứng suất.

Sức kháng cắt của lớp bê tông bảo vệ chống lại lực trệch hướng đẩy ra, V_r, phải lấy bằng:

V_r = j V_n (5.10.4.3.1-2)

trong đó:

V_n = 0,33d_c

(5.10.4.3.1-3)

ở đây:

V_n = sức kháng cắt danh định trên đơn vị chiều dài (N/mm)

j = hệ số sức kháng cắt quy định trong Điều 5.5.4.2

d_c = lớp phủ bê tông nhỏ nhất trên ống gen (mm)

f’_ci = cường độ nén quy định của bê tông ở thời điểm đặt tải hoặc tạo dự ứng lực ban đầu (MPa).

Nếu lực trệch hướng tính toán trong mặt phẳng vượt quá cường độ cắt tính toán của lớp bảo vệ bê tông như chỉ ra trong Phương trình 2 thì phải đặt các giằng neo hoàn toàn để chịu các lực trệch hướng tính toán dưới dạng hoặc thép không dự ứng lực hoặc dự ứng lực.

Khi dùng ống bọc chồng trong dầm cong phải khảo sát sức kháng uốn của lớp phủ bê tông chịu uốn.

Đối với các dầm cong, các tác động uốn tổng thể của các lực ngoài mặt phẳng phải được khảo sát.

Ở nơi các ống cong của các bó thép, ngoài các bó cắt qua ở xấp xỉ 90^o, được đặt sao cho hướng của lực xuyên tâm từ bó này hướng về bó kia, phải đặt neo giữ các ống bằng:

· Đặt khoảng cách giữa các ống sao cho sức kháng cắt danh định đủ như quy định trong Phương trình 2,

· Đặt cốt thép neo giữ để chịu lực hướng tâm,

· và quy định rằng mỗi ống bên trong phải được ép vữa trước khi tạo dự ứng lực ở ống bên ngoài liền kề.

5.10.4.3.2. Các ứng lực ngoài mặt phẳng

Ứng lực ngoài mặt phẳng do tác động ép của bó thép lên vách ống bọc có thể tính như sau:

(5.10.4.3.2-1)

ở đây:

F_u-out = ứng lực ngoài mặt phẳng trên đơn vị chiều dài bó thép (N/mm)

P_u = lực bó thép đã nhân hệ số như quy định trong Điều 3.4.3 (N).

R = bán kính cong của bó thép trong mặt phẳng đứng ở vị trí xem xét (mm)

Nếu cường độ cắt tính toán cho bởi Phương trình 5.10.4.3.1-2 không đủ, phải đặt cốt thép neo giữ cục bộ suốt các mặt cắt bó thép cong để chịu toàn bộ lực ngoài mặt phẳng, nên dùng cốt thép dạng lò xo.

5.10.5. CÁC BỆ ĐỠ BÓ CÁP ĐẶT NGOÀI

Trừ khi các phân tích về dao động chỉ ra khác đi, chiều dài không đỡ của các bó cáp đặt ngoài – không được vượt quá 7500 mm.

5.10.6. CỐT THÉP NGANG CHO CÁC BỘ PHẬN CHỊU NÉN

5.10.6.1. Tổng quát

Các quy định của Điều 5.10.11 cũng phải áp dụng để thiết kế và cấu tạo chi tiết trong các vùng động đất 2 và 3.

Cốt thép ngang cho các bộ phận chịu nén cũng có thể dùng loại cốt đại xoắn hoặc cốt giằng.

5.10.6.2 .Cốt đai xoắn

Cốt xoắn dùng cho các bộ phận chịu nén không phải là cọc, phải bao gồm một hoặc nhiều cốt xoắn liên tục đặt đều bằng cốt thép trơn hoặc cốt thép có gờ, hoặc dây thép với đường kính tối thiểu là 9,5 mm. Cốt thép phải được đặt sao cho tất cả các cốt thép chính dọc nằm bên trong và tiếp xúc với cốt xoắn.

Khoảng trống giữa các thanh cốt đai xoắn không được nhỏ hơn hoặc 25mm hoặc 1,33 lần kích thước lớn nhất của cấp phối. Cự ly tim đến tim không vượt quá 6,0 lần đường kính của cốt thép dọc hoặc 150 mm.

Trừ quy định trong Điều 5.10.11.4.1 cho vùng động đất 3 và 4, cốt đai xoắn phải kéo dài từ chân đế hoặc bệ đỡ khác đến cao độ của lớp cốt thép ngang thấp nhất của bộ phận được đỡ.

Neo của cốt đai xoắn phải được làm bằng cách kéo dài thêm mỗi đầu cốt xoắn 1,5 vòng thanh hoặc dây xoắn. Đối với vùng động đất 3 và 4, việc kéo dài cốt thép ngang vào các bộ phận nối phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.10.11.4.3.

Các đầu nối của cốt xoắn có thể là một trong các cách sau:

· Nối chồng 48,0 lần đường kính thanh không phủ mặt,72,0 lần đường kính thanh phủ mặt hoặc 48,0 lần đường kính dây thép,

· Các liên kết cơ khí được chấp nhận,

· Hoặc mối nối hàn được chấp nhận

5.10.6.3. Cốt giằng (cốt đai)

Trong các bộ phận chịu nén được giằng, tất cả các thanh dọc phải được bao quanh bởi các cốt giằng ngang tương đương với:

· Thanh No. 10 cho các thanh No. 32 hoặc nhỏ hơn,

· Thanh No. 15 cho các thanh No. 36 hoặc lớn hơn,

· và thanh No. 13 cho các bó thanh.

Cự ly giữa các cốt giằng không được vượt quá hoặc kích thước nhỏ nhất của bộ phận chịu nén hoặc 300mm. Khi hai hoặc nhiều thanh No. 35 được bó lại, cự ly này không được vượt quá hoặc một nửa kích thước nhỏ nhất của bộ phận hoặc 150 mm.

Dây thép có gờ hoặc tấm lưới dây thép hàn có diện tích tương đương có thể được dùng thay cho thép thanh.

Các cốt giằng phải được bố trí sao cho mọi góc và thanh dọc đặt xen kẽ có được điểm tựa ngang nhờ có phần bẻ góc của một cốt giằng với góc cong không quá 135^o. Trừ khi có quy định khác ở đây. ở mỗi phía dọc theo cốt giằng không được bố trí bất cứ thanh nào xa quá (tính từ tim đến tim) 610 mm tính từ thanh dọc được giữ chống chuyển dịch ngang đó. Trong trường hợp thiết kế cột trên cơ sở khả năng chịu tải của khớp dẻo thì ở mỗi phía dọc theo cốt giằng không được bố trí bất cứ thanh nào xa hơn 150 mm (cự ly tịnh) tính từ thanh dọc được giữ chống chuyển dịch ngang đó. Nếu bố trí các thanh theo chu vi của một vòng tròn thì có thể dùng một cốt giằng tròn kín nếu các mối nối trong các cốt giằng được bố trí so le.

Các cốt giằng phải được bố trí theo chiều đứng không lớn hơn 1/2 cự ly của chúng ở phía trên bệ móng hoặc bệ đỡ khác và không lớn hơn 1/2 cự ly của chúng ở phía dưới lớp cốt thép nằm ngang thấp nhất trong cấu kiện bị đỡ.

5.10.7. CỐT THÉP NGANG CHO CÁC BỘ PHẬN CHỊU UỐN

Cốt thép chịu nén trong các bộ phận chịu uốn, trừ bản mặt cầu, phải được bao quanh bởi cốt giằng hoặc cốt đai U thỏa mãn kích thước và cự ly yêu cầu của Điều 5.10.6, hoặc bằng tấm lưới sợi hàn có diện tích tương đương.

5.10.8. CỐT THÉP CO NGÓT VÀ NHIỆT ĐỘ

5.10.8.1. Tổng quát

Cốt thép để chịu các ứng suất co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần các bề mặt bê tông lộ ra trước các thay đổi nhiệt độ hàng ngày và trong bê tông kết cấu khối lớn. Cốt thép nhiệt độ và co ngót phải cộng thêm vào sao cho tổng cốt thép ở các bề mặt bị lộ ra không XD hơn quy định ở đây.

5.10.8.2. Các cấu kiện mỏng hơn 1200 mm

Cốt thép chịu co ngót và nhiệt độ có thể dưới dạng thanh, tấm lưới sợi thép hàn hoặc bó thép dự ứng lực.

Với các thép thanh hoặc tấm lưới sợi thép hàn, diện tích cốt thép trong mỗi hướng không được nhỏ hơn:

A_s ³ 0,75 A_g/f_y (5.10.8.2.-1)

ở đây:

A_g = diện tích nguyên mặt cắt (mm²)

f_y = cường độ chảy quy định của thanh thép (MPa)

Thép phải được phân bố đều trên hai mặt, trừ các bộ phận mỏng bằng hoặc mỏng hơn 150 mm, cốt thép có thể đặt trong một lớp.

Cốt thép chịu co ngót và nhiệt độ không được đặt rộng hơn hoặc 3,0 lần chiều dày cấu kiện hoặc 450 mm.

Nếu bó thép dự ứng lực được dùng như thép chịu co ngót và nhiệt độ, thì các bó thép phải đủ để tạo nên một ứng suất nén bình quân tối thiểu 0,75 MPa trên tổng diện tích bê tông trong hướng được xem xét, dựa trên dự ứng lực hữu hiệu sau các mất mát. Cự ly các bó thép không được vượt quá hoặc 1800 mm hoặc cự ly được quy định trong Điều 5.10.3.4. Khi đặt cự ly lớn hơn 1400 mm, phải đặt cốt thép dính bám.

Đối với các tường và bệ móng bằng bê tông kết cấu đặc, cự ly các thanh không vượt quá 300 mm trong mỗi hướng ở tất cả các mặt, và diện tích của thép co ngót và nhiệt độ không cần vượt quá:

SA_b = 0,0015 A_g (5.10.8.2-2)

5.10.8.3. Bê tông khối lớn

Đối với các cấu kiện bê tông kết cấu khối lớn mà kích thước nhỏ nhất của nó vượt quá 1200 mm, kích cỡ thanh nhỏ nhất là No. 19 và cự ly của chúng không vượt quá 450 mm.

Cốt thép co ngót và nhiệt độ tối thiểu trong mỗi hướng, được phân bố đều trên cả hai mặt, phải thỏa mãn:

(5.10.8.3-1)

ở đây:

A_b = diện tích tối thiểu của thanh (mm²)

s = cự ly các thanh (mm)

d_c = chiều dày lớp bê tông bảo vệ đo từ thớ ngoài cùng đến tim thanh hoặc sợi đặt gần nó nhất (mm).

d_b = đường kính của thanh hoặc sợi thép (mm)

Số lượng (2d_c + d_b) không cần lấy lớn hơn 75mm.

Khi các bó thép dự ứng lực được dùng như thép co ngót và nhiệt độ, phải áp dụng các quy định liên quan của Điều 5.10.8.1.

5.10.9. Các vùng neo kéo sau

5.10.9.1. Tổng quát

Các neo phải được thiết kế ở trạng thái giới hạn cường độ cho các lực kích tính toán như quy định trong Điều 3.4.3.

Với các vùng neo ở đầu cấu kiện hoặc đầu mỗi phân đoạn, các kích thước ngang có thể lấy bằng chiều cao và chiều rộng của mặt cắt nhưng không lớn hơn kích thước dọc của cấu kiện hoặc đoạn. Phạm vi kéo dài của vùng neo theo hướng bó thép không được nhỏ hơn trị số lớn hơn của các kích thước ngang của vùng neo và cũng không được lấy lớn hơn một lần rưỡi kích thước đó.

Với các neo trung gian, vùng neo phải được xét về phía đối diện với lực neo với một cự ly không nhỏ hơn giá trị lớn hơn của kích thước ngang của vùng neo.

5.10.9.2. Vùng chung và vùng cục bộ

5.10.9.2.1. Tổng quát

Với mục đích thiết kế, vùng neo phải được xét bao gồm hai vùng:

· Vùng chung, áp dụng các quy định của Điều 5.10.9.2.2.

· Vùng cục bộ, áp dụng các quy định của Điều 5.10.9.2.3.

5.10.9.2.2. Vùng chung

Phạm vi của vùng chung phải được lấy đồng nhất với phạm vi của cả vùng neo xác định trong Điều 5.10.9.1, bao gồm cả vùng cục bộ.

Thiết kế vùng chung phải phù hợp với các yêu cầu của Điều 5.10.9.3.

5.10.9.2.3. Vùng cục bộ

Thiết kế các vùng cục bộ phải phù hợp với các yêu cầu của Điều 5.10.9.7 hoặc phải dựa trên các kết quả thí nghiệm được chấp nhận như quy định trong Điều 5.10.9.7.3

Để thiết kế vùng cục bộ, các tác động của áp lực ép mặt cao và việc dùng cốt thép kiềm chế phải được xét đến.

Các thiết bị neo dựa trên thí nghiệm chấp nhận được của Điều 5.10.9.7.3 phải được tham chiếu như là các thiết bị neo đặc biệt.

5.10.9.2.4 . Trách nhiệm

Kỹ sư thiết kế phải chịu trách nhiệm về thiết kế tổng thể và duyệt bản vẽ thi công đối với vùng chung. Bao gồm vị trí các bó thép và các thiết bị neo, cốt thép vùng chung. Trình tự tạo ứng suất và thiết kế vùng cục bộ cho thiết bị neo dựa trên các quy định của Điều 5.10.9.7. Các tài liệu hợp đồng phải quy định rõ mọi bản vẽ thi công cho vùng cục bộ phải được kỹ sư phê duyệt.

Nhà cung cấp thiết bị neo phải chịu trách nhiệm cung cấp các thiết bị neo thỏa mãn các yêu cầu có hiệu lực của Điều 10.3.2 Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFG. Nếu sử dụng các thiết bị neo đặc biệt, Nhà cung cấp còn phải chịu trách nhiệm cung cấp các thiết bị neo thỏa mãn các yêu cầu về thí nghiệm để nghiệm thu theo Điều 5.10.9.7.3 và tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFG Điều 10.3.2.3. Thí nghiệm cho việc nghiệm thu này và thử chất lượng của neo phải do một cơ quan thí nghiệm độc lập thực hiện và phải được kỹ sư phê duyệt. Người cung cấp thiết bị neo phải cung cấp các kết quả thí nghiệm nghiệm thu phù hợp với Điều 10.3.2.3.12 Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFG cho kỹ sư và cho Nhà thầu và phải quy định rõ cốt thép phụ và cốt thép để kiềm chế, cự ly mép tối thiểu, cự ly neo tối thiểu và sức kháng tối thiểu cần thiết của bê tông vào lúc kéo dự ứng lực để đảm bảo sự làm việc đúng đắn của vùng cục bộ.

Trách nhiệm của nhà thầu được quy định trong Điều 10.4 Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFG.

5.10.9.3. Thiết kế vùng chung

5.10.9.3.1. Các phương pháp thiết kế

Để thiết kế các vùng chung, có thể dùng các phương pháp sau đây, phù hợp với các yêu cầu của Điều 5.10.9.3.2:

· Mô hình phi đàn hồi dựa trên sự cân bằng, nói chung được gọi là mô hình chống-và-giằng”.

· Các phân tích ứng suất đàn hồi chính xác quy định trong Phần 4, hoặc

· Các phương pháp gần đúng khác khi có thể áp dụng được.

Các tác động của trình tự tạo dự ứng suất và các tác động ba chiều do tải trọng kích tập trung phải được nghiên cứu. Các tác động ba chiều có thể được phân tích bằng các phương pháp phân tích ba chiều hoặc có thể tính gần đúng bằng xét riêng rẽ các tiểu mô hình với hai hoặc hơn hai mặt phẳng, trong trường hợp này sự tương tác của các tiểu mô hình cần được xem xét, và các tải trọng trên mô hình và các kết quả cần phải phù hợp.

Cường độ chịu nén tính toán của bê tông của vùng chung không được vượt quá 0,7 j f’_ci. Trong những vùng, nơi mà bê tông có thể bị nứt mở rộng ở giới hạn do các tác động lực khác, hoặc có thể có những sự xoay phi đàn hồi lớn, cường độ nén tính toán phải được giới hạn tới 0,6 j f’_ci.

Khi thiết kế vùng chung phải bỏ qua sức kháng kéo của bê tông.

Sức kháng kéo danh định của cốt thép dính bám phải được giới hạn ở fy đối với cả cốt thép không dự ứng lực lẫn cốt thép dự ứng lực có dính bám. Sức kháng kéo danh định của cốt thép dự ứng lực không dính bám phải được giới hạn ở f_pe+ 105 MPa.

Để an toàn trong thiết kế, có thể bỏ qua sự tham gia chịu lực của mọi cốt thép vùng cục bộ vào sức kháng của vùng chung.

5.10.9.3.2. Nguyên lý thiết kế

Các ứng suất nén trong bê tông ở đằng trước thiết bị neo cơ bản phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.10.9.7.2.

Các ứng suất nén trong bê tông ở phía trước thiết bị neo phải được nghiên cứu ở một khoảng cách đo từ mặt ép mặt của bê tông không được nhỏ hơn:

· Chiều sâu tính tới phần cuối của cốt thép chống kiềm chế cục bộ, hoặc

· Kích thước nhỏ hơn theo phương ngang của thiết bị neo.

Các ứng suất nén này có thể được xác định bằng cách dùng mô hình chống và giằng của Điều 5.10.9.4. bằng phân tích ứng suất đàn hồi theo Điều 5.10.9.5 hoặc bằng phương pháp gần đúng được nêu tổng quát trong Điều 5.10.9.6.3

Độ lớn của lực nở ngang T_burst và khoảng cách tương ứng của nó kể từ bề mặt chịu tải d_burst có thể được xác định bằng cách dùng mô hình chống và giằng trong Điều 5.10.9.4 bằng phân tích ứng suất đàn hồi theo Điều 5.10.9.5 hoặc bằng phương pháp gần đúng được nêu tổng quát trong Điều 5.10.9.6.3. Phải xét ảnh hưởng ba chiều để xác định các yêu cầu về cốt thép chịu lực nở ngang.

Phải kiểm tra các ứng suất nén ở những chỗ có sự gián đoạn về hình học hoặc tải trọng trong phạm vi hoặc trước vùng neo có thể gây tập trung ứng suất.

Để chống các lực nở ngang phải đặt cốt thép không dự ứng lực hoặc có dự ứng lực hoặc dùng cốt xoắn ốc, các đai thép kín hoặc giằng neo ngang. Các cốt thép này phải chịu được toàn bộ lực nở ngang. Việc bố trí và neo cốt thép chống nở ngang cần áp dụng các chỉ dẫn sau đây:

· Đặt cốt thép trên toàn bộ bề rộng của cấu kiện và neo thật sát bề mặt ngoài của cấu kiện tới chừng mực đảm bảo lớp bảo vệ đủ trị số cho phép;

· Phân bố cốt thép ở phía trước của bề mặt chịu tải dọc theo cả hai bên của bó thép với khoảng cách lấy theo trị số nhỏ hơn giữa 2.5 d_burst đối với mặt phẳng đang xét và 1,5 lần kích thước ngang tương ứng của mặt cắt , ở đây d_burst được xác định theo Phương trình 5.10.9.6.3-2;

· Trọng tâm của cốt thép chống nở trùng với khoảng cách d_burst được áp dụng cho thiết kế, và

· Khoảng cách giữa các cốt thép lớn hơn 24,0 lần đường kính cốt thép và lớn hơn 300 mm.

Có thể xác dịnh các lực kéo ở mép bằng cách dùng mô hình chống và giằng nêu trong Điều 5.10.9.4. bằng cách phân tích đàn hồi theo Điều 5.10.9.5 hoặc bằng các phương pháp gần đúng ở mục 5.10.9.6.4.

Đối với chùm neo có khoảng cách từ tim đến tim nhỏ hơn 0,4 lần chiều cao mặt cắt. Lực ép vỡ không được lấy nhỏ hơn 2% toàn bộ lực tính toán của bó thép. Đối với các khoảng cách lớn hơn phải xác định các lực ép vỡ bằng tính toán phân tích.

Để chịu các lực kéo ở mép. phải đặt cốt thép gần sát với mép dọc và ngang của bê tông. Sự bố trí và neo cốt thép chịu kéo ở mép phải thỏa mãn các điều kiện sau đây:

· Cốt thép chống ép vỡ theo quy định phải được đặt trên toàn bộ chiều rộng của cấu kiện.

· Cốt thép chống ép vỡ đặt giữa các thiết bị neo phải đảm bảo giằng chắc các thiết bị neo với nhau, và

· Cốt thép chịu kéo ở mép dọc và cốt thép chống ép vỡ đối với các thiết bị neo lệch tâm phải liên tục, cốt thép đặt dọc theo mặt chịu kéo trên suốt chiều dài của vùng neo và dọc theo mặt chịu tải từ mép dọc cho tới phía bên kia của thiết bị neo lệch tâm hoặc của nhóm thiết bị neo.

5.10.9.3.3. Các thiết bị neo đặc biệt

Trong trường hợp phải sử dụng các thiết bị neo đặc biệt không thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.10.9.7.2 thì ở các miền tương ứng của vùng neo phải đặt cốt thép giống nhau về mặt hình dạng và ít nhất có tỷ lệ khối lượng tương đương với cốt thép phụ thêm ở ngoại vi theo các quy định của Điều 10.3.2.3.4 Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFD.

5.10.9.3.4. Các bộ phận neo trung gian

5.10.9.3.4a. Tổng quát

Không được dùng các neo trung gian ở những vùng mà ở đó phát sinh lực kéo đáng kể ở sau neo do các tải trọng khác. Trong trường hợp xét thấy hợp lý thì cần đặt ụ neo ở góc giữa bản cánh và bản bụng dầm hoặc phải kéo suốt bề rộng bản cánh hoặc chiều cao bản bụng để tạo thành một sườn liên tục. Trường hợp phải làm vấu neo đơn lẻ ở bản cánh hoặc bản bụng thì trong thiết kế phải xem xét tới lực cắt cục bộ, uốn và ảnh hưởng của lực tác dụng trực tiếp vào nó.

5.10.9.3.4b. Giằng neo phía sau

Trừ trường hợp có quy định khác, phải đặt cốt thép có dính bám để giằng néo ít nhất bằng 25% lực căng tính toán của neo trung gian vào mặt cắt bê tông ở phía sau bộ neo. Ứng suất trong phần cốt thép dính bám này không được vượt quá trị số tối đa là 0,6 f_y hoặc 240MPa. Nếu ứng suất nén thường xuyên phát sinh phía sau bộ phận neo do các tải trọng khác thì lượng cốt thép để giằng neo có thể giảm bớt theo Phương trình 1.

T_ia = 0,25P_s – f_cbA_cb (5.10.9.3.4b-1)

trong đó:

T_ia = lực kéo giằng ở neo trung gian (N)

P_s = lực căng kéo chưa nhân hệ số cực đại (N)

f_cb = ứng suất nén do tĩnh tải chưa nhân hệ số trong vùng ở phía sau neo (MPa)

A_cb = diện tích của mặt cắt ngang tiếp theo trong phạm vi các phần mở rộng của hai bên bản neo hoặc vấu neo, tức là diện tích vấu neo hoặc sườn không tham gia vào mặt cắt ngang (mm²).

Cốt thép để giằng néo không được bố trí vượt quá một chiều rộng của tấm bản neo kể từ trục của bó thép. Các cốt thép này phải được neo hoàn toàn sao cho giới hạn cháy có thể phát triển tới phía trước bộ phận neo cũng như tới đằng sau bộ phận neo một khoảng bằng bề rộng tấm bản neo hoặc một nửa chiều dài của vấu neo hoặc sườn gia cố. Nếu có thể được thì trọng tâm của cốt thép này phải trùng với trục của bó thép. Đối với vấu neo hoặc sườn gia cố. Phải bố trí cốt thép trong mặt cắt sát với mặt của bản cánh hoặc bản bụng có đặt vấu neo hay sườn gia cố.

5.10.9.3.4c. Cốt thép của vấu neo hoặc sườn gia cố.

Cần phải đặt cốt thép suốt toàn bộ vấu neo hoặc sườn gia cố theo yêu cầu để chịu ma sát cắt, lực mút thừa, lực nở ra và các lực chuyển hướng do độ cong của bó thép. Các cốt thép này phải kéo dài càng xa càng tốt vào bản cánh hoặc bản bụng dầm và được phát triển bằng các móc tiêu chuẩn uốn xung quanh các thanh thép ngang hoặc tương đương. Khoảng cách cốt thép không được vượt quá trị số nhỏ nhất của hoặc chiều cao vấu neo hoặc chiều cao sườn gia cố ở chỗ neo hoặc chiều rộng vấu neo hoặc 150 mm.

Phải đặt thép chịu uốn cục bộ trong vấu neo và sườn gia cố do sự lệch tâm của lực bó thép gây ra và để chống uốn ngang ở sườn gia cố do các lực chuyển hướng của bó thép.

Phải đặt cốt thép để chịu các lực căng do sự truyền lực neo từ vấu neo hoặc sườn gia cố vào toàn bộ kết cấu theo Điều 5.10.9.3.2.

5.10.9.3.5. Các vách ngăn

Đối với các bó cáp được neo trong vách ngăn thì ứng suất nén của bê tông phải được giới hạn trong phạm vi vách ngăn theo chỉ dẫn của Điều 5.10.9.3.2. Các ứng suất nén cũng phải được tính toán ở chỗ chuyển tiếp từ vách ngăn sang bản bụng và bản cánh của cấu kiện.

Phải đặt cốt thép để bảo đảm truyền hoàn toàn tải trọng neo của vách ngăn tới các bản cánh và bản bụng của dầm. Phải kiểm tra các yêu cầu về cốt thép chịu ma sát cắt giữa vách ngăn và bản bụng dầm cũng như giữa vách ngăn và các bản cánh dầm.

Cũng phải đặt cốt thép để giằng néo các lực chuyển hướng đo độ cong của bó thép.

5.10.9.3.6. Các neo bản kép

Trừ trường hợp đã được tính toán chi tiết hơn, phải đặt lượng cốt thép tối thiểu theo chỉ dẫn ở đây để chịu lực nở ngang và lực kéo ở mép.

Phải đặt cốt thép để chịu lực nở ngang. Các cốt thép này phải được neo sát vào các mặt của bản bằng các móc tiêu chuẩn uốn xung quanh các cốt ngang hoặc tương đương. Lượng cốt thép tối thiểu phải là hai thanh N₀10 cho mỗi điểm neo với khoảng cách bằng 1,5 lần chiều dày bản ở phía trước neo.

Phải đặt cốt thép để chịu các lực kéo ở mép, T₁, giữa các chỗ neo và các lực nở ngang, T₂, ở đằng trước neo. Cốt thép để chịu lực kéo ở mép phải được đặt ngay trước các neo và phải giằng một cách hữu hiệu các neo ở cạnh nhau. Cốt thép chống nở ngang phải được phân bố trên suốt chiều dài của các vùng neo.

	(5.10.9.3.6-1)
	(5.10.9.3.6-2)

trong đó:

T₁ = lực kéo ở mép (N)

T₂ = lực nở ngang (n)

P_u = tải trọng tính toán của bó thép trên một neo đơn lẻ (N)

a = bề rộng của bản neo (mm)

s = khoảng cách giữa các neo (mm)

Đối với các neo bản với khoảng cách mép nhỏ hơn hai lần chiều rộng bản neo, hoặc một lần chiều rộng bản mặt cầu cốt thép chịu kéo ở mép phải được tính toán cho chịu 25% tải trọng tính toán của bó thép. Cốt thép này phải có dạng các kẹp tóc và phải được phân bố trong phạm vi một chiều rộng bản neo ở đằng trước neo. Các nhánh của các cốt thép trên phải kéo dài từ mép bản dầm vượt qua neo liền kề nhưng không nhỏ hơn một khoảng bằng năm lần chiều rộng bản neo cộng thêm chiều dài khai triển.

5.10.9.3.7. Các yên đổi hướng

Cần phải dùng mô hình chống và giằng hoặc dùng các phương pháp dựa vào kết quả thí nghiệm để thiết kế các yên đổi hướng.

5.10.9.4. Áp dụng mô hình chống-và-giằng để thiết kế vùng chung

5.10.9.4.1. Tổng quát

Dòng lực trong vùng neo có thể được làm cho gần đúng bằng mô hình chống-và-giằng như quy định trong Điều 5.6.3.

Tất cả các lực tác động lên vùng neo phải được xét đến trong lựa chọn mô hình chống-và-giằng, chúng cần đi theo đường tải trọng từ các neo đến cuối vùng neo.

5.10.9.4.2. Các nút

Các vùng cục bộ thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.10.9.7 có thể được coi là được cấu tạo đúng đắn và là những nút đầy đủ. Các nút khác trong vùng neo có thể được coi là đầy đủ nếu các ứng suất bê tông hữu hiệu trọng các thanh chống thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.10.9.4.3 và các giằng kéo được cấu tạo để phát triển cường độ chảy đầy đủ của cốt thép.

5.10.9.4.3. Các thanh chống

Ứng suất nén tính toán không được vượt quá các giới hạn quy định trong Điều 5.10.9.3.1.

Trong các vùng neo, mặt cắt nguy hiểm đối với các thanh chống chịu nén thường có thể lấy ở chỗ giao cắt với nút vùng cục bộ. Nếu các thiết bị neo đặc biệt được dùng, mặt cắt nguy hiểm của thanh chống có thể được lấy như mặt cắt mà kéo dài ra nó cắt trục của bó thép ở độ sâu bằng giá trị nhỏ hơn chiều sâu của cốt thép kiềm chế cục bộ hoặc kích thước ngang của thiết bị neo.

Với các bộ phận mỏng, kích thước của thanh chống theo chiều dày của bộ phận có thể lấy gần đúng bằng các giả thiết là chiều dày của thanh chống chịu nén thay đổi tuyến tính từ kích thước ngang theo chiều ngang của neo ở bề mặt bê tông đến tổng chiều dày mặt cắt ở độ sâu bằng chiều dày mặt cắt.

Các ứng suất nén cần giả định tác động song song với trục của thanh chống và được phân bố đều trên mặt cắt ngang của nó.

5.10.9.4.4. Các giằng

Các giằng gồm có thép không dự ứng lực hoặc thép dự ứng lực phải chịu toàn bộ lực kéo.

Các giằng phải kéo qua các nút để phát triển lực kéo đầy đủ ở nút. Sơ đồ cốt thép phải theo sát các đường lực thực tế của giằng được giả định trong mô hình chống-và-giằng.

5.10.9.5. Phân tích ứng suất đàn hồi

Các phân tích dựa trên các tính chất vật liệu đàn hồi, cân bằng lực và tải trọng và tính tương thích của ứng biến có thể được dùng để phân tích và thiết kế các vùng neo.

Nếu các ứng suất nén trong bê tông ở phía trước của thiết bị neo được xác định từ một phân tích đàn hồi thì các ứng suất cục bộ có thể lấy bình quân trên diện tích bằng diện tích ép mặt của thiết bị neo.

5.10.9.6. Các phân tích ứng suất và thiết kế gần đúng

5.10.9.6.1. Các giới hạn áp dụng

Các ứng suất nén của bê tông ở phía trước thiết bị neo, vị trí và độ lớn của lực nở ra và các lực kéo mép có thể được tính bằng cách dùng các Phương trình 5.10.9.6.2-1 đến 5.10.9.6.3-2 miễn là:

· Bộ phận có mặt cắt ngang chữ nhật và chiều dài phát triển của nó không nhỏ hơn kích thước ngang lớn hơn của mặt cắt ngang,

· Bộ phận không có các gián đoạn trong hoặc ở trước vùng neo,

· Cự ly mép nhỏ nhất của neo trong mặt phẳng chính của bộ phận không nhỏ hơn 1,5 lần kích thước ngang tương ứng “a” của thiết bị neo,

· Chỉ có một bộ neo hoặc một nhóm các bộ neo đặt sát nhau được đặt trong vùng neo, và

· Góc nghiêng của bó thép như chỉ ra trong các Phương trình 5.10.9.6.3-1 và 5.10.9.6.3-2 là nằm giữa -5.0^o và +20.0^o

5.10.9.6.2. Các ứng suất nén

Ứng suất nén của bê tông f_ca ở phía trước thiết bị neo không được vượt quá:

(5.10.9.6.2-1)

trong đó:

nếu a ≤ s < 2a_aff thì

(5.10.9.6.2-2)

nếu s ³ 2a_eff thì: K = 1 (5.10.9.6.2-3)

ở đây:

K = hệ số điều chỉnh cho các neo đặt sát nhau

a_eff = kích thước ngang của diện tích ép mặt hữu hiệu được đo song song với kích thước lớn hơn của mặt cắt ngang (mm).

b_eff = kích thước ngang của diện tích ép mặt hữu hiệu được đo song song với kích thước nhỏ hơn của mặt cắt ngang (mm).

P_u = lực bó thép tính toán (N)

t = chiều dày cấu kiện (mm)

s = cự ly tim đến tim các neo (mm)

n = số lượng neo trong hàng

l_c = phạm vi theo chiều dọc của cốt thép kiềm chế của vùng cục bộ không lớn hơn giá trị lớn hơn trong 1,15 a_eff hoặc b_eff (mm)

A_b = diện tích ép mặt hữu hiệu (mm²)

Diện tích ép mặt hữu hiệu A_b trong Phương trình 1 phải lấy bằng giá trị lớn nhất trong hai giá trị diện tích bản đệm neo A_plate hoặc diện tích ép mặt của phần bê tông bị kiềm chế trong vùng cục bộ A_conf theo các giới hạn dưới đây:

· Nếu là A_plate khống chế thì lấy A_plate không lớn hơn 4/p A_conf

· Nếu A_conf khống chế thì giá trị lớn nhất của A_conf không được lấy quá 2 lần giá trị lớn nhất của A_plate hoặc 3 lần kích thước nhỏ nhất của A_plate. Nếu vi phạm bất cứ giới hạn nào trong các giới hạn này thì diện tích ép mặt hữu hiệu A_b phải căn cứ vào A_plate.

· Phải khấu trừ diện tích của ống bọc khi xác định A_b.

Nếu nhóm neo được đặt cạnh nhau theo cả hai hướng thì phải nhân với các hệ số hiệu chỉnh K cho mỗi hướng, như quy định trong Phương trình 1.

5.10.9.6.3. Các lực nở ra

Các lực nở ra trong các vùng neo, T_burst, có thể lấy bằng:

(5.10.9.6.3-1)

Vị trí của lực nở ra, d_burst, có thể lấy bằng:

d_burst = 0,5(h-2e) + 5e sina (5.10.9.6.3-2)

ở đây:

T_burst = lực kéo trong vùng neo tác động ở phía trước thiết bị neo và đi ngang qua trục bó thép (N)

P_u = lực bó thép tính toán (N)

d_burst = cự ly từ thiết bị neo đến trọng tâm của lực nở ra T_burst (mm)

a = kích thước ngang các thiết bị neo hoặc nhóm thiết bị neo trên hướng xem xét (mm).

e = độ lệch tâm của thiết bị neo hoặc nhóm thiết bị neo đối với trọng tâm của mặt cắt ngang, luôn lấy là dương (mm).

h = kích thước ngang của mặt cắt ngang trên hướng xem xét (mm)

a = góc nghiêng của lực bó thép so với trục của bộ phận kết cấu là dương đối với các bó thép đồng tâm hoặc lực neo hướng vào trọng tâm mặt cắt, là âm nếu lực neo hướng ra ngoài trọng tâm mặt cắt.

5.10.9.6.4. Các lực kéo ở mép

Lực kéo ở mép dọc có thể được xác định từ việc phân tích một mặt cắt ở tại một nửa chiều cao của mặt cắt cách xa mặt cắt đặt tải lấy như một dầm chịu uốn và chịu lực dọc trục kết hợp. Lực ép vỡ (xem 5.10.9.32) có thể lấy bằng lực kéo ở mép dọc, nhưng không được nhỏ hơn quy định trong Điều 5.10.9.3.2

5.10.9.7. Thiết kế các vùng cục bộ

5.10.9.7.1. Các kích thước vùng cục bộ

Trong các trường hợp:

· Hoặc nhà sản xuất không đưa ra các kiến nghị về cự ly mép;

· Hoặc nhà sản xuất có kiến nghị về cự ly mép, nhưng chúng không được kiểm tra một cách độc lập.

Các kích thước ngang của vùng cục bộ trên mỗi hướng phải lấy trị số lớn hơn của:

· Kích thước bản đỡ tựa tương ứng, cộng hai lần lớp bảo vệ tối thiểu bằng bê tông được yêu cầu cho việc áp dụng riêng và môi trường, và

· Kích thước bên ngoài của bất kỳ cốt thép kiềm chế được yêu cầu nào, cộng lớp bảo vệ bê tông được yêu cầu trên cốt thép kiềm chế cho việc áp dụng riêng và môi trường.

Lớp bảo vệ yêu cầu đối với chống gỉ phải lấy như quy định trong Điều 5.12.3.

Khi nhà sản xuất có những kiến nghị về lớp bảo vệ tối thiểu, cự ly và các cự ly mép cho thiết bị neo riêng biệt có sẵn, và khi những kích thước này đã được kiểm tra một cách độc lập, các kích thước ngang của vùng cục bộ trên mỗi hướng phải lấy trị số nhỏ hơn của:

· Hai lần cự ly mép quy định bởi nhà cung cấp thiết bị neo, và

· Cự ly tim-đến-tim các neo được quy định bởi nhà cung cấp neo.

Các kiến nghị đối với khoảng cách và cự ly mép của các neo do nhà sản xuất cung cấp phải được xem như giá trị tối thiểu.

Chiều dài vùng cục bộ dọc theo trục bó thép không được lấy nhỏ hơn:

· Chiều rộng tối đa của vùng neo,

· Chiều dài của cốt thép kiềm chế thiết bị neo, hoặc

· Với các thiết bị neo có nhiều mặt đỡ tựa, cự ly từ mặt bê tông chịu tải đến đáy của mỗi mặt đỡ tựa cộng thêm kích thước lớn nhất của bề mặt đỡ tựa đó.

Chiều dài của vùng cục bộ không được lấy lớn hơn 1,5 lần chiều rộng của vùng cục bộ.

5.10.9.7.2. Sức kháng đỡ tựa

Các thiết bị neo thông thường phải phù hợp với các yêu cầu quy định trong điều này. Các thiết bị neo đặc biệt phải phù hợp với các yêu cầu quy định trong Điều 5.10.9.7.3.

Khi cốt thép vùng chung đảm bảo thỏa mãn Điều 5.10.9.3.2 và phạm vi phần bê tông dọc theo trục của bó thép trước thiết bị neo ít nhất bằng 2 lần chiều dài của vùng cục bộ xác định theo Điều 5.10.9.7.1, sức kháng ép mặt tính toán của neo lấy như sau:

P_r = j f_n A_b (5.10.9.7.2-1)

trong đó f_n là trị số nhỏ hơn của:

(5.10.9.7.2-2)

f_n = 2,25 f’_ci (5.10.9.7.2-3)

ở đây:

j = hệ số sức kháng quy định trong Điều 5.5.4.2.

A = diện tích tối đa của phần bề mặt đỡ, giống với diện tích chịu tải và đồng tâm với nó và không lấn sang diện tích tương tự của thiết bị neo bên cạnh (mm²)

A_g = tổng diện tích của bản đỡ được tính phù hợp với các yêu cầu ở đây (mm²)

A_b = diện tích thực hữu hiệu của bản đỡ tựa được tính bằng diện tích A_g, trừ đi diện tích các lỗ khoét trong bản đỡ tựa (mm²).

f’_ci = cường độ danh định của bê tông ở thời điểm đặt lực bó thép (MPa)

Có thể dùng toàn bộ diện tích bản đỡ tựa cho A_g và để tính A_b nếu vật liệu bản không chảy ở lực bó thép tính toán và độ mảnh của bản đỡ tựa, n/t, không vượt quá:

(5.10.9.7.2-4)

ở đây:

t = chiều dày bình quân của bản đỡ tựa (mm)

E_b = mô đun đàn hồi của vật liệu bản đỡ tựa (MPa)

f_b = ứng suất trong bản neo ở mặt cắt lấy ở mép của lỗ nêm hoặc các lỗ (MPa)

n = phần hẫng của bản đáy ở phía ngoài lỗ nêm hoặc bản nêm, khi phù hợp (mm)

Với các neo có bản nêm riêng, n có thể lấy bằng cự ly lớn nhất từ mép ngoài của bản nêm đến mép ngoài của bản đỡ.

Với các bản đỡ hình chữ nhật, cự ly này phải lấy song song với các mép của bản đỡ. Nếu neo không có bản nêm riêng, n có thể lấy bằng phần hẫng phía ngoài chu vi ngoài của nhóm lỗ ở hướng xem xét.

Với các bản đỡ không thỏa mãn độ mảnh yêu cầu quy định ở đây, tổng diện tích đỡ tựa hữu hiệu A_g phải lấy bằng:

· Đối với các neo có bản nêm riêng: Diện tích về mặt hình học tương đương với bản nêm, với các kích thước được tăng thêm hai lần chiều dày bản đỡ tựa.

· Đối với các neo không có bản nêm riêng: Diện tích về mặt hình học tương đương với chu vi ngoài của các lỗ nêm, với kích thước tăng thêm hai lần chiều dày bản đỡ tựa.

5.10.9.7.3. Các thiết bị neo đặc biệt

Có thể dùng các thiết bị neo đặc biệt không thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 5.10.9.7.2, miễn là chúng được thử bởi một cơ quan thí nghiệm độc lập được kỹ sư chấp nhận và đáp ứng các tiêu chuẩn nghiệm thu quy định trong các Điều 10.2.2.3 của Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO.

Cốt thép vùng neo cục bộ phải được thiết kế như một phần của hệ thống kéo sau đồng bộ và phải được thể hiện trên các bản vẽ thi công chi tiết cho công việc kéo sau. Sự điều chỉnh cốt thép chịu kép trong vùng chung do cốt thép được coi như là một bộ phận của hệ thống kéo sau có thể được xem xét như là một phần của quá trình duyệt bản vẽ thi công. Kỹ sư tư vấn còn có trách nhiệm đối với thiết kế cốt thép vùng neo chung.

Đối với một lô sản phẩm thiết bị neo chuyên dụng cùng loại. có thể chỉ cần thí nghiệm đối với các mẫu đại diện. trừ khi kỹ sư tư vấn yêu cầu thí nghiệm về khả năng chịu tải của các neo trong mỗi lô sản phẩm.

5.10.10. CÁC VÙNG NEO KÉO TRƯỚC

5.10.10.1. Sức kháng nở tính toán (đã nhân hệ số)

Sức kháng nở tính toán của vùng neo kéo trước được tạo bởi cốt thép ngang ở đầu dầm kéo trước phải được lấy bằng:

P_r = f_s.A_s (5.10.10.1-1)

trong đó:

f_s = ứng suất trong thép không quá 140MPa.

A_s = diện tích tổng cộng của cốt thép thẳng đứng bố trí ở khoảng cách h/5 tính từ đầu dầm (mm²)

h = chiều cao toàn bộ của cấu kiện đúc sẵn (mm)

Sức kháng không được nhỏ hơn 4% lực dự ứng lực khi truyền.

Phải bố trí cốt thép thẳng đứng ở đầu dầm càng sát mút dầm càng tốt trong chừng mực có thể.

5.10.10.2. Cốt thép bó giữ

Cốt thép phải được đặt để bó các tao thép dự ứng lực ở bản cánh dưới dầm, không phải dầm hộp, trong khoảng cách 1,5 d tính từ đầu dầm. Cốt thép là các thanh thép có gờ, không được nhỏ hơn No. 10 với cự ly không vượt quá 150 mm và được tạo hình để bọc các tao thép dự ứng lực.

Đối với dầm hộp, cốt thép ngang phải được đặt và neo bằng cách kéo dài các chân cốt đai lên bản bụng dầm.

5.10.11. CÁC QUY ĐỊNH CHO THIẾT KẾ ĐỘNG ĐẤT

5.10.11.1. Tổng quát

Các quy định của các điều này chỉ phải áp dụng cho trạng thái giới hạn đặc biệt.

Ngoài các yêu cầu được quy định trong Điều 5.10 cốt thép còn phải phù hợp với các quy định về sức kháng động đất được quy định ở đây.

Phải áp dụng các yêu cầu chuyển vị quy định trong Điều 4.7.4.4 hoặc các thiết bị cản dọc quy định trong Điều 3.10.9.5.

Các cầu nằm trong vùng động đất 3 phải thỏa mãn cả các yêu cầu quy định trong Điều 5.10.11.3 cho vùng động đất 2 và các yêu cầu quy định trong Điều 5.10.11.4 cho vùng động đất 3.

5.10.11.2. Vùng động đất 1

Không xét lực động đất đối với việc thiết kế các cấu kiện, trừ việc thiết kế liên kết của kết cấu phần trên với kết cấu phần dưới được quy định trong Điều 3.10.9.2

5.10.11.3. Vùng động đất 2

Các yêu cầu về cốt thép ngang ở đỉnh và chân cột phải như quy định ở các Điều 5.10.11.4.1(d) và 5.10.11.4.1(e)

5.10.11.4. Vùng động đất 3

5.10.11.4.1. Các yêu cầu đối với cột

Vì mục đích của điều này một bệ đỡ đứng được coi là cột nếu tỷ lệ giữa chiều cao tịnh trên kích thước mặt phẳng lớn nhất của bệ đỡ không nhỏ hơn 2,5. Đối với cột loe kích thước mặt phẳng lớn nhất phải lấy ở mặt cắt loe nhỏ nhất. Đối với bệ đỡ mà tỷ lệ trên nhỏ hơn 2,5 phải áp dụng các quy định đối với trụ của Điều 5.10.11.4.2.

Một trụ có thể được thiết kế như một trụ ở hướng khỏe của nó và như một cột ở hướng yếu.

5.10.11.4.1a. Cốt thép dọc

Diện tích cốt thép dọc không được nhỏ hơn 0,01 hoặc lớn hơn 0,06 lần diện tích mặt cắt ngang nguyên A_g.

5.10.11.4.1b. Sức kháng uốn

Cường độ hai trục của cốt không được nhỏ hơn trị số yêu cầu do uốn như quy định trong Điều 3.10.9.4. Cột phải được khảo sát đối với cả hai trường hợp tải trọng cực hạn ở trạng thái giới hạn đặc biệt như quy định trong Điều 3.10.8. Các hệ số sức kháng của Điều 5.5.4.2 phải được thay bằng giá trị 0,50 cho cả hai loại cột có cốt thép xoắn và cốt thép đai khi tải trọng trục cực trị tính toán của cột vượt quá 0,20 f’_c A_g. Trị số j có thể được tăng tuyến tính từ 0,50 đến 0,90 khi tải trọng trục cực trị tính toán nằm giữa 0,2 f’_c A_g và 0,0.

5.10.11.4.1c. Lực cắt của cột và cốt thép ngang

Lực cắt tính toán V_c trên mỗi trục chính của mỗi cột và hệ cọc phải như quy định trong Điều 3.10.9.4.

Số lượng cốt thép ngang không được ít hơn quy định trong Điều 5.8.3.vb

Các quy định sau đây áp dụng cho vùng cuối của đỉnh và chân cột và bệ cọc:

· Phải lấy giá trị V_c trong vùng đầu dầm theo quy định của Điều 5.8.3 với điều kiện là lực nén dọc trục tính toán nhỏ nhất vượt quá 0,01 f’_c A_g . Đối với các lực nén nhỏ hơn 0,00 f’_c A_g thì phải giảm giá trị V_c theo tỷ lệ tuyến tính bắt đầu từ giá trị theo quy định của Điều 5.8.3 cho đến 0,0 ứng với lực nén bằng 0.

· Vùng cuối phải được giả định kéo dài từ mặt dưới của dầm hoặc dầm mũ ở đỉnh cột, hoặc đỉnh móng ở chân cột, một cự ly lấy trị số lớn hơn của:

– Kích thước mặt cắt ngang lớn nhất của cột.

– 1/6 chiều cao cột

– hoặc 450mm,

· Vùng cuối ở đỉnh mố cọc phải lấy như quy định cho cột. ở đáy bệ cọc vùng cuối phải xét kéo dài từ 3 lần đường kính cọc ở dưới điểm tính toán mô men lớn nhất đến một lần đường kính cọc, nhưng không ít hơn 450 mm tính từ mặt đất.

5.10.11.4.1d. Cốt thép ngang bó các khớp dẻo

Lõi cột và bệ cọc phải được bó lại bằng cốt thép ngang ở các vùng có thể phát sinh khớp dẻo. Cốt thép bó ngang phải có giới hạn chảy không lớn hơn giới hạn chảy của cốt thép dọc với cự ly phải lấy theo quy định trong Điều 5.10.11.4.1e.

Đối với cột tròn, tỷ lệ thể tích của cốt thép xoắn, Ps, không được nhỏ hơn giá trị, hoặc quy định trong Điều 5.7.4.6, hoặc:

P_b = 0,12 (5.10.11.4.1d -1)

trong đó:

f’_c = cường độ nén quy định của bê tông ở 28 ngày trừ khi được quy định ở tuổi khác 28 ngày (MPa)

f_y = cường độ chảy của các thanh cốt thép (MPa).

Trong vùng khớp dẻo, các mối nối trong cốt xoắn phải được làm bằng các mối nối hàn hoàn toàn hoặc bằng liên kết cơ hoàn toàn.

Đối với cột chữ nhật, tổng diện tích mặt cắt nguyên A_sh của các thép đai chữ nhật không được nhỏ hơn hoặc:

hoặc

(5.10.11.4.1d-2)

A_sh = 0,12 sh_c (5.10.11.4.1d-3)

ở đây:

s = cự ly đứng của các thép đai không vượt quá 100 mm (mm)

A_c = diện tích lõi cột (mm²)

A_g = diện tích nguyên của cột (mm²)

A_sh = tổng diện tích mặt cắt ngang của cốt thép bao gồm các cốt giằng ngang phụ có cự ly đứng “s” và đi qua mặt cắt có kích thước lõi h_c (mm²).

f_y = giới hạn chảy của cốt giằng hoặc cốt xoắn (MPa).

h_c = kích thước lõi của cột được đai theo chiều đang xét (mm)

A_sh phải được xác định cho cả hai hướng chính của cột chữ nhật và phải dùng giá trị lớn hơn.

Cốt thép đai ngang có thể được làm bằng đai đơn hoặc đai chồng. Có thể dùng các giằng ngang có cùng kích thước thanh như đai. Mỗi đầu giằng ngang phải móc vào một thanh cốt thép dọc ngoại vi. Tất cả các giằng ngang phải có móc động đất như quy định trong Điều 5.10.2.2.

Cốt thép ngang nào thỏa mãn các yêu cầu dưới đây phải xem là cốt đai giằng – chữ thập.

· Phải là thanh liên tục có móc không nhỏ hơn 135^o và được triển khai không nhỏ hơn 6 lần đường kính đồng thời không được ít hơn 75 mm ở một đầu và phải có một móc không nhỏ hơn 90^o và được triển khai không nhỏ hơn 6 lần đường kính ở đầu kia.

· Các móc phải ôm vào các thanh dọc bố trí theo chu vi

· Các móc 90^o của hai thanh giằng – chữ thập đặt liên tiếp mà cùng ôm vào cùng các thanh dọc phải được bố trí xen kẽ trở đầu đuôi.

Các thanh ngang nào thỏa mãn các yêu cầu dưới đây phải xem là một đai kín (vòng).

· Cốt thép đai kín hay đai vòng liên tục

· Có thể làm thành đai kín bằng một số đoạn cốt thép có các móc 135^o với đoạn kéo dài bằng 6 lần đường kính nhưng không ít hơn 75mm ở mỗi đầu.

· Một thanh đai vòng liên tục phải có ở mỗi đầu một móc 135^o với đoạn kéo dài bằng 6 lần đường kính nhưng không ít hơn 75mm để ôm vào cốt thép dọc.

5.10.11.4.1e. Cự ly cốt thép ngang để bó

Cốt thép ngang để bó phải:

· Được đặt ở đỉnh và chân cột trên một chiều dài không ít hơn trị số lớn nhất của các kích thước mặt cắt ngang cột lớn nhất,1/6 chiều cao tịnh của cột hoặc 450mm,

· Kéo dài vào các liên kết ở đỉnh và ở chân như quy định trong Điều 5.10.11.4.3.

· Được đặt ở đỉnh cọc trong bệ cọc trên cùng chiều dài như quy định cho cột.

· Được đặt trong các cọc của bệ cọc trên chiều dài từ 3 lần kích thước mặt cắt ngang lớn nhất ở dưới điểm mô men ngàm tính toán đến một cự ly không ít hơn kích thước mặt cắt ngang lớn nhất hoặc 450 mm trên mặt đất.

· Và được đặt cách nhau không quá 1/4 kích thước nhỏ nhất của bộ phận, 6 lần đường kính cốt thép dọc hoặc 105 mm từ tim đến tim.

5.10.11.4.1f. Mối nối

Thiết kế các mối nối phải theo đúng quy định của Điều 5.11.5.

Chỉ được phép nối chồng cốt thép dọc trong phần giữa của nửa chiều cao cột và chiều dài nối không nhỏ hơn 400 mm hoặc bằng 60 lần đường kính thanh.

Khoảng cách của các cốt thép ngang trên chiều dài mối nối không được vượt quá hoặc 100 mm hoặc 1/4 kích thước cấu kiện nhỏ nhất.

Các mối nối liên kết hàn hoàn toàn hoặc cơ khí hoàn toàn, phù hợp với Điều 5.11.5 có thể chấp nhận được sử dụng miễn là trong mỗi lớp cốt thép dọc tại mặt cắt nối các thanh so le nhau và khoảng cách các mối nối của các thanh kề nhau lớn hơn 600 mm đo theo trục dọc của cột.

5.10.11.4.2. Yêu cầu đối với trụ-dạng-tường

Các điều được quy định ở đây phải được áp dụng để thiết kế trụ theo phương khỏe . Phương yếu của trụ có thể thiết kế theo như cột bằng cách theo đúng các quy định của Điều 5.10.11.4.1 với hệ số điều chỉnh phản ứng đối với cột dùng để xác định các lực thiết kế. Nếu trụ không thiết kế như một cột trong phương yếu của trụ, phải sử dụng các hạn chế đối với sức kháng cắt tính toán được quy định ở đây.

Tỷ lệ cốt thép nhỏ nhất theo cả hai hướng nằm ngang rh và thẳng đứng rv, trong bất kỳ trụ nào không được nhỏ hơn 0,0025. Tỷ lệ cốt thép thẳng đứng phải không được nhỏ hơn tỷ lệ cốt thép nằm ngang.

Khoảng cách cốt thép, hoặc theo nằm ngang hoặc theo thẳng đứng, không được vượt quá 450 mm. Cốt thép chịu cắt cần thiết phải là liên tục và phải phân bố đồng đều.

Sức kháng cắt tính toán, V_r , ở trụ phải lấy theo số nhỏ hơn của các phương trình sau:

V_r = 0,66bd, (5.10.11.4.2-1)

và V_r – jV_n (5.10.11.4.2-2)

trong đó:

V_n =[ 0,165 + r_h f_y] b_d(5.10.11.4.2-3)

Các lớp cốt thép thẳng đứng và nằm ngang nên bố trí trên từng mặt của trụ. Các mối nối cốt thép nằm ngang phải đặt so le và các mối nối trong trường hợp có 2 lớp cốt thép không được đặt trên cùng một vị trí.

5.10.11.4.3. Liên kết cột

Lực thiết kế để nối cột với dầm mũ kết cấu phần trên, mũ cọc hoặc đế móng mở rộng phải tuân theo quy định trong Điều 3.10.9.4.3. Chiều dài triển khai đối với tất cả thép dọc phải bằng 1,25 lần chiều dài triển khai cốt thép được yêu cầu để đạt cường độ chảy hoàn toàn như quy định trong Điều 5.11.

Cốt thép ngang của cột, như đã quy định trong Điều 5.10.11.4.1d, phải là liên tục trên một đoạn dài không nhỏ hơn 1/2 kích thước cột lớn nhất, hoặc bằng 380 mm tính từ mặt nối cột vào trong bộ phận kề bên.

Sức kháng cắt danh định truyền cho bê tông ở trong mối nối khung hoặc uốn cong theo phương đang xem xét phải không vượt quá:

· Đối với bê tông cốt liệu tỷ trọng thông thường:

V_n = 1,0 bd và (5.10.11.4.3-1)

· Đối với bê tông cốt liệu tỷ trọng nhẹ:

V_n = 0,75 bd (5.10.11.4.3-2)

5.10.11.4.4. Các mối nối thi công ở trụ và cột

Khi lực cắt được chống đỡ tại mối nối thi công duy nhất bằng tác động chốt và ma sát bề mặt bê tông gồ ghề, sức kháng cắt danh định đi qua mối nối, V_n, phải lấy bằng:

V_n = (A_vf f_y + 0.75P_u) (5.10.11.4.4-1)

trong đó:

A_vf = tổng diện tích cốt thép, bao gồm cốt thép chịu uốn (mm²)

P_u = tải trọng dọc trục tính toán nhỏ nhất được quy định trong Điều 3.10.9.4 cho cột và trụ (N)

5.10.12. CỐT THÉP Ở CÁC CẤU KIỆN CHỊU NÉN CÓ MẶT CẮT CHỮ NHẬT RỖNG

5.10.12.1. Tổng quát

Diện tích cốt thép dọc ở mặt cắt ngang không được nhỏ hơn 0,01 lần diện tích nguyên của bê tông.

Phải đặt hai lớp thép cho mỗi vách của mặt cắt ngang một lớp gần mỗi mặt của vách. Diện tích cốt thép ở hai lớp phải xấp xỉ bằng nhau.

5.10.12.2. Khoảng cách cốt thép

Khoảng cách ngang từ tim đến tim của các thanh cốt thép dọc không được lớn hơn số nhỏ hơn của 1,5 lần bề dày vách hoặc 450 mm.

Khoảng cách dọc từ tim đến tim của các thanh cốt thép ngang không được lớn hơn trị số nhỏ hơn của 1,25 lần bề dày vách hoặc 300 mm.

5.10.12.3. Giằng

Cần phải bố trí các giằng ngang giữa các lớp cốt thép ở mỗi vách. Các thanh giằng phải có móc tiêu chuẩn 135^o ở một đầu và móc tiêu chuẩn 90^o ở đầu kia. Các thanh giằng phải được đặt ở các giao điểm của lưới cốt thép và các móc của tất cả các thanh giằng phải ôm vòng các cốt thép cả ngang lẫn dọc ở các giao điểm. Mỗi thanh cốt thép dọc và mỗi thanh cốt thép ngang phải được ôm vòng trong móc của một thanh giằng với khoảng cách không quá 600 mm.

Đối với các kết cấu được thi công phân đoạn. cần phải đặt thêm các thanh giằng dọc theo mép trên và mép dưới của mỗi phân đoạn. Phải đặt các thanh giằng sao cho có thể nối được các điểm cuối của từng đôi cốt thép dọc ở mặt trong và mặt ngoài vách của mặt cắt ngang .

5.10.12.4. Các mối nối

Các thanh cốt ngang có thể được nối ở các góc của mặt cắt ngang bằng đoạn nối chồng đoạn uốn 90^o. Không cho phép dùng mối nối chồng thẳng cho các thanh cốt thép ngang trừ trường hợp các thanh nối chồng có các móc ôm vòng trong suốt chiều dài nối với ít nhất bốn thanh giằng nằm ở các giao điểm của các thanh ngang và thanh dọc.

5.10.12.5. Cốt đai vòng

Trong trường hợp có thể cấu tạo được. phải bố trí các đai vòng kín ôm lấy các thanh cốt dọc ở các góc của mặt cắt ngang. Nếu không đặt được các cốt đai vòng kín thì có thể dùng các cặp thanh hình chữ U có chân dài ít nhất bằng hai lần chiều dày vách và đặt vuông góc 90^o với nhau.

Các ống bọc căng sau nằm ở các góc của mặt cắt ngang phải được neo vào trong vùng góc bằng các đai vòng kín có đoạn cong 90^o ở mỗi đầu để ôm vòng ít nhất một cốt thép dọc ở gần mặt phía ngoài của mặt cắt ngang.

5.11. TRIỂN KHAI CỐT THÉP VÀ MỐI NỐI CỐT THÉP

5.11.1. TỔNG QUÁT

5.11.1.1. Yêu cầu cơ bản

Các ứng lực tính toán trong cốt thép tại mỗi mặt cắt phải triển khai về mỗi phía của mặt cắt đó bằng chiều dài ngàm, móc, hoặc các linh kiện cơ khí, hoặc một tổ hợp các loại này. Có thể dùng các móc và các neo cơ khí trong việc triển khai các thanh chỉ chịu kéo.

5.11.1.2. Triển khai cốt thép chịu uốn

5.11.1.2.1. Tổng quát

Các mặt cắt nguy hiểm đối với việc triển khai cốt thép chịu uốn trong các cấu kiện chịu uốn phải được lấy tại các điểm có ứng suất lớn nhất và tại các điểm nằm bên trong khẩu độ mà ở đó cốt thép kề bên kết thúc hoặc được uốn lên.

Ngoại trừ tại các điểm gối của các nhịp đơn giản và tại các nút đầu dầm hẫng, cốt thép phải được kéo dài ra xa điểm mà tại đó không có yêu cầu cốt thép dài hơn để chống lại sự uốn, với một chiều dài không nhỏ hơn:

· Chiều cao hữu hiệu của cấu kiện

· 15 lần đường kính thanh danh định, hoặc

· 1/20 lần nhịp tịnh.

Cốt thép phải tiếp tục kéo dài một chiều dài không nhỏ hơn chiều dài triển khai, ℓ_d , được quy định trong Điều 5.11.2, ra xa điểm mà ở đó cốt thép chịu uốn được uốn lên hoặc kết thúc do không cần thiết dài hơn nữa để chịu uốn.

Không được kết thúc nhiều hơn 50% số cốt thép tại bất kỳ mặt cắt nào, và các thanh kề nhau không được kết thúc trong cùng mặt cắt.

Cốt thép chịu kéo cũng có thể khai triển bằng cách uốn qua thân dầm mà trong đó cốt thép nằm và kết thúc trong vùng chịu nén bằng bố trí chiều dài triển khai l d tới mặt cắt thiết kế, hoặc bằng cách làm nó liên tục với cốt thép trên mặt đối diện của cấu kiện.

Phải bố trí các neo bổ sung cho cốt thép chịu kéo của cấu kiện chịu uốn ở những nơi lực trong cốt thép không tỷ lệ thuận với mô-men tính toán như sau:

· Làm vát đế móng nghiêng, đánh bậc hoặc vuốt thon đầu.

· Các dầm hẫng ngắn

· Các cấu kiện chịu uốn cao, hoặc

· Cốt thép chịu kéo trong cấu kiện không song song với mặt chịu nén.

5.11.1.2.2. Cốt thép chịu mô men dương

Ít nhất một phần ba cốt thép chịu mômen dương trong các thành phần nhịp giản đơn và 1/4 cốt thép chịu mômen dương trong các bộ phận liên tục phải kéo dài dọc theo cùng một mặt của bộ phận qua đường tim gối. ở các dầm, cốt thép này phải kéo dài xa gối ít nhất 150 mm.

5.11.1.2.3. Cốt thép chịu mômen âm

Ít nhất 1/3 tổng cốt thép chịu kéo được bố trí để chịu mômen âm tại gối phải có chiều dài ngàm cách xa điểm uốn không nhỏ hơn:

· Chiều cao hữu hiệu của cấu kiện

· 12 lần đường kính thanh danh định, và

· 0,0625 lần chiều dài nhịp tịnh.

5.11.1.2.4. Mối nối chịu mô men

Cốt thép chịu uốn trong các cấu kiện liên tục, bị ngàm hoặc hẫng hoặc bất kỳ cấu kiện nào của khung cứng phải được cấu tạo để tạo tính liên tục của cốt thép tại các chỗ gập nhau với các cấu kiện khác sao cho phát triển được sức kháng mômen danh định của mối nối.

Trong các vùng động đất 3 và 4 các mối nối phải được cấu tạo để chịu các mômen và các lực cắt do các tải trọng nằm ngang truyền qua mối nối.

5.11.2. TRIỂN KHAI CỐT THÉP

5.11.2.1. Các thanh có gờ và sợi thép có gờ chịu kéo

5.12.2.1.1. Chiều dài triển khai cốt thép kéo

Chiều dài triển khai cốt thép kéo ℓ_d, phải không được nhỏ hơn tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo cơ bản ℓ_db được quy định ở đây, nhân với các hệ số điều chỉnh hoặc hệ số như được quy định trong các Điều 5.11.2.1.2 và 5.11.2.1.3. Chiều dài triển khai cốt thép kéo không được nhỏ hơn 300 mm, trừ khi dùng mối nối chồng quy định trong Điều 5.11.5.3.1 và trong việc triển khai cốt thép chống cắt theo quy định trong Điều 5.11.2.6.

Chiều dài triển khai cốt thép kéo cơ bản, ℓ_db theo mm, phải lấy như sau:

· Với thanh No.36 và nhỏ hơn:		nhưng không nhỏ hơn 0,06 d_b f_y
· Đối với các thanh No.43:
· Đối với các thanh No.57:
· Với sợi có gờ:

trong đó:

A_b = diện tích của thanh hoặc sợi (mm²)

f_y = cường độ chảy được quy định của các thanh cốt thép (MPa)

f’_c = cường độ chịu nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày, trừ khi có tuổi khác được quy định (MPa)

d_b = đường kính thanh hoặc sợi (mm)

5.11.2.1.2. Các hệ số điều chỉnh làm tăng ℓ_d

Chiều dài triển khai cơ bản, ℓ_db, phải nhân với hệ số sau đây hoặc các hệ số được coi là thích hợp:

· Cốt thép nằm ngang ở đỉnh hoặc gần nằm ngang được đặt sao cho có trên 300 mm bê tông tươi được đổ bên dưới cốt thép ……………………………………………………………………………… 1,4

· Với các thanh có lớp bảo vệ d_b hoặc nhỏ hơn, hoặc với khoảng cách tịnh 2d_b hoặc nhỏ hơn……. 2,0

· Đối với bê tông nhẹ ở đó f_ct (MPa) được quy định…………………

· Đối với bê tông nhẹ không quy định đối với f_ct (MPa) được quy định ………………………. 1,3

· Đối với bê tông tỷ trọng cát thấp không quy định f_ct ………………………………………………. 1,2

Có thể dùng nội suy tuyến tính giữa các điều khoản của “tỷ trọng thấp” và “tỷ trọng- cát – thấp” khi thay thế từng phần cát.

· Đối với các thanh được bọc êpôxy với lớp phủ nhỏ hơn 3db hoặc với khoảng cách tịnh giữa các thanh nhỏ hơn 6d_b ………………………………………………………………………………………… 1,5

· Đối với các thanh bọc êpôxy không có lớp phủ trên ………………………………………………. 1,2

Tích số nhận được khi tổ hợp hệ số đối với cốt thép ở đỉnh với hệ số thích hợp dùng cho các thanh bọc êpôxy không cần lấy lớn hơn 1,7.

5.11.2.1.3. Hệ số điều chỉnh làm giảm ℓ_d

Chiều dài triển khai cơ bản, ℓ_db, được thay đổi theo các hệ số như quy định trong Điều 5.11.2.1.2, có thể được nhân với các hệ số sau đây, trong đó:

· Cốt thép được phát triển về chiều dài đang xem xét được đặt ngang cách nhau không nhỏ hơn 150mm tù tim tới tim với lớp bảo vệ không nhỏ hơn 75 mm đo theo hướng đặt thép …………….. 0,8

· Không yêu cầu neo hoặc không cần tăng cường tới độ chảy hoàn toàn của cốt thép, hoặc ở nơi cốt thép trong các cấu kiện chịu uốn vượt yêu cầu của tính toán ………………………….

· Cốt thép bị bọc bên trong các thanh xoắn ốc có đường kính không nhỏ hơn 6 mm và bước xoắn không nhỏ hơn 100 mm …………………………………………………………………………….. 0,75

5.11.2.2. Thanh có gờ chịu nén

5.11.2.2.1. Chiều dài triển khai cốt thép nén

Chiều dài triển khai cốt thép nén ℓ_d đối với các thanh có gờ không được nhỏ hơn tích số của chiều dài triển khai cơ bản theo quy định ở đây với các hệ số điều chỉnh thích hợp như được quy định trong Điều 5.11.2.2.2 hoặc 200 mm.

Chiều dài triển khai cơ bản, ℓ_db, đối với các thanh có gờ chịu nén không được nhỏ hơn:

	(5.11.2.2.1-1)
ℓ_db = 0,044 d_bf_y	(5.11.2.2.1-2)

trong đó:

f_y = cường độ chảy quy định của thanh cốt thép (MPa)

f’_c = cường độ chịu nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày, trừ khi có quy định về tuổi khác (MPa)

d_b = đường kính thanh (mm)

5.11.2.2.2. Các hệ số điều chỉnh

Chiều dài triển khai cơ bản, ℓ_db, có thể được nhân với các hệ số thích hợp, khi:

· Không yêu cầu neo hoặc phát triển cường độ chảy đầy đủ của thanh cốt thép, hoặc ở những nơi sự tăng cường được bố trí vượt yêu cầu theo phân tích………………

· Cốt thép bị bao bên trong các thanh xoắn có đường kính thanh không nhỏ hơn 6 mm và bước xoắn không nhỏ hơn 100 mm …………………………………………………………………….. 0,75

5.11.2.3. Bó thanh

Chiều dài triển khai của các thanh đơn lẻ bên trong một bó, chịu kéo hoặc chịu nén, phải đảm bảo sao cho các thanh đơn lẻ trong bó 3 thanh tăng được 20% và bó 4 thanh tăng được 33%.

Trong việc xác định các hệ số được quy định trong các Điều 5.11.2.1.2 và 5.11.2.1.3, một bó thanh phải được xử lý như thanh đơn có đường kính được xác định từ tổng diện tích tương đương.

5.11.2.4. Móc tiêu chuẩn chịu kéo

5.11.2.4.1. Chiều dài triển khai móc cơ bản

Chiều dài triển khai, ℓ_dh, theo mm, đối với các thanh có gờ chịu kéo, kết thúc bằng móc tiêu chuẩn, được quy định trong Điều 5.10.2.1, không nhỏ hơn:

· Tích số của chiều dài triển khai cơ bản ℓ_hb theo như quy định trong Phương trình 1 và hệ số điều chỉnh thích hợp hoặc các hệ số, như được quy định trong Điều 5.11.2.4.2

· 8 lần đường kính thanh, hoặc

· 150 mm

Chiều dài triển khai cơ bản, ℓ_hb, đối với thanh làm móc có cường độ chảy, f_y, không vượt quá 400 Mpa phải lấy bằng:

(5.11.2.4.1-1)

trong đó:

d_b = đường kính thanh (mm)

f’_c = cường độ chịu nén của bê tông quy định ở tuổi 28 ngày, trừ khi có tuổi khác được quy định (MPa)

5.11.2.4.2. Các hệ số điều chỉnh

Chiều dài triển khai móc cơ bản, ℓ_hb, phải được nhân với hệ số sau hoặc các hệ số thích hợp khi:

· Cốt thép có cường độ chảy vượt quá 400 MPa

· Lớp phủ bên đối với thanh No.36 và nhỏ hơn, thẳng góc với mặt phẳng móc, không nhỏ hơn 64 mm, và đối với móc 90^o, lớp phủ trên đoạn thanh kéo dài quá móc không nhỏ hơn 50 mm 0,7

· Các móc số N_o36 và nhỏ hơn được bọc trong các giằng thẳng đứng hoặc nằm ngang hoặc giằng loại cốt đai được đặt dọc theo chiều dài triển khai toàn bộ, ℓ_dh, với quãng cách không vượt quá 3d_b 0,8

· Không yêu cầu neo hoặc phát triển cường độ chảy đầy đủ hoặc khi cốt thép được bố trí quá yêu cầu phân tích

· Sử dụng bê tông nhẹ ………………………………………………………………………………………… 1,3

· Dùng cốt thép được bọc êpôxy ………………………………………………………………………….. 1,2

5.11.2.4.3. Yêu cầu giằng đối với thanh có móc

Đối với các thanh được triển khai bằng một móc tiêu chuẩn tại các đầu không liên tục của các cấu kiện với cả hai lớp phủ bên cạnh và trên đỉnh hoặc ở đáy nhỏ hơn 64 mm, thanh có móc phải được bao trong các thanh giằng hoặc cốt đai đặt dọc theo chiều dài triển khai đầy, đủ ℓ_dh, cách nhau không quá 3d_b như đã chỉ ra trong Hình 1, không dùng hệ số theo quy định ở Điều 5.11.2.4.2 đối với cốt thép hướng ngang.

Hình 5.11.2.4.3-1- Các yêu cầu về giằng đối với thanh có móc

5.11.2.5. Tấm lưới sợi thép hàn

5.11.2.5.1. Lưới sợi thép có gờ

Khi dùng cốt thép không phải với mục đích chống cắt thì chiều dài triển khai ℓ_hd (mm) của lưới sợi hàn có gờ tính từ điểm mặt cắt giới hạn cho đến đầu của sợi thép không được nhỏ hơn 1 trong 2 giá trị dưới đây:

· Tích số của chiều dài khai triển cơ bản và hệ số điều chỉnh hoặc các hệ số theo quy định của Điều 5.11.2.6, hoặc

· 200mm trừ mối nối chồng theo quy định của Điều 5.11.2.6.

Phải lấy chiều dài khai triển của cốt thép chống cắt theo quy định của Điều 5.11.2.6.

Chiều dài triển khai cơ bản của tấm lưới sợi thép hàn có gờ, có không ít hơn một sợi thép ngang ở trong chiều dài triển khai ít nhất là 50mm tính từ điểm mặt cắt nguy hiểm, phải không được vượt quá:

	(5.11.2.5.1-1)
hoặc
	(5.11.2.5.1-2)

trong đó:

A_w = diện tích của một sợi thép riêng lẻ được nối hoặc được triển khai (mm²)

s_w = khoảng cách các sợi thép được nối hoặc được triển khai (mm)

Chiều dài triển khai cơ bản của tấm lưới sợi thép hàn có gờ không có các sợi thép ngang ở trong chiều dài triển khai, phải xác định như đối với sợi thép có gờ, phù hợp với Điều 5.11.2.1.1

5.11.2.5.2. Tấm lưới sợi thép trơn

Cường độ chảy của tấm lưới sợi thép trơn hàn phải được xem xét tăng bằng cách ngàm 2 sợi thép ngang với một sợi thép ngang gần hơn không nhỏ hơn 50 mm tính từ điểm mặt cắt nguy hiểm, tuy nhiên chiều dài triển khai, ℓ_d, được đo từ điểm mặt cắt nguy hiểm tới sợi thép ngang ngoài cùng phải lấy theo:

(5.11.2.5.2-1)

Phải thay đổi chiều dài khai triển đối với các cốt thép vượt quá yêu cầu theo phân tích quy định trong Điều 5.11.2.1.2 và với hệ số dùng cho bê tông tỷ trọng thấp quy định theo Điều 5.11.2.1.2 khi thích hợp. Tuy nhiên không được lấy l d nhỏ hơn 150 mm trừ các mối nối chồng quy định theo Điều 5.11.6.2

5.11.2.6. Cốt thép chống cắt

5.11.2.6.1. Tổng quát

Cốt thép đai trong ống bê tông phải thỏa mãn các quy định của Điều 12.10.4.2.7 và không cần theo các quy định ở đây.

Cốt thép chống cắt phải được đặt thật sát với bề mặt cấu kiện theo các yêu cầu về phủ và g@- với sự cho phép của các cốt thép khác.

Giữa các đầu neo, mỗi chỗ uốn cong trong đoạn liền của cốt đai đơn chữ U hoặc cốt đai nhiều nhánh U phải bao một thanh dọc.

5.11.2.6.2 . Neo cốt thép có gờ

Các đầu của chân đơn, U đơn giản, hoặc các cốt đai nhiều nhánh U được neo như sau:

· Đối với thanh số N_o16 và sợi MD200, và nhỏ hơn, và đối với các thanh N_o19, N_o22 và N_o25 có f_y bằng 275 MPa hoặc nhỏ hơn: neo bằng một móc tiêu chuẩn quanh cốt thép dọc, và

· Đối với các cốt đai N_o19, N_o22 và N_o25 có f_y lớn hơn 275 MPa: neo bằng một móc đai tiêu chuẩn quanh một thanh dọc, cộng với một chiều dài ngàm giữa điểm giữa chiều cao của cấu kiện và đầu móc phía ngoài không nhỏ hơn.

(5.11.2.6.2-1)

5.11.2.6.3. Neo cốt thép tấm lưới sợi thép

Mỗi chân của tấm lưới sợi thép trơn tạo thành các cốt đai U giản đơn phải được neo theo cách:

· Hai sợi thép dọc đặt cách nhau 50 mm dọc theo cấu kiện tại đỉnh cốt đai U, hoặc

· Một sợi thép dọc được đặt tính từ mặt chịu nén không lớn hơn d/4 và sợi thép thứ hai đặt gần với mặt chịu nén hơn và đặt cách sợi thép thứ nhất không nhỏ hơn 50 mm. Sợi thép thứ hai có thể đặt trên chân cốt đai ở xa điểm uốn, hoặc trên điểm uốn với đường kính uốn về phía trong không nhỏ hơn 8d_b.

Trên mỗi đầu của cốt đai chân giản đơn của tấm lưới sợi thép có gờ hoặc trơn hàn phải bố trí hai sợi thép dọc đặt cách nhau ít nhất là 50 mm và sợi ở phía trong không nhỏ hơn d/4 hoặc 50 mm từ nửa chiều cao cấu kiện. Sợi thép dọc phía ngoài tại mặt chịu kéo không được xa hơn cốt thép chủ chịu uốn sát nhất tới mặt chịu kéo.

5.11.2.6.4. Các cốt đai kín

Đối với các cặp cốt đai: hay các đai giằng được bố trí để tạo thành hình kín phải được cấu tạo neo chắc chắn và được nối lại với chiều dài đoạn chồng không nhỏ hơn 1,7 ℓ_d, trong đó ℓ_d là chiều dài khai triển đối với các thanh chịu kéo.

Với các cấu kiện có chiều cao không nhỏ hơn 450 mm, các mối nối cốt đai kín chịu lực kéo do các tải trọng tính toán A_bf_y sinh ra không vượt quá 40.000 N cho một chân có thể coi như là đủ nếu các chân cốt đai kéo dài đầy đủ trên chiều cao hữu hiệu của cấu kiện.

5.11.3. TRIỂN KHAI NEO CƠ KHÍ

Bất kỳ thiết bị cơ khí nào có thể phát huy được cường độ của cốt thép mà không gây hư hại cho bê tông đều có thể dùng như là một neo. Sự làm việc của các neo cơ khí phải được hiệu chỉnh bằng các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Sự phát triển ứng suất của cốt thép có thể là sự kết hợp của neo cơ khí và chiều dài ngàm phụ thêm của cốt thép ở giữa điểm ứng suất thanh lớn nhất và neo cơ khí.

Phải thể hiện đầy đủ các chi tiết của các neo cơ khí trong tài liệu hợp đồng khi dùng loại neo này.

5.11.4. TRIỂN KHAI TAO CÁP DỰ ỨNG LỰC

5.11.4.1. Tổng quát

Khi xác định cường độ của các cấu kiện bê tông dự ứng lực ở vùng đầu của chúng, phải xét tới sự tích lũy dần của lực cáp trong truyền lực và chiều dài phát triển. Có thể giả định lực kéo trước thay đổi tuyến tính từ 0,0 tại điểm kết dính bắt đầu cho tới khi đạt trị số cực đại sau một khoảng chiều dài truyền lực. Giữa chiều dài truyền và chiều dài phát triển có thể giả định lực của tao thép tăng theo đường pa-ra-bôn và đạt tới sức kháng kéo của tao thép đai ở chiều dài phát triển.

Để áp dụng điều này, chiều dài truyền có thể lấy bằng 60 lần đường kính tao thép và chiều dài phát triển phải lấy theo chỉ dẫn ở Điều 5.11.4.2.

Phải xét đến tác dụng của sự mất dính bám theo chỉ dẫn ở Điều 5.11.4.3.

5.11.4.2. Tao thép có dính bám

Bó cáp căng trước phải được dính bám ở phần ngoài mặt cắt nguy hiểm đang xét với chiều dài phát triển, tính bằng mm, theo công thức:

ld ³ (0,15 f_ps – 0,097 f_pe)d_b (5.11.4.2-1)

trong đó:

d_b = đường kính danh định của tao thép tính bằng mm

f_ps = ứng suất bình quân trong thép dự ứng lực vào lúc đạt được sức kháng danh định cần thiết của cấu kiện (MPa)

f_pe = ứng suất hữu hiệu trong thép gây dự ứng lực sau mất mát (MPa)

5.11.4.3. Các tao thép mất dính bám từng phần

Chiều dài triển khai chịu kéo ℓ_d đối với cường độ chảy quy định phải lấy phù hợp với Điều 5.11.2.

Khi có một đoạn hoặc nhiều đoạn của tao thép dự ứng lực không được dính bám và khi có lực kéo trong vùng kéo bị nén trước, chiều dài phát triển được chỉ dẫn ở Điều 5.11.4.2 phải được tăng gấp đôi.

Số tao thép bị mất dính bám từng phần không được vượt quá 25% tổng số tao thép.

Số tao thép mất dính bám trong bất kỳ hàng ngang nào đều không được vượt quá 40% số tao thép trong hàng đó.

Chiều dài mất dính bám của bất kỳ tao thép nào đều phải đảm bảo sức kháng được phát triển đầy đủ ở mọi mặt cắt đang được nghiên cứu và tất cả các trạng thái giới hạn đều được thỏa mãn.

Các tao mất dính bám phải được phân bố đối xứng theo đường tim của cấu kiện. Chiều dài mất dính bám của các đôi tao đặt đối xứng với tim cấu kiện phải bằng nhau. Các tao phía ngoài của mỗi hàng ngang phải được dính bám hoàn toàn.

5.11.5. MỐI NỐI THANH CỐT THÉP

5.11.5.1. Chi tiết hóa

Các vị trí, hình loại và kích thước cho phép của các mối nối, bao gồm cả việc đặt so le đối với các thanh cốt thép phải được thể hiện trong các tài liệu hợp đồng.

5.11.5.2. Yêu cầu tổng quát

5.11.5.2.1. Mối nối chồng

Chiều dài chồng của các mối nối chồng các thanh riêng lẻ phải theo các quy định trong các Điều 5.11.5.3.1 và 5.11.5.5.1.

Mối nối chồng đặt trong các bó theo quy định của Điều 5.11.2.3. Các mối nối của từng thanh riêng lẻ trong bó không được chồng lên nhau. Các bó nguyên không được nối theo kiểu nối chồng.

Không được dùng các mối nối chồng đối với các thanh chịu kéo đường kính lớn hơn No36.

Các thanh được nối bằng các mối nối chồng không tiếp xúc trong các cấu kiện chịu uốn không được đặt cách nhau theo chiều ngang xa hơn 1/5 chiều dài mối nối chồng yêu cầu hoặc 150mm.

5.11.5.2.2. Liên kết cơ khí

Sức kháng của một liên kết cơ khí đầy đủ phải không được nhỏ hơn 125% cường độ chảy quy định của thanh chịu kéo hoặc chịu nén, tùy yêu cầu. Tổng độ trượt của thanh nằm trong ống bọc mối nối của đầu nối sau khi chất tải kéo tới 207 MPa và giảm tải tới 20 MPa không được vượt quá các chuyển vị sau đây được đo giữa các điểm định cỡ trống của ống bọc mối nối:

· Với kích thước thanh tới No. 43 …………………………………………………………………. 0,25mm

· Với các thanh No .57 ……………………………………………………………………………….. 0,75mm

5.11.5.2.3. Mối nối hàn

Việc hàn các mối nối hàn phải theo đúng bản hiện hành của “Quy chuẩn hàn kết cấu – Thép làm cốt thép” của AWS. (D1.4).

Các thanh phải được nối bằng các mối nối đối đầu hàn thấu. Sức kháng của mối nối phải được quy định là không nhỏ hơn 125% cường độ chảy quy định của thanh chịu kéo.

Không được dùng mối nối hàn ở các mặt cầu.

5.11.5.3. Mối nối cốt thép chịu kéo

5.11.5.3.1. Mối nối chồng chịu kéo

Chiều dài chồng đối với các mối nối chồng chịu kéo phải không nhỏ hơn 300 mm hoặc theo các mối nối loại A, B hoặc C sau đây:

Mối nối loại A ………………………………………………………………………………………………… 1,0 ℓ_d

Mối nối loại B ………………………………………………………………………………………………… 1,3 ℓ_d

Mối nối loại C ………………………………………………………………………………………………… 1,7 ℓ_d

Chiều dài triển khai chịu kéo, ℓ_d, đối với cường độ chảy quy định phải lấy phù hợp với Điều 5.11.2.

Cấp của mối nối chồng yêu cầu đối với các thanh có gờ và các sợi có gờ chịu kéo được quy định trong Bảng 1.

Bảng 5.11.5.3.1-1 – Cấp mối nối chồng chịu kéo

Tỷ số của

% của A_s được nối với chiều dài chồng yêu cầu

100

³ 2

< 2

5.11.5.3.2. Liên kết cơ khí hoặc mối nối hàn chịu kéo

Các liên kết cơ khí hoặc các mối nối hàn chịu kéo, được sử dụng khi diện tích cốt thép bố trí nhỏ hơn yêu cầu 2 lần, phải đáp ứng các yêu cầu của các liên kết cơ khí đầy đủ hoặc của các mối nối hàn đầy đủ.

Các liên kết cơ khí hoặc các mối nối hàn được dùng khi diện tích cốt thép bố trí ít nhất bằng 2 lần diện tích theo phân tích và khi các mối nối được đặt so le ít nhất là 600 mm, có thể được thiết kế để tăng không nhỏ hơn 2 lần ứng lực kéo ở trong thanh tại mặt cắt hoặc một nửa cường độ chảy quy định của cốt thép.

5.11.5.4. Mối nối trong cấu kiện giằng chịu kéo

Các mối nối thanh cốt thép trong các cấu kiện giằng chịu kéo phải được thực hiện với các mối nối được hàn đầy đủ hoặc các liên kết cơ khí đầy đủ. Các mối nối trong các thanh kề bên phải đặt so le không nhỏ hơn 750 mm.

5.11.5.5. Mối nối thanh chịu nén

5.11.5.5.1 Mối nối chồng chịu nén

Chiều dài nối chồng ℓ_c, đối với các mối nối chồng phải không nhỏ hơn hoặc 300 mm hoặc như sau:

· Nếu f_y ≤ 400 MPa thì ℓ_c = 0,073m f_y d_b ……………………………………………………. (5.11.5.5.1-1)

· Nếu f_y > 400 MPa thì ℓ_c = m(0,13f_y – 24,0) d_b……………………………………………. (5.11.5.5.1-2)

trong đó:

· Khi cường độ bê tông quy định, f’_c, nhỏ hơn 21 MPa ……………………………………… m = 1,33

· Khi các giằng dọc theo mối nối có diện tích hữu hiệu không nhỏ hơn …………………… 0,15%

· Tích số của chiều dày bộ phận chịu nén với khoảng cách giằng ………………………. m = 0,83

· Khi có đai xoắn ốc ……………………………………………………………………………………. m = 0,75

· Trong tất cả các trường hợp khác ………………………………………………………………. m = 1,0

trong đó:

f_y = cường độ chảy quy định của các thanh cốt thép (MPa)

d_b = đường kính thanh (mm)

Khi các thanh có kích thước khác nhau được nối chồng với nhau chịu nén, chiều dài mối nối phải không được nhỏ hơn hoặc chiều dài triển khai của thanh lớn hơn, hoặc chiều dài mối nối của thanh nhỏ hơn. Các thanh No. 43 và No. 57 có thể được nối chồng với N_o36 và các thanh nhỏ hơn.

5.11.5.5.2. Liên kết cơ khí hoặc mối nối hàn chịu nén

Các liên kết cơ khí hoặc các mối nối hàn chịu nén được dùng phải thỏa mãn các yêu cầu đối với các liên kết cơ khí đầy đủ hoặc các mối nối được hàn đầy đủ theo quy định trong các Điều 5.11.5.2.2 và Điều 5.11.5.2.3 tương ứng.

5.11.5.5.3. Mối nối ép mặt đầu thanh

Trong các thanh chỉ yêu cầu chịu nén, lực nén có thể được truyền bởi ép mặt trên các đầu cắt vuông được giữ tiếp xúc đồng tâm bằng một thiết bị thích hợp. Các mối nối ép mặt đầu thanh chỉ được dùng trong các cấu kiện được tăng cường bởi các thanh giằng kín, cốt đai kín hoặc xoắn ốc.

Các mối nối ép mặt đầu thanh phải đặt so le hoặc tại vị trí các mối nối phải bố trí các thanh liên tục. Các thanh liên tục trong mỗi mặt của cấu kiện phải có cường độ chịu kéo tính toán không nhỏ hơn 0,25 f_y lần diện tích cốt thép trong mặt cắt đó.

5.11.6. MỐI NỐI TẤM LƯỚI SỢI THÉP HÀN

5.11.6.1. Mối nối tấm lưới sợi thép có gờ hàn chịu kéo

Chiều dài nối chồng của các mối nối chồng của tấm lưới sợi thép có gờ hàn có các sợi thép ngang nằm trong chiều dài chồng, được đo giữa các đầu của mỗi tấm lưới, phải không được nhỏ hơn hoặc 1,3 ℓ_hdhoặc 200 mm. Đoạn chồng được đo giữa các sợi thép ngang ngoài cùng của mỗi tấm lưới không được nhỏ hơn 50 mm.

Các mối nối chồng của các tấm lưới sợi thép có gờ hàn khi không có các sợi thép ngang ở trong chiều dài mối nối chồng phải được xác định như là đối với sợi thép có gờ phù hợp với các quy định của Điều 5.11.5.3.1.

5.11.6.2. Mối nối tấm lưới sợi thép trơn hàn chịu kéo

Khi diện tích cốt thép được bố trí là nhỏ hơn hai lần diện tích yêu cầu tại vị trí mối nối, chiều dài nối chồng được đo giữa các sợi thép ngang ngoài cùng của mỗi tấm lưới phải không được nhỏ hơn:

· Tổng của một khoảng cách của các sợi thép ngang cộng 50 mm, hoặc

· 1,5 ℓ_d, hoặc

· 150 mm

trong đó:

ℓ_d = chiều dài triển khai được quy định trong Điều 5.11.2 (mm)

Khi diện tích cốt thép bố trí ít nhất bằng hai lần diện tích cốt thép yêu cầu tại vị trí nối, chiều dài chồng lên nhau được đo giữa các sợi thép ngang ngoài cùng của mỗi tấm lưới phải không nhỏ hơn hoặc 1,5 ℓ_dhoặc 50 mm.

5.12. ĐỘ BỀN

5.12.1. TỔNG QUÁT

Phải thiết kế bảo vệ cốt thép và thép dự ứng lực của kết cấu bê tông chống lại sự ăn mòn trong suốt cuộc đời kết cấu.

Các yêu cầu đặc biệt có thể là cần thiết để tạo độ bền phải được chỉ rõ trong các tài liệu hợp đồng. Các phần của kết cấu nếu có các yêu cầu sau phải được chỉ rõ:

· Bê tông cuốn khí

· Cốt thép bọc êpôxy hoặc được mạ

· Dùng phụ gia đặc biệt trong bê tông.

· Dự kiến bê tông bị lộ trong nước muối hoặc đất hoặc nước sun-fát.

· Quá trình bảo dưỡng đặc biệt.

Các biện pháp bảo vệ dùng cho độ bền phải thỏa mãn các yêu cầu theo quy định trong Điều 2.5.2.1.

5.12.2. CỐT LIỆU CÓ PHẢN ỨNG KIỀM SILIC

Các tài liệu hợp đồng phải cấm sử dụng các cốt liệu từ các nguồn đã biết là có phản ứng kiềm silic thái quá.

Khi dùng cốt liệu có độ phản ứng giới hạn, tài liệu hợp đồng phải yêu cầu dùng các loại xi măng kiềm thấp hoặc trộn xi-măng thông dụng và vật liệu puzơlan, với điều kiện là phải chứng minh được việc dùng chúng để sản xuất ra bê tông có độ bền thỏa mãn với cốt liệu kiến nghị.

5.12.3. LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ

Lớp bê tông bảo vệ đối với thép dự ứng lực và cốt thép không được bảo vệ không được nhỏ hơn quy định trong Bảng 1 và được điều chỉnh theo tỷ lệ nước-xi măng, trừ khi có các quy định khác ở đây hoặc trong Điều 5.12.4.

Lớp bê tông bảo vệ và sai số đổ bê tông phải ghi trong tài liệu hợp đồng.

Lớp bê tông bảo vệ đối với tao cáp dự ứng lực kéo trước, neo và các liên kết cơ học đối với các thanh cốt thép hoặc các tao cáp dự ứng lực kéo sau phải giống như là với cốt thép.

Lớp bê tông bảo vệ đối với các ống bọc kim loại của các bó tao cáp kéo sau không được nhỏ hơn:

· Điều được quy định đối với cốt thép chủ

· 1/2 đường kính ống bọc, hoặc

· Điều được quy định trong Bảng 1.

Đối với các mặt cầu bê tông để lộ trước vấu lốp xe và xích xe phải dùng lớp phủ thêm để bù đắp tổn thất dự kiến về chiều dày do sự mài mòn như được quy định trong Điều 2.5.2.4.

Các hệ số điều chỉnh đối với tỷ lệ nước- xi măng, W/C, phải lấy như sau:

· Với W/C ≤ 0,40 ……………………………………………………………………………………………… 0,8

· Với W/C ³ 0,50 ……………………………………………………………………………………………… 1,2

Lớp bê tông bảo vệ tối thiểu đối với các thanh chính, bao gồm cả các thanh được bảo vệ bằng bọc êpôxy, không nhỏ hơn 25 mm.

Lớp bê tông bảo vệ đối với các cốt giằng các cốt đai có thể mỏng hơn 12mm so với trị số quy định trong Bảng 1 đối với các thanh chủ, nhưng không được nhỏ hơn 25 mm.

Bảng 5.12.3-1 – Lớp bê tông bảo vệ đối với cốt thép chủ không được bảo vệ (mm)

TRẠNG THÁI	LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ (mm)
Lộ trực tiếp trong nước muối	100
Đúc áp vào đất	75
Vùng bờ biển	75
Bề mặt cầu chịu vấu lốp xe hoặc xích mài mòn	60
Mặt ngoài khác các điều ở trên	50
Lộ bên trong, khác các điều trên · Với thanh tới N_o36 · Thanh N_o43 và N_o57	40 50
Đáy bản đúc tại chỗ · thanh tới N_o36 · các thanh N_o43 và N_o57	25 50
Đáy ván khuôn panen đúc sẵn	20
Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn · Môi trường không ăn mòn · Môi trường ăn mòn	50 75
Cọc dự ứng lực đúc sẵn	50
Cọc đúc tại chỗ · Môi trường không ăn mòn · Môi trường ăn mòn – Chung – Được bảo vệ · Giếng đứng · Đúc trong lỗ khoan bằng ống đổ bê tông trong nước hoặc vữa sét	50 75 75 50 75

5.12.4. LỚP BỌC BẢO VỆ

Bảo vệ chống Clorua ăn mòn có thể dùng theo cách bọc êpôxy hoặc mạ thanh cốt thép, ống bọc kéo sau và phần kim khí của neo, bọc êpôxy cho tao cáp dự ứng lực. Lớp phủ đối với thép được bọc êpôxy có thể lấy theo trị số ở Bảng 5.12.3-1 đối với sự lộ bên trong.

5.12.5. BẢO VỆ CÁC BÓ TAO CÁP DỰ ỨNG LỰC

Ống bọc cho các bó tao cáp kéo sau đặt bên trong, được thiết kế theo sức kháng dính bám, phải được phun vữa sau khi tạo ứng suất. Các bó tao cáp khác phải được thường xuyên bảo vệ chống ăn mòn và các chi tiết bảo vệ phải được thể hiện trong tài liệu hợp đồng.

5.13. CÁC CẤU KIỆN RIÊNG BIỆT

5.13.1. BẢN MẶT CẦU

Các yêu cầu đối với bản mặt cầu, phụ thêm với yêu cầu quy định trong Phần 5, phải theo quy định trong Phần 9.

5.13.2. VÁCH NGĂN, DẦM CAO, DẦM HẪNG NGẮN, DẦM CHÌA VÀ GỜ DẦM KHẤC

5.13.2.1. Tổng quát

Các vách ngăn, dầm hẫng ngắn, dầm chìa, gờ dầm khấc và các cấu kiện cao khác chủ yếu chịu cắt và xoắn và chiều cao là tương đối lớn so với nhịp của chúng phải thiết kế theo quy định ở đây.

Các dầm cao phải được phân tích và thiết kế theo mô hình chống-và-giằng được quy định trong Điều 5.6.3. hoặc lý thuyết được thừa nhận khác.

5.13.2.2. Vách ngăn

Trừ khi có quy định khác, các vách ngăn phải được bố trí tại các mố cầu, trụ và các mối nối chốt để chịu các lực bên và truyền các tải trọng tới các điểm gối đỡ.

Các vách ngăn ở giữa có thể được dùng giữa các dầm trong hệ đường cong hoặc ở nơi cần thiết để tạo sức kháng xoắn và để đỡ mặt cầu tại các điểm không liên tục hoặc tại các điểm giao tạo góc trong dầm.

Đối với các dầm hộp cong, có bán kính phía trong nhỏ hơn 240 000 mm và đối với các dầm hộp mở rộng phải dùng các vách ngăn trung gian.

Các vách ngăn có thể được bỏ qua, khi các thử nghiệm hoặc phân tích về mặt kết cấu chứng tỏ chúng là không cần thiết.

Các vách ngăn phải được thiết kế bằng phương pháp dùng mô hình chống-và-giằng ở nơi thích hợp.

Trong các cầu có các vách ngăn được kéo sau. phải giằng chắc chắn các bó thép của vách ngăn vào trong các vách ngăn bằng cốt thép thường có dính bám để chống lại các lực gây ra bởi bó thép tại các góc của phần lỗ trống trong các vách ngăn

5.13.2.3. Các yêu cầu chi tiết đối với dầm cao

Sức kháng kéo tính toán, N_R tính theo N, của một cặp thanh cốt thép ngang phải thỏa mãn:

N_R = j f_y A_s ³ 0,83 b_V s (5.13.2.3-1)

trong đó:

b_v = bề rộng sườn (mm)

f_y = cường độ chảy của cốt thép (MPa)

A_s = diện tích cốt thép trong khoảng cách s (mm²)

f = hệ số sức kháng được quy định trong Điều 5.5.4.2.

s = khoảng cách cốt thép (mm)

Khoảng cách cốt thép ngang, s, phải không vượt quá hoặc d/4 hoặc 300 mm.

Các thanh cốt thép dọc có dính bám sẽ được bố trí quá về mỗi phía của cấu kiện thẳng đứng theo từng cặp. Cường độ kháng kéo của cặp cốt thép dính bám không được nhỏ hơn trị số tính theo Phương trình 1. Khoảng cách thẳng đứng giữa mỗi cặp cốt thép, s, phải không vượt quá hoặc d/3 hoặc 300 mm. Đối cầu có thể được đặt để thay thế cho một cặp các thanh cốt thép dọc.

5.13.2.4. Dầm hẫng ngắn và dầm chìa

5.13.2.4.1 Tổng quát

Như đã chỉ ra trong Hình 1 dưới đây, các bộ phận được coi như là dầm hẫng ngắn hoặc dầm chìa khi a_v nhỏ hơn d. Nếu a_v lớn hơn d, bộ phận đó phải được thiết kế như một dầm hẫng.

Hình 5.13.2.4.1-1 – Ký hiệu

Mặt cắt tại mặt gối được thiết kế để chịu đồng thời lực cắt tính toán V_u, mô men tính toán (V_ua_v + N_uc (h-d)), và một lực kéo nằm ngang tính toán xảy ra đồng thời N_uc. Trừ khi thực hiện các biện pháp đặc biệt để ngăn ngừa lực kéo N_uc không phát triển, N_uc phải lấy không nhỏ hơn 0,2V_u. N_uc phải được nhìn nhận như là một hoạt tải, ngay cả khi nó do từ biến, co ngót và thay đổi nhiệt độ gây ra.

Tỷ số thép A_s/b_d tại mặt gối không được nhỏ hơn 0,04 f’_c/f_y với d được đo từ mặt gối.

Diện tích tổng cộng A_h của các cốt đai kín hoặc các giằng phải không nhỏ hơn 50% diện tích A_s của cốt thép giằng chịu kéo chủ. Các đai hoặc giằng phải phân bổ đều trong đoạn 2/3 chiều cao hữu hiệu kề với cốt thép chủ.

Tại mặt trước của dầm hẫng ngắn hoặc dầm chìa, cốt thép chủ chịu kéo phải được neo để phát triển tới cường độ chảy được quy định, f_y.

Diện tích gối đỡ trên dầm ngắn hoặc dầm chìa phải không nhô ra ngoài đoạn thẳng của các thanh kéo chủ hoặc xa mặt bên trong của bất kỳ thanh neo bên nào.

Chiều cao mép ngoài của diện tích gối đỡ không được nhỏ hơn nửa chiều cao tại mặt gối.

5.13.2.4.2. Lựa chọn mô hình chống-và-giằng

Mặt cắt tại mặt gối các dầm hẫng ngắn và dầm chìa có thể thiết kế phù hợp với hoặc mô hình chống-và-giằng được quy định trong Điều 5.6.3, hoặc các quy định của Điều 5.13.2.4.1, trừ khi:

· Thiết kế cốt thép cắt – ma sát, A_vf, để chịu lực cắt tính toán V_u, phải theo quy định ở Điều 5.8.4.

· Với bê tông tỷ trọng thông thường, lực kháng cắt danh định V_n, phải lấy theo số nhỏ hơn của:

V_n = 0,2 f’_c b_w d_e và (5.13.2.4.2-1)

V_n = 5,5 b_w d_e (5.13.2.4.2-2)

· Đối với tất cả các loại bê tông “tỷ trọng thấp” hoặc “tỷ trọng-cát thấp”, sức kháng cắt danh định, V_n tính theo N, phải lấy theo số nhỏ hơn của:

V_n = (0,2 – 0,07 a_v/d) f’_c b_w d_e (5.13.2.4.2-3)

V_n = (5,5 – 1,9 a_v/d_e) b_w d (5.13.2.4.2-4)

· Cốt thép A_s để chịu ứng lực tính toán phải được xác định như đối với các bộ phận thông thường chịu uốn và tải trọng hướng trục.

· Diện tích cốt thép kéo chủ, A_s, không được nhỏ hơn:

A_s ³ 0,667 A_vf + A_n, và (5.13.2.4.2-5)

· và diện tích các cốt đai hoặc giằng kín đặt bên trong khoảng cách bằng với 2 d_e/3 từ cốt thép chủ không được nhỏ hơn:

A_n ³ 0,5 (A_s – A_n) (5.13.2.4.2-6)

với

A_n = N_uc/jf_y (5.13.2.4.2-7)

trong đó:

b_w = bề rộng sườn (mm)

d_e = chiều cao trọng tâm thép (mm)

A_vf = diện tích thép chịu ma sát cắt (mm²).

5.13.2.5. Gờ dầm khấc

5.13.2.5.1. Tổng quát

Gờ dầm khấc như được minh họa trong Hình 1, phải chịu các ứng lực:

· Các lực uốn, cắt và nằm ngang tại vị trí của đường nứt 1.

· Các lực kéo trong cấu kiện gối tại vị trí đường nứt 2

· Lực cắt xuyên tại các điểm chịu tải trọng tại vị trí đường nứt 3 và

· Lực ép mặt tại vị trí đường nứt 4.

Hình 5.13.2.5.1-1- Ký hiệu và các vị trí có khả năng bị nứt đối với gờ dầm khấc

Gờ dầm khấc có thể thiết kế theo mô hình chống và giằng hoặc theo hướng dẫn của các Điều 5.13.2.5.2 tới 5.13.2.5.5

5.13.2.5.2. Thiết kế chịu lực cắt

Việc thiết kế các gờ dầm khấc chịu cắt phải theo đúng các yêu cầu đối với ma sát cắt như được quy định trong Điều 5.8.4.

Chiều rộng của mặt bê tông được giả định tham gia vào lực kháng cắt phải không vượt quá S, hoặc (W + 4a_v), hoặc 2c, như được minh họa trong Hình 1.

Hình 5.13.2.5.2-1 – Thiết kế gờ dầm khấc chịu cắt

5.13.2.5.3. Thiết kế chịu uốn và lực nằm ngang

Tổng diện tích cốt thép chủ chịu kéo, As, phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.13.2.4.2.

Cốt thép chủ chịu kéo phải đặt theo các khoảng cách đều trong phạm vi (W + 5a_f), hoặc 2c, như được minh họa trong Hình 1, trừ khi là các bề rộng của các vùng này là không chồng lên nhau.

Hình 5.13.2.5.3-1 Thiết kế gờ dầm khấc chịu lực uốn và lực nằm ngang

5.13.2.5.4. Thiết kế chống lực cắt xuyên

Các hình lăng trụ cụt, được giả định như là các bề mặt phá hoại cắt xuyên, như minh họa trong Hình 1, phải không chồng lên nhau.

Lực kháng cắt xuyên danh định, V_n, tính bằng N (N), phải được lấy theo:

· Tại các tấm đệm phía trong:

V_n = 0,328 (W + 2L+ 2d_e)d_e (5.13.2.5.4-1)

· Tại các tấm đệm phía ngoài:

V_n = 0,328 (W + L+ d_e)d_e (5.13.2.5.4-2)

trong đó:

f’_c = cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa)

W = bề rộng tấm gối hoặc đệm gối như được chỉ rõ trong Hình 1 (mm)

L = chiều dài đệm gối như được chỉ rõ trong Hình 1 (mm)

d_e = chiều sâu hữu hiệu từ thớ chịu nén ngoài cùng tới trọng tâm lực kéo (mm)

Hình 5.13.2.5.4-1 – Thiết kế gờ dầm khấc chịu lực cắt xuyên

5.13.2.5.5. Thiết kế cốt thép treo

Cốt thép treo được quy định ở đây phải bố trí thêm với cốt thép chịu cắt nhỏ hơn yêu cầu trên một trong 2 mặt của phản lực dầm đang được đỡ.

Việc bố trí cốt thép treo, A_hr, ở các dầm gờ khấc giản đơn phải theo như được chỉ ra trong Hình 1.

Trong Hình 1 dùng ký hiệu sức kháng cắt danh định, V_n theo N, đối với các dầm gờ khấc giản đơn phải lấy như sau:

· Đối với trạng thái giới hạn sử dụng:

(5.13.2.5.5-1)

· Đối với trạng thái giới hạn cường độ:

(5.13.2.5.5-2)

trong đó:

A_hr = diện tích một chân của cốt thép treo như được minh họa trong Hình 1 (mm²)

S = khoảng cách đặt gối (mm)

s = khoảng cách các cốt treo (mm)

f_y = cường độ chảy của cốt thép (MPa)

a_v = khoảng cách từ mặt tường tới tải trọng như được minh họa trong Hình 1 (mm)

Hình 5.13.2.5.5-1 – Cốt thép treo dầm gờ khấc đơn giản

Sử dụng ký hiệu trong Hình 2, sức kháng cắt danh định của các gờ dầm khấc T ngược phải là số nhỏ hơn của số được quy định theo Phương trình 2 và Phương trình 3.

(5.13.2.5.5-3)

trong đó:

d_f = khoảng cách từ đỉnh gờ khấc tới cốt thép chịu nén như được minh họa trong Hình 2 (mm)

Khoảng cách tới mép giữa tấm đệm gối phía ngoài với đầu dầm T ngược không được nhỏ hơn d_f.

Hình 5.13.2.5.5-2 – Cốt thép treo dầm T ngược

Các dầm T ngược phải thỏa mãn các quy định về mô men xoắn như được Quy định trong các Điều 5.8.3.6 và 5.8.2.1.

5.13.2.5.6. Thiết kế gối đỡ

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.7.5 để thiết kế các gối đỡ dầm khấc.

5.13.3. ĐẾ MÓNG

5.13.3.1.Tổng quát

Phải áp dụng quy định này để thiết kế các đế móng riêng biệt, các đế móng tổ hợp và các đệm móng.

Với các đế móng đặt nghiêng hoặc có bậc, góc nghiêng hoặc chiều cao và vị trí của các bậc phải sao cho thỏa mãn các yêu cầu thiết kế tại mọi mặt cắt.

Các cột hoặc các trụ bằng bê tông có hình dạng tròn hoặc đa giác đều có thể được xử lý theo các cấu kiện vuông có cùng diện tích với các mặt cắt nguy hiểm về mô-men, lực cắt và triển khai cốt thép trong các đế móng.

5.13.3.2. Tải trọng và phản lực

Sức kháng của vật liệu cọc dùng cho đế móng phải được lấy theo quy định trong Phần 10 “Nền móng”.

Khi một đế móng riêng biệt đỡ một cột đơn, trụ hoặc tường, đế móng phải được giả định làm việc như một dầm hẫng. Khi đế móng đỡ nhiều hơn một cột, trụ hoặc tường, đế móng phải thiết kế theo các điều kiện thực tế về tính liên tục và sự kìm hãm.

Trừ khi có quy định về sử dụng thiết bị đặc biệt nhằm đảm bảo cho việc đóng cọc được chính xác, khi thiết kế đế móng phải giả định là các cọc đóng riêng lẻ có thể lệch ra khỏi vị trí thiết kế trong đế móng 150 mm hoặc 1/4 đường kính cọc, và tim của nhóm cọc có thể lệch khỏi vị trí thiết kế là 75 mm. Với các giá đỡ, các tài liệu hợp đồng có thể yêu cầu sai số vị trí cọc là 50 mm, trong trường hợp này về mặt thiết kế trị số đó nên được xét tới.

5.13.3.3. Hệ số sức kháng

Để xác định kích thước đế móng và số lượng cọc, các hệ số sức kháng, f, đối với áp lực đỡ của đất và đối với sức kháng của cọc là hàm số của đất phải lấy theo quy định ở Phần 10.

5.13.3.4. Mô men trong đế móng

Mặt cắt chịu uốn nguy hiểm phải lấy tại mặt cột, trụ hoặc tường. Trong trường hợp các cột không phải là hình chữ nhật, mặt cắt nguy hiểm phải lấy tại cạnh hình chữ nhật đồng tâm có diện tích tương đương. Với các đế móng nằm dưới các tường nề, mặt cắt nguy hiểm phải lấy ở giữa đoạn từ điểm giữa tường tới mép tường. Với các đế móng nằm dưới các đế cột kim loại, mặt cắt nguy hiểm phải lấy ở điểm giữa đoạn từ mặt cột tới mép của đế kim loại.

5.13.3.5. Phân bố cốt thép chịu mômen

Trong các đế móng vuông một chiều hoặc hai chiều, cốt thép phải được phân bố đồng đều qua toàn bộ đế móng.

Các hướng dẫn sau đây áp dụng cho việc phân bố cốt thép trong các đế móng chữ nhật 2 chiều.

· Trong phương của cạnh dài, cốt thép phải phân bố đồng đều qua toàn bộ chiều rộng đế móng

· Trong phương của cạnh ngắn, một phần trong toàn bộ cốt thép cho bởi Phương trình 1, phải phân bố đồng đều trên một dải chiều rộng bằng với chiều dài của cạnh ngắn và có tâm nằm trên đường tim của cột hoặc trụ. Phần còn lại của cốt thép cần thiết trong phương ngắn phải phân bố đồng đều phía ngoài bề rộng dải ở giữa đế móng. Diện tích cốt thép bên trong chiều rộng dải phải thỏa mãn Phương trình 1.

(5.13.3.5-1)

trong đó:

b = tỷ số của cạnh dài so với cạnh ngắn của đế móng

A_s-BW = diện tích cốt thép trong chiều rộng dải (mm²).

A_s-SD = tổng diện tích cốt thép trong phương ngắn (mm²)

5.13.3.6. Lực cắt trong bản và đế móng

5.13.3.6.1. Các mặt cắt nguy hiểm về lực cắt

Khi xác định sức kháng cắt của các bản và các đế móng ở sát các tải trọng tập trung hoặc các phản lực, phải lấy điều kiện nguy hiểm nhất trong số những điều kiện nêu dưới đây làm điều kiện khống chế:

· Kết cấu tác động một chiều: Có mặt cắt nguy hiểm trải dài trong mặt phẳng đi qua toàn bộ bề rộng và đặt ở vị trí có khoảng cách được lấy bằng:

+ “d” tính từ mặt tải trọng tập trung hay phần diện tích phản lực, hoặc tính từ chỗ có sự thay đổi đột ngột nào đó về chiều dày bản ở đó tải trọng gây ra nén ở phía trên của mặt cắt.

+ ở mặt tải trọng tập trung hay phần diện tích phản lực tại đó tải trọng gây ra kéo ở phía trên của mặt cắt. Trong đó “d” lấy bằng chiều dày toàn phần của bản hay đế móng.

· Kết cấu tác động hai chiều: Có mặt cắt nguy hiểm thẳng góc với mặt phẳng bản và đặt ở vị trí sao cho chu vi của nó, bo, là nhỏ nhất. nhưng không gần hơn 0,5d so với chu vi của tải trọng tập trung hay diện tích phản lực.

· Khi bề dày bản thay đổi, các mặt cắt nguy hiểm đặt ở khoảng cách không gần hơn 0,5 d tính từ nơi có sự thay đổi nào đó về chiều dày bản và ở vị trí sao cho chu vi bo là nhỏ nhất.

Nếu có một phần của cọc nằm trong mặt cắt nguy hiểm thì phải xét tải trọng cọc là phân bố đều trên toàn chiều rộng hay đường kính của cọc, đồng thời phải đưa phần tải trọng nằm ngoài mặt cắt nguy hiểm vào trong tính toán lực cắt đối với mặt cắt nguy hiểm .

5.13.3.6.2. Tác động một hướng

Sức kháng cắt của đế móng hoặc bản chịu tác động một hướng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 5.8.3, không kể đối với các cống dưới nền đắp 600 mm hoặc lớn hơn phải dùng quy định của Điều 5.14.5.3.

5.13.3.6.3. Tác động hai hướng

Sức kháng cắt danh định, V_n, tính bằng N, đối với các mặt cắt không có cốt thép ngang chịu tác động hai hướng của bê tông phải lấy như sau:

(5.13.3.6.3-1)

trong đó:

b_c = tỷ số cạnh dài trên cạnh ngắn của hình chữ nhật mà qua đó tải trọng tập trung hoặc phản lực được truyền tới.

b_o = chu vi của mặt cắt nguy hiểm (mm)

d_v = chiều cao chịu cắt hữu hiệu (mm)

Khi V_u > j V_n cốt thép chịu cắt phải được thêm vào để phù hợp với Điều 5.8.3.3, với góc q = 45^o.

Đối với các mặt cắt có cốt thép ngang chịu tác động hai hướng, sức kháng cắt danh định, tính bằng N, phải lấy theo:

V_n = V_c + V_s ≤ 0,504 b_o d_v (5.13.3.6.3-2)

trong đó:

V_c = 0,166 b_o d_v, và (5.13.3.6.3-3)

V_s = (5.13.3.6.3-4)

5.13.3.7. Triển khai cốt thép

Phải áp dụng quy định của Điều 5.11 đối với việc khai triển cốt thép trong các bản và các đế móng. Các mặt cắt nguy hiểm đối với việc khai triển cốt thép phải được giả định tại cùng các vị trí như đã quy định trong Điều 5.13.3.4 và tại tất cả các mặt phẳng thẳng đứng khác, tại đó xảy ra sự thay đổi về mặt cắt hoặc cốt thép.

5.13.3.8. Truyền lực tại chân cột

Tất cả các lực và mô men tác dụng ở đáy cột hoặc trụ phải được truyền tới mặt trên của đế móng bằng cách gối lên bê tông và truyền qua cốt thép. ép mặt lên bê tông tại bề mặt tiếp xúc giữa cấu kiện đỡ và cấu kiện bị đỡ không được vượt quá cường độ đỡ tựa của bê tông đối với mỗi bề mặt quy định trong Điều 5.7.5.

Các lực bên phải được truyền từ trụ tới đế móng theo các quy định truyền lực cắt trong Điều 5.8.4.

Cốt thép phải được bố trí qua mặt tiếp xúc giữa cấu kiện đỡ và cấu kiện bị đỡ, hoặc bằng cách kéo dài cốt thép dọc chủ của cột hoặc tường vào trong đế móng, hoặc dùng các chốt hoặc các bu lông neo.

Khi đặt cốt thép ngang qua mặt tiếp xúc phải thỏa mãn các điều sau:

· Toàn bộ các tác động lực vượt qua cường độ đỡ tựa của bê tông trong cấu kiện đỡ hoặc bị đỡ phải được truyền bởi cốt thép;

· Nếu các tổ hợp tải trọng dẫn tới lực nhổ, toàn bộ lực kéo phải do cốt thép chịu, và

· Diện tích cốt thép không được nhỏ hơn 0,5% tổng diện tích của cấu kiện bị đỡ, và số lượng các thanh không được nhỏ hơn 4.

Đường kính của các chốt, nếu sử dụng, không được vượt quá đường kính cốt thép dọc là 3,8 mm.

Tại các đế móng, chỉ khi nén, cốt thép dọc chủ của cột số No.43 và N_o 5 7 có thể được nối chồng với các chốt đế móng để tạo ra diện tích yêu cầu. Các chốt không được lớn hơn số No.36 và phải kéo dài vào trong cột một đoạn không nhỏ hơn chiều dài khai triển của các thanh No.43 và No.57 hoặc chiều dài nối của các chốt, và đi vào trong đế móng một đoạn không nhỏ hơn chiều dài khai triển của các chốt.

5.13.4. CỌC BÊ TÔNG

5.13.4.1. Tổng quát

Toàn bộ các tải trọng do đế móng phải chịu và trọng lượng bản thân của đế móng phải giả định truyền cho các cọc chịu. Các cọc được hạ bằng phương pháp đóng phải được thiết kế để chịu được các lực đóng và vận chuyển. Cọc đúc sẵn cần được thiết kế với trọng lượng bản thân không nhỏ hơn 1,5 lần trọng lượng bản thân cọc khi vận chuyển và lắp dựng.

Bất kỳ đoạn cọc nào khi tựa ngang đủ để chống lại sự oằn không thể xảy ra tại mọi lúc, phải được thiết kế như là cột.

Các điểm hoặc các vùng ngàm chống lại các tải trọng ngang và mô-men phải được xác định theo sự phân tích các tính chất của đất như đã được quy định trong Điều 10.7.4.2.

Các cọc bê tông phải được chôn sâu vào trong đế móng hoặc các mũ cọc như được quy định trong Điều 10.7.1.5. Cốt thép neo phải là cốt thép cọc kéo dài hoặc dùng chốt thép. Các lực nhổ hoặc các ứng suất do uốn gây ra phải do cốt thép chịu. Tỷ lệ cốt thép để neo không được nhỏ hơn 0,005 và số thanh neo không được nhỏ hơn 4. Cốt thép phải được kéo dài đủ để chịu một lực bằng 1,25 f_yA_s.

Ngoài các yêu cầu quy định trong các Điều từ 5.13.4.1 tới 5.13.4.5, các cọc sử dụng trong các vùng có động đất còn phải tuân thủ đúng các yêu cầu quy định trong Điều 5.13.4.6

5.13.4.2. Các mối nối

Các mối nối của các cọc bê tông phải triển khai sức kháng dọc trục, uốn, cắt và xoắn của cọc. Các chi tiết mối nối cọc phải được thể hiện trong các tài liệu hợp đồng.

5.13.4.3. Cọc bê tông đúc sẵn

5.13.4.3.1. Kích thước cọc

Các cọc bê tông đúc sẵn có thể có mặt cắt đều đặn hoặc thon. Các cọc dạng thon không được dùng để làm giàn giáo, trừ khi là đoạn đó nằm dưới đất hoặc ở bất kỳ vị trí nào mà các cọc làm việc như là các cột.

Khi các cọc bê tông không tiếp xúc với nước chứa muối, các cọc phải có diện tích mặt cắt ngang đo ở phía trên đoạn thon không nhỏ hơn 90 000 mm². Các cọc bê tông sử dụng trong nước chứa muối phải có diện tích mặt cắt ngang không nhỏ hơn 142 000mm². Các góc của mặt cắt hình chữ nhật phải được vát góc.

Đường kính của các cọc dạng thon được đo từ điểm không nhỏ hơn 200 mm lên phía trên 600 mm cho tất cả các mặt cắt ngang, đường kính phải được xem như kích thước nhỏ nhất qua tim mặt cắt ngang.

5.13.4.3.2. Cốt thép

Cốt thép dọc phải có không ít hơn 4 thanh đặt theo các khoảng cách đều đặn xung quanh chu vi cọc. Diện tích cốt thép không được nhỏ hơn 1,5% diện tích mặt cắt ngang toàn bộ bê tông đo bên trên điểm thon.

Toàn bộ chiều dài của cốt thép dọc phải được bọc bằng cốt thép xoắn hoặc đai tương đương. Cốt thép xoắn phải lấy theo như quy định trong Điều 5.13.4.4.3.

5.13.4.4. Cọc bê tông dự ứng lực đúc sẵn

5.13.4.4.1. Kích thước cọc

Các cọc bê tông dự ứng lực đúc sẵn có thể là hình bát giác, vuông hoặc tròn và phải tuân thủ theo các kích thước tối thiểu như quy định trong Điều 5.13.4.3.1.

Các cọc bê tông dự ứng lực có thể là đặc hoặc rỗng. Đối với các cọc rỗng, phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa, như là sự thoát hơi, để ngăn ngừa cọc bị vỡ do áp lực nước bên trong trong khi đóng, hoặc áp lực hơi ga do sự phân hủy vật liệu làm cọc hình thành lỗ rỗng.

Chiều dày vách cọc tròn rỗng không được nhỏ hơn 125 mm

5.13.4.4.2. Chất lượng bê tông

Cường độ chịu nén của cọc khi đóng không được nhỏ hơn 35 MPa. Bê tông cuốn khí phải được dùng ở các cọc chịu ướt và khô.

5.13.4.4.3. Cốt thép

Trừ khi Chủ đầu tư có quy định khác, các tao cáp dự ứng lực nên được đặt và tạo ứng suất sao cho ứng suất nén đồng đều trên mặt cắt ngang cọc, và sau tổn thất ứng suất nén không được nhỏ hơn 5 MPa.

Chiều dài toàn bộ của các tao cáp dự ứng lực phải được bao bởi cốt thép xoắn như sau:

Với các cọc có đường kính không lớn hơn 600 mm:

· Sợi xoắn không nhỏ hơn MW 25,

· Cốt xoắn tại các đầu cọc có bước xoắn 75mm cho xấp xỉ 16 vòng,

· Đoạn đầu cọc 150mm có 5 vòng thêm với bước cốt xoắn 25mm, và

· Đối với các đoạn còn lại của cọc, các tao được bao bởi cốt thép xoắn có bước xoắn không lớn hơn 150 mm.

Với các cọc có đường kính lớn hơn 600 mm:

· Sợi xoắn không nhỏ hơn MW 26,

· Cốt thép xoắn tại đầu các cọc có bước xoắn 50 mm cho xấp xỉ 16 vòng,

· Đoạn đầu cọc 150 mm có thêm 4 vòng thép xoắn với bước 38 mm, và

· Đối với phần cọc còn lại, các tao cáp được bao bởi cốt thép xoắn có bước xoắn không lớn hơn 100 mm.

5.13.4.5. Cọc đúc tại chỗ

Các cọc đúc trong lỗ khoan có thể được sử dụng khi các điều kiện về đất cho phép.

Các vỏ thép dùng cho các cọc đúc tại chỗ phải có đủ độ dày và cường độ để duy trì hình dạng cọc và để chứng tỏ là không có các cong vênh nghiêm trọng trong khi đóng hoặc sau khi vỏ thép của cọc kề bên được đóng xong và lõi đóng, nếu có, được kéo lên. Các tài liệu hợp đồng phải quy định là phương án thiết kế vỏ thép cần phải có sự chấp nhận của kỹ sư trước khi bất kỳ một sự đóng nào được thực hiện.

5.13.4.5.1. Các kích thước cọc

Các cọc bê tông đúc tại chỗ có thể có mặt cắt đều đặn hoặc có thể có dạng thon trên một đoạn bất kỳ nếu đúc trong các vỏ ống thép hoặc có mở rộng ở chân nếu đúc trong các lỗ hoặc giếng khoan.

Diện tích chân cọc nhỏ nhất phải là 64 500 mm². Diện tích mặt cắt ngang ở mũi cọc ít nhất phải là 32300 mm². Với các đoạn kéo dài phía trên chân cọc, kích thước nhỏ nhất phải lấy theo quy định đối với cọc đúc sẵn trong Điều 5.13.4.3.

5.13.4.5.2. Cốt thép

Diện tích cốt thép dọc không được nhỏ hơn 0,8% của A_g, với cốt thép xoắn không nhỏ hơn MW 25, và bước xoắn 150 mm. Cốt thép phải được kéo dài thêm 3000 mm xuống phía dưới mặt phẳng mà tại đó địa chất cho lực kháng bên đầy đủ.

Vỏ ống thép có chiều dày lớn hơn 3 mm, có thể được xem như là một phần của cốt thép. Trong các môi trường xâm thực, khi xác định sức kháng, chiều dày của vỏ ống phải được giảm ít nhất là 1,5 mm.

5.13.4.6. Các yêu cầu về động đất

5.13.4.6.1. Vùng 1

Với vùng 1 không cần thiết xem xét các quy định thiết kế phụ thêm.

5.13.4.6.2. Vùng 2

5.13.4.6.2a. Tổng quát

Các cọc dùng trong các kết cấu tại vùng 2 có thể dùng để chịu cả hai loại tải trọng dọc trục và tải trọng ngang. Chiều sâu tối thiểu về độ chôn sâu và sức kháng dọc trục và ngang của cọc yêu cầu đối với các tải trọng động đất phải được xác định theo các tiêu chuẩn thiết kế được thiết lập theo các khảo sát điều tra địa chất riêng và địa kỹ thuật tại vị trí công trình.

Các cọc bê tông phải được neo vào bệ cọc hoặc mũ cọc bằng cách chôn sâu cốt thép hoặc bằng các neo để chịu lực nhổ. Chiều dài chôn sâu phải không được nhỏ hơn chiều dài khai triển yêu cầu của cốt thép quy định trong Điều 5.11.2.

Các cọc ống nhồi bê tông phải được neo với các chốt thép theo quy định trong Điều 5.13.4.1 với tỷ lệ thép nhỏ nhất là 0,01. Các chốt phải được chôn sâu theo yêu cầu của các cọc bê tông. Các cọc gỗ và thép, bao gồm các cọc ống không được nhồi, phải bố trí các thiết bị neo để tăng các lực chống nhổ. Lực nhổ phải lấy không nhỏ hơn 10% của sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc.

5.13.4.6.2b. Cọc đúc tại chỗ

Đối với các cọc đúc tại chỗ, cốt thép dọc phải được bố trí ở đầu trên cọc trong một đoạn dài không nhỏ hơn hoặc là một phần ba chiều dài cọc hoặc 2400 mm, với tỷ lệ thép tối thiểu là 0,005 và bằng ít nhất là 4 thanh. Cốt thép xoắn hoặc đai tương đương phải dùng các thanh không nhỏ hơn No.10 và đặt cách khoảng không quá 225 mm, ngoại trừ đoạn chiều dài không nhỏ hơn 600 mm hoặc 1,5 lần đường kính cọc phía dưới cốt thép mũ ngoại cọc các khoảng cách không được vượt quá 75 mm.

5.13.4.6.2c. Cọc có cốt thép thường đúc sẵn (cọc BTCT đúc sẵn)

Với các cọc có cốt thép thường đúc sẵn, cốt thép dọc không được nhỏ hơn 1% diện tích mặt cắt ngang, được bố trí bằng ít nhất 4 thanh. Cốt thép xoắn hoặc các cốt đai tương đương không được nhỏ hơn các thanh N_o10, được bố trí theo các khoảng cách không vượt quá 225 mm, trừ khoảng cách 75 mm được dùng trong vùng chiều dài tăng cường, không nhỏ hơn 600 mm hoặc 1,5 lần đường kính các cọc bên dưới cốt thép mũ cọc.

5.13.4.6.2d. Cọc dự ứng lực đúc sẵn

Đối với các cọc dự ứng lực đúc sẵn, các cốt đai phải tuân thủ theo các yêu cầu của các cọc đúc sẵn, như được quy định trong Điều 5.13.4.6.2c.

5.13.4.6.3. Vùng 3

5.13.4.6.3a. Tổng quát

Ngoài việc thêm các yêu cầu như quy định đối với vùng 2, các cọc trong vùng 3 phải tuân thủ theo quy định ở đây.

5.13.4.6.3b. Chiều dài bó tăng cường

Đầu trên của mỗi cọc phải bố trí cốt thép và được bó tăng cường như là vùng có khả năng hình thành khớp dẻo, trừ khi tại đó có thể được đảm bảo là không có khả năng xảy ra bất kỳ độ võng bên đáng kể nào của cọc. Vùng có thể có khớp dẻo phải kéo dài từ mặt dưới của mũ cọc đến một chiều dài không nhỏ hơn 2 lần các đường kính cọc hoặc 600mm. Nếu khi phân tích cầu và hệ cọc thấy rằng có thể hình thành khớp dẻo ở cao độ thấp hơn, chiều dài tăng cường với cốt thép ngang quy định và bước cốt thép gần hơn phải kéo dài tới đó, theo như quy định ở Điều 5.13.4.6.2.

5.13.4.6.3c. Tỷ lệ thể tích đối với vùng tăng cường

Tỷ lệ cốt đai trong chiều dài vùng tăng cường phải lấy theo các cột như được quy định trong Điều 5.10.11.4.1d.

5.13.4.6.3d. Cọc đúc tại chỗ

Đối với các cọc đúc tại chỗ, thép dọc phải được bố trí trên suốt chiều dài cọc. Hai phần ba đầu trên của cọc, tỷ lệ thép dọc không được nhỏ hơn 0,75% và bố trí không ít hơn 4 thanh. Cốt thép xoắn hoặc các đai tương đương có đường kính không nhỏ hơn thanh No.10 phải bố trí theo bước khoảng cách 225 mm, ngoại trừ đoạn đầu cọc chiều dài không nhỏ hơn 1200 mm hoặc hai lần đường kính cọc bước khoảng cách là 75 mm và tỷ lệ theo thể tích và các chi tiết nối phải phù hợp với Điều 5.10.11.4.1d.

5.13.4.6.3e. Cọc đúc sẵn

Đối với các cọc đúc sẵn, các đai xoắn phải có đường kính không nhỏ hơn thanh số No.10 ở các bước khoảng cách 225 mm, trừ đoạn đầu 1200 mm, ở đó bước khoảng cách phải là 75 mm và tỷ lệ theo thể tích và các chi tiết mối nối phải phù hợp với điều 5.10.11.4.1d.

5.14 . QUY ĐỊNH ĐỐI VỚI CÁC LOẠI KẾT CẤU

5.14.1. DẦM SÀN VÀ DẦM CHỦ

5.14.1.1. Tổng quát

Phải dùng các quy định ở đây để thiết kế các dầm sàn đúc tại chỗ và đúc sẵn và các dầm chủ có mặt cắt hình chữ nhật, I, T, T có bầu, T kép hình hộp mở hoặc kín.

Các dầm đúc sẵn có thể chịu các tải trọng nhất thời khi có hoặc không có mặt cầu đạt chồng lên trên.

Khi sử dụng mặt cầu bê tông riêng biệt về kết cấu, nó phải được làm liên hợp với các dầm sàn đúc sẵn.

Chiều rộng bản cánh được xem là hữu hiệu trong chịu uốn phải lấy theo quy định trong Điều 4.6.2.6.

5.14.1.2. Dầm đúc sẵn

5.14.1.2.1. Các điều kiện trước khi sử dụng

Trong việc thiết kế các bộ phận bê tông đúc sẵn, phải xem xét toàn bộ việc đặt tải, các điều kiện hạn chế và không ổn định từ khi bắt đầu chế tạo tới khi hoàn thành kết cấu, bao gồm nhưng không bị giới hạn đối với việc dỡ ván khuôn, lưu kho, vận chuyển và lắp đặt. Đối với sự vận chuyển và lắp đạt, các bộ phận nên được thiết kế theo trọng lượng không nhỏ hơn 1,5 lần trọng lượng bản thân của nó.

Nếu có sự nguy hiểm đối với sự an toàn của bộ phận trong khi vận chuyển hoặc lắp đặt, các vị trí của các thanh chống đỡ tạm và các điểm chống tạm, sức kháng nhỏ nhất và độ cứng của chúng phải được chỉ rõ trong các tập tài liệu hợp đồng.

5.14.1.2.2. Các kích thước quá cỡ

Kích thước và trọng lượng lớn nhất của các cấu kiện đúc sẵn được đúc tại bãi đúc ngoài hiện trường phải phù hợp với sự hạn chế về vận chuyển tại địa phương.

Chiều dày của bất kỳ phần nào của nhịp dầm bê tông đúc sẵn không được nhỏ hơn:

Bản cánh trên 50 mm

Sườn dầm, không kéo sau 125 mm

Sườn dầm, kéo sau 165 mm

Bản cánh dưới 125 mm

Các mối nối hiện trường có thể được sử dụng khi các cấu kiện đúc sẵn có chiều dài vượt quá chiều dài có thể vận chuyển được. Các mối nối lại này phải phù hợp với các quy định, hoặc trong Điều 5.14.1.2.6 hoặc trong Điều 5.14.2.4.2.

5.14.1.2.3. Các thiết bị cẩu nhấc

Nếu có dự kiến đặt các neo dùng làm móc cẩu được đúc vào phía trong mặt cấu kiện, sẽ phải lộ ra để nhìn, hoặc đối với các vật liệu bị ăn mòn ở kết cấu đã đúc xong, bất kỳ sự hạn chế về các vị trí của các thiết bị được chôn sâu để cẩu, chiều sâu của việc đục bới và phương pháp nhồi các hốc sau khi đục bới phải được thể hiện trong các tài liệu hợp đồng. Chiều sâu đục bới không được nhỏ hơn chiều dày lớp phủ yêu cầu đối với cốt thép.

5.14.1.2.4. Thiết kế chi tiết

Mọi chi tiết về cốt thép, liên kết, gối đỡ tựa, các kết cấu chèn hoặc neo đối với các vách ngang, lớp bảo vệ bê tông, các lỗ mở, các sai số về chế tạo và lắp đặt phải được thể hiện trong các tài liệu hợp đồng. Với bất kỳ chi tiết nào dành cho sự lựa chọn của Nhà thầu, như là vật liệu và phương pháp dự ứng lực phải được yêu cầu đệ trình và xem xét các bản vẽ thi công.

5.14.1.2.5. Cường độ bê tông

Đối với bê tông đông cứng chậm, có thể sử dụng cường độ chịu nén ở tuổi 90 ngày cho toàn bộ các tổ hợp ứng suất xảy ra sau 90 ngày.

Đối với bê tông có tỷ trọng thông thường cường độ 90 ngày của các loại bê tông đông cứng chậm có thể được dự kiến theo 115% cường độ bê tông 28 ngày.

5.14.1.2.6. Các mối nối thi công hướng ngang

5.14.1.2.6a. Tổng quát

Các mối nối thi công ở trong nhịp phải là loại hoặc là đúc đối đầu hoặc là hợp long. Các mối nối tại các trụ phía trong cầu trong thi công liên tục phải là loại hợp long. Các mối nối loại đúc đối đầu phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.14.2.4.2. Đối với các dầm dự ứng lực, các mối nối thi công ở trong nhịp phải là loại kéo sau.

Nếu mối nối hợp long vượt quá 150 mm, mặt cắt mạ chịu nén của mối nối phải được gia cường để kiềm chế. Trình tự đổ bê tông hợp long và bản phải được quy định trong các tài liệu hợp đồng.

5.14.1.2.6b. Các mối nối thi công hữu hiệu hoàn toàn.

Các đoạn dầm bê tông đúc sẵn, có hoặc không có bản đúc tại chỗ, có thể thực hiện liên tục theo hướng dọc cho cả hai loại tải trọng tĩnh và hoạt với các sự tổ hợp của kéo sau và cốt thép.

Chiều rộng của mối nối hợp long giữa các đoạn bê tông đúc sẵn phải cho phép nối được thép để đảm bảo tính liên tục theo yêu cầu khi thiết kế, và để phù hợp với mối nối ống bọc kéo sau, nhưng không được nhỏ hơn 300 mm khi mối nối được bố trí trong nhịp, và 100 mm tại trụ phía trong. Khi mối nối được đặt trong nhịp, cốt thép ở sườn các mối nối, A_s/s phải là số lớn hơn của cốt thép sườn của các dầm kề bên.

Trong trường hợp căng kéo sau theo nhiều giai đoạn, các đoạn của ống được bọc đối với các bó cáp được kéo trước khi cường độ chịu nén của bê tông bản đạt f’_ci, phải không được đặt trong bản.

5.14.1.2.7. Các cầu tổ hợp gồm các dầm đúc sẵn nhịp giản đơn được nối liên tục.

5.14.1.2.7a. Tổng quát

Các cầu gồm các dầm bê tông đúc sẵn và các bản bê tông đúc tại chỗ có thể được nối liên tục để chịu các hoạt tải bằng cách dùng bê tông hợp long đúc tại chỗ tại các vị trí trụ, với các cốt thép chịu kéo đặt trong bản, hoặc bằng cách đổ hợp long tại các vị trí khác. Tại các trụ bên trong, ở nơi các vách ngang có đổ hợp long, việc thiết kế có thể dựa trên cường độ bê tông của cấu kiện đúc sẵn.

5.14.1.2.7b. Cốt thép

Cốt thép dọc dùng để thực hiện hoặc góp phần vào việc nối liên tục các dầm đúc sẵn qua các trụ bên trong phải được neo vào trong các vùng của bản, vùng đó được chứng tỏ là không bị nứt tại các trạng thái giới hạn cường độ và phải thỏa mãn các yêu cầu theo quy định trong Điều 5.11.1.2.3. Neo cốt thép này phải đặt so le. Cốt thép dọc thông thường của bản có thể được dùng như là một phần của tổng số cốt thép yêu cầu.

5.14.1.2.7c. Mức độ liên tục tại các trạng thái giới hạn khác nhau

Nếu ứng suất tính toán tại đáy chỗ nối đối với tổ hợp của các tải trọng tĩnh xét kết hợp với tác động lún, từ biến, co ngót,50% hoạt tải và gra-đi-en nhiệt là nén, khi có thể áp dụng được, mối nối có thể được coi như hữu hiệu đầy đủ.

Các kết cấu với các mối nối thi công hữu hiệu đầy đủ phải thiết kế theo các kết cấu liên tục hoàn toàn tại tất cả các trạng thái giới hạn đối với tất cả các tải trọng tác dụng sau khi hợp long.

Các kết cấu với các mối nối thi công hữu hiệu một phần tại các trụ phía trong phải thiết kế theo các kết cấu liên tục đối với các tải trọng tác dụng sau khi hợp long nhưng chỉ đối với các trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt.

Khi sức kháng mô men âm tại mối nối ở trụ bên trong là nhỏ hơn tổng trị số yêu cầu, các sức kháng mô men dương ở các nhịp kề bên phải được tăng một cách thích hợp đối với mỗi trạng thái giới hạn xem xét.

5.14.1.2.8. Các mối nối thi công theo hướng dọc

Các mối nối thi công dọc giữa các bộ phận bê tông đúc sẵn chịu uốn phải có khóa được nhồi vữa không co ngót đạt cường độ chịu nén 35 MPa trong vòng 24 giờ. Chiều sâu khóa không được nhỏ hơn 165 mm.

Nếu các bộ phận được kéo ghép sau theo phương ngang, các bản cánh trên có thể được giả định tác động như một bản toàn khối, trừ thiết kế bản theo kinh nghiệm như quy định trong Điều 9.7.2 là không áp dụng được.

Trị số dự ứng lực hướng ngang có thể được xác định theo hoặc phương pháp dải hoặc phân tích 2 chiều. Dự ứng lực hướng ngang, sau mọi tổn thất, phải không nhỏ hơn 1,7 MPa truyền qua khóa. Trong đoạn cuối 900 mm ở đầu tự do, lực dự ứng lực hướng ngang phải lấy gấp đôi. Các bó cáp căng kéo sau hướng ngang phải ở vị trí tim khóa.

5.14.1.3. Các dầm tổ hợp, các dầm sàn mặt cắt hộp và dầm chữ T đúc tại chỗ

5.14.1.3.1. Chiều dày bản cánh và sườn

5.14.1.3.1a. Bản cánh trên

Chiều dày các bản cánh trên dùng để làm các bản mặt cầu phải:

· Được xác định theo Phần 9

· Theo yêu cầu bố trí neo và lớp phủ bê tông bảo vệ khi dùng dự ứng lực hướng ngang và

· Không nhỏ hơn 1/20 lần khoảng cách trống giữa các đường gờ, nách dầm hoặc sườn dầm, trừ khi hoặc các sườn ngang đặt theo các quãng cách bằng khoảng cách trống được dùng hoặc được bố trí dự ứng lực ngang.

5.14.1.3.1b. Bản cánh dưới

Chiều dày bản cánh dưới không được nhỏ hơn

· 140 mm,

· 1/16 khoảng cách trống giữa các đường gờ hoặc sườn dầm của các dầm hoặc dầm tổ hợp không dự ứng lực, hoặc

· 1/30 khoảng cách trống giữa các đường gờ, nách dầm hoặc sườn dầm đối với các dầm dự ứng lực trừ khi khoảng cách các sườn ngang bằng với khoảng cách trống được dùng.

5.14.1.3.1c. Sườn dầm

Chiều dày các sườn dầm phải xác định theo các yêu cầu đối với lực cắt, xoắn, lớp phủ bê tông và đổ bê tông.

Các thay đổi về chiều dày sườn dầm phải được vuốt thon đều trong chiều dài nhỏ nhất bằng 12 lần hiệu số các bề dày sườn dầm.

5.14.1.3.2. Cốt thép

5.14.1.3.2a. Cốt thép bản mặt cầu của dầm T và dầm hộp đúc tại chỗ

Cốt thép bản mặt cầu của dầm T và dầm hộp đúc tại chỗ phải được xác định hoặc theo các phương pháp truyền thống hoặc theo các phương pháp kinh nghiệm như đã quy định trong Phần 9.

Khi bản mặt cầu không kéo xa ra Khỏi khối sườn phía ngoài, ít nhất là 1/3 số cốt thép ngang của lớp đáy trong bản mặt cầu phải được kéo dài qua mặt ngoài của sườn ngoài và ngàm theo móc tiêu chuẩn 90^o. Nếu bản kéo dài ra xa sườn ngoài, thì ít nhất 1/3 số cốt thép ngang ở lớp đáy phải được kéo dài vào trong phần hẫng của bản và phải có neo cách xa mặt ngoài của sườn không nhỏ hơn sức kháng được cung cấp bởi neo tiêu chuẩn.

5.14.1.3.2b. Cốt thép bản đáy trong dầm hộp đúc tại chỗ

Cốt thép phân bố đều, bằng 0,4% của diện tích bản cánh phải được đặt vào bản đáy song song với nhịp dầm hoặc theo các lớp đơn hoặc đôi. Khoảng cách các cốt thép này không được lớn hơn 450 mm.

Cốt thép phân bố đều, bằng 0,5% của diện tích mặt cắt bản, dựa trên chiều dày nhỏ nhất của bản phải được đặt ở bản đáy ngang với nhịp dầm. Các cốt thép này phải được phân bố trên cả 2 mặt với khoảng cách lớn nhất là 450 mm.

Tất cả cốt thép ngang trong bản đáy phải được kéo dài tới mặt ngoài của sườn ngoài trong mỗi nhóm và được neo bằng móc tiêu chuẩn 90^o.

5.14.2. Thi công phân đoạn

5.14.2.1.Tổng quát

Các yêu cầu quy định ở đây phải bổ sung vào các yêu cầu của các phần khác của Bộ Tiêu chuẩn này đối với các kết cấu bê tông được thiết kế để thi công theo phương pháp phân đoạn.

Các quy định ở đây chỉ được áp dụng đối với việc thi công phân đoạn các kết cấu bê tông có tỷ trọng bình thường.

Phương pháp thi công được giả định trong thiết kế phải được thể hiện trong các tài liệu hợp đồng. Các chống đỡ tạm thời yêu cầu trước khi đạt tới thời gian mà kết cấu hoặc bộ phận của nó có khả năng đỡ bản thân nó và các tải trọng tác dụng sau đó cũng phải được thể hiện trong các tài liệu hợp đồng.

Trong tài liệu hợp đồng phải nêu rõ các phương án về phương pháp thi công khác nhau được phép thực hiện và trách nhiệm của nhà thầu đối với các phương pháp đó nếu được chọn. Nếu nhà thầu có bất cứ thay đổi nào về phương pháp thi công hoặc thiết kế đều phải tuân thủ các yêu cầu của Điều 5.14.2.5.

5.14.2.2. Phân tích kết cấu các cầu phân đoạn

5.14.2.2.1. Tổng quát

Việc phân tích kết cấu đối với các cầu thi công theo phân đoạn phải tuân thủ theo các yêu cầu của Phần 4 và các quy định ở đây.

5.14.2.2.2. Phân tích kết cấu trong giai đoạn thi công

Để phân tích kết cấu trong giai đoạn thi công, các tổ hợp tải trọng thi công, các xem xét về các ứng suất và độ ổn định phải theo quy định trong Điều 5.14.2.3.

5.14.2.2.3. Phân tích hệ kết cấu cuối cùng

Hệ kết cấu cuối cùng phải được phân tích nhằm phân phối lại các tác động về lực ở giai đoạn thi công do các biến dạng bên trong và các thay đổi về các điều kiện gối đỡ và kiềm chế.

Các mối nối trong các dầm phân đoạn được làm liên tục bằng thép kéo sau không dính bám phải được xem xét đối với tác động đồng thời của lực dọc trục, mô-men và lực cắt có thể xảy ra tại mối nối. Các tác động lực này, khe hở của mối nối và diện tích tiếp xúc còn lại giữa các bộ phận phải được xác định theo sự xem xét tổng thể về ứng biến và biến dạng. Lực cắt chỉ được giả định truyền qua diện tích tiếp xúc.

5.14.2.3. Thiết kế

5.14.2.3.1. Các tải trọng

Các tải trọng thi công như đã quy định trong các Điều 5.14.2.3.2 tới 5.14.2.3.4 phải được xem xét đưa thêm vào các tải trọng quy định trong Phần 3.

5.14.2.3.2. Các tải trọng thi công

Các tải trọng thi công và các điều kiện giả định trong thiết kế dùng để xác định các kích thước mặt cắt, cốt thép, và các yêu cầu về dự ứng lực phải được chỉ rõ như là trị số cho phép tối đa trong các tài liệu hợp đồng thêm vào các tải trọng lắp dựng, bất kỳ các gối đỡ tạm thời hoặc giằng buộc được yêu cầu nào phải được hoặc định theo độ lớn hoặc được bao gồm như là một phần của thiết kế. Các lực hợp long chấp nhận được do các chỉnh lý sai lệch về định vị phải được thuyết minh. Sự cho phép thích đáng phải lập ra được đối với tất cả các tác động của bất kỳ các thay đổi của sơ đồ kết cấu tĩnh học trong khi thi công và việc áp dụng, các thay đổi hoặc tháo rỡ các điểm đỡ giả định tạm thời của thiết bị đặc biệt có xét đến các tác động lực dư, các biến dạng và các tác động gây ra ứng biến bất kỳ.

Các tải trọng thi công sau đây phải được xem xét.

DC = Trọng lượng của kết cấu được đỡ.

DIFF = Tải trọng chênh lệch, chỉ áp dụng cho thi công theo phương pháp cân bằng hẫng, lấy bằng 2% tải trọng tĩnh tác dụng lên một cánh hẫng (N)

DW = Tĩnh tải giai đoạn II (N) hoặc (N/mm)

CLL = Hoạt tải thi công phân bố: Bao gồm các phụ kiện thi công, máy móc và thiết bị khác, ngoài thiết bị lắp dựng chuyên dùng chủ yếu, được lấy bằng 4,8×10^-4 MPa diện tích mặt sàn. Trong thi công hẫng, tải trọng này được lấy bằng 4,8×10^-4 MPa trên một cánh hẫng và 2,4×10^-4 MPa trên cánh kia. Đối với các cầu thi công theo phương pháp đúc đẩy, tải trọng này có thể bỏ qua (MPa).

CE = Thiết bị thi công chuyên dùng: là tải trọng từ bất kỳ thiết bị chuyên dùng nào, bao gồm xe đúc, cần cẩu lao, dF và tời, dàn hoặc các kết cấu phụ chủ yếu tương tự, các xe tải chở phân đoạn và các tải trọng lớn nhất tác động vào kết cấu do thiết bị gây ra trong khi cẩu các phân đoạn (N).

IE = Là tải trọng động do thiết bị gây ra được xác định theo loại máy dự kiến (N)

CLE = Tải trọng thiết bị thi công theo hướng dọc: Tải trọng theo hướng dọc từ thiết bị thi công (N).

U = Không cân bằng phân đoạn: là tác động bất kỳ của các phân đoạn nào mất cân bằng hoặc điều kiện không bình thường khác khi phù hợp. Điều này chủ yếu áp dụng cho việc thi công hẫng cân bằng nhưng có thể được mở rộng bao gồm bất kỳ trình tự cẩu nhấc không bình thường nào, mà trình tự này không phải là đặc điểm chủ yếu của hệ thi công chung (N)

WS = Tải trọng gió nằm ngang lên các kết cấu phù hợp với quy định của Phần 3 (MPa)

WE = Tải trọng gió nằm ngang tác động lên thiết bị lấy theo 4,8 x 10^-4 MPa của mặt lộ (MPa)

WUP = Lực nâng của gió trên một cánh hẫng: 2,4×10^-4 MPa của diện tích mặt sàn đối với phương pháp thi công hẫng cân bằng được tác động chỉ trên một bên, trừ khi sự phân tích về các điều kiện tại chỗ hoặc hình dạng kết cấu là khác (MPa).

A = Trọng lượng tĩnh của phân đoạn đúc sẵn đang cẩu (N)

Al = Đáp ứng động học do sự tháo hoặc đặt bất ngờ một tải trọng phân đoạn đúc sẵn, hoặc đặt đột ngột một tải trọng tĩnh khác được cộng thêm với tĩnh tải, được lấy bằng 100% của tải trọng A (N).

CR = Các tác động từ biến phù hợp với Điều 5.14.2.3.6.

SH = Co ngót phù hợp với Điều 5.14.2.3.6 và

T = Tác động nhiệt: Tổng các tác động do sự thay đổi nhiệt độ đồng đều (TU) và gra-đi-en nhiệt độ (TG) (độ)

5.14.2.3.3. Các tổ hợp tải trọng thi công ở trạng thái giới hạn sử dụng

Phải xác định các ứng suất tại các trạng thái giới hạn sử dụng như được quy định trong Bảng 1, với bảng này dùng các ghi chú sau đây:

· Ghi chú 1: thiết bị không làm việc

· Ghi chú 2: lắp dựng bình thường, và

· Ghi chú 3: di chuyển thiết bị.

Các ứng suất cho phép phải tuân thủ theo Điều 5.9.4.

Sự phân bố và áp dụng các tải trọng lắp dựng riêng biệt, thích hợp đối với giai đoạn thi công, phải được lựa chọn để tạo ra các tác động bất lợi nhất. ứng suất nén của bê tông do tải trọng thi công phải không được vượt quá 0,5 f’_c , với f’_c là cường độ chịu nén tại lúc đặt tải trọng.

Các ứng suất kéo trong bê tông do các tải trọng thi công phải không vượt quá các trị số được quy định cấp và có các mối nối loại A, các ứng suất kéo không được vượt quá 0,25. Đối với các kết cấu có các mối nối loại B, không cho phép có các ứng suất kéo.

5.14.2.3.4 – Các tổ hợp tải trọng thi công ở các trạng thái giới hạn cường độ

Sức kháng tính toán của các bộ phận được xác định bằng cách dùng các hệ số sức kháng như được quy định trong Điều 5.5.4.2.2 phải không được nhỏ hơn là các yêu cầu theo các tổ hợp tải trọng tính toán sau đây:

· Đối với các tác động lực lớn nhất:

SjF_u = 1,1(DL+DIFF) + 1,3CE + A + Al (5.14.2.3.4-1)

· Đối với các tác động lực nhỏ nhất:

SjF_u = DL+ CE + A + Al (5.14.2.3.4-2)

5.14.2.3.5. Các tác động nhiệt trong khi thi công

Các tác động nhiệt có thể xảy ra trong khi thi công cầu phải được xem xét.

Sự thay đổi nhiệt độ dùng cho các gối cầu và các khe có giãn phải được thuyết minh trong các tài liệu hợp đồng.

5.14.2.3.6. Từ biến và co ngót.

Hệ số từ biến y(t, t₁) phải được xác định hoặc theo Điều 5.4.2.3, hoặc bằng các thử nghiệm tổng hợp. Các ứng suất phải được xác định để phân bổ lại các ứng suất kiềm chế do từ biến và co ngót được dựa trên tiến trình thi công giả định theo thuyết minh trong các tài liệu hợp đồng.

Để xác định các lực kéo sau cuối cùng, các mất mát dự ứng lực phải được tính toán theo tiến trình thi công được ghi trong các tài liệu hợp đồng.

5.14.2.3.7. Mất mát dự ứng lực

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.9.5.

5.14.2.3.8. Ống bọc và neo kéo sau dự phòng.

5.14.2.3.8a. Tổng quát

Các điều khoản điều chỉnh ứng lực để bù đối với các tổn thất không dự kiến, hoặc trong khi thi công hoặc ở lúc muộn hơn, các tải trọng tĩnh tương lai, khống chế về nứt và độ võng phải được xem xét. Khi các điều chỉnh như trên được xem là cần thiết, các yêu cầu theo quy định ở đây phải được thỏa mãn.

5.14.2.3.8b. Các cầu có các ống bọc đặt bên trong

Đối với các cầu có các ống bọc đặt bên trong, neo dự phòng và dung lượng của ống dùng cho các bó tao cáp chịu mômen âm và mô men dương được đặt đối xứng đối với tim cầu phải tạo ra được sự tăng thêm của lực kéo sau trong khi thi công đầu tiên. Tổng tiềm năng lực dự phòng của cả hai loại neo và ống bọc mô men dương và mô men âm không được nhỏ hơn 5% tổng các lực mô men dương và âm kéo sau. Các neo dùng cho các ứng lực trước dự phòng phải phân bố đều đặn qua 3 phân đoạn đặt dọc theo chiều dài cầu.

Mỗi sườn dầm phải bố trí ít nhất một ống bọc rỗng. Đối với các cầu liên tục, không cần sử dụng tới khả năng của các ống bọc và neo dự phòng chịu mô men dương trong phạm vi 25% chiều dài nhịp ở về hai phía của các gối đỡ ở trụ.

Bất kỳ ống bọc dự phòng nào không sử dụng để điều chỉnh lực kéo sau phải được bơm vữa vào cùng lúc với các ống bọc khác ở trong nhịp.

5.14.2.3.8c. Dự trù cho tĩnh tải tương lai hoặc điều chỉnh độ võng

Phải có dự trù cho việc đưa vào và cho việc gắn neo qua các lỗ mở và các khối chuyển hướng để cho phép về sau bổ sung các bó tao cáp đặt bên ngoài không dính bám được chống ăn mòn và đặt bên trong mặt cắt hình hộp một cách đối xứng với tim cầu tạo lực kéo sau không nhỏ hơn 10% mô men dương và mô men âm.

5.14.2.3.9. Cách trình bày bản vẽ cáp kéo sau

5.14.2.3.9a. Tổng quát

Các tài liệu của hợp đồng phải theo một trong hai cách trình bày sau:

· Cách A: Có đầy đủ bản vẽ chi tiết về cấu tạo và kích thước bao gồm chiều dài phân đoạn, mối nối thi công, kích thước và quy cách bó thép, các lực kích, các chi tiết cấu tạo của thép không dự ứng lực, số liệu về độ vồng ngược và một phương pháp thi công thống nhất.

· Cách B: Các bản vẽ trình bày kích thước bê tông, chiều dài phân đoạn, chi tiết cấu tạo của thép không dự ứng lực, các yêu cầu về độ lệch tâm trên các biểu đồ của lực và/hoặc mô-men sau khi mất mát ma sát ở thời điểm thi công, số liệu về độ vồng ngược và một phương pháp thi công thống nhất.

5.14.2.3.9b. Lập các tài liệu hợp đồng theo cách A

Khi người kỹ sư lập một bộ tài liệu cho hợp đồng theo cách A, họ phải hoàn toàn chịu trách nhiệm về mọi thông tin được cung cấp trên bản vẽ, bao gồm sự chính xác về kích thước và không bị chồng chéo khi thi công. Người kỹ sư cũng phải chịu trách nhiệm về tính khả thi của các giai đoạn thi công mà thiết kế đã dựa vào.

Các tài liệu hợp đồng phải đủ giúp cho nhà thầu soát xét lại các kích thước của bó thép và sự bố trí trên các bản vẽ với điều kiện là các lực căng sau và mô-men do các lực căng sau nghĩa là các lực nhân với các độ lệch tâm, không nhỏ hơn các trị số được trình bày trong bản vẽ với đầy đủ chi tiết và không được lớn hơn 5% ở bất cứ mặt cắt nào. Trong trường hợp như thế, các tài liệu hợp đồng phải yêu cầu nhà thầu chuẩn bị các bản vẽ về kích thước và bố trí, xác định sự mất mát do ma sát ở thời điểm gây ứng lực và chịu trách nhiệm về các sửa đổi đó.

5.14.2.3.9c. Lập các tài liệu hợp đồng theo cách B

Khi người kỹ sư lập một bộ tài liệu hợp đồng theo cách B, kỹ sư phải chịu trách nhiệm về sự đầy đủ đối với toàn bộ kết cấu, bao gồm cả các giai đoạn thi công làm cơ sở cho việc thiết kế. Các tài liệu hợp đồng phải đủ để cho nhà thầu có thể chọn kích cỡ và bản vẽ bố trí các bó cáp. Trong các tài liệu hợp đồng phải yêu cầu nhà thầu đáp ứng biểu đồ mô-men do dự ứng lực sau khi mất mát do ma sát nhưng chưa tính co ngót, từ biến, tự chùng thép và không được vượt quá giá trị này trên 5%, nhà thầu phải chịu trách nhiệm hoàn toàn về việc chi tiết hóa bản vẽ bố trí bó thép và phải chịu trách nhiệm chuẩn bị các bản vẽ thi công chi tiết cho việc cắt, uốn cốt thép không dự ứng lực được chỉ rõ trong các tài liệu hợp đồng.

5.14.2.3.9d. Các bản vẽ thi công

Các bản vẽ thi công cho công việc căng sau và cho các cấu kiện chôn sẵn khác như các khe co giãn, các gối đỡ và các bu lông neo do nhà cung cấp giao phải được Kỹ sư kiểm tra lại và duyệt cho đúng với ý đồ của thiết kế và phù hợp với các bản vẽ thiết kế và các chỉ dẫn kỹ thuật. Trong trường hợp các tài liệu Hợp đồng được chuẩn bị theo cách A được điều chỉnh hoặc khi tài liệu hợp đồng không cung cấp thông tin chi tiết và kích thước như đối với các hợp đồng được chuẩn bị theo cách B thì nhà thầu phải chịu trách nhiệm bố trí tất cả các vật chôn sẵn và sửa chữa mọi sự chồng chéo. Các bản vẽ bố trí căng sau. phải là bản vẽ quyết định việc bố trí cốt thép không dự ứng lực. Trong trường hợp cần thiết, vị trí của thép không dự ứng lực phải được điều chỉnh để không làm vướng các bó thép.

5.14.2.3.10. Kích thước và chi tiết mặt cắt ngang dầm hộp

5.14.2.3.10a. Bề dày tối thiểu của bản cánh dầm

Bề dày của bản cánh trên và bản cánh dưới không được nhỏ hơn bất kỳ trị số nào dưới đây:

· 1/30 khoảng cách tĩnh giữa các bản bụng dầm hoặc nách dầm. Nếu nhỏ hơn thì phải đặt thêm các vách ngang theo các khoảng cách bằng khoảng cách tịnh giữa các bản bụng dầm hoặc nách dầm.

· Bề dày của bản cánh trên không được nhỏ hơn 225mm trong các vùng neo dùng cho việc căng sau theo phương ngang và không được nhỏ hơn 200mm ở bên ngoài vùng neo hoặc đối với các bản dự ứng lực. Phải dùng dự ứng lực sau hoặc trước theo phương ngang khi khoảng cách tịnh giữa các bản bụng dầm hoặc nách dầm bằng hoặc lớn hơn 4500mm. Các bó thép dùng để căng trước theo phương ngang phải có đường kính bằng 12,7mm hoặc nhỏ hơn.

5.14.2.3.10b. Chiều dày tối thiểu của bản bụng dầm

Phải dùng các giá trị tối thiểu sau đây trừ trường hợp được chỉ dẫn khác trong tài liệu này:

· Các bản bụng dầm không có bó thép căng sau theo phương dọc hoặc phương đứng: 200mm

· Các bản bụng dầm chỉ dùng bó thép căng sau theo phương dọc (hoặc theo phương đứng): 300mm

· Các bản bụng dầm có bó thép căng theo cả hai hướng dọc và thẳng đứng: 375 mm.

Chiều dày tối thiểu của các bản bụng dầm có sườn tăng cường có thể lấy bằng 175 mm.

5.14.2.3.10c. Chiều dài của phần hẫng của bản cánh trên dầm

Chiều dài của phần hẫng của bản cánh trên đo từ bản bụng dầm không nên vượt quá 0,45 nhịp bên trong của bản cánh trên tính theo tim của các bản bụng dầm.

5.14.2.3.10d. Các kích thước chung của mặt cắt ngang

Kích thước phủ bì của mặt cắt ngang của dầm hộp thường phải lấy không nhỏ hơn các kích thước theo yêu cầu để giới hạn độ võng do hoạt tải cộng với lực xung kích gây ra với việc dùng mô-men quán tính của mặt cắt thô và mô-đun đàn hồi cát tuyến là 1/1000 nhịp. Hoạt tải phải bao gồm tất cả các làn xe được chất tải đầy và phải hiệu chỉnh số làn chất tải theo chỉ dẫn ở Điều 3.6.1.1.2. Phải coi hoạt tải là phân bố đều trên tất cả các cấu kiện chịu uốn dọc.

5.14.2.3.11. Thiết kế chống động đất

Trong thiết kế kết cấu phần trên phân đoạn có cột chịu mô-men tại các vị trí liên kết của kết cấu phần trên phải xem xét lực khớp dẻo từ các cột phù hợp với Điều 3.10.9.4.3. Các kết cấu phần trên của cầu nằm trong các vùng động đất 3 có cột chịu mô-men từ các liên kết của kết cấu phần trên phải được gia cường bằng các chi tiết dẻo để chịu uốn được theo phương dọc và phương ngang do khớp dẻo của cột gây ra.

Phải dùng liên kết loại A trong vùng động đất 3. Các mối nối phân đoạn phải đủ khả năng truyền được tác động của động đất.

Phải bố trí các bó thép bên trong để đỡ tĩnh tải kết cấu phần trên với hệ số tải trọng bằng1,3 ở vùng động đất 3. Trị số trung bình của ứng suất trong thép dự ứng lực của các bó thép bên trong dưới tác động của tải trọng này phải được tính toán phù hợp với Điều 5.7.3.1.1. Các bó thép bên ngoài không được chịu quá 50% của toàn bộ lực kéo sau của thép.

5.14.2.4. Các loại cầu phân đoạn

5.14.2.4.1. Tổng quát

Các cầu có các kết cấu phần trên thiết kế với dự kiến sẽ được thi công phân đoạn phải tuân thủ các yêu cầu được quy định ở đây, dựa trên phương pháp đổ bê tông và các phương pháp lắp dựng được dùng.

5.14.2.4.2. Các cấu tạo chi tiết về thi công đúc sẵn

Cường độ chịu nén của các phân đoạn bê tông đúc sẵn trước khi tháo ván khuôn không được nhỏ hơn 17 MPa và phải có đủ tuổi tương đương với 14 ngày ở 21^oC trước khi lắp vào kết cấu.

Các nhóm khóa chống cắt có gờ nhỏ tại các mối nối đúc đối đầu ở các sườn dầm của các cầu phân đoạn đúc sẵn phải kéo dài trên chiều cao sườn dầm chừng nào còn phù hợp với các chi tiết khác. Chi tiết của các khóa chống cắt ở sườn dầm nên là tương tự với khóa chống cắt được thể hiện ở Hình 1. Các khóa chống cắt cũng phải được bố trí trong các bản đỉnh và đáy. Các khóa trong các bản đỉnh và đáy có thể là các khóa cấu kiện đơn lớn hơn.

Hình 5.14.2.4.2-1- Ví dụ của khóa chống cắt có gờ nhỏ.

Các mối nối dùng trong các cầu phân đoạn đúc sẵn phải hoặc là hợp long đúc tại chỗ hoặc đúc đối đầu.

Các cầu phân đoạn đúc sẵn sử dụng các bó tao cáp kéo sau đặt bên trong phải sử dụng các mối nối loại A. Các cầu phân đoạn đúc sẵn khác có thể dùng mối nối loại B theo như quy định trong Điều 5.5.4.2.2.

Đối với các mối nối loại A, hệ thống dự ứng lực phải tạo ra một ứng suất chịu nén nhỏ nhất bằng 0,21 MPa và một ứng suất trung bình bằng 0,28 MPa đi qua mối nối cho tới khi êpôxy đã đông cứng.

5.14.2.4.3. Các cấu tạo và chi tiết về thi công đúc tại chỗ

Phải xử lý các mối nối giữa các phân đoạn đúc tại chỗ hoặc bằng cách làm nhám gồ ghề có chủ ý để cho lộ ra các cốt liệu thô hoặc bằng cách sử dụng các mộng chống cắt.

Chiều rộng của các mối nối hợp long phải đủ để nối các ống bọc bó thép.

Phải làm các vách ngăn ở mố, trụ, các mối nối khớp, các điểm góc ở bản cánh dưới của các kết cấu có vút thẳng. Các vách ngăn phải đảm bảo đặc chắc tại các mố trụ, trừ khi có khoét lỗ cho các thiết bị công ích hay cho người qua lại. Các vách ngăn phải đủ rộng theo yêu cầu của thiết kế với cao độ tối thiểu trên các gối không nhỏ hơn150mm.

5.14.2.4.4. Thi công hẫng

Các điều khoản quy định ở đây phải được sử dụng cho cả hai phương pháp thi công hẫng đúc sẵn và đúc tại chỗ.

Các bó tao cáp đặt dọc phải được neo vào trong các sườn dầm, các bản hoặc các vấu đặt phía ngoài sườn dầm hoặc bản. Mỗi phân đoạn phải được neo ít nhất là 2 bó tao cáp đặt dọc.

Đoạn kết cấu hẫng phải được nghiên cứu về mặt chống lật đổ trong khi lắp dựng. Hệ số an toàn chống lật phải không được nhỏ hơn 1,5 dưới bất kỳ tổ hợp tải trọng nào, như được quy định trong Điều 5.14.2.3.3. Tốc độ gió nhỏ nhất đối với sự phân tích về ổn định lắp dựng phải lấy bằng 90 km/h, trừ khi có sự đánh giá tốt hơn về tốc độ gió có thể xảy ra đạt được bằng phân tích hoặc các hồ sơ khí tượng.

Các bó tao cáp liên tục phải được neo cách xa điểm các ứng suất được yêu cầu theo lý thuyết ít nhất một phân đoạn.

Các chiều dài phân đoạn giả định trong thiết kế phải được thể hiện trên các bản vẽ. Bất kỳ các thay đổi nào do Nhà thầu kiến nghị phải được dựa vào sự phân tích lại về mặt thi công và tính toán các ứng suất cuối cùng.

Trọng lượng xe đúc giả định trong tính toán ứng suất và độ vồng phải được thuyết minh trên các bản vẽ.

5.14.2.4.5. Thi công theo phương pháp từng nhịp một

Các quy định phải được lập ra khi thiết kế các cầu thi công theo phương pháp từng nhịp một với các ứng suất thi công tích lũy do có thay đổi trong hệ kết cấu theo tiến trình xây dựng.

Các ứng suất sinh ra do các thay đổi trong hệ kết cấu, đặc biệt là các tác động của việc đặt tải lên một hệ và dỡ nó khỏi hệ khác phải được tính tới. Sự phân phối lại các ứng suất như vậy do từ biến phải được xem xét và lập ra sự cho phép đối với các thay đổi có thể về suất và độ lớn của từ biến.

5.14.2.4.6. Thi công theo phương pháp đúc đẩy

5.14.2.4.6a. Tổng quát

Các ứng suất trong tất cả các giai đoạn lao không được vượt quá các giới hạn quy định trong Điều 5.9.4 đối với các cấu kiện có cốt thép dính bám qua mối nối và các bó tao cáp đặt phía trong.

Nếu kết cấu được lao theo chiều dốc xuống, quy định về chống lại các lực ma sát ở trên các kết cấu phần dưới trong khi lao và kiềm chế kết cấu phần trên phải được thiết lập. Đối với việc xác định các lực ma sát nguy hiểm, lực ma sát trên các gối đỡ khi lao phải giả định thay đổi trong khoảng giữa 0 và 4%, lấy giá trị nào nguy hiểm hơn. Trị số cao có thể giảm tới 3,5% nếu độ lún của các trụ và các lực kích lao được giám sát trong khi thi công.

5.14.2.4.6b. Các tác động lực do các sai số thi công

Các tác động lực do các sai số thi công cho phép sau đây gây ra phải được xét đồng thời cùng với các tác động gây ra do các tải trọng trọng lực:

· Trong phương dọc giữa 2 gối kề nhau ……………………………………………………………… 5 mm

· Trong phương ngang giữa 2 gối kề nhau ………………………………………………………… 2,5 mm

· Giữa diện tích chế tạo và thiết bị lao trong phương dọc và phương ngang nhau ….. 2,5 mm

· Độ lệch bên tại phía ngoài các sườn dầm ……………………………………………………….. 2,5 mm

Lực nằm ngang tác động lên các giá dẫn bên của các gối lao phải lấy không nhỏ hơn 1% của phản lực gối thẳng đứng.

Đối với các ứng suất trong khi thi công, một nửa các tác động lực do các sai số thi công gây ra và một nửa các tác động lực do nhiệt độ gây ra phù hợp với Điều 5.14.2.3 phải được xét cùng với các tác động quá 0,58.

5.14.2.4.6c. Thiết kế các chi tiết

Các trụ và các vách ngăn kết cấu phần trên tại các trụ phải được thiết kế để cho phép kích kết cấu phần trên trong tất cả các giai đoạn lao và để lắp đặt các gối đỡ vĩnh cửu. Các lực ma sát trong khi lao phải được xem xét trong thiết kế kết cấu phần dưới.

Tại phía dưới các sườn dầm, các ứng suất cục bộ có thể tăng lên trong khi lao phải được nghiên cứu. Các yêu cầu sau đây phải được thỏa mãn.

· Các tấm đệm lao phải được đặt cách mép ngoài sườn dầm không nhỏ hơn 75 mm.

· Lớp bảo vệ bê tông giữa đáy và các ống bọc kéo sau phải không được nhỏ hơn 150 mm, và

· Các áp lực gối đỡ tại góc sườn dầm/đáy phải được nghiên cứu và các tác động của các ống bọc không được phun vữa, và bất kỳ độ lệch tâm nào giữa chỗ giao nhau của các đường tim sườn dầm và bản đáy với đường tim của gối cũng phải được xem xét.

Các bó thép thẳng cần cho việc lao dầm phải được đặt trong các bản đỉnh và bản đáy của các dầm hộp và trong khoảng một phần ba về phía dưới của bản bụng dầm chữ T. Trong một mối nối thi công không được nối quá 50% số bó thép. Các neo và các vị trí của các bó thép thẳng phải được thiết kế theo sức kháng của bê tông ở thời điểm căng kéo.

Ở các mặt của các mối nối thi công phải bố trí các mộng chống cắt hay xử lý gồ ghề đảm bảo biên độ nhám tối thiểu là 6 mm. Cốt thép thường không dính bám phải được bố trí theo hướng dọc và ngang tại tất cả các bề mặt bê tông đi qua mối nối và vượt qua nó về mỗi phía một khoảng cách 2100 mm. Bố trí cốt thép tối thiểu phải tương đương với các thanh No13 đặt cách nhau 125 mm.

5.14.2.4.6d. Thiết kế thiết bị thi công

Nếu trong tài liệu hợp đồng trình bày thiết bị thi công theo phương pháp đúc đẩy, khi thiết kế các thiết bị đó phải bao hàm nhưng không giới hạn ở những điểm nêu dưới đây:

· Các dung sai trong xây dựng trên bề mặt trượt ở mặt đáy của mũi dẫn lao dầm phải được giới hạn theo các dung sai của kết cấu phần trên được quy định trong Điều 5.1.4.2.4.6b.

· Phải khảo sát việc đưa các phản lực đỡ tác dụng lên mũi lao về sức kháng, ổn định và biến dạng.

· Phải thiết kế các gối lao dầm sao cho chúng có thể bù lại độ chuyển hướng cục bộ của mặt trượt tới 2mm do biến dạng đàn hồi gây ra.

· Các thiết bị lao phải có kích cỡ đảm bảo cho ma sát quy định theo Điều 5.1.4.2.4.6a và độ dốc thực tế của kết cấu phần trên.

· Phải thiết kế các thiết bị lao dầm sao cho khi bị mất điện sẽ không dẫn đến kết cấu phần trên bị trượt không kiểm soát được.

· Hệ số ma sát giữa bê tông và các bề mặt thép hình được gia công cứng của thiết bị lao phải lấy bằng 60% ở trạng thái giới hạn sử dụng và lực ma sát không được vượt quá lực kéo là 30%.

Các ván khuôn làm bề mặt trượt phía dưới và bên ngoài bản bụng dầm phải chịu được mài mòn và đủ cứng để đảm bảo độ võng của chúng trong khi đúc không vượt quá 2mm.

5.14.2.4.7. Cầu dầm phân đoạn đúc sẵn

5.14.2.4.7a. Tổng quát

Phải thiết kế cầu dầm phân đoạn đúc sẵn theo các quy định trong tiêu chuẩn này và theo các quy định bổ sung nêu trong phần này.

5.14.2.4.7b. Cốt thép phân đoạn

Các phân đoạn của cầu dầm phân đoạn tốt nhất là được kéo trước để chịu tĩnh tải và toàn bộ tải trọng thi công để giới hạn ứng suất kéo trong bê tông là .

Nếu các phân đoạn không dùng cốt thép dự ứng lực, phải áp dụng các quy định của Điều 5.7.3.4.

5.14.2.4.7c. Các mối nối

Bề rộng của các mối nối đúc tại chỗ phải đảm bảo đủ để thi công nối các ống và rung đầm bê tông. Sức kháng nén của bê tông mối nối ở tuổi quy định phải phù hợp với các giới hạn của ứng suất thiết kế. Bề mặt của các phân đoạn đúc sẵn phải được xử lý tạo nhám gồ ghề để lộ ra cốt liệu thô hoặc phải cấu tạo các mộng chống cắt theo Điều 5.14.2.4.2.

Các mối nối theo kiểu đúc đối đầu (in oản) có quét keo êpoxy dùng cho các cầu dầm phân đoạn phải được thiết kế theo Điều 5.14.2.4.2. Phải tạo một ứng lực nén tối thiểu là 0,28 MPa cho mối nối trong thời kỳ keo êpoxy chưa phát huy hiệu lực

5.14.2.4.7d. Kéo sau

Có thể tiến hành kéo sau trước và/hoặc sau khi đổ bê tông bản mặt cầu. Có thể tiến hành kéo sau một phần để tạo sự liên tục của dầm trước khi đổ bê tông bản mặt cầu và căng nốt sau khi đổ bê tông bản mặt cầu. Phải sử dụng các đầu nối phù hợp với Điều 5.10.3.5. Phải chú ý đặc biệt đến ảnh hưởng của phần lỗ trống dành cho các đầu nối khi tính các đặc trưng mặt cắt lúc căng sau.

Nếu các bó thép kết thúc ở mặt đỉnh của mặt cắt dầm thì tài liệu hợp đồng phải có yêu cầu về ống tạo lỗ được bảo vệ tránh mọi vật tích tụ lại trong quá trình thi công. Phải bố trí thiết bị thoát nước tại các điểm thấp của đường bó thép.

5.14.2.5. Dùng các phương pháp thi công khác

Nếu hồ sơ hợp đồng không đòi hỏi phải tuân theo phương án kỹ thuật dự kiến, nhà thầu có thể chọn các phương án xây dựng khác để thực hiện và chọn một số sơ đồ công nghệ kéo sau cải tiến, thích hợp với phương pháp thi công đã chọn. Khi đó nhà thầu phải cung cấp bản tính kết cấu nêu rõ các lực kéo sau và các độ lệch tâm thể hiện trên các bản vẽ thi công thỏa mãn mọi yêu cầu của các tiêu chuẩn thiết kế. Nếu có yêu cầu bổ sung về việc căng kéo sau trong các giai đoạn xây dựng hoặc vì các lý do khác, phải chứng minh các ứng suất ở những mặt cắt nguy hiểm trong kết cấu ở giai đoạn kết thúc xây dựng thỏa mãn các quy định về ứng suất cho phép theo các tiêu chuẩn thiết kế. Việc rỡ bỏ phần căng kéo sau tạm thời để đạt được các điều kiện nói trên là được phép. Được bổ sung thêm cốt thép thường trong các giai đoạn thi công. Nhà thầu phải cung cấp mọi vật liệu bổ sung thêm trong các giai đoạn xây dựng và không được Chủ đầu tư thanh toán đối với chi phí cho các vật liệu bổ sung đó.

Các điều khoản đặc biệt trong hợp đồng có thể đưa vào các quy định về phương án kỹ thuật dự kiến trong đó cho phép thực hiện các phương pháp thi công theo phương án của nhà thầu và yêu cầu phải thiết kế lại kết cấu ở giai đoạn kết thúc xây dựng .

Các chi phí của nhà thầu trong việc lập thiết kế kỹ thuật cho phương án dự kiến và chi phí của Chủ đầu tư để kiểm tra thiết kế kỹ thuật đó phải được xem là một phần của chi phí thiết kế lại kết cấu.

Khoảng cách trụ, đường tim trụ, diện mạo ngoài của bê tông và các kích thước không được thay đổi so với tiêu chuẩn kỹ thuật dự kiến. trừ khi hồ sơ hợp đồng cho phép.

Đối với phương án kỹ thuật dự kiến, nhà thầu phải cung cấp một bộ đầy đủ hồ sơ tính toán thiết kế và các các bản vẽ hợp đồng đã sửa lại. Việc thiết kế lại phương án kỹ thuật dự kiến phải giao cho một Kỹ sư chuyên ngành có kinh nghiệm thiết kế cầu phân đoạn đảm nhiệm.

5.14.2.6. Kết cấu phần dưới của cầu phân đoạn

5.14.2.6.1. Tổng quát

Thiết kế mố và trụ phải tuân theo phần 11 và các quy định trong phần này. Khi thiết kế phải xét các tải trọng lắp ráp, mômen và lực cắt tác dụng lên mố, trụ do phương pháp xây dựng được thể hiện trong các hồ sơ hợp đồng . Các trụ và giằng liên kết phụ tạm phải được thể hiện rõ ràng theo yêu cầu. Phải thiết kế các trụ đúc sẵn phân đoạn hình chữ nhật rỗng theo Điều 5.7.4.7. Có thể tính toán diện tích cốt thép thường dọc không liên tục theo quy định của Điều 5.14.2.6.3.

5.14.2.6.2. Tổ hợp tải trọng thi công

Phải tính ứng suất kéo trong các kết cấu phần dưới phân đoạn phát sinh trong quá trình thi công dưới các tổ hợp tải trọng theo bảng 5.14.2.3.3- 1

5.14.2.6.3. Cốt thép dọc của các trụ phân đoạn đúc sẵn mặt cắt hình chữ nhật rỗng.

Diện tích tối thiểu của cốt thép thường dọc và không liên tục trong các trụ đúc sẵn phân đoạn mặt cắt hình chữ nhật rỗng phải thỏa mãn các quy định về cốt thép chịu nhiệt độ và co ngót quy định trong Điều 5.10.8.

5.14.3. VÒM

5.14.3.1. Tổng quát

Hình dạng của vòm phải được lựa chọn sao cho sự uốn là nhỏ nhất dưới tác động của tổ hợp các tải trọng thường xuyên và nhất thời.

5.14.3.2. Sườn vòm

Độ ổn định trong mặt phẳng của sườn vòm (các sườn vòm) phải được nghiên cứu qua mô đun đàn hồi và mô men quán tính thích hợp đối với tổ hợp các tải trọng và mô men trong sườn vòm (các sườn vòm).

Thay cho sự phân tích chính xác, chiều dài hữu hiệu khi bị oằn (mất ổn định khi bị uốn dọc), có thể được đánh giá theo tích số của nửa chiều dài nhịp vòm và hệ số quy định trong Bảng 4.5.3.2.2c-1.

Các quy định của Điều 4.5.3.2.2 có thể được sử dụng để phân tích các sườn vòm. Khi dùng sự hiệu chỉnh xấp xỉ thứ cấp đối với mô men, quy định trong Điều 4.5.3.2.2c, mô đun đàn hồi cát tuyến ngắn hạn có thể được tính theo quy định trong Điều 5.4.2.4, dựa trên cường độ 0,4 f’_c.

Các sườn vòm phải được đặt cốt thép như là các cấu kiện chịu nén. Cốt thép tối thiểu, lấy bằng 1% diện tích bê tông nguyên, phải được phân bố đều trên mặt cắt sườn vòm. Cốt thép đai (kiềm chế) phải bố trí theo như yêu cầu đối với các cột.

Các tường trên lưng vòm không đắp cao hơn 7500 mm phải được giằng bằng các tường chống hoặc các vách ngăn.

Các tường trên lưng vòm phải bố trí các mối nối co giãn và phải bố trí cốt thép chống nhiệt tương ứng với khoảng cách mối nối.

Tường lưng vòm phải được nối tại đường chân vòm.

Phải bố trí thoát khô nước cho đất đắp trên tường lưng vòm. Phải bố trí các bộ lọc bằng vật liệu mịn để phòng ngừa làm tắc sự tiêu nước.

5.14.4 . KẾT CẤU BẢN

5.14.4.1. Kết cấu bản đặc đúc tại chỗ

Các bản có cốt thép dọc đúc tại chỗ có thể là bản cốt thép thường hoặc dự ứng lực và có thể được sử dụng như các cầu dạng bản và các nắp cống.

Sự phân bố của hoạt tải có thể được xác định theo phân tích hai hướng hoặc theo quy định trong Điều 4.6.2.3. Các bản và các cầu bản được thiết kế theo mô men phù hợp với Điều 4.6.2.3 có thể được xem như thỏa mãn đối với lực cắt.

Phải bố trí các dầm mép theo quy định trong Điều 9.7.1.4.

Cốt thép phân bố ngang phải được đặt ở đáy của các bản, trừ các nắp cống hoặc các bản của cầu, ở đó chiều cao của đất đắp bên trên bản vượt quá 600 mm. Số lượng cốt thép ngang ở đáy có thể xác định hoặc theo phân tích hai hướng hoặc số lượng cốt thép phân bố có thể lấy theo phần trăm của cốt thép chủ cần thiết đối với mô men dương được lấy theo:

· Đối với kết cấu bê tông cốt thép theo hướng dọc:

≤ 50% (5.14.4.1-1)

· Đối với kết cấu dự ứng lực hướng dọc

(5.14.4.1-2)

trong đó:

L = chiều dài nhịp (m)

f_pe = ứng suất hữu hiệu trong thép dự ứng lực sau các mất mát. (MPa)

Thép chịu co ngót ngang và cốt thép chống nhiệt ở đỉnh các bản phải tuân thủ theo các yêu cầu của Điều 5.10.8.

5.14.2. Kết cấu bản rỗng đúc tại chỗ

5.14.4.2.1. Các kích thước mặt cắt ngang

Các kết cấu phần trên bản rỗng đúc tại chỗ có thể được kéo sau theo cả hai hướng dọc và ngang.

Đối với các lỗ rỗng hình tròn, khoảng cách từ tim tới tim các lỗ rỗng không nên nhỏ hơn tổng chiều cao bản, và bề dày nhỏ nhất của bê tông được lấy tại tim lỗ rỗng thẳng góc với mặt ngoài phải không nhỏ hơn 140 mm.

Đối với các lỗ rỗng hình chữ nhật, chiều rộng theo h,Íng ngang của lỗ rỗng không vượt quá 1,5 lần chiều cao rỗng, chiều dày của sườn giữa các lỗ rỗng không nên nhỏ hơn 20% tổng chiều cao của mặt cầu và chiều dày nhỏ nhất của bê tông bên trên các lỗ rỗng không nên nhỏ hơn 175 mm.

Chiều dày bản cánh đáy phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 5.14.1.3.1b.

Khi các lỗ rỗng tuân thủ theo các yêu cầu kích thước ở đây và khi suất rỗng không vượt quá 40%, kết cấu phần trên có thể được phân tích như là bản, bằng cách sử dụng hoặc theo quy định của Điều 4.6.2.3 hoặc theo phân tích hai hướng đối với các tấm đẳng hướng.

Nếu suất rỗng vượt quá 40%, kết cấu phần trên phải được xử lý theo kết cấu có ngăn và được phân tích theo:

· Hộp nhiều lỗ liền khối, theo quy định trong Điều 4.6.2.2.1-1 loại d, hoặc

· Tấm trực hướng, hoặc

· Continum ba hướng.

5.14.4.2.2. Số lượng gối ít nhất

Các cột có thể được ngàm trong kết cấu phần trên, hoặc một gối đỡ đơn có thể dùng cho các gối đỡ bên trong của các kết cấu liên tục. ít nhất phải có 2 gối được dùng tại các điểm đỡ ở cầu.

Quay theo hướng ngang của kết cấu phần trên phải không vượt quá 0,5% tại các trạng thái giới hạn sử dụng.

5.14.4.2.3. Các mặt cắt đầu bản đặc

Mặt cắt đặc ít nhất dài 900 mm, nhưng không nhỏ hơn 5% chiều dài nhịp phải được bố trí tại hai đầu nhịp. Các vùng neo kéo sau phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 5.10.9. Khi thiếu sự phân tích kỹ hơn, các mặt cắt đặc của mặt cầu có thể được phân tích theo dầm ngang bằng cách phân bố các lực tới các gối cầu và tới các neo kéo sau.

5.14.4.2.4. Các yêu cầu thiết kế tổng quát

Đối với các bản rỗng tuân thủ theo các quy định của Điều 5.14.4.2.1, các tác động lực tổng thể và cục bộ do các tải trọng bánh xe không cần được tổ hợp. Bản cánh đỉnh của mặt cầu có các lỗ rỗng hình chữ nhật có thể hoặc được phân tích thiết kế theo một bản khung, hoặc được thiết kế với các quy định của phương pháp kinh nghiệm như được quy định trong Điều 9.7.2.

Phần đỉnh bản bên trên các lỗ rỗng hình tròn được làm với các ván khuôn thép rỗng phải được kéo sau theo hướng ngang. Tại chiều dày bê tông nhỏ nhất, nén trước bình quân sau toàn bộ các tổn thất, như được quy định trong Điều 5.9.5 phải không được nhỏ hơn 3,5 MPa. Khi được kéo sau theo hướng ngang, thép tăng cường thêm không cần thiết đặt trong bê tông ở trên các lỗ rỗng tròn.

Thép chịu co ngót ngang và thép chống nhiệt tại đáy bản rỗng phải thỏa mãn các yêu cầu theo quy định trong Điều 5.10.8.

5.14.4.2.5. Các khu vực chịu nén trong vùng mô men âm

Tại vị trí các trụ bên trong, một phần mặt cắt ngang, (của kết cấu bản) chịu các ứng suất nén có thể được xét như cột nằm ngang và được tăng cường phù hợp.

5.14.4.2.6. Thoát nước của các lỗ rỗng

Phải bố trí đầy đủ sự thoát nước của các lỗ rỗng phù hợp với các quy định của Điều 2.6.6.5.

5.14.4.3. Cầu có bản mặt cầu đúc sẵn

5.14.4.3.1. Tổng quát

Các đơn nguyên bê tông đúc sẵn kề nhau trong phương dọc có thể được nối với nhau theo hướng ngang để tạo hệ mặt cầu. Các đơn nguyên bê tông đúc sẵn có thể là liên tục hoặc chỉ với tải trọng nhất thời hoặc cho cả hai loại tải trọng thường xuyên và nhất thời. Sự liên tục theo phương pháp lắp từng nhịp một phải phù hợp với các quy định trong Điều 5.14.1.2.6.

Khi không bố trí lớp phủ bên trên bê tông kết cấu, chiều dày nhỏ nhất của bê tông phải bằng 140 mm ở đỉnh của các bộ phận lỗ rỗng trong và 175 mm cho tất cả các bộ phận khác.

5.14.4.3.2. Các mối nối truyền lực cắt

Các bộ phận đúc sẵn hướng dọc có thể được nối với nhau theo hướng ngang bởi khóa chống cắt có chiều cao không nhỏ hơn 175 mm. Vì mục đích phân tích các mối nối truyền lực cắt theo phương dọc phải được mô hình hóa như các chốt.

Mối nối phải được lấp đầy bằng vữa không co ngót với cường độ nén ít nhất bằng 35 MPa ở tuổi 24 gìờ.

5.14.4.3.3. Các mối nối truyền lực cắt-uốn

5.14.4.3.3a. Tổng quát

Các bộ phận đúc sẵn theo phương dọc có thể được nối với nhau bằng dự ứng lực ngang kéo sau, các mối nối hợp long đúc tại chỗ, lớp phủ bên trên kết cấu hoặc tổ hợp các điều đó.

5.14.4.3.3b. Thiết kế

Các mặt cầu có các mối nối truyền lực cắt uốn cần được mô hình theo các tấm liên tục, trừ cách mà phương pháp thiết kế theo kinh nghiệm của Điều 9.7.2 không được dùng. Các mối nối phải được thiết kế như là các bộ phận chịu uốn, bằng cách thỏa mãn quy định của Điều 5.14.1.2.8.

5.14.4.3.3c. Sự kéo sau

Sự kéo sau theo phương ngang phải được phân bố đều đặn theo phương dọc. Các khối nhô ra ngoài có thể được sử dụng để việc nối các ống bọc kéo sau dễ dàng. Chiều cao chịu nén của mối nối phải không được nhỏ hơn 175 mm, và dự ứng lực sau toàn bộ các tổn thất không được nhỏ hơn 1,7 MPa ở trong mối nối.

5.14.4.3.3d. Các mối nối thi công theo phương dọc

Phải sử dụng quy định của Điều 5.14.1.2.8.

5.14.4.3.3e. Mối nối hợp long đúc tại chỗ

Bê tông dùng trong mối nối hợp long nên có cường độ có thể so sánh được với cường độ của các bộ phận đúc sẵn. Chiều rộng của mối nối dọc phải đủ lớn để đặt đ-nc cốt thép trong mối nối, nhưng trong bất kỳ trường hợp nào chiều rộng mối nối không được nhỏ hơn 300 mm.

5.14.4.3.3f. Lớp phủ mặt trên kết cấu

Nếu sử dụng lớp phủ mặt trên kết cấu để cải thiện sự phân bố tải trọng được quy định theo các Điều 4.6.2.2.2 và 4.6.2.2.3 chiều dày của lớp phủ mặt bê tông kết cấu không được nhỏ hơn 115 mm. Phải bố trí một lớp lưới cốt thép đẳng hướng phù hợp với các yêu cầu của Điều 5.10.8. Mặt đỉnh của các cấu kiện đúc sẵn phải được xử lý nhám.

5.14.5. CÁC QUY ĐỊNH PHỤ THÊM ĐỐI VỚI CỐNG

5.14.5.1. Tổng quát

Các khía cạnh đất – kết cấu của việc thiết kế cống được quy định trong Phần 12.

5.14.5.2. Thiết kế theo uốn

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.7.

5.14.5.3. Thiết kế theo lực cắt trong các bản của cống hộp

Áp dụng các quy định của Điều 5.8 trừ sự thay đổi ở đây. Đối với các bản của cống hộp dưới 2 0 mm đất đắp hoặc nhiều hơn, cường độ chống cắt V_c có thể được tính theo:

(5.14.5.3-1)

nhưng V_c không được vượt quá 0,332 bd_e.

ở đây:

A_s = diện tích cốt thép (mm²)

d_e = chiều cao hữu hiệu tính từ thớ chịu nén ngoài cùng tới trọng tâm lực kéo trong cốt thép chịu kéo (mm).

V_u = lực cắt do các tải trọng tính toán (N).

M_u = mômen do các tải trọng tính toán (N-mm)

b = chiều rộng thiết kế thường được lấy bằng 1 (mm)

Chỉ với các cống hộp một lỗ, V_c đối với các bản liền khối với các tường không cần lấy nhỏ hơn 0,25 bd_e và V_c với các bản được đỡ giản đơn không cần lấy nhỏ hơn 0,207 bd_e. Lượng V_ud_e/ M_u không được lấy lớn hơn 1,0 ở nơi M_u là mô men tính toán xảy ra đồng thời với V_u tại mặt cắt xem xét. Với các bản cống hộp dưới ít hơn 600 mm đất đắp và với các tường bên, phải áp dụng các quy định của các Điều 5.8 và 5.13.3.6.

Phần 6 –

KẾT CẤU THÉP

6.1. PHẠM VI

Phần này bao gồm việc thiết kế các cấu kiện, các mối nối và các liên kết bằng thép dùng cho các kết cấu dầm cán và dầm tổ hợp, các khung, giàn và vòm, các hệ dây văng và hệ dây võng, và các hệ mặt cầu kim loại khi có thể áp dụng được.

Các kết cấu dầm cong không được bao gồm ở đây.

6.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Mố cầu – Kết cấu bên dưới để đỡ một đầu của kết cấu nhịp cầu.

Dầm – Một bộ phận kết cấu mà chức năng chính là truyền các tải trọng xuống trụ, chủ yếu qua chịu uốn và chịu cắt. Nói chung, thuật ngữ này được sử dụng để chỉ cấu kiện được làm bằng các thép hình cán.

Phá hoại do cắt khối – Sự phá hỏng một liên kết bản bản bụng bằng bulông của các dầm đua ra hoặc sự phá hỏng một liên kết bất kỳ chịu kéo mà bị xé rách một phần của một tấm bản dọc theo chu vi của các bulông liên kết.

Liên kết bulông – Bulông, đai ốc và vòng đệm.

Cấu kiện liên kết tăng cường (còn gọi là “giằng ngang”) – Một bộ phận nhằm liên kết tăng cường bộ phận chính hoặc một phần của bộ phận chính, chống lại sự chuyển động nằm ngang.

Yêu cầu va đập của rãnh chữ V charpy – Năng lượng tối thiểu yêu cầu được hấp thụ trong thí nghiệm rãnh chữ V charpy được tiến hành ở một nhiệt độ quy định.

Thí nghiệm rãnh chữ V Charpy – Thí nghiệm va đập tuân theo AASHTO T243 (ASTM A673M).

Khoảng cách trống giữa các bulông – Khoảng cách giữa các mép của các lỗ bulông kề nhau.

Khoảng cách trống bên ngoài của các bulông – Khoảng cách giữa mép của lỗ bulông và đầu của bộ phận.

Tải trọng phá hỏng – Tải trọng mà một bộ phận kết cấu hoặc kết cấu có thể chịu được đúng trước khi sự phá hỏng trở nên rõ ràng.

Tiết diện đặc chắc – Một tiết diện có khả năng phát triển sự phân bố ứng suất dẻo hoàn toàn trong chịu uốn. Khả năng xoay yêu cầu để tuân theo các giả thiết phân tích được sử dụng ở trong các điều khác nhau của phần này được quy định bằng thỏa mãn độ mảnh khác nhau của bản cánh và bản bản bụng và các yêu cầu liên kết tăng cường.

Thành phần – Một phần cấu thành của kết cấu.

Dầm liên hợp – Một dầm thép được liên kết vào bản mặt cầu để cho chúng cùng làm việc dưới các tác động lực như là một kết cấu nguyên thể.

Cột liên hợp – Một bộ phận kết cấu chịu nén bao gồm hoặc các thép hình kết cấu được bọc bằng bê tông, hoặc một ống thép được đúc đầy bê tông, được thiết kế để làm việc dưới các tác động lực như là một nguyên thể.

Ngưỡng mỏi với biên độ không đổi – Biên độ ứng suất danh định mà ở dưới nó thì một chi tiết riêng biệt có thể chịu đựng một số vô hạn các tác động lặp lại mà không bị phá hủy do mỏi.

Khung ngang – Một khung giàn ngang liên kết các thành phần chịu uốn dọc kề nhau.

Giàn cầu chạy trên – Hệ giàn trong đó đường xe chạy ở tại hoặc bên trên mức của mạ trên của giàn.

Phân loại chi tiết – Nhóm các thành phần và các chi tiết về cơ bản có cùng một sức kháng mỏi.

Vách ngăn – Một thành phần ngang chịu uốn liên kết các thành phần chịu uốn theo phương dọc kề nhau.

Độ mỏi do vặn méo – Các tác động mỏi do các ứng suất phụ thường không được định lượng ở trong phân tích và thiết kế điển hình của cầu.

Cự ly mép của các bulông – Khoảng cách thẳng góc với đường lực giữa tâm của lỗ và mép của cấu kiện.

Cự ly đầu của các bulông – Khoảng cách dọc theo đường lực giữa tâm của lỗ và đầu của cấu kiện.

Khoang biên – Đoạn đầu của giàn hoặc dầm.

Thanh có tai treo – Bộ phận chịu kéo với tiết diện hình chữ nhật và hai đầu được mở rộng để liên kết chốt.

Mỏi – Sự bắt đầu và/hoặc sự lan truyền các vết nứt do sự biến đổi lặp lại của ứng suất pháp truyền với thành phần chịu kéo.

Tuổi thọ mỏi thiết kế – Số năm mà một chi tiết dự kiến chịu được các tải trọng giao thông giả định mà không phát sinh nứt do mỏi. Trong phát triển của Quy trình này đã lấy là 100 năm.

Tuổi thọ mỏi – Số chu kỳ ứng suất lặp lại dẫn đến sự phá hỏng do mỏi của chi tiết.

Sức kháng mỏi – Biên độ ứng suất cực đại có thể chịu được mà không phá hỏng chi tiết đối với số chu kỳ quy định.

Tuổi thọ mỏi hữu hạn – Số chu kỳ tới sự phá hỏng chi tiết khi biên độ ứng suất có khả năng xảy ra cực đại vượt quá giới hạn mỏi với biên độ không đổi.

Độ dai phá hủy – Số đo khả năng của vật liệu hoặc cấu kiện kết cấu hấp thụ năng lượng mà không bị phá hoại, thông thường được xác định bằng thí nghiệm rãnh chữ V charpy.

FCM – Cấu kiện tới hạn mỏi đứt gãy – Cấu kiện chịu kéo mà sự phá hỏng được dự kiến là do hoặc sự sập đổ cầu, hoặc do cầu không còn có khả năng thực hiện chức năng của nó.

Chuẩn đo của bulông – Khoảng cách giữa các đường kề của bulông; khoảng cách từ lưng của một thép góc hoặc thép hình khác đến đường thứ nhất của các bulông.

Dầm tổ hợp – Thành phần kết cấu mà chức năng chủ yếu là chịu uốn và chịu cắt dưới tác dụng của tải trọng. Nói chung, thuật ngữ này được sử dụng cho các mặt cắt được chế tạo (tổ hợp).

Chiều dài thân bulông – Khoảng cách giữa đai ốc và đầu bulông.

Bản tiếp điểm (Bản nút) – Bản thép được dùng để liên kết các thanh đứng, thanh xiên và thanh ngang của giàn ở tại tiết điểm khoang giàn.

Kết cấu nhịp giàn chạy giữa – Hệ giàn với đường xe chạy đặt ở một cao độ nào đó giữa các mạ trên và mạ dưới và nó loại trừ việc sử dụng hệ liên kết ngang ở biên trên.

Dầm lai (Dầm kết hợp) – Dầm thép được chế tạo với bản bản bụng có cường độ chảy dẻo tối thiểu quy định thấp hơn của một hoặc cả hai bản cánh.

Tác động phi đàn hồi – Điều kiện trong đó sự biến dạng không hoàn toàn hồi phục lúc dỡ bỏ tải trọng đã gây ra biến dạng đó.

Sự phân bố lại phi đàn hồi – Sự phân bố lại các hiệu ứng lực trong một thành phần hoặc kết cấu do các biến dạng phi đàn hồi gây ra ở tại một hoặc nhiều mặt cắt.

Khoang bên trong – Phần phía bên trong của một thành phần giàn hoặc dầm.

Giằng liên kết – Các tấm hoặc thanh liên kết các thành phần của một bộ phận.

Thành phần tăng cường ngang (Giằng liên kết ngang) – Thành phần được sử dụng riêng lẻ hoặc như là một phần của hệ tăng cường ngang để ngăn ngừa sự mất ổn định khi uốn dọc của các thành phần và/hoặc để chịu tải trọng nằm ngang.

Sự oằn do xoắn ngang – Sự mất ổn định khi uốn dọc của một cấu kiện kéo theo độ võng ngang và xoắn.

Lớp khung – Phần của khung cứng bao gồm một bộ phận nằm ngang và các cột ở giữa bộ phận đó và chân của khung hoặc bộ phận nằm ngang tiếp sau thấp hơn.

Đường truyền tải trọng – Chuỗi các thành phần và các mối ghép qua đó tải trọng được truyền từ điểm gốc tới điểm đến của nó.

Mỏi do tải trọng gây ra – Các tác dụng mỏi do các ứng suất phẳng mà các thành phần và các chi tiết được thiết kế rõ ràng.

Mối hàn chịu tải dọc – Mối hàn với ứng suất đặt song song với trục dọc của mối hàn.

Bộ phận chính – Bất cứ bộ phận nào được thiết kế để chịu được các tải trọng đặt lên kết cấu.

Ứng suất kéo thực – Tổng đại số của hai hoặc nhiều ứng suất trong đó số tổng là kéo.

Mặt cắt không đặc chắc – Mặt cắt có thể phát triển cường độ chảy dẻo trong các cấu kiện chịu nén trước lúc bắt đầu sự mất ổn định uốn dọc cục bộ, nhưng không thể chống lại sự mất ổn định uốn dọc cục bộ phi đàn hồi ở các mức ứng biến được yêu cầu đối với sự phân bố ứng suất dẻo hoàn toàn.

Bản mặt cầu trực hướng (hoặc “Mặt cầu bản trực hướng”) – Mặt cầu làm bằng thép tấm được tăng cường bằng các sườn thép hở hoặc kín ở mặt dưới của tấm thép.

Độ võng dài hạn – Loại tác động phi đàn hồi trong đó độ võng còn lưu lại ở một thành phần hoặc một hệ sau khi tải trọng đã được dỡ bỏ.

Bước bulông – Khoảng cách dọc theo đường lực ở giữa các tâm của các lỗ kề nhau.

Tấm – Sản phẩm cán phẳng mà bề dày lớn hơn 6,0mm.

Khung cổng – Giằng liên kết ngang giàn ở đầu hoặc giằng Vierendeel để tạo sự ổn định và chịu các tải trọng gió và động đất.

Mômen phân phối lại – Nội mômen do sự chảy dẻo gây ra ở trong thành phần chịu uốn của nhịp liên tục và được giữ cân bằng bởi các phản lực ngoài.

Sự phân phối lại các mômen – Quá trình do sự hình thành các biến dạng phi đàn hồi trong các kết cấu liên tục.

Ứng suất phân phối lại – ứng suất uốn do bởi mômen phân phối lại.

Tính dư – Chất lượng của cầu làm cho có khả năng thực hiện chức năng thiết kế ở trong trạng thái bị hư hại.

Bộ phận dư – Bộ phận mà sự hư hỏng của nó không gây ra sự hư hỏng cầu.

Tuổi thọ mỏi yêu cầu – Tích của số giao thông xe tải chạy trung bình hàng ngày trên một làn đơn nhân với số chu kỳ mỗi lượt xe tải chạy qua và tuổi thọ thiết kế tính bằng ngày.

Cấu kiện phụ – Bộ phận không được thiết kế để chịu các tải trọng cơ bản.

Là – Sản phẩm cán phẳng mà bề dày từ 0,15mm và 6,0mm.

Xoắn St. Venant – Mômen xoắn gây ra các ứng suất cắt thuần túy trên mặt cắt ngang hãy còn phẳng.

Biên độ ứng suất – Hiệu đại số giữa các ứng suất cực trị do tải trọng đi qua.

Khoang phụ – Khoang có bản bản bụng được tăng cường, được chia ra bởi một hoặc nhiều nẹp tăng cường dọc.

Liên kết chống lắc – Giằng liên kết thẳng đứng ngang giữa các bộ phận giàn.

Các nhịp dầm chạy dưới – Hệ dầm mà đường xe chạy ở cao độ thấp hơn bản cánh trên.

Các nhịp giàn chạy dưới – Hệ giàn mà đường xe chạy đặt ở gần mạ dưới và có hệ ngang ở mạ trên.

Bản liên kết, bản nối – Bản được sử dụng để liên kết các thành phần của một cấu kiện.

Vòm có thanh kéo – Vòm mà trong đó lực đẩy ngang của sườn vòm do thanh giằng ngang chịu.

Mối hàn chịu tải ngang – Mối hàn có đặt ứng suất thẳng góc với trục dọc của mối hàn.

Mặt cắt hộp kiểu máng – Mặt cắt hình U không có bản cánh nói chung.

Vòm thực – Vòm mà trong đó lực đẩy ngang trong sườn vòm được truyền xuống đến móng chân vòm.

Chiều dài không có liên kết tăng cường ngang – Khoảng cách giữa các điểm có thanh tăng cường chịu được sự mất ổn định khi uốn dọc hoặc biến dạng đang được nghiên cứu, nói chung, khoảng cách giữa các điểm khoang hoặc các vị trí có thanh tăng cường.

Xoắn vênh – Mômen xoắn gây ra các ứng suất cắt và các ứng suất pháp, và dưới các ứng suất đó mặt cắt ngang không còn là phẳng.

Cường độ chảy – Ứng suất mà tại đó vật liệu biểu lộ một độ lệch giới hạn theo quy định từ tính tỷ lệ của ứng suất với ứng biến.

Mức ứng suất chảy – Ứng suất được xác định trong thí nghiệm kéo khi biến dạng đạt 0,005 mm/ mỗi mm.

6.3. KÝ HIỆU

A = hằng số phân loại chi tiết cấu tạo, vùng được bao bởi các tấm bản của một mặt cắt hình hộp; vùng được bao bằng các đường tim của các tấm bản của các cấu kiện hình hộp; hệ số khẩu độ nhịp (6.6.1.2.6); (6.10.4.2.2a) 6.11.1.2.2)(6.12.2.2.2)

A_b = diện tích ép mặt chiếu trên tấm bản có chốt (mm²); diện tích mặt cắt ngang của bulông (mm²) (6.8.7.2)(6.13.2.7)

A_c = diện tích bê tông; diện tích bản cánh chịu nén (mm²) (6.9.5.1) (6.10.5.1.4b)

A_d.eff = diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng của mặt cầu, bao gồm các sườn dọc (mm²) (6.14.3.3.2).

ADT = lưu lượng xe tải trung bình ngày đêm dựa trên tuổi thọ thiết kế (3.6.1.4.2)

ADTT_sl = ADTT một làn xe (6.6.1.2.5)

A_f = diện tích bản cánh truyền tải trọng tập trung (mm²) (6.13.7.2)

A_fb = diện tích bản cánh dưới (mm²)(6.10.5.4.1b)

A_g = diện tích mặt cắt ngang thô của cấu kiện chịu nén (mm²) (6.8.2.1)

A_gn = diện tích thực nhỏ nhất của cấu kiện ở ngoài chiều dài liên kết (mm²)(6.8.2.2)

A_n = diện tích mặt cắt ngang thực của cấu kiện chịu kéo (mm²)(6.8.2.1)

A_ne = diện tích thực của các cấu kiện tiếp nhận tải trọng (mm²) (6.8.2.2)

A_o = diện tích bao bên trong mặt cắt hộp (6.11.2.1.2a)

A_pn = diện tích của các cấu kiện nhô ra của sườn tăng cường ở ngoài các đường hàn bản bản bụng với bản cánh, nhưng không vượt quá mép của bản cánh (mm²) (6.10.8.2.3)

A_r = diện tích của cốt thép dọc (mm²); tổng diện tích của thép tăng cường bên trong phạm vi chiều rộng hiệu dụng của bản cánh (mm²) 6.9.5.1) (6.10.7.4.3) (6.10.5.1.4b)

A_s = diện tích của thép hình cán sẵn; diện tích bản mặt diện tích sườn tăng cường ngang ở giữa hoặc tổng diện tích mặt cắt ngang thô (mm²) (6.9.4.1)(6.9.5.1)(6.10.3.1.4b)(6.10.8.1.4)

A_sc = diện tích mặt cắt ngang của đinh neo chịu cắt (mm²) (6.10.7.4.4c)

A_t = diện tích bản cánh chịu kéo của mặt cắt thép (mm²) (6.10.3.1.4b) (6.10.3.3.2)

A_tf = tổng diện tích của cả hai bản cánh thép và cốt thép dọc bản ở trong phạm vi chiều rộng bản hữu hiệu của mặt cắt liên hợp (mm²) (6.10.4.3.1c)

A_tg = diện tích nguyên dọc theo mặt cắt chịu ứng suất kéo trong cắt khối (mm²) (6.13.4)

A_tn = diện tích tính dọc theo mặt cắt chịu ứng suất kéo trong cát khối (mm²) (6.13.4)

A_v = diện tích mặt cắt của cốt thép ngang chắn vết nứt do cắt xiên (mm²) (6.12.3.1).

A_vg = diện tích nguyên dọc theo mặt cắt chịu ứng suất cắt trong cắt khối (mm²) (6.13.4)

A_vn = diện tích thực dọc theo mặt cắt chịu ứng suất cắt trong cắt khối (mm²)(6.13.4)

A_w = diện tích của bản bản bụng của mặt cắt thép (mm²)(6.10.3.1.4b)

a = khoảng cách từ tâm của bulông đến mép của tấm (mm); khoảng cách tâm đến tâm giữa các bản cánh của các hộp kề nhau trong mặt cắt nhiều hộp (mm) (6.13.2.10.4)(6.11.1.1.1)

B = hằng số liên quan đến diện tích theo yêu cầu của các nẹp tăng cường ngang (6.10.8.1.4)

B_r = sức kháng ép mặt (N) (6.10.8.2.3)

b = chiều rộng thân của thanh có tai treo; khoảng cách từ mép của tấm hoặc mép của lỗ khoan đến đến điểm tựa hoặc khoảng cách giữa các điểm tựa; khoảng cách tịnh giữa các tấm; chiều rộng của ống hình chữ nhật; chiều dày toàn bộ của mặt cắt ngang liên hợp của bê tông bọc thép hình trong mặt phẳng uốn dọc; chiều rộng hữu hiệu của bản, chiều dài của mép không được chống đỡ của bản tiết điểm; chiều rộng của bản cánh giữa các bản bản bụng; chiều rộng của cấu kiện tấm hình chữ nhật; khoảng cách từ tim của bu lông đến chân của mối hàn của phần liên kết (mm) (6.7.6.3) (6.9.4.2) (6.10.7.4.4b) (6.11.1.2.2) (6.12.2.2.2) (6.12.2.3.1) (6.13.2.10.4)

b_f = chiều rộng của bản cánh chịu nén của mặt cắt thép (mm) (6.10.4.1.3)

b_fb = chiều rộng bản cánh dưới (mm) (6.10.5.7.1)

b_w = chiều rộng của bản cánh dưới của ở mỗi mép của bản cánh giả định chịu các mô men gió (mm) (6.10.3.5.1)

C = tỷ số của ứng suất oằn khi chịu cắt với giới hạn chảy (hoặc cường độ chảy) khi chịu cắt (6.10.6.4)

C_b = hệ số điều chỉnh gradient mômen (6.10.4.2.5a)

C₁, C₂, C₃= các hằng số dùng cho cột liên hợp được quy định trong Bảng 6.9.5.11, (6.9.5.1.1)

c = khoảng cách từ tim của cốt thép dọc đến bề mặt gần nhất của cấu kiện trong mặt phẳng chịu uốn (mm); hệ số trong việc xác định độ bền uốn (6.11.2.1.3a) (6.12.2.3.1) (6.12.3.1)

C_steel, C_3n, = khoảng bản cánh tính từ các trục trung hòa của các mặt cắt của cốt thép, bê tông liên hợp dài hạn và bê tông liên hợp ngắn hạn cho đến thớ ngoài cùng của bản cánh chịu nén (mm) (6.10.3.1.4a)

D = đường kính ngoài của ống thép tròn; chiều cao bản bụng; chiều cao tối đa của khoang phụ đối với các bản bản bụng có các sườn tăng cường dọc; chiều cao thực tế của tấm bản bản bụng; đường kính của chốt (mm) (6.9.4.2) (6.10.3.1.4b) (6.7.6.2.1) (6.10.8.1.3). (mm²)

D’ = chiều cao mà tấm bê tông liên hợp đạt tới trị số mômen dẻo lý thuyết khi lực kéo cực đại trong tấm bê tông ở thời điểm phá hủy lý thuyết (mm) (6.10.4.2.2a) (6.10.4.2.2b)

D_c = chiều cao của bản bụng chịu nén (mm) (6.10.6.3)

D_cp = chiều cao của bản bụng chịu nén ở mô men dẻo (mm) (6.10.3.1.4b)

D_p = khoảng cách từ đỉnh của bản tới trục trung hòa của mặt cắt liên hợp ở mô men dẻo; chiều cao bản bụng đối với các bản bụng không có sườn tăng cường dọc hoặc chiều cao tối đa của khoang phụ đối với các đối với các sườn tăng cường dọc (mm) (6.10.4.2.2b) (6.10.8.1.3).

d = chiều cao của mặt cắt thép; đường kính bu lông; kích thước danh định của liên kết; chốt đường kính của đinh neo; chiều cao của cấu kiện trong mặt phẳng uốn; chiều cao của cấu kiện trong mặt phẳng cắt; đường kính danh định của bu lông (mm) (6.10.4.2.2b) (6.10.4.7.2) (6.12.2.3.1) (6.12.3.1) (6.13.2.9).

d_b = chiều cao của dầm trong khung cứng (mm) (6.13.7.2)

d_c = chiều cao của cột trong khung cứng (mm) (6.13.7.2)

d_n = khoảng cách từ thớ ngoài của bản cánh dưới đến trục trung hòa của mặt cắt liên hợp tính đổi ngắn hạn (mm) (6.10.4.3.1b)

d_o = khoảng cách của các sườn tăng cường ngang (mm) (6.10.7.3.2)

d_s = chiều cao của mặt cắt thép (mm) (6.10.9.1)

E = mô đun đàn hồi của thép (MPa) (6.9.4.1)

E_c = mô đun đàn hồi của bê tông (MPa) (6.10.7.4.4c)

FCM = cấu kiện đạt độ gãy giới hạn (6.6.2)

F_e = sức kháng nén danh định của các cấu kiện liên hợp (MPa) (6.9.5.1)

F_exx = cường độ phân loại của kim loại hàn (MPa) (6.13.3.2.2b)

F_n = sức kháng uốn danh định về mặt ứng suất (MPa) (6.10.4)

F_r = sức kháng uốn tính toán về mặt ứng suất (MPa) (6.10.3.5.2) (6.10.4)

F_u = cường độ chịu kéo nhỏ nhất quy định của thép, ứng suất uốn trong bản cánh dưới do các tải trọng tính toán khác với gió; cường độ chịu kéo nhỏ nhất quy định của neo đinh chịu cắt (MPa) (6.4.1) (6.10.3.5.2) (6.10.7.4.4c) (6.8.2.1).

F_ub = cường độ chịu kéo nhỏ nhất quy định của bu lông (MPa) (6.13.2.7)

F_w = ứng suất uốn của các mép của bản cánh do tải trọng gió tính toán (MPa) (6.10.3.5.2)

F_y = cường độ chảy của chốt; cường độ chảy nhỏ nhất quy định của thép (MPa) (6.7.6.2.1) (6.8.7.2) (6.8.2.1)

F_yb = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh dưới (MPa) (6.10.4.3.1b)

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa) (6.10.3.1.4b)

F_yce = cường độ chảy hiệu dụng của bản cánh chịu nén (MPa) (6.10.10.1.2d)

F_yf = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh; giá trị cao hơn trong số các cường độ chảy nhỏ nhất quy định của các bản cánh (MPa) (6.10.8.2.4b) (6.10.10.2.3)

F_yr = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của các thanh cốt thép dọc hoặc ngang (MPa) (6.9.5.1) (6.10.3.1.4b)

F_yre = cường độ chảy hiệu dụng của cốt thép dọc (MPa) (8.10.10.1.2d)

F_ys = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của sườn tăng cường (MPa) (6.10.8.1.2)

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu kéo (MPa) (6.10.3.1.4b)

F_yte = cường độ chảy hiệu dụng của bản cánh chịu kéo (MPa) (6.10.10.1.2d)

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa) (6.10.6.4) (6.10.3.1.4b)

F_ywe = cường độ chảy hiệu dụng của bản bụng (MPa) (6.10.10.1.2d)

f_a = ứng suất dọc trục do các tải trọng tính toán (MPa) (6.14.4.2)

f_b = ứng suất lớn nhất do các tải trọng tính toán bao gồm sự khuyếch đại mô men (MPa) (6.14.4.2)

f_c = ứng suất trong bản cánh chịu nén do tải trọng tính toán (MPa) (6.10.2.2)

f’_c = cường độ chịu nén nhỏ nhất quy định của bê tông (Mpa) (6.9.5.1)

f_cf = ứng suất uốn đàn hồi trong bản cánh chịu nén do tải trọng thường xuyên không nhân với hệ số và hai lần tải trọng gây mỏi tính toán (MPa) (6.10.6.3)

f_f = ứng suất bản cánh đàn hồi gây ra do tải trọng tính toán (MPa) (6.10.10.2.2)

f_f_ℓ = giá trị nhỏ hơn giữa cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định và ứng suất do tải trọng tính toán ở trong mỗi bản cánh (MPa) (6.10.4.3.1c)

f_fr = ứng suất bản cánh phân bố lại (MPa) (6.10.10.2.2)

f_g = ứng suất dọc trục trên toàn mặt cắt mặt cầu (MPa) (6.10.4.3.3.2)

f_sr = biên độ ứng suất uốn trong cốt thép dọc ở trên trụ cầu (MPa) (6.10.7.4.3)

f_u = ứng suất bản cánh lớn nhất ở khoang trong đang xem xét do tải trọng tính toán (MPa) (6.10.7.3.3b)

f_v = ứng suất cắt xoắn lớn nhất trong bản cánh dầm hộp (MPa) (6.11.2.1.2a)

f_vg = ứng suất cắt trên toàn mặt cắt mặt cầu (MPa) (6.14.3.3.2)

g = khoảng cách giữa các đường bu lông (mm) (6.8.3) (6.13.2.6.1c)

H = chiều cao hữu hiệu của đường hàn (mm) (6.6.1.2.5)

I = mô men quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn trong các khu vực chịu uốn dương hoặc mô men quán tính của mặt cắt liên hợp trong các khu vực chịu uốn âm (mm⁴) (6.10.7.4.1b)

I_ℓ = mô men quán tính của sườn tăng cường dọc lấy đối với mép tiếp xúc với bản bản bụng hoặc bản cánh (mm⁴) (6.10.8.1.3)

I_s = mô men quán tính của sườn tăng cường dọc đối với trục song song với bản cánh dưới và ở đáy của sườn tăng cường; mô men quán tính sườn tăng cường sườn vòm (mm⁴) (6.11.2.1.3a) (6.14.4.2)

I_t = mô men quán tính của sườn tăng cường ngang lấy đối với mép tiếp xúc với bản bản bụng cho các sườn tăng cường đơn, hoặc đối với giữa chiều dày của bản bản bụng cho các cặp sườn tăng cường (mm⁴) (6.10.8.1.3)

I_y = mô men quán tính của mặt cắt thép đối với trục đứng trong mặt phẳng của bản bản bụng của nó; mô men quán tính đối với trục thẳng góc với trục chịu uốn (mm⁴) (6.10.2.1) (6.12.2.2.2)

I_yc = mô men quán tính của bản cánh chịu nén đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bản bụng (mm⁴) (6.10.2.1)

IM = mức gia tăng của hệ số động theo Điều 3.6.2

J = hằng số độ cứng chịu xoắn St. Venent (mm⁴) (6.10.4.2.6a) (6.11.1.2.2)

K = hệ số chiều dài hiệu dụng trong mặt phẳng mất ổn định khi uốn dọc (6.9.3)

K_h = hệ số kích thước lỗ đối với các liên kết bu lông (6.13.2.8)

K_s = hệ số điều kiện bề mặt đối với các liên kết bu lông (6.13.2.8)

KL/r = hệ số độ mảnh (6.9.3)

k = hệ số uốn cắt; khoảng cách từ mặt phía ngoài của bản cánh đến chân mối hàn góc bản bản bụng của bộ phận được tăng cường; hệ số mất ổn định khi uốn dọc của tấm như quy định trong Bảng 6.9.4.2-1 (6.10.7.3.3a) (6.11.2.1.3a) (6.13.7.2) (6.9.4.2)

L = chiều dài nhịp; chiều dài của cấu kiện (mm)

L_b = chiều dài không giằng; khoảng cách đến điểm giằng thứ nhất kề bên mặt cắt yêu cầu chịu các xoay dẻo (mm) (6.10.4.1.7) (6.10.10.1.1d)

L_c = chiều dài của neo chịu cắt hình chữ U; khoảng cách trống giữa các lỗ hoặc giữa lỗ và đầu của cấu kiện (mm) (6.10.7.4.4c) (6.13.2.9)

L_cp = chiều dài của bản táp (mm) (6.10.9.1)

L_p = độ dài giới hạn giằng ngang đối với khả năng chịu uốn bị khống chế bởi sự hình thành uốn dẻo (mm) (6.10.6.4.2.6a)

L_r = độ dài giới hạn giằng ngang đối với khả năng chịu uốn bị khống chế bởi sự mất ổn định khi chịu xoắn ngang phi đàn hồi (mm) (6.10.6.4.2.6a)

LE = hoạt tải

LFD = thiết kế theo hệ số tải trọng

LRFD = thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng

ℓ = chiều dài cấu kiện không có giằng (mm) (6.8.4)

M_c = mômen cột do tải trọng tính toán trong khung cứng (N.mm) (6.13.7.2)

M_cp = mômen tính toán ở điểm đỡ phía trong xảy ra đồng thời với sự uốn dương lớn nhất tại mặt cắt ngang đang nghiên cứu (N.mm) (6.10.4.2.2a)

M_fb = mômen dọc tính toán tác dụng vào dầm ngang (N.mm) (6.14.3.4)

M_f_ℓ = mômen dọc tính toán tác dụng lên bản mặt cầu do bản truyền các tải trọng bánh xe cho các dầm kề bên (N.mm) (6.14.3)

M_ft = mômen ngang tính toán tác dụng lên bản mặt cầu do bản truyền tải trọng bánh xe cho các sườn dọc kề bên (N.mm) (6.14.3.4)

M_h = mômen tính toán ở khớp dẻo chịu các chuyển vị xoay dẻo cần thiết để tạo thành một cơ cấu ((N.mm) (6.10.11.1.1d) (6.10.10.1.2b)

M_ℓ = mômen có giá trị thấp hơn do tải trọng tính toán ở một trong hai đầu của chiều dài không được giằng (N.mm) (6.10.4.1.7)

M_max = sức kháng uốn lớn nhất (N.mm) (6.10.11.2.4d)

M_n = sức kháng uốn danh định (N.mm) (6.10.4) (6.10.4.2.3)

M_np = sức kháng uốn danh định ở điểm đỡ phía trong (N.mm) (6.10.4.2.2a)

M_p = sức kháng mômen dẻo (N.mm) (6.10.5.1.3) (6.10.4.2.2a)

M_pe = sức kháng mômen dẻo hiệu dụng (N.mm) (6.10.10.1.2b)

M_ps = sức kháng mômen dẻo của mặt cắt thép của cấu kiện được bọc bê tông (N.mm) (6.12.2.3.1)

M_r = sức kháng uốn tính toán (N.mm) (6.10.4) (6.10.9.2.1)

M_rb = sức kháng mômen tính toán của dầm ngang (N.mm) (6.14.3.4)

M_rr = sức kháng mômen tính toán của sườn dọc (N.mm) (6.14.3.3.2)

M_rt = sức kháng mômen tính toán của bản mặt cầu truyền các tải trọng bánh xe cho các sườn kề bên (N.mm) (6.14.3.4)

M_rx, M_ry = sức kháng uốn tính toán theo hương X và Y tương ứng (N.mm) (6.8.2.3) (6.9.2.2)

M_u = mômen uốn tính toán, mômen khoang lớn nhất do các tải trọng tính toán (N.mm) (6.10.9.2.1) (6.7.6.2.1) (6.10.7.3.3a)

M_ur = mômen uốn cục bộ tính toán trong sườn dọc bản trực hướng (N.mm) (6.14.3.3.2)

M_ux, = các mômen uốn do các tải trọng tính toán trong hướng X hoặc Y tương ứng (N.mm) (6.8.2.3) (6.9.2.2)

M_w = mômen ngang lớn nhất trong bản cánh dưới do tải trọng gió tính toán (N.mm) (6.10.3.7.4)

M_y = sức kháng mômen chảy; mômen chảy khi sự chảy bản bụng không được xét đến (N.mm) (6.10.4.2-1) (6.10.4.3.1c)

M_yc = sức kháng mômen chảy của mặt cắt liên hợp của bộ phận được bọc bêtông (N.mm) (6.12.2.3.1)

M_yr = mômen kháng khi chảy khi sự chảy của bản bụng được tính đến (N.mm) (6.10.4.3.1c)

N = số chu kỳ của biên độ ứng suất (6.6.1.2.5)

NDT = thí nghiệm không phá hoại

N_s = số các mặt phẳng cắt; số các mặt phẳng trượt mỗi bulông (6.13.2.7)(6.13.2.8)

n = số chu kỳ cho một lượt xe tải qua; tỷ số môđun đàn hồi của thép đối với môđun đàn hồi của bê tông; số lượng các neo chịu cắt trong mặt cắt ngang hoặc số lượng các neo chịu cắt yêu cầu giữa mặt cắt của mômen dương lớn nhất và điểm kề của mômen 0,0 hoặc giữa trụ và điểm kề của mômen 0,0; số lượng các sườn tăng cường dọc; số lượng bulông (6.6.1.2.5) (6.9.5.1) (6.10.3.1.1b) (6.10.7.4.1b) (6.11.2.3a)

n_Ac = số lượng các neo bổ sung thêm yêu cầu trong các vùng của các điểm uốn tĩnh tải đối với các mặt cắt không liên hợp trong các vùng uốn âm (6.10.7.4.3)

P_h = lực ở trong bản cánh chịu nén ở điểm được giằng có giá trị mômen cao hơn do tải trọng tính toán (N) (6.10.4.2.5a)

P_l = lực ở trong bản cánh chịu nén ở điểm được giằng có giá trị mômen thấp hơn do tải trọng tính toán (N) (6.10.4.2.5a)

P_n = sức kháng danh định, sức kháng ép mặt danh định, sức kháng nén danh định (N) (6.8.7.2) (6.9.2.1)

P_nu = sức kháng kéo danh định đối với sự đứt gãy ở trong mặt cắt thực (N) (6.8.2.1)

P_ny = sức kháng kéo danh định đối với sự chảy dẻo ở trong mặt cắt thô (N)(6.8.2.1)

P_r = sức kháng kéo hoặc nén dọc trục tính toán; sức kháng ép mặt tính toán trên các bản có đinh; sức kháng kéo danh định của mặt cầu, có xét chiều rộng hiệu dụng của mặt cầu (N) (6.8.2.1) (6.8.2.3) (6.8.7.2) (6.9.2) (6.14.3.3.2)

P_t = lực kéo bulông tối thiểu yêu cầu (N) (6.13.2.8)

P_u = lực dọc trục tính toán tác dụng; lực kéo trực tiếp hoặc lực cắt mỗi bulông do tải trọng tính toán; lực ở trong sườn trực hướng (N) (6.9.2.2) (6.13.2.10.4) (6.8.2.3) (6.13.2.11) (6.14.3.3.2)

p = khoảng cách đều của các neo chịu cắt dọc theo trục dọc (mm) (6.10.7.4.1b)

Q = mômen thứ nhất của diện tích bản tính đổi ngắn hạn đối với trục trung hòa cả mặt cắt liên hợp ngắn hạn trong các vùng uốn dương, hoặc mômen thứ nhất của diện tích cốt thép dọc đối với trục trung hòa của mặt cắt liên hợp trong các vùng uốn âm (mm³) (6.10.7.4.1b)

Q_fl = tỷ số của khả năng chống oằn của bản cánh với cường độ chảy của bản cánh (6.10.4.2- 3)

Q_n = cường độ cắt danh định của một neo chịu cắt (N) (6.10.7.4.4)

Q_p = độ mảnh của bản cánh và bản bụng chịu nén để đạt tới sức kháng uốn M (6.10.4.2.3)

Q_r = các sức kháng tính toán của các neo chịu cắt (N) (6.10.7.4.4)

Q_u = lực kéo nhổ đầu của mỗi bulông do tải trọng tính toán (N) (6.13.2.10.4)

R = sự xoay dẻo (MRADS); hệ số tương tác với cắt (6.10.10.2.4d) (6.10.7.3.3a)

R_b.R_h = các hệ số giảm ứng suất bản cánh (6.10.4.3)

R_n = sức kháng danh định của bulông liên kết hoặc vật liệu được liên kết (N) hoặc (MPa) (6.13.2.2) (6.13.2.9)

(RPB)r = sức kháng ép của mặt chốt (N) (6.7.6.2.2)

R_r = sức kháng tính toán của liên kết bulông hoặc hàn ở trạng thái giới hạn cường độ (N) hoặc (MPa) (6.13.2.2) (6.13.3.2)

R_s = sức kháng cắt danh định của bulông trong cắt và kéo kết hợp (N) (6.13.2.11)

r = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất , bán kính hồi chuyển của nẹp tăng cường dọc đối với mép tiếp xúc bung (mm) (6.10.8.3.3) (GSA)

r_s = bán kính hồi chuyển của thép hình kết cấu, ống hoặc hệ ống đối với mặt phẳng uốn dọc (mm) (6.9.4.1) (6.9.5.1)

r_t = đối với mặt cắt liên hợp bán kính hồi chuyển của mặt cắt tính đổi gồm bản cánh chịu nén của mặt cắt thép cộng với một phần ba chiều cao của bản bụng chịu nén, đối với trục thẳng đứng. Đối với mặt cắt không liên hợp bán kính hồi chuyển của bản cánh chịu nén đối với trục thẳng đứng (mm) (6.10.4.2.5a) (6.10.4.1.9)

r_y = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bụng ở giữa các điểm giằng (mm) (6.10.4.1.7)

S = môđun mặt cắt đàn hồi của mặt cắt (mm3) (6.12.2.2.2)

S_XC = môdun mặt cắt của bản cánh chịu nén đối với trục chính nằm ngang của mặt cắt (mm³) (6.10.4.2.6a)

s = bước của các lỗ; khoảng cách dọc của cốt thép ngang (mm) (6.8.3) (6.12.3.1)

T = mômem xoắn trong do các tải trọng tính toán (N.mm) (6.11.2.1.2a)

T_n = sức kháng kéo danh định của bulông (N) (6.12.2.10.2) (6.13.2.11)

T_u = lực kéo mỗi bulông do tổ hợp tải trọng sử dụng (N) (6.13.2.11)

t = chiều dày bản (mm); chiều dày ống (mm); chiều dày của bản bên ngoài mỏng hơn hoặc thép hình (mm) (6.7.6.2.2) (6.9.4.2) (6.13.2.6.2)

t_b = chiều dày bản cánh chịu nén; chiều dày của bản cánh truyền lực tập trung (mm) (6.10.7.4.4b) (6.13.7.2)

t_c = chiều dày của bản cánh của cấu kiện cần được tăng cường (mm) (6.13.7.2)

t_f = chiều dày bản cánh chịu nén (mm); Chiều dày bản cánh của neo chịu cắt U (mm) (6.10.4.1.3) (6.10.7.4.4c)

t_fb = chiều dày bản cánh dưới (mm) (6.10.3.5.1)

t_h = chiều dày của nách bản bê tông ở trên bản cánh trên của dầm thép (mm) (6.10.A22b)

t_p = chiều dày của bản đặt tải phương ngang; Chiều dày của phân nhô ra của sườn tăng cường; Chiều dày của sườn tăng cường (mm) (6.6.1.2.5) (6.10.6.1.2) (6.11.3.2.1)

t_s = chiều dày của bản bê tông; Chiều dày của bản sườn tăng cường (mm) (6.10.4.2.2b) (6.10.8.3.2)

t_t = chiều dày của bản cánh chịu kéo của mặt cắt thép (mm) (6.10.7.4.4b)

t_w = chiều dày bản bụng của neo chịu cắt hình: (mm); Chiều dày bản bụng của neo chịu cắt hình U (mm) (6.12.3.2.1) (6.10.7.4.4c)

U = hệ số chiết giảm đối với trễ trượt, (yếu trượt) (6.8.2.1)

V = lực cắt phụ thêm đối với các bản khoan lỗ (N) (6.9.4.3.2)

V_h = tổng lực cắt nằm ngang do các neo chống chịu cắt (N) (6.10.7.4.4b)

V_n = sức kháng cắt danh định (N) (6.10.7.1)

V_p = khả năng chịu cắt dẻo (N) (6.10.7.2)

V_r = sức kháng cắt tính toán (N) (6.10.7.1)

V_sr = biên độ lực cắt (N) (6.10.7.4.1b)

V_u = lực cắt do tải trọng tính toán (N) 6.7.6.2.1) (6.10.8.1.4)

V_ui = lực cắt do các tải trọng tính toán trên một bung nghiêng (N) (6.11.2.2.1)

V_cf = ứng suất cắt do hoạt tải (N); lực cắt trong bản bụng của mặt cắt đồng nhất với các nép tăng cường ngang và có hoặc không có các nẹp tăng cường dọc (N) (6.10.4.4)

W = chiều rộng của bản cánh giữa các nẹp tăng cường dọc hoặc khoảng cách từ bản bản bụng đến nẹp tăng cường dọc gần nhất (mm); khoảng cách tim đến tim giữa các bản cánh của mặt cắt hộp (mm) (6.11.3.2.1) (6.11.1.1.1)

Z = môđun dẻo của mặt cắt (mm³) (6.12.2.3.1)

Z_r = cường độ mỏi chống cắt của neo chịu cắt (N) (6.10.7.4.3)

Y = hệ số tải trọng quy định trong Bảng 3.4.1.1 (6.6.1.2.2)

(Df) = tác động lực, biên độ ứng suất hoạt tải do sự đi qua của tải trọng mỏi (MPa) (6.6.1.2.2)

(Df)^c_n = sức chịu mỏi danh định đối với chi tiết loại C (Mpa) (6.6.1.2.5)

(Df)_n = sức chịu mỏi danh định (MPa) (6.6.1.2.2) (6.6.1.2.5)

(DF_TH) = ngưỡng mỏi biên độ không đổi (MPa) (6.6.1.2.5)

l = hệ số mảnh của cột đã tiêu chuẩn hóa (6.9.5.1) (6.9.4.1)

l_b = hệ số liên quan đến tỷ số b/t (6.10.4.3.2)

q = góc nghiêng của bản bụng đối với mặt phẳng thẳng đứng (độ) (6.11.2.2.1)

j_b = hệ số sức kháng đối với ép mặt (6.5.4.2)

j_bb = hệ số sức kháng đối với các bulông ép mặt trên vật liệu (6.5.4.2)

j_bc = hệ số sức kháng đối với cắt khối (6.5.4.2)

j_c = hệ số sức kháng đối với nén (6.5.4.2)

j_e1 = hệ số sức kháng đối với cắt trong kim loại hàn trong các đường hàn ngấu hoàn toàn trực giao với trục của đường hàn ngấu không hoàn toàn (6.5.4.2)

j_e2 = hệ số sức kháng đối với kim loại hàn của các đường hàn ngấu không hoàn toàn (6.5.4.2)

j_f = hệ số sức kháng đối với uốn (6.5.4.2)

j_s = hệ số sức kháng đối với cắt trong các bulông (6.5.4.2)

j_sc = hệ số sức kháng đối với các neo chịu cắt (6.5.4.2)

j_t = hệ số sức kháng đối với kéo trong các bulông cường độ cao (6.5.4.2)

j_u = hệ số sức kháng đối với đứt gãy của các cấu kiện chịu kéo (6.5.4.2)

j_v = hệ số sức kháng đối với cắt (6.5.4.2)

j_w = hệ số sức kháng đối với cắt trong các đường hàn (6.5.4.2)

j_y = hệ số sức kháng đối với chảy của các cấu kiện chịu kéo (6.5.4.2)

6.4. VẬT LIỆU

6.4.1. CÁC LOẠI THÉP KẾT CẤU

Các loại thép kết cấu phải tuân theo các yêu cầu, quy định trong Bảng 1 và thiết kế phải căn cứ trên các tính chất tối thiểu được nêu.

Môđun đàn hồi và hệ số giãn nở nhiệt của tất cả các cấp của thép kết cấu phải giả định là 200.000 MPa và 11,7×10^-6 mm/mm/ ^oC.

Thép theo AASHTO M270M, cấp 250, (ASTM A709M, cấp 250) có thể được sử dụng với các chiều dày trên 100 mm cho các ứng dụng không phải là kết cấu hoặc các bộ phận của hệ gối tựa.

Các thép hình kết cấu hợp kim tôi và ram và đường ống không hàn với cường độ kéo tối đa quy định không vượt quá 965 MPa đối với các thép hình kết cấu, hoặc 1000 MPa đối với đường ống không hàn, có thể được sử dụng, miễn là:

· Vật liệu đáp ứng tất cả các yêu cầu cơ – hóa khác của ASTM A709M, cấp 690 hoặc 690 W, và

· Thiết kế được căn cứ trên các đặc tính tối thiểu quy định đối với thép ASTM A709M, các cấp 690 và 690 W

Đường ống kết cấu phải được hàn tạo hình nguội hoặc ống không hàn tuân theo ASTM A500, cấp B, hoặc hàn tạo hình nóng hoặc ống không hàn tuân theo ASTM A501.

Các giới hạn chiều dày liên quan đến các thép hình cán và các nhóm phải tuân theo ASTM A6M (AASHTO M160).

Bảng 6.4.1.1 – Các đặc tính cơ học tối thiểu của thép kết cấu theo hình dáng, cường độ và chiều dày

Ký hiệu AASHTO	Thép kết cấu	Thép hợp kim thấp cường độ cao		Thép hợp kim thấp tôi và ram	Thép hợp kim tôi & ram, cường độ chảy dẻo cao
Ký hiệu AASHTO	M270M Cấp 250	M270M Cấp 345	M270M Cấp 345W	M270M Cấp 485W	M270M Các cấp 690/690 W
Ký hiệu ASTM tương đương	A 709M Cấp 250	A 709M Cấp 345	A 709M Cấp 345W	A 709M Cấp 485W	A 709M Các cấp 690/690 W
Chiều dày của các bản, mm	Tới 100	Tới 100	Tới 100	Tới 100	Tới 65	Trên 65 đến 100
Thép hình	Tất cả các nhóm	Tất cả các nhóm	Tất cả các nhóm	Không áp dụng	Không áp dụng	Không áp dụng
Cường độ chịu kéo nhỏ nhất, F_u, MPa	400	450	485	620	760	690
Điểm chảy nhỏ nhất hoặc cường độ chảy nhỏ nhất F_y, MPa	250	345	345	485	690	620

6.4.2. CHỐT, CON LĂN VÀ CON LẮC

Thép cho các chốt, con lăn và con lắc phải tuân theo các yêu cầu của Bảng 1, Bảng 6.4.1.1 hoặc Điều 6.4.7.

Các con lăn phải có đường kính không nhỏ hơn 100 mm.

Bảng 6.4.2-1 – Các đặc tính cơ học tối thiểu của các chốt, các con lăn và các con lắc theo kích thước và cường độ

Ký hiệu AASHTO với các giới hạn kích thước

M169 đường kính 100mm hoặc nhỏ hơn

M102 đến đường kính 500 mm

M102 đến đường kính 250 mm

M102 đến đường kính 500 mm

Ký hiệu ASTM, cấp hoặc hạng

A108

Các cấp 1016 đến 1030

A668

Hạng C

A668

Hạng D

A668

Hạng F

A668

Hạng G

Điểm chảy nhỏ nhất F_y, MPa

250

230

260

345

6.4.3. BULÔNG, ĐAI ỐC VÀ VÒNG ĐỆM

6.4.3.1. Bulông

Các bulông phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây:

· Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông và đinh tán thép cacbon, cường độ chịu kéo 420 MPa, ASTM A307

· Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông cường độ cao cho các liên kết thép kết cấu với cường độ kéo tối thiểu 830MPa đối với các đường kính từ 16mm tới 27mm và 725MPa đối với các đường kính từ 30mm tới 36mm, AASHTO M164M (ASTM A325M), hoặc

· Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông cường độ cao, các hạng 10.9 và 10.9.3 cho các liên kết thép kết cấu, AASHTO M253M (ASTM A490M).

Các bulông loại 1 nên sử dụng với các thép khác với thép có xử lý chống ăn mòn. Các bulông loại 3 tuân theo ASTM A325M hoặc ASTM A490M phải được sử dụng với các thép có xử lý chống ăn mòn. AASHTO M164 (ASTM A325M), loại 1, các bulông có thể hoặc tráng kẽm nhúng nóng phù hợp với AASHTO M232 (ASTM A153), Hạng C, hoặc tráng kẽm bằng cơ học phù hợp AASHTO M298 (ASTM B695), Hạng 345 (50). Các bulông tráng kẽm phải được thí nghiệm kéo sau khi tráng kẽm, như AASHTO M164 (ASTM A325M) yêu cầu.

Các bulông AASHTO M253M (ASTM A490M) không được tráng kẽm.

Các vòng đệm, đai ốc và bulông của bất cứ liên kết nào phải được tráng kẽm theo cùng phương pháp. Các đai ốc cần được phủ lên nhau tới số lượng tối thiểu yêu cầu đối với lắp ghép linh kiện liên kết, và phải được bôi trơn bằng dầu nhờn có màu sắc trông thấy được.

6.4.3.2. Đai ốc

Trừ chú thích ở dưới, các đai ốc cho các bulông AASHTO M164M (ASTM A325M) phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các đai ốc thép cácbon và hợp kim, AASHTO M291M (ASTM A563M), các cấp 12,10S3,8S,8S3,10 và 10S hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các đai ốc thép cácbon và hợp kim cho các bulông làm việc dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, AASHTO M292M (ASTM A194M), các cấp 2 và 2H.

Các đai ốc cho bulông của AASHTO M253M (ASTM A490M) phải tuân theo các yêu cầu của AASHTO M291M (ASTM A563M) các cấp 12 và 10S3 hoặc AASHTO M292M (ASTM A194M) cấp 2H.

Các đai ốc để tráng kẽm phải được xử lý nhiệt, cấp 2H,12 hoặc 10S3. Các quy định của Điều 6.4.3.1 phải được áp dụng.

Các đai ốc phải có độ cứng tối thiểu là 89HRB.

Các đai ốc để sử dụng theo AASHTO M164M (ASTM A325M), các bulông loại 3 phải là cấp C3 hoặc DH3. Các đai ốc để sử dụng theo AASHTO M253M (ASTM A490M), các bulông loại 3 phải là cấp DH3.

6.4.3.3. Vòng đệm

Các vòng đệm phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các vòng đệm thép tôi, ASTM F43 GM).

Các quy định của Điều 6.4.3.1 phải được áp dụng cho các vòng đệm tráng kẽm.

6.4.3.4. Các linh kiện liên kết tùy chọn

Các linh kiện liên kết khác hoặc các cụm linh kiện liên kết cho đến nay không được quy định có thể được sử dụng tùy theo sự chấp thuận của kỹ s-, miễn là chúng đáp ứng các điểm sau đây:

· Các vật liệu, các yêu cầu sản xuất và thành phần hóa học của AASHTO M164M (ASTM A325M) hoặc AASHTO M253M (ASTM A490M),

· Các yêu cầu đặc tính cơ học của cùng quy trình trong các thí nghiệm theo kích thước thực, và

· Đường kính thân và các khu vực ép tựa dưới đầu và đai ốc, hoặc bộ phận tương đương của chúng, không được nhỏ hơn các thông số quy định cho một bulông và đai ốc có cùng các kích thước danh định được mô tả trong các Điều 6.4.3.1 và 6.4.3.2.

Các linh kiện liên kết để lựa chọn như thế có thể không giống các kích thước khác của bulông, đai ốc và vòng đệm quy định trong các Điều 6.4.3.1 đến 6.4.3.3.

6.4.3.5. Thiết bị chỉ báo tải trọng

Các thiết bị chỉ báo tải trọng tuân theo các yêu cầu của Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các chỉ báo lực căng trực tiếp loại vòng đệm có thể ép được để sử dụng với các linh kiện liên kết kết cấu, ASTM F959M, có thể được sử dụng cùng với các bulông, đai ốc và vòng đệm.

Các thiết bị chỉ báo lực căng trực tiếp khác có thể được sử dụng tùy theo sự chấp thuận của kỹ sư.

6.4.4. ĐINH NEO CHỊU CẮT

Các đinh neo chịu cắt phải được làm từ các thanh thép kéo nguội, các cấp 1015,1018 hoặc 1020, khử một phần hoặc khử hoàn toàn ôxy, tuân theo AASHTO M169 (ASTM A108) – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các thanh thép cácbon gia công nguội, chất lượng tiêu chuẩn, và phải có giới hạn chảy nhỏ nhất là 345 MPa và cường độ chịu kéo là 400MPa. Nếu sự nóng chảy dùng để giữ các mũ đinh thì thép dùng cho các mũ phải là cấp cácbon thấp phù hợp với hàn và phải tuân theo ASTM A109M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với thép, cácbon, thép lá cán nguội.

6.4.5. KIM LOẠI HÀN

Kim loại hàn phải tuân theo các yêu cầu của Quy phạm Hàn cầu D1.5 ANSI/AASHTO/AWS.

6.4.6. KIM LOẠI ĐÚC

6.4.6.1. Thép đúc và gang dẻo

Thép đúc phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây:

· AASHTO M192M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc thép cho cầu đường bộ, Hạng 485, trừ khi được quy định khác.

· AASHTO M103M (ASTM A27M) – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc thép cácbon cho ứng dụng chung, Cấp 485-250, trừ khi được quy định khác.

· AASHTO M163M (ASTM A743M) – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc hợp kim dựa vào gang pha crom chống ăn mòn, gang pha crom-niken cho ứng dụng chung, cấp CA15, trừ khi được quy định khác.

Sản phẩm đúc bằng gang dẻo phải tuân theo Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với gang dẻo đúc, ASTM A536, cấp 414-276-18, trừ khi được quy định khác.

6.4.6.2. Các sản phẩm đúc có thể rèn được

Các sản phẩm đúc có thể rèn được phải tuân theo ASTM A47M, Cấp 24118, – Quy trình đối với các sản phẩm gang ferit có thể rèn được. Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất phải không thấp hơn 241MPa.

6.4.6.3. Gang

Các sản phẩm gang phải tuân theo AASHTO M105 (ASTM A48M), Hạng 30 – Quy trình đối với các sản phẩm đúc hợp kim xám.

6.4.7. THÉP KHÔNG GỈ

Thép không gỉ phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây:

· ASTM A176- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép tấm, thép lá và thép dải không gỉ và thép pha crôm chịu nhiệt

· ASTM A240M- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép tấm, thép lá và thép dải pha crôm chịu nhiệt và thép không gỉ, cho các bình chịu áp suất

· ASTM A276- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép thanh và thép hình chịu nhiệt và không gỉ, hoặc

· ASTM A666- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép lá, thép dải, thép tấm, thanh dẹt austenit không gỉ cho các áp dụng kết cấu.

Thép không gỉ không tuân theo các Tiêu chuẩn liệt kê trên đây có thể được sử dụng miễn là thép đó tuân theo các yêu cầu cơ-hóa học của một trong các Tiêu chuẩn liệt kê trên đây, hoặc các Tiêu chuẩn khác đã ban hành. Các Tiêu chuẩn này quy định các tính chất và sự thích hợp, miễn là thép đó phải qua các phân tích, thí nghiệm và các kiểm tra khác ở cùng mức và theo cách mô tả của một trong các Tiêu chuẩn đã liệt kê.

6.4.8. DÂY THÉP

6.4.8.1. Dây thép trơn

Dây thép trơn phải tuân theo ASTM A510M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các yêu cầu chung cho các phôi để cán kéo dây và dây tròn thô, thép cácbon.

6.4.8.2. Dây thép tráng kẽm

Dây thép tráng kẽm phải tuân theo ASTM A641M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây thép cácbon bọc kẽm (tráng kẽm).

6.4.8.3. Dây thép bọc êpoxy

Dây thép bọc êpoxy phải tuân theo ASTM A99 – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây thép bọc êpoxy.

6.4.8.4. Dây cáp cầu

Dây cáp cầu phải tuân theo ASTM A586 – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây cáp kết cấu sợi thép bọc kẽm song song và xoắn, hoặc ASTM A603 – Tiêu chuẩn đối với cáp thép kết cấu bọc kẽm.

6.5. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

6.5.1. TỔNG QUÁT

Đặc tính kết cấu của các bộ phận được làm từ thép hoặc thép phối hợp với các vật liệu khác, phải được điều tra cho từng giai đoạn có thể trở nên nguy kịch trong khi thi công, bốc xếp, vận chuyển và lắp ráp, cũng như trong tuổi thọ phục vụ của kết cấu mà chúng là một phần.

Các bộ phận kết cấu phải cân xứng để thỏa mãn các yêu cầu về các trạng thái giới hạn cường độ, đặc biệt, sử dụng và mỏi.

6.5.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Phải áp dụng các quy định của các Điều 2.5.2.6 và 6.10.5 khi có thể áp dụng được.

Các kết cấu thép phải thỏa mãn các yêu cầu đối với tổ hợp tải trọng sử dụng trong Bảng 3.4.1-1 lưu ý Ghi chú 6.

6.5.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI VÀ PHÁ HOẠI

Các bộ phận cấu thành và các chi tiết phải được điều tra về mỏi như quy định trong Điều 6.10.6

Phải áp dụng tổ hợp tải trọng mỏi, quy định trong Bảng 3.4.1-1 và hoạt tải mỏi quy định trong Điều 3.6.1.4.

Các bản bụng của dầm bản phải thỏa mãn các quy định của Điều 6.10.6.

Phải áp dụng các điều khoản đối với mỏi trong các neo chịu cắt trong các Điều 6.10.7.4.2 và 6.10.7.4.3 khi có thể áp dụng được.

Các bulông chịu mỏi do kéo phải thỏa mãn các quy định của Điều 6.13.2.10.3.

Các yêu cầu độ bền chống đứt gãy phải phù hợp với Điều 6.6.2.

6.5.4. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

6.5.4.1. Tổng quát

Cường độ và độ ổn định phải được xem xét bằng sử dụng các tổ hợp tải trọng cường độ quy định trong Bảng 3.4.1-1.

6.5.4.2. Hệ số sức kháng

Các hệ số sức kháng, j , đối với trạng thái giới hạn cường độ phải lấy như sau:

· Đối với uốn……………………………………………………………………………………………… j_f = 1,00

· Đối với cắt………………………………………………………………………………………………. j_v = 1,00

· Đối với nén dọc trục, chỉ cho thép ………………………………………………………………. j_c = 0,90

· Đối với nén dọc trục, liên hợp …………………………………………………………………….. j_c = 0,90

· Đối với kéo, đứt trong mặt cắt thực ……………………………………………………………… j_u = 0,80

· Đối với kéo, chảy trong mặt cắt nguyên ………………………………………………………… j_y = 0,95

· Đối với ép mặt tựa trên các chốt, các lỗ doa, khoan hoặc bắt bulông và các bề mặt cán ….. j_b = 1,00

· Đối với các bulông ép mặt trên vật liệu………………………………………………………. j_bb = 0,80

· Đối với các neo chịu cắt…………………………………………………………………………… j_sc = 0,85

· Đối với các bulông A325M và A490M chịu kéo……………………………………………. j_t = 0,80

· Đối với các bulông A307 chịu kéo ……………………………………………………………… j_t = 0,80

· Đối với các bulông chịu cắt………………………………………………………………………… j_s = 0,65

· Đối với các bulông A325M và A490M chịu cắt……………………………………………… j_s = 0,80

· Đối với cắt khối ……………………………………………………………………………………… j_bs = 0,80

· Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu hoàn toàn:

+ cắt trên diện tích hữu hiệu ……………………………………………………………………… j_e1 = 0,85

+ kéo hoặc nén trực giao với diện tích hữu hiệu …………………………………. j = j kim loại nền

+ kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn ………………………………. j = j kim loại nền

· Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu cục bộ:

+ cắt song song với trục của đường hàn…………………………………………………………. j_e2 = 0,80

+ kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn……………………………… j = j kim loại nền

+ nén trực giao với diện tích hữu hiệu ……………………………………………….. j = j kim loại nền

+ kéo trực giao với diện tích hữu hiệu ……………………………………………………………. f_e1 = 0,80

· Đối với kim loại hàn trong các mối hàn:

+ kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn ………………………………… j = jkim loại nền

+ cắt trong chiều cao tính toán của kim loại hàn……………………………………………… j_e2 = 0,80

· Đối với sức kháng trong khi đóng cọc ………………………………………………………… j_e1 = 1,00

6.5.5. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Phải nghiên cứu tất cả các tổ hợp tải trọng đặc biệt có thể áp dụng ghi trong Bảng 3.4.1-1.

Tất cả các hệ số sức kháng đối với trạng thái giới hạn đặc biệt, trừ đối với các bulông, đều phải lấy bằng 1,0

Các mối liên kết bằng bulông không được bảo vệ bằng thiết kế theo khả năng hoặc theo trạng thái chảy kết cấu có thể được giả định làm việc như các liên kết loại ma sát ở trạng thái giới hạn đặc biệt và phải dùng các giá trị của các hệ số sức kháng đối với các bulông nói trong Điều 6.5.4.2.

6.6. CÁC XEM XÉT VỀ MỎI VÀ ĐỨT GÃY

6.6.1. MỎI

6.6.1.1. Tổng quát

Độ mỏi phải được phân loại hoặc do tải trọng gây ra hoặc do cong vênh gây ra mỏi.

6.6.1.2. Mỏi do Tải trọng gây ra

6.6.1.2.1. Áp dụng

Tác dụng lực xem xét để thiết kế mỏi của chi tiết cầu thép phải là biên độ ứng suất của hoạt tải.

Các ứng suất dư không được xét đến trong nghiên cứu mỏi.

Các quy định này chỉ áp dụng cho các chi tiết chịu ứng suất kéo thực. Trong các vùng mà các tải trọng thường xuyên không được nhân với hệ số, gây ra lực nén, thì độ mỏi chỉ được xét nếu như ứng suất nén này nhỏ hơn hai lần ứng suất hoạt tải kéo lớn nhất gây ra từ tổ hợp tải trọng mỏi quy định trong Bảng 3.4.1-1.

6.6.1.2.2. Các tiêu chí thiết kế

Đối với các nghiên cứu độ mỏi do tải trọng gây ra, mỗi chi tiết phải thỏa mãn:

Y(Df) ≤ (DF)_n (6.6.1.2.2-1)

trong đó:

Y = hệ số tải trọng quy định trong Bảng 3.4.1-1 đối với tổ hợp tải trọng mỏi

(Df) = tác dụng lực, phạm vi ứng suất hoạt tải do sự đi qua của tải trọng mỏi như quy định trong Điều 3.6.1.4 (MPa)

(DF)_n = sức chịu mỏi danh định như quy định trong Điều 6.6.1.2.5 (MPa)

6.6.1.2.3. Phân loại các chi tiết

Các bộ phận và các chi tiết với sức chịu mỏi nhỏ hơn hoặc bằng chi tiết loại C phải được thiết kế để thỏa mãn các yêu cầu của các loại chi tiết tương ứng; như tóm tắt trong các Bảng 1 và 2, và được cho trong Hình 1.

Bảng 6.6.1.2.3-1 – Các loại chi tiết đối với tải trọng gây ra mỏi

Điều kiện chung

Trạng thái

Loại chi tiết

Thí dụ minh họa, xem hình 6.6.1.2.3.1

Các cấu kiện thường

Kim loại cơ bản:

· Với các bề mặt cán và làm sạch. Các mép cắt bằng lửa với ANSI/AASHTO/AWS D1.5 (Bản cánh 3.2.2), độ nhẵn 0,025mm hoặc thấp hơn

· Thép có xử lý chống ăn mòn không sơn, tất cả các cấp được thiết kế và cấu tạo theo đúng với FHWA (1990)

· Ở mặt cắt thực của các đầu của thanh có tai treo và các bản chốt.

1,2

Kết cấu tổ hợp

Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong các bộ phận, không có các gắn kết phụ, được liên kết bằng:

· Các đường hàn rãnh liên tục ngấu hoàn toàn với các thanh đệm lót lấy đi, hoặc

· Các đường hàn liên tục song song với phương của ứng suất

· Các đường hàn rãnh liên tục ngấu hoàn toàn với các thanh đệm lót để lại, hoặc

· Các đường hàn rãnh liên tục ngấu không hoàn toàn song song với phương của ứng suất

Kim loại cơ bản ở các đầu của các bản phủ trên một phần chiều dài:

· Với các liên kết ở đầu bằng bulông trượt tới hạn

· Hẹp hơn bản cánh, với có hoặc không có các mối hàn đầu, hoặc rộng hơn bản cánh với các mối hàn đầu

+ Chiều dày bản cánh ≤ 20mm

+ Chiều dày bản cánh > 20mm

· Rộng hơn bản cánh không có các mối hàn đầu.

B’

E’

3,4,5,7

Các liên kết nối đối đầu đường hàn rãnh có độ lành lặn mối hàn được kiểm soát bằng thí nghiệm không phá hoại NDT và tất cả được mài theo phương của các ứng suất

Kim loại cơ bản và kim loại hàn ở các mối nối đối đầu hàn rãnh ngấu hoàn toàn:

· Của các bản có mặt cắt ngang tương tự với các mối hàn được làm phẳng đến bản thép nền

· Với các chuyển tiếp bán kính 600mm về chiều rộng với các mối hàn được làm phẳng đến bản nền

· Với các chuyển tiếp về chiều rộng hoặc chiều dày với các mối hàn phẳng đến bản nền để tạo các độ dốc không dốc hơn 1,0 đến 2,5

+ Các cấp kim loại cơ bản 690/690W

+ Các cấp kim loại cơ bản khác

· Với có hoặc không có các chuyển tiếp có các độ dốc không lớn hơn 1,0 đến 2,5, khi cốt thép hàn không được lấy đi

B’

8,10

11,12

8,10,11,12

Các chi tiết gắn kết phụ hàn bằng hàn rãnh, đặt tải theo chiều dọc

Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng các đường hàn rãnh ngấu hoàn toàn hay không hoàn toàn:

· Khi chiều dài chi tiết theo phương của ứng suất tác dụng:

+ Nhỏ hơn 50 mm

+ Giữa 50 mm và 12 lần chiều dày của chi tiết, nhưng nhỏ hơn 100 mm

+ Lớn hơn hoặc 12 lần chiều dày của chi tiết, hoặc 100 mm

– chiều dày chi tiết < 25 mm

– chiều dày chi tiết ³ 25 mm

· Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu nhẵn đến nền, không kể tới chiều dài của chi tiết:

+ Bán kính chuyển tiếp ³ 600 mm

+ 600 mm > bán kính chuyển tiếp ³ 150 mm

+ 150mm > bán kính chuyển tiếp ³ 50 mm

+ Bán kính chuyển tiếp < 50 mm

· Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu không nhẵn đến bản nền

E’

6,15

Các chi tiết gắn kết phụ hàn bằng đường hàn rãnh, đặt tải theo chiều ngang có tính lành lặn mối hàn được kiểm soát bằng NDT và tất cả được mài ngang theo hướng ứng suất

Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng các đường hàn rãnh ngấu hoàn toàn với bán kính chuyển tiếp:

· Với chiều dày bản bằng nhau và cốt hàn lấy đi:

+ Bán kính chuyển tiếp ³ 600 mm

+ 600 mm > bán kính chuyển tiếp ³ 150 mm

+ 150 mm > bán kính chuyển tiếp ³ 50 mm

+ Bán kính chuyển tiếp < 50 mm

· Với chiều dày bản bằng nhau và cốt hàn không lấy đi:

+ bán kính chuyển tiếp ³ 150 mm

+ 150 mm > Bán kính chuyển tiếp ³ 50 mm

+ bán kính chuyển tiếp < 50 mm

· Với chiều dày bản bằng nhau và cốt hàn không lấy đi:

+ bán kính chuyển tiếp ³ 50 mm

+ bán kính chuyểntiếp < 50 mm

· Đối với mọi bán kính chuyển tiếp với chiều dày bản không bằng nhau và cốt hàn không lấy đi

Các liên kết hàn góc với đường hàn trực giao với phương của ứng suất

Kim loại cơ bản:

· Ở các chi tiết khác với các liên kết của gờ tăng cường ngang cho bản cánh hoặc của gờ tăng cường ngang cho bản bản bụng

· Ở chân của các mối hàn của gờ tăng cường ngang cho bản cánh và gờ tăng cường ngang cho bản bản bụng

Nhỏ hơn C hoặc P/trình 6.6.1.2.5-3

C’

Các liên kết hàn góc với đường hàn trực giao và/hoặc song song với phương của ứng suất

Ứng suất cắt trên chiều cao mối hàn

Các chi tiết gắn kết phụ hàn bằng đường hàn góc, đặt tải theo chiều dọc

Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng các đường hàn góc:

· Khi chiều dài của chi tiết trong phương của ứng suất là:

+ nhỏ hơn 50 mm hoặc các neo chống cắt loại đinh neo

+ giữa 50 mm và 12 lần chiều dày chi tiết, nhưng nhỏ hơn 100 mm

+ lớn hơn hoặc 12 lần chiều dày chi tiết hoặc 100 mm

– chiều dày chi tiết < 25mm

– chiều dày chi tiết ³ 25mm

· Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu nhẵn đến bản nền, không kể tới chiều dài của chi tiết.

+ bán kính chuyển tiếp ³ 50mm

+ bán kính chuyển tiếp < 50mm

· Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu không nhẵn đến bản nền.

E’

15,17,18,20

15,17

7,9,15,17

Các chi tiết gắn kết phụ hàn bằng đường hàn góc, đặt tải theo chiều ngang, với các đường hàn song song với phương của ứng suất chính

Kim loại cơ bản ở các chi tiết được liên kết bằng các đường hàn góc:

· Với bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu nhẵn đến bản mềm:

+ bán kính chuyển tiếp ³ 50 mm

+ bán kính chuyển tiếp < 50 mm

· Với mọi bán kính chuyển tiếp với các mối hàn đầu không nhẵn đến bản nền

Các liên kết được gắn chặt bằng cơ khí

Kim loại cơ bản

· Ở mặt cắt nguyên của các liên kết ma sát bằng bulông cường độ cao, trừ các mối nối đặt tải trọng theo trục trong đó sự uốn ngoài mặt phẳng được gây ra trong các vật liệu liên kết

· Ở mặt cắt thực của các liên kết không ma sát có bulông cường độ cao

· Ở mặt cắt thực của các liên kết tán đinh

Thanh có tai treo hoặc các bản chốt

Kim loại cơ bản ở mặt cắt thực của đầu thanh có tai treo hoặc bản chốt

Kim loại cơ bản trong thân thanh có tai treo, hoặc thông qua mặt cắt thô của bản chốt với:

· Các mặt cán hoặc nhẵn

· Các cạnh cắt bằng lửa

23,24

Hình 6.6.1.2.3-1 – Các thí dụ minh họa

Bảng 6.6.1.2.3-2 – Các loại chi tiết đối với tải trọng gây ra mỏi của các mặt cầu trực hướng

THÍ DỤ MINH HỌA	CHI TIẾT	MÔ TẢ ĐIỀU KIỆN	LOẠI CHI TIẾT
	Mối nối đối đầu bản mặt cầu được hàn ngang	Hàn nối đối đầu rãnh đơn trên tấm lót cố định. Các đường hàn của tấm lót phải hàn liên tục	E
	Mối nối đối đầu bản mặt cầu được bắt bu lông ngang	Trong các mối nối đối đầu không đối xứng, các tác dụng của độ lệch tâm phải được xét trong tính toán ứng suất	B
	Các mối nối đối đầu của sườn được hàn	Các mối hàn rãnh kép. Chiều cao của độ lồi hàn không được vượt quá 20% của chiều rộng đường hàn. Phải sử dụng các dải hàn chảy và sau đó lấy đi, các mép bản được làm cho phẳng đến tận bản nền ở phương của ứng suất	C
	Mối nối đối đầu của sườn được hàn	Hàn nối đối đầu rãnh đơn với tấm lót cố định. Các mối hàn góc của tấm lót phải hàn liên tục	E
	Mối nối đối đầu của sườn được hàn không có tấm lót	Hàn nối đối đầu rãnh đơn không có tấm lót	E’
	Giao cắt sườn với dầm sàn	Ứng suất trục trong tường sườn ở đầu thấp hơn của mối hàn sườn vào dầm sàn	D
	Liên kết bản mặt cầu với dầm sàn Bản bụng của dầm sàn ở nơi cắt ra	Ứng suất bản mặt cầu song song với dầm sàn ở chỗ nối mặt cầu với dầm sàn Ứng suất thẳng đứng trong bản bụng dầm sàn ở chỗ cắt ra của dầm sàn tại chân của sườn. f = Ứng suất trong bụng dầm sàn do mô men uốn V_Hh (MPa) trong đó: V_H = V_(LL+1)(a+e) Q/l (N) và I, Q là các tính chất của mặt cắt ngang của dầm sàn ở Mặt cắt 1-1	D D

6.6.1.2.4. Các chi tiết sử dụng hạn chế

Không được sử dụng các đường hàn rãnh ngấu không hoàn toàn chịu tải trọng theo chiều ngang thì không được phép sử dụng trừ khi được cho phép ở Điều 9.8.3.7.2.

Không được sử dụng các bản liên kết vào các bề mặt bản cánh dầm chỉ bằng các đường hàn góc ngang.

6.6.1.2.5. Sức kháng mỏi

Trừ trường hợp quy định dưới đây, sức kháng mỏi danh định phải được lấy như sau:

(6.6.1.2.5-1)

với:

N = (365) (100) n (ADTT)_SL (6.6.1.2.5-2)

trong đó:

A = hằng số lấy từ Bảng 1 (MPa³)

n = số các chu kỳ phạm vi ứng suất đối với mỗi lượt chạy qua của xe tải, lấy từ Bảng 2

(ADTT)_SL = ADTT một làn xe chạy như quy định trong Điều 3.6.1.4

(DF)_TH = ngưỡng mỏi biên độ không đổi, lấy từ Bảng 3 (MPa)

Phạm vi sức kháng mỏi danh định đối với kim loại cơ bản ở các chi tiết liên kết bằng các đường hàn góc chịu tải trọng ngang, nơi mà bản không liên tục bị chịu tải, phải được lấy nhỏ hơn (DF)^c_n và:

(6.6.1.2.5-3)

trong đó:

(DF)^c_n = sức kháng mỏi danh định đối với chi tiết loại C (MPa)

H = chiều cao hiệu dụng của đường hàn góc (mm)

t_p = chiều dày của bản chịu tải (mm).

Bảng 6.6.1.2.5-1 – Hằng số loại chi tiết, A

Loại chi tiết	Hằng số A nhân 10¹¹ (MPA³)
A	82,0
B	39,3
B’	20,0
C	14,4
C’	14,4
D	7,21
E	3,61
E’	1,28
Bu lông M164 M (A325M) chịu kéo dọc trục	5,61
Bu lông M253 M (A490M) chịu kéo dọc trục	10,3

Bảng 6.6.1.2.5-2 – Các chu kỳ đối với mỗi lượt xe tải chạy qua, n

Các cấu kiện dọc	Chiều dài nhịp
Các cấu kiện dọc	> 12000 mm	≤ 12000 mm
Các dầm nhịp giản đơn	1,0	2,0
Các dầm liên tục
1) Gần gối tựa ở phía trong	1,5	2,0
2) Ở nơi khác	1,0	2,0
Các dầm hẫng	5,0
Các giàn	1,0
Các cấu kiện ngang	Khoảng cách
	> 6000 mm	≤ 6000 mm
	1,0	2,0

Bảng 6.6.1.2.5-3 – Giới hạn mỏi – biên độ không đổi

Loại chi tiết	Giới hạn (MPa)
A	165
B	110
B’	82,7
C	69,0
C’	82,7
D	48,3
E	31,0
E’	17,9
Bu lông M164M (A325M) chịu kéo dọc trục	214
Bu lông M253M (A490M) chịu kéo dọc trục	262

6.6.1.3. Mỏi do xoắn vặn gây ra (hoặc “vặn méo”)

Các đường truyền tải phải đảm bảo đủ để truyền tất cả các lực đã dự kiến và không được dự kiến phải được bố trí bằng cách liên kết tất cả các bộ phận ngang vào các thành phần thích hợp. Các thành phần này bao gồm các mặt cắt ngang của bộ phận dọc. Các đường truyền tải phải được bố trí bằng cách liên kết các thành phần khác nhau thông qua hàn nối hoặc bắt bu lông.

Để kiểm tra sự oằn và uốn đàn hồi của bản bụng, phải thỏa mãn quy định của Điều 6.10.6.

6.6.1.3.1. Các bản liên kết ngang

Các bản liên kết phải được hàn hoặc bắt bu lông vào cả các bản cánh chịu nén và chịu kéo của mặt cắt ngang mà ở đó:

· Các vách ngăn hoặc các khung ngang liên kết được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản liên kết

· Các vách ngăn ở trong hoặc ở ngoài hoặc các khung ngang được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản liên kết, và

· Các dầm sàn được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản nối.

Khi không có nhiều thông tin hơn cần thiết kế liên kết bằng hàn hoặc bằng bu lông để chịu được tải trọng nằm ngang 90.000N đối với các cầu thẳng, không chéo.

6.6.1.3.2. Bản liên kết ngang

Gắn nối các bản liên kết nằm ngang vào các bản cánh là không thực tế, vậy các bản liên kết nằm ngang trên các bản bụng có gờ tăng cường cần được đặt ở một khoảng cách thẳng đứng không nhỏ hơn một nửa chiều rộng của bản cánh ở trên hoặc ở dưới bản cánh. Các bản liên kết nằm ngang gắn nối vào các bản bụng không có gờ tăng cường cần được đặt ít nhất là 150 mm ở trên hoặc ở dưới bản cánh, nhưng không nhỏ hơn một nửa chiều rộng của bản cánh như quy định ở trên.

Các đầu của các bộ phận liên kết nằm ngang trên bản liên kết nằm ngang phải được giữ ở khoảng cách tối thiểu là 100 mm kể từ bản bụng và bất kỳ gờ tăng cường ngang nào.

Ở những nơi có gờ tăng cường, thì các bản liên kết nằm ngang phải được định tâm trên gờ tăng cường, dù bản này có ở cùng phía với gờ tăng cường trên bản bụng hay không. ở chỗ nào bản liên kết nằm ngang ở cùng phía với gờ tăng cường, thì bản đó phải được gắn nối vào gờ tăng cường. Thanh tăng cường ngang ở vị trí nào phải được liên tục từ bản cánh chịu nén đến bản cánh chịu kéo và phải được gắn nối vào cả hai bản cánh.

6.6.1.3.3. Mặt cầu trực hướng

Lập bản vẽ chi tiết phải thỏa mãn tất cả các yêu cầu của Điều 9.8.3.7

6.6.2. PHÁ HOẠI

Tất cả các bộ phận chính và các liên kết chịu các tác dụng lực kéo do tổ hợp tải trọng theo cường độ I, như quy định trong Bảng 3.4.1-1, và các bộ phận khác yêu cầu độ dai chống đứt gãy của rãnh chữ V Charpy, phải được chỉ định rõ trên các bản vẽ hợp đồng.

Vùng nhiệt độ thích hợp phải được xác định từ nhiệt độ nhỏ nhất có thể sử dụng được, như quy định trong Bảng 1, và phải được chỉ định rõ trong các tài liệu hợp đồng.

Các yêu cầu độ bền chống đứt gãy phải theo đúng với Bảng 2 đối với vùng nhiệt độ thích hợp. Cường độ chảy phải lấy theo giá trị ghi trong Báo cáo thử nghiệm của Nhà máy chứng nhận.

Nếu cường độ chảy của M270M AASHTO, các cấp 345/345W (ASTM A709M, cấp 345/345W) vượt quá 450MPa thì nhiệt độ thử phải giảm đi 8^oC đối với mỗi lượng gia tăng 70MPa trên 450 MPa. Nếu cường độ chảy của M270M AASHTO, cấp 485/485W (ASTM A709M, cấp 485W) vượt quá 585 MPa, thì nhiệt độ thử phải giảm đi 8^oC đối với mỗi lượng gia tăng 70 MPa trên 585 MPa.

M270M AASHTO, các cấp 690/690W (ASTM A709W, các cấp 690/690W) phải đáp ứng các yêu cầu của Vùng 2 xem như là tối thiểu.

Kỹ sư phải có trách nhiệm xác định, nếu có, bộ phận nào là bộ phận nguy kịch về đứt gãy FCM. Vị trí của tất cả các FCM phải được mô tả rõ ràng trên các bản vẽ hợp đồng. Vật liệu cho các bộ phận nguy kịch về đứt gãy hoặc các thành phần được chỉ định là FCM, phải được thử nghiệm phù hợp với T243M AASHTO (ASTM A673M), tần số P. Chỉ riêng đối với Vùng 3, các thử nghiệm phải được thực hiện trên mỗi đầu của mỗi bản thép đã cán.

Vật liệu cho các bộ phận không được chỉ định là nguy kịch về đứt gãy phải được thử nghiệm phù hợp với T243M AASHTO (ASTM A673), tần số H.

Mọi chi tiết phụ có chiều dài theo phương của ứng suất kéo lớn hơn 100 mm mà được hàn vào khu vực chịu kéo của một bộ phận thuộc FCM phải được xem là một phần của bộ phận chịu kéo đó và nó phải được xem như là nguy kịch về đứt gãy.

Bảng 6.6.2-1 – Tên vùng nhiệt độ đối với các yêu cầu của rãnh chữ V Charpy

Nhiệt độ dùng nhỏ nhất	Vùng nhiệt độ
-18^oC và trên	1
-19^oC đến -34^oC	2
-35^oC đến -51^oC	3

Bảng 6.6.2-2- Các yêu cầu của độ bền chống đứt gãy

VÙNG GIỚI HẠN ĐỨT GÃY

VÙNG KHÔNG ĐỨT GÃY

HÀN HOẶC CƠ GIA CÔNG CƠ KHÍ

LOẠI
(Y.P./Y.S.)

ĐỘ DÀY
(mm)

VÙNG 1
(N-m @OC)

VÙNG 2
(N-m @OC)

VÙNG 3
(N-m @OC)

VÙNG 1
(N-m @OC)

VÙNG 2
(N-m @OC)

Hàn

250

t ≤ 38

38 < t ≤ 100

34 @ 21

34 @ 4.4

34 @ -12.2

34 @ -23.3

20 @ 21

20 @ 4.4

20 @ -12.2

20 @ -12 2

HÀN

345/345W

t ≤ 38

38 < t ≤ 50

50 < t ≤ 100

34 @ 21

41 @ 21

34 @ 4.4

41 @ 4.4

34 @ -12.2

34 @ -23.3

41 @ -23.3

20 @ 21

27 @ 21

20 @ 4.4

27 @ 4.4

20 @ -12.2

27 @ – 12.2

HÀN

485W

t ≤ 38

38 < t ≤ 65

65 < t ≤ 100

41 @ -6.7

47 @ -6.7

41 @ -6.7

47 @ -6.7

41 @ -23.3

41 @ -34.4

47 @ -34.4

27 @ 10

34 @ 10

27 @ -6.7

34 @ -6.7

27 @ -23.3

34 @ -23.3

HÀN

690/690W

t ≤ 65

65 < t ≤ 100

47 @ -17.8

61 @ -17.8

47 @ -17.8

61 @ -17.8

47 @ -34.4

Không cho phép

34 @ -1.1

47 @ -1.1

34 @ -17.8

47 @ -17.8

34 @ -34.4

47 @ -34.4

GIA CÔNG CƠ KHÍ

250

t ≤ 38

38< t ≤ 100

34 @ 21

34 @ 4.4

34 @ -12.2

34 @ -23.3

20 @ 21

20 @ 4.4

20 @ -12.2

20 @ -12 2

GIA CÔNG CƠ KHÍ

345/345W

t ≤ 38

38 < t ≤ 100

34 @ 21

34 @ 4.4

34 @ -12.2

34 @ -23.3

20 @ 21

20 @ 4.4

20 @ 4 4

20 @ -12.2

20 @ -12 2

GIA CÔNG CƠ KHÍ

485W

t ≤ 38

38 < t ≤ 100

41 @ -6.7

41 @ -23.3

41 @ -34.4

27 @ 10

27 @ -6.7

27 @ -6 7

27 @ -23.3

GIA CÔNG CƠ KHÍ

690/690W

t ≤ 100

47 @ -17.8

47 @ 0-17.8

47 @ -34.4

34 @ -1.1

34 @ -17.8

34 @ -34.4

6.7. CÁC YÊU CẦU VỀ KÍCH THƯỚC CHUNG VÀ CHI TIẾT

6.7.1. CHIỀU DÀI HIỆU DỤNG CỦA NHỊP

Các chiều dài nhịp phải được lấy bằng khoảng cách giữa các tim của các gối hoặc các điểm khác của trụ tựa.

6.7.2. ĐỘ VỒNG TĨNH TẢI

Các cầu thép nên làm vồng ngược trong khi chế tạo để bù lại độ võng tĩnh tải và trắc dọc tuyến.

Có thể dùng cách thay đổi chọn lựa chiều dài của bộ phận, khi thích hợp, trong các hệ giàn, vòm và dây văng để:

· Điều chỉnh độ võng tĩnh tải cho phù hợp với vị trí hình học cuối cùng,

· Giảm hoặc loại trừ việc làm ngắn sườn, và

· Điều chỉnh biểu đồ mô men tĩnh tải trong các cầu siêu tĩnh.

6.7.3. CHIỀU DÀY NHỎ NHẤT CỦA THÉP

Thép kết cấu, bao gồm giằng liên kết, các khung ngang và tất cả các loại bản tiết điểm, loại trừ đối với các bản bụng bằng thép hình cán, các sườn mặt cắt kín trong các mặt cầu trực hướng, các con đệm và trong các lan can tay vịn, đều phải làm bằng thép có chiều dày không nhỏ hơn 8 mm.

Chiều dày bản bản bụng của các dầm thép cán hoặc thép hình U và của các sườn mặt cắt kín trong các mặt cầu trực hướng không được nhỏ hơn 7,0 mm.

Ở nơi nào kim loại dự kiến bị phô ra chịu các ảnh hưởng ăn mòn nghiêm trọng, thì phải được bảo vệ đặc biệt chống ăn mòn, hoặc chiều dày của kim loại bị hy sinh phải được quy định.

6.7.4. VÁCH NGĂN VÀ KHUNG NGANG

6.7.4.1. Tổng quát

Các vách ngăn hoặc các khung ngang có thể được đặt ở đầu của kết cấu nhịp, qua các gối tựa bên trong, và cách quãng dọc theo nhịp.

Sự cần thiết về các vách ngăn hoặc các khung ngang phải được nghiên cứu cho tất cả các giai đoạn của các phương pháp thi công giả định và điều kiện cuối cùng. Việc nghiên cứu này cần bao gồm, nhưng không bị giới hạn ở các nội dung sau đây:

· Truyền các tải trọng gió nằm ngang từ đáy dầm tới mặt cầu và từ mặt cầu xuống tới các gối,

· Sự ổn định của bản cánh dưới đối với tất cả các tải trọng khi là chịu nén,

· Sự ổn định của các bản cánh trên trong chịu nén trước khi xử lý mặt cầu, và

· Sự phân bố các hoạt tải và tĩnh tải thẳng đứng tác dụng lên kết cấu nhịp cầu.

Các vách ngăn hoặc các khung ngang yêu cầu về các điều kiện khác với điều kiện cuối cùng có thể được định rõ là phải dùng giằng liên kết tạm.

Nếu các vách ngăn hoặc các khung ngang cố định được bao gồm trong mô hình kết cấu sử dụng để xác định các tác dụng lực, thì chúng phải được thiết kế cho tất cả các trạng thái giới hạn có thể áp dụng được đối với các tác dụng lực tính toán. Các vách ngăn và các khung ngang phải được thiết kế như là điều kiện tối thiểu, để truyền các tải trọng gió theo các quy định của Điều 4.6.2.7, và phải đáp ứng tất cả các yêu cầu của độ mảnh có thể áp dụng được ở trong hoặc Điều 6.8.4 hoặc Điều 6.9.3.

Các bản liên kết đối với các vách ngang và các khung ngang phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.6.1.3.1.

Ở đầu của nhịp cầu và các điểm trung gian là nơi mà sự liên tục của bản bị gián đoạn, các mép của bản phải được đỡ bởi các vách ngăn hoặc các kết cấu thích hợp khác như chỉ định trong Điều 9.4.4.

6.7.4.2. Dầm thẳng có mặt cắt I

Các vách ngang hoặc các khung ngang cho các dầm thép cán phải cao ít nhất bằng nửa chiều cao của dầm. Các vách ngăn hoặc các khung ngang cho các dầm bản phải càng cao càng tốt.

Các vách ngang hoặc các khung ngang ở đầu phải cân xứng để truyền tất cả các lực nằm ngang tới các gối cầu. Nếu khung ngang hoặc vách ngang ở đầu là chéo thì thành phần dọc của lực do bộ phận chéo truyền tới phải được xem xét. Khi các trục đều chéo hơn 20^oC, các khung ngang trung gian phải trực giao với các cấu kiện chính. Nếu các trụ đều chéo thì các khung ngang không cần phải song song với đường của các gối.

Các vách ngang ở đầu phải được thiết kế cho các lực và sự méo hình truyền đến từ mặt cầu và mối nối mặt cầu. Các mô men ở đầu của các vách ngang phải được xem xét trong thiết kế có sự liên quan giữa thành phần dọc và các vách ngăn.

6.7.4.3. Dầm thẳng có mặt cắt hộp

Phải làm các vách ngang hoặc các khung ngang ở bên trong các tiết diện hình hộp ở tại mố trụ để chịu được sự xoay ngang, sự chuyển vị và sự cong vênh, và phải được thiết kế để truyền các mô men xoắn và các lực ngang từ hộp tới các gối.

Nếu làm vách ngang tấm để có sự liên tục hoặc để chịu được các lực kéo phát sinh bởi các cấu kiện cầu, thì vách ngăn phải được liên kết vào các bản bụng và các bản cánh của mặt cắt hộp.

Cần làm các cửa qua và phải đủ rộng có thể. Tác động của các cửa qua lên các ứng suất trong các vách ngăn cần được nghiên cứu để xác định xem có cần gia cố không.

Phải thực hiện nghiên cứu việc bỏ các vách ngang hoặc các khung ngang vĩnh cửu ở bên trong hoặc giữa các mặt cắt nhiều hộp thép thẳng được thiết kế phù hợp với các điều khoản đối với các mặt cắt nhiều hộp quy định trong Điều 6.11.1.1.

Trong các mặt cắt hộp đơn phải làm các vách ngang hoặc các khung ngang trung gian ở bên trong và phải bố trí khoảng cách để hạn chế méo vặn của mặt cắt ngang.

6.7.4.4. Giàn và vòm

Phải làm các vách ngang ở các liên kết vào các dầm sàn và ở các liên kết khác hoặc các điểm đặt các tải trọng tập trung. Cũng có thể làm các vách ngăn bên trong để giữ sự đóng thẳng của bộ phận.

Các bản tiết điểm gắn chốt gối ở đầu của giàn phải được liên kết bằng vách ngăn. Các bản bụng của bệ gối cần được liên kết bằng vách ngang ở nơi nào có thể thực hiện được.

Nếu đầu của bản bản bụng hoặc bản phủ dài bằng 1200 mm hoặc hơn tính từ điểm giao cắt của các bộ phận, thì phải làm vách ngang giữa các bản tiết điểm gắn các bộ phận chính.

6.7.5. LIÊN KẾT TĂNG CƯỜNG NGANG (HỆ GIẰNG NGANG)

6.7.5.1. Tổng quát

Nhu cầu (Yêu cầu) giằng ngang phải được nghiên cứu cho tất cả các giai đoạn thi công dự kiến và cho trạng thái cuối cùng khi khai thác công trình.

Ở chỗ nào cần thì nên đặt giằng ngang ở trong hoặc gần mặt phẳng của bản cánh hoặc thanh mạ giàn cần giằng. Việc nghiên cứu yêu cầu đối với hệ giằng ngang phải bao gồm, nhưng không bị hạn chế ở:

· Truyền các tải trọng gió ngang đến các gối như quy định trong Điều 4.6.2.7, và

· Truyền các tải trọng ngang như quy định trong Điều 4.6.2.8 , và

· Kiểm soát các biến dạng trong quá trình chế tạo, lắp ráp và đặt thượng bộ vào vị trí.

Hệ liên kết tăng cường ngang cần cho các trạng thái không phải là trạng thái cuối cùng thì có thể được tháo đi.

Nếu hệ giằng ngang lâu dài có tính đến trong mô hình kết cấu sử dụng để xác định các tác dụng lực, thì hệ này phải được thiết kế cho tất cả các trạng thái giới hạn có thể áp dụng được. Phải áp dụng các quy định của các Điều 6.8.4 và 6.9.3.

Các bản liên kết cho hệ liên kết tăng cường ngang phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.6.1.3.2.

Khi hệ liên kết tăng cường ngang được thiết kế cho chịu tải động đất phải áp dụng các quy định Điều 4.6.2.8.

6.7.5.2. Dầm thẳng có mặt cắt chữ I

Ở chỗ nào cần thiết thì hệ giằng ngang phải được đặt ở trong các khoang bên ngoài. Các bản cánh gắn vào các bản mặt cầu có đủ độ cứng đủ để giằng bản cánh thì không cần hệ giằng ngang nữa.

Nhu cầu liên kết ngang trong các vùng mô men uốn âm của các dầm liên tục để đảm bảo ổn định trong khi lắp ráp phải được nghiên cứu.

6.7.5.3. Dầm thẳng có mặt cắt hộp

Nhu cầu (Yêu cầu) giằng ngang giữa các bản cánh của các hộp riêng lẻ phải được nghiên cứu để bảo đảm rằng các biến dạng của mặt cắt hộp đều được kiểm soát đầy đủ trong khi chế tạo, lắp ráp và đặt mặt cầu bê tông.

Hệ giằng ngang phía trên phải được thiết kế để chịu dòng cắt ở trong mặt cắt trước khi bảo dưỡng bê tông mặt cầu. Lực sinh ra trong hệ giằng do uốn của hộp cũng phải được xét đến.

Nếu hệ liên kết được gắn nối vào các bản bụng, thì diện tích mặt cắt ngang của hộp về dòng cắt phải giảm đi để phản ánh vị trí thực tế của hệ liên kết, và phải thực hiện biện pháp để truyền các lực từ hệ liên kết đến bản cánh trên.

6.7.5.4. Giàn

Các nhịp giàn chạy dưới các nhịp giàn chạy trên phải có hệ giằng ngang trên và giằng ngang dưới. Nếu sử dụng hệ giằng ngang dạng chữ X thì mỗi cấu kiện có thể coi là làm việc đồng thời ở hai hướng kéo và nén nếu chúng đáp ứng được các yêu cầu độ mảnh đối với cả hai phần chịu kéo và chịu nén. Các cấu kiện cần được liên kết ở các chỗ giao nhau của chúng.

Cấu kiện làm hệ giằng ngang cho các thanh mạ chịu nén cần làm càng cao càng tốt và liên kết vào cả hai bản cánh.

Các liên kết dầm sàn cần được bố trí sao cho hệ giằng ngang sẽ gắn nối cả dầm sàn và cấu kiện phận chịu lực chính. ở chỗ nào hệ giằng ngang giao với mối nối hình thành bởi dầm sàn và cấu kiện dọc chính, thì cấu kiện giằng ngang phải được liên kết vào cả hai bộ phận trên.

6.7.6. CHỐT

6.7.6.1. Vị trí

Các chốt phải bố trí sao cho giảm thiểu được các tác dụng của lực do lệch tâm.

6.7.6.2. Sức kháng

6.7.6.2.1. Uốn và cắt kết hợp

Các chốt chịu uốn và cắt kết hợp phải được cân xứng để thỏa mãn:

(6.7.6.2.1-1)

trong đó:

D = đường kính của chốt (m)

M_u = mô men do các tải trọng tính toán (N-mm)

V_u = lực cắt do các tải trọng tính toán (N)

F_y = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của chốt (MPa)

j_f = hệ số sức kháng uốn như quy định trong Điều 6.5.4.2

j_v = hệ số sức kháng cắt như quy định trong Điều 6.5.4.2

Mô men M_u, và lực cắt V_u cần được lấy ở cùng mặt cắt thiết kế dọc theo chốt.

6.7.6.2.2. Ép mặt

Sức kháng ép mặt tính toán trên các chốt phải được lấy như sau:

(R_pB)_r = j_b (R_pB)_n (6.7.6.2.2-1)

trong đó:

(R_pB)_n = 1,5 t DF_y (6.7.6.2.2-2)

ở đây:

t = chiều dày của bản (mm)

D = đường kính của chốt (mm)

j_b = hệ số sức kháng ép mặt theo quy định trong Điều 6.5.4.2

6.7.6.3. Kích thước tối thiểu của chốt đối với các thanh có tai treo

Đường kính của chốt D, không được nhỏ hơn:

(6.7.6.3-1)

trong đó:

F_y = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định của chốt (MPa)

b = chiều rộng của thân của thanh có tai treo (mm).

6.7.6.4. Chốt và đai ốc của chốt

Các chốt phải có chiều dài đủ để bảo đảm sự ép mặt hoàn toàn của tất cả các phần liên kết ở trên thân vặn của chốt. Chốt phải được bảo đảm ở đúng vị trí bằng:

· Các đai ốc hình lục giác tiện lõm vào

· Các đai ốc cứng hình lục giác với các vòng đệm, hoặc

· Nếu các chốt được khoan lỗ xuyên qua thì đầu chốt được ngăn giữ bằng các cụm thanh chốt

Các đai ốc của chốt hoặc thanh chốt phải là các sản phẩm đúc rèn hoặc thép và phải bảo đảm ở đúng vị trí bằng các chốt hãm xuyên qua các ren, hoặc bằng mài các ren. Các đai ốc khóa sẵn có ở thị trường có thể được sử dụng thay cho sự mài các ren hoặc dùng các chốt hãm.

6.8. CẤU KIỆN CHỊU KÉO

6.8.1. TỔNG QUÁT

Các cấu kiện và các mối nối đối đầu chịu lực kéo dọc trục phải nghiên cứu đối với hai điều kiện:

· Chảy của mặt cắt nguyên, thí dụ, Phương trình 6.8.2.1-1, và

· Đứt của mặt cắt thực, thí dụ, Phương trình 6.8.2.1-2.

Khi xác định mặt cắt thực cần phải xét đến:

· Diện tích nguyên, từ diện tích này sẽ khấu trừ đi hoặc áp dụng các hệ số triết giảm thích hợp,

· Khấu trừ tất cả các lỗ trong mặt cắt ngang thiết kế,

· Hiệu chỉnh các khấu trừ lỗ bu lông đối với quy tắc bố trí chữ chi được quy định trong Điều 6.8.3,

· A1p dụng hệ số triết giảm U, quy định trong Điều 6.8.2.2, đối với các bộ phận và Điều 6.13.5.2 đối với các bản táp nối và các cấu kiện táp nối khác để tính đến sự trễ trượt và

· Áp dụng hệ số diện tích hiệu dụng lớn nhất 85% đối với các bản táp nối và các cấu kiện táp nối khác quy định trong Điều 6.13.5.2

Các cấu kiện chịu kéo phải thỏa mãn các yêu cầu về độ mảnh như quy định trong Điều 6.8.4 và các yêu cầu về mỏi của Điều 6.6.1. Cường độ cắt khối phải được nghiên cứu ở các liên kết như quy định trong Điều 6.13.4.

6.8.2. SỨC KHÁNG KÉO

6.8.2.1. Tổng quát

Sức kháng kéo tính toán, P_r, phải lấy cái nhỏ hơn trong hai giá trị mà các Phương trình 1 và 2 cho:

P_r = j_y P_ny = j_y F_y A_g (6.8.2.1-1)

P_r = j_u P_nu = j_u F_u A_n U (6.8.2.1-2)

trong đó:

P_ny = sức kháng kéo danh định đối với sự chảy ở trong mặt cắt nguyên (N)

F_y = cường độ chảy (MPa)

A_g = diện tích mặt cắt ngang nguyên của bộ phận (mm²)

P_nu = sức kháng kéo danh định đối với đứt gãy ở trong mặt cắt thực (N)

F_u = cường độ chịu kéo (MPa)

A_n = diện tích thực của bộ phận theo quy định trong Điều 6.8.3 (mm²)

U = hệ số triết giảm để tính bù cho trễ trượt, 1,0 đối với các thành phần trong đó các tác dụng lực được truyền tới tất cả các cấu kiện, và theo quy định trong Điều 6.8.2.2 đối với các trường hợp khác

j_y = hệ số sức kháng đối với chảy dẻo của các bộ phận chịu kéo theo quy định trong Điều 6.5.4.2

j_u = hệ số sức kháng đối với đứt gãy của các bộ phận chịu kéo theo quy định trong Điều 6.5.4.2

6.8.2.2. Hệ số triết giảm, U

Trong trường hợp thiếu các thử nghiệm hoặc phân tích chính xác hơn, các hệ số triết giảm ở đây có thể được sử dụng để tính bù cho sự trễ trượt trong các liên kết.

Hệ số triết giảm, U, cho thép hình I cán và các thanh chữ T cắt từ thép hình I, chịu tải trọng truyền trực tiếp đến một số, phân tố thôi mà không phải là tất cả, có thể được lấy như sau:

· Đối với các liên kết chỉ có các mối hàn ngang ở đầu:

U = (6.8.2.2-1)

Hệ số triết giảm, U, cho cả các cấu kiện loại khác chịu tải trọng truyền đến một số, phân tố thôi mà không phải là tất cả, qua các liên kết bu lông với ba hoặc trên ba bu lông mỗi đường trong phương của tải trọng, hoặc các liên kết hàn, trừ các trường hợp có chú giải ở dưới đây, có thể được lấy như sau:

U = 0,85.

Hệ số triết giảm, U, cho các liên kết có các đường hàn dọc, dọc theo cả hai mép của phần được liên kết, có thể được lấy như sau:

Nếu L > 2W, thì U = 1,0

Nếu 2W > L > 1,5W, thì U = 0,87

Nếu 1,5W > L > W, thì U = 0,75

trong đó:

A_ne = diện tích thực chịu tải trọng trong phạm vi chiều dài liên kết của các cấu kiện (mm²)

A_gn = diện tích thực nhỏ nhất của bộ phận ở ngoài chiều dài liên kết (mm²)

W = chiều rộng của cấu kiện liên kết (mm)

L = chiều dài đường hàn (mm)

6.8.2.3. Kéo và uốn kết hợp

Cấu kiện chịu kéo và uốn kết hợp phải thỏa mãn các Phương trình 1 và 2:

Nếu < 0,2, thì		(6.8.2.3-1)
Nếu ³ 0,2, thì		(6.8.2.3-2)

trong đó:

P_r = sức kháng kéo tính toán theo quy định trong Điều 6.8.2.1 (N)

M_rx, M_ry = sức kháng uốn tính toán theo các trục X và Y, tương ứng, được quy định trong Điều 6.10.4 và 6.12 (N-mm)

M_ux, M_uy = các mô men theo các trục x và y, tương ứng, do các tải trọng tính toán gây ra (N-mm)

P_u = hiệu ứng lực dọc trục do các tải trọng tính toán gây ra (N)

Sự ổn định của bản cánh chịu ứng suất nén thực do kéo và uốn phải được nghiên cứu về oằn cục bộ.

6.8.3. DIỆN TÍCH THỰC

Mặt cắt thực A_n của một cấu kiện là tổng các tích số của chiều dày và chiều rộng thực nhỏ nhất của mỗi bộ phận. Bề rộng khấu trừ tất cả các lỗ chuẩn, ngoại cỡ và có khoét trống phải được lấy bằng giá trị lớn hơn kích cỡ lỗ quy định trong điều 6.13.2.4.2.

Phải xác định chiều rộng thực đối với từng chuỗi các lỗ và triển khai ngang qua cấu kiện và dọc theo bất cứ tuyến ngang, xiên hay đường chữ chi bất kỳ nào.

Chiều rộng thực đối với mỗi dãy phải được xác định bằng chiều rộng của cấu kiện trừ đi tổng các chiều rộng của tất cả các lỗ ở trong dãy và cộng thêm lượng s2/4g cho mỗi khoảng cách giữa các lỗ tiếp liền nhau ở trong dãy, trong đó:

s = bước của bất kỳ hai lỗ tiếp liền nhau (mm)

g = kích cỡ của cùng hai lỗ (mm)

Đối với các thép góc, kích cỡ đối với các lỗ trong các cạnh kề đối diện phải bằng tổng các kích cỡ từ lưng của các thép góc trừ đi chiều dày.

6.8.4. TỶ SỐ ĐỘ MẢNH GIỚI HẠN

Các bộ phận chịu kéo khác với các thanh kéo, thanh có tai treo, dây cáp và các bản phải thỏa mãn các yêu cầu độ mảnh quy định ở đây:

· Đối với các cấu kiện chính chịu ứng suất đổi dấu ………………………….. ℓ/r ≤ 140

· Đối với các cấu kiện chính không chịu các ứng suất đổi dấu ………….. ℓ/r ≤ 200

· Đối với các cấu kiện giằng …………………………………………………………. ℓ/r ≤ 240

trong đó:

ℓ = chiều dài không giằng (mm)

r = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất (mm)

6.8.5. CÁC CẤU KIỆN TỔ HỢP

6.8.5.1. Tổng quát

Các phân bố chính của các cấu kiện chịu kéo được tổ hợp từ thép hình cán hoặc hàn phải được liên kết hoặc bằng các bản liên tục có hoặc không khoét lỗ, hoặc bằng các bản nối có hoặc không có thanh nẹp. Các liên kết hàn giữa thép hình và các bản thép phải liên tục. Các liên kết bu lông giữa thép hình và các bản thép phải tuân theo các quy định của Điều 6.13.2

6.8.5.2. Các bản khoét lỗ

Tỷ lệ của chiều dài theo phương của ứng suất với chiều rộng của các lỗ không được vượt quá 2,0.

Khoảng cách tịnh giữa các lỗ theo phương của ứng suất không được nhỏ hơn khoảng cách ngang giữa các đường bu lông hoặc đường hàn gần nhất. Khoảng cách tịnh giữa đầu của bản và lỗ thứ nhất không được nhỏ hơn 1,25 lần khoảng cách ngang giữa các bu lông hoặc đường hàn.

Chu vi đường tròn của các lỗ phải có bán kính tối thiểu là 38 mm.

Các chiều rộng không được chống đỡ ở các mép của các lỗ có thể giả định là góp phần vào diện tích thực của bộ phận.

Ở chỗ nào các lỗ được bố trí so le theo các bản khoét lỗ ngược nhau, diện tích thực của bộ phận phải được xem như cùng diện tích của mặt cắt có các lỗ trong cùng mặt phẳng ngang.

6.8.6. CÁC THANH CÓ TAI TREO

6.8.6.1. Sức kháng tính toán

Sức kháng tính toán của thân của thanh có tai treo phải lấy như quy định trong Phương trình 6.8.2.1-1.

6.8.6.2. Sự cân đối

Các thanh có tai treo phải có chiều dày đồng đều, không nhỏ hơn 14 mm hoặc lớn hơn 50 mm.

Bán kính chuyển tiếp giữa đầu và thân của thanh có tai treo không được nhỏ hơn chiều rộng của đầu tại đường tim của lỗ chốt.

Chiều rộng thực của đầu tại đường tim của lỗ chốt không được nhỏ hơn 135% chiều rộng cần thiết của thân.

Kích thước thực của đầu ở bên ngoài lỗ chốt lấy theo phương dọc không được nhỏ hơn 75% của chiều rộng của thân.

Chiều rộng của thân không được vượt quá tám lần chiều dày của nó.

Tim của lỗ chốt phải được đặt trên trục dọc của thân của thanh có tai treo. Đường kính lỗ chốt không được lớn hơn đường kính chốt 0,8 mm.

Đối với các loại thép có cường độ chảy dẻo nhỏ nhất chỉ định lớn hơn 480 MPa, đường kính lỗ không được vượt năm lần chiều dày của thanh có tai treo.

6.8.6.3. Đệm chèn

Các thanh có tai treo của một bộ phải đối xứng đối với mặt phẳng trung tâm của cấu kiện và càng song song càng tốt. Chúng phải được ngăn giữ chống lại sự chuyển động nằm ngang trên các chốt và chống lại sự cong vênh nằm ngang do sự chéo của cầu.

Các thanh có tai treo phải được bố trí để các thanh kề ở trong cùng khoang được tách ra ít nhất là 14 mm. Phải có các vòng đệm để đệm mọi khe hở giữa các thanh có tai treo kề nhau trên một chốt. Các thanh chéo giao nhau đều không đủ xa để không trở ngại lẫn nhau ở mọi lúc thì phải được kẹp chặt lại cùng nhau ở chỗ giao nhau.

6.8.7. CÁC BẢN LIÊN KẾT CHỐT

6.8.7.1. Tổng quát

Ở nơi nào có thể được thì nên tránh các bản liên kết chốt.

Các quy định của Điều 6.8.2.1 phải được thỏa mãn.

6.8.7.2. Bản chốt

Sức kháng ép mặt tính toán trên các bản chốt, Pr, phải lấy như sau:

P_r = j_b P_n = j_b A_b F_y (6.8.7.2-1)

Ở đây:

P_n = sức kháng ép mặt danh định (N)

A_b = diện tích ép mặt chiếu lên bản (mm²)

F_y = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định của bản (MPa)

j_b = hệ số sức kháng đối với ép mặt quy định trong Điều 6.5.4.2.

Bản chính có thể được tăng cường trong vùng lỗ bằng gắn vào các bản chốt để gia tăng chiều dày của tấm bản chính.

Nếu sử dụng bản chốt, phải bố trí để giảm thiểu độ lệch tâm của hoạt tải và được gắn vào bản chính bằng các đường hàn hoặc các bu lông đủ để truyền các lực ép mặt từ các bản chốt vào bản chính.

6.8.7.3. Sự cân đối

Tổ hợp diện tích thực của bản chính và các bản chốt trên một mặt cắt ngang xuyên qua đường tim của lỗ chốt không được nhỏ hơn 1,4 lần diện tích thực yêu cầu của bản chính ở xa lỗ.

Diện tích thực tổ hợp của bản chính và các bản chốt ở xa lỗ chốt, lấy theo phương dọc, không được nhỏ hơn diện tích thực yêu cầu của bản chính ở xa lỗ chốt.

Tim của lỗ chốt phải được đặt trên trục dọc của bản chính. Đường kính lỗ chốt không được lớn hơn đường kính chốt là 0,8 mm.

Đối với các thép có cường độ chảy tối thiểu quy định lớn hơn 480 MPa, đường kính lỗ không được vượt quá năm lần chiều dày tổ hợp của bản chính và các bản chốt.

Chiều dày tổ hợp của bản chính và các bản chốt không được nhỏ hơn 12% của chiều rộng thực từ mép lỗ đến mép của bản hoặc các bản. Chiều dày của bản chính không được nhỏ hơn 12% của chiều rộng yêu cầu ở xa lỗ.

6.8.7.4. Đệm chèn

Các cấu kiện liên kết chốt phải được ngăn giữ chống lại sự chuyển động nằm ngang trên chốt và chống lại sự cong vênh do sự chéo của cầu.

6.9. CẤU KIỆN CHỊU NÉN

6.9.1. TỔNG QUÁT

Các quy định của điều này được áp dụng cho các cấu kiện thép liên hợp và không liên hợp có mặt cắt không đổi với ít nhất một mặt phẳng đối xứng và chịu hoặc nén dọc trục hoặc nén dọc trục và uốn kết hợp đối với trục đối xứng.

Các vòm còn phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.14.4.

Các thanh mạ chịu nén của các giàn chạy giữa còn phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.14.2.9.

6.9.2. SỨC KHÁNG NÉN

6.9.2.1. Nén dọc trục

Sức kháng tính toán của các cấu kiện trong chịu nén, Pr, phải được lấy như sau:

P_r = j_c P_n (6.9.2.1.-1)

trong đó:

P_n = sức kháng nén danh định theo quy định ở các Điều 6.9.4 và 6.9.5 (N)

j_c = hệ số sức kháng đối với nén theo quy định trong Điều 6.5.4.2

6.9.2.2. Nén dọc trục và uốn kết hợp

Tải trọng nén dọc trục, P_u, và các mô men xảy ra đồng thời, M_ux và M_uy, tính toán đối với các tải trọng tính toán bằng các phương pháp giải tích đàn hồi phải thỏa mãn mối quan hệ sau đây:

Nếu < 0,2, thì		(6.9.2.2-1)
Nếu ³ 0,2, thì		(6.9.2.2-2)

P_r = sức kháng nén tính toán theo quy định trong Điều 6.9.2.1 (N)

M_rx = sức kháng uốn tính toán theo trục x theo quy định trong các Điều 6.10.6.11 và 6.12 (N-mm)

M_ry = sức kháng uốn tính toán theo trục y theo quy định trong các Điều 6.10.6.11 và 6.12 (N-mm)

M_ux = mô men uốn tính toán theo trục x được tính toán theo quy định ở bên dưới (N-mm)

M_uy = mô men uốn tính toán theo trục y được tính toán theo quy định ở bên dưới (N-mm)

Các mô men M_ux và M_uy theo các trục đối xứng, có thể được xác định bằng hoặc:

· Sự phân tích đàn hồi bậc hai, có tính đến độ khuếch đại mô men gây ra bởi tải trọng trục tính toán, hoặc

· Sự điều chỉnh gần đúng một bước như quy định trong Điều 4.5.3.2.2b.

6.9.3. TỶ SỐ ĐỘ MẢNH GIỚI HẠN

Các cấu kiện chịu nén phải thỏa mãn các yêu cầu của độ mảnh ở đây:

· Đối với các bộ phận chính: ≤ 120

· Đối với các bộ phận liên kết: ≤ 140

trong đó:

K = hệ số chiều dài hiệu dụng quy định trong Điều 4.6.2.5

ℓ = chiều dài không giằng (mm)

r = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất (mm)

Đối với riêng điều này, bán kính hồi chuyển quay có thể tính trên một mặt cắt tưởng tượng bỏ qua phần của diện tích của một thành phần, miễn là:

· Khả năng của thành phần căn cứ trên diện tích và bán kính quay thực tế lớn hơn các tải trọng tính toán, và

· Khả năng của thành phần tưởng t-ợng căn cứ trên diện tích triết giảm và bán kính quay tương ứng cũng lớn hơn các tải trọng tính toán.

6.9.4. CÁC CẤU KIỆN KHÔNG LIÊN HỢP

6.9.4.1. Sức kháng nén danh định

Đối với các cấu kiện thỏa mãn các yêu cầu chiều rộng/chiều dày chỉ định trong Điều 6.9.4.2, sức kháng nén danh định, P_n, phải được lấy như sau:

Nếu l ≤ 2,25 thì P_n = 0,66^l F_yA_s (6.9.4.1-1)

Nếu l > 2,25 thì P_n = (6.9.4.1-2)

với:

(6.9.4.1-3)

trong đó:

A_s = diện tích mặt cắt ngang nguyên (mm²)

F_y = cường độ chảy (MPa)

E = mô đun đàn hồi (MPa)

K = hệ số chiều dài hiệu dụng quy định trong Điều 4.6.2.5.

ℓ = chiều dài không giằng (mm)

r_s = bán kính hồi chuyển theo mặt phẳng bùng (mm)

Đối với các cọc thép chỉ dưới tải trọng trục, P_n không được vượt quá trị số sau đây:

· Đối với các cọc H ………………………………………………………………………. 0,78 F_y A_s

· Đối với các cọc ống …………………………………………………………………… 0,87 F_y A_s

6.9.4.2. Các tỷ số chiều rộng/chiều dày giới hạn đối với nén dọc trục

Độ mảnh của các bản phải thỏa mãn:

(6.9.4.2.1)

trong đó:

k = hệ số oằn của bản theo quy định trong Bảng 1

b = chiều rộng của bản như quy định trong Bảng 1 (mm)

t = chiều dày bản (mm)

Chiều dày vách của các ống phải thỏa mãn:

· Đối với các ống tròn:		(6.9.4.2-2)
· Đối với các ống chữ nhật:		(6.9.4.2-3)

trong đó:

D = đường kính ống (mm)

b = chiều rộng mặt (mm)

t = chiều dày ống (mm)

Đối với các cấu kiện khi thiết kế có dùng các phương trình của Điều 6.9.2.2, Fy như sử dụng ở đây, có thể được thay thế bởi ứng suất nén tính toán lớn nhất do tải trọng dọc trục tính toán và mô men uốn xảy ra đồng thời.

Bảng 6.9.4.2.1 – Các tỷ số chiều rộng – chiều dày giới hạn

Các bản được đỡ dọc một mép	K	b
Các bản cánh và các cạnh nhô ra hoặc các bản	0,56	· Chiều rộng nửa bản cánh của các mặt cắt I
		· Chiều rộng toàn bản cánh của các thép [
		· Khoảng cách giữa mép tự do và hàng bu lông thứ nhất hoặc các đường hàn trong các bản
		· Toàn chiều rộng của cạnh bên nhô ra đối với các đôi thép góc trong tiếp xúc liên tục
Các thân của thép T cán	0,75	· Toàn chiều cao của T
Các cấu kiện nhô ra khác	0,45	· Toàn chiều rộng của cạnh bên nhô ra đối với thanh chống thép góc đơn hoặc thanh chống thép góc đôi với tấm ngăn
Các cấu kiện nhô ra khác	0,45	· Toàn chiều rộng nhô ra đối với các cấu kiện khác
Các bản được đỡ dọc hai mép	k	B
Các bản cánh hộp và các bản táp	1,40	· Khoảng cách tĩnh giữa các bản bụng trừ đi bán kính góc trong trên mỗi bên đối với các bản cánh hộp · Khoảng cách giữa các đường hàn hoặc bu lông đối với các bản phủ bản cánh
Các bản bụng và các cấu kiện bản khác	1,49	· Khoảng cách tĩnh giữa các bản cánh trừ đi các bán kính đường hàn đối với các bản bụng của các dầm cán
Các bản bụng và các cấu kiện bản khác	1,49	· Khoảng cách tĩnh giữa các thanh đỡ mép đối với tất cả các cấu kiện khác
Các bản táp có khoét lỗ	1,86	· Khoảng cách tĩnh giữa các thanh đỡ mép

6.9.4.3. Các cấu kiện tổ hợp

6.9.4.3.1. Tổng quát

Phải áp dụng các quy định của Điều 6.9.4.2. Tỷ số độ mảnh của các cấu kiện giữa các bu lông liên kết không được nhiều hơn 75% của tỷ số độ mảnh khống chế của bộ phận.

6.9.4.3.2. Các bản khoét lỗ

Các bản khoét lỗ phải thỏa mãn các yêu cầu của các Điều 6.9.4.2 và 6.8.5.2 và phải được thiết kế cho tổng lực cắt do các tải trọng tính toán và một lực cắt phụ lấy như sau:

(6.9.4.3.2-1)

trong đó:

V = lực cắt phụ thêm (N)

P_r = sức kháng nén tính toán quy định trong các Điều 6.9.2.1 và 6.9.2.2 (N)

ℓ = chiều dài cấu kiện (mm)

r = bán kính hồi chuyển theo trục thẳng góc đến bản khoét lỗ (mm)

F_y = cường độ chảy (MPa)

6.9.5. CÁC CẤU KIỆN LIÊN HỢP

6.9.5.1. Sức kháng nén danh định

Các quy định của điều này áp dụng cho các cột liên hợp không chịu uốn. Các quy định của Điều 6.12.2.3 áp dụng cho các cột liên hợp chịu uốn.

Sức kháng nén danh định của cột liên hợp thỏa mãn các quy định của Điều 6.9.5.2 phải lấy như sau:

Nếu l ≤ 2.25 thì	P_n = 0.66^l F_e A_s	(6.9.5.1-1)
Nếu l > 2.25 thì		(6.9.5.1-2)

với:

	(6.9.5.1-3)
	(6.9.5.1-4)
	(6.9.5.1-5)

trong đó:

A_s = diện tích mặt cắt ngang của mặt cắt thép (mm²)

A_c = diện tích mặt cắt ngang của bê tông (mm²)

A_r = tổng diện tích mặt cắt ngang của cốt thép dọc (mm²)

F_y = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của mặt cắt thép (MPa)

F_yr = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa)

f’_c = cường độ nén 28 ngày nhỏ nhất quy định của bê tông (MPa)

E = mô đun đàn hồi của thép (MPa)

ℓ = chiều dài không giằng của cột (mm)

K = hệ số chiều dài hiệu dụng theo quy định trong Điều 4.6.2.5

n = tỷ số mô đun của bê tông theo quy định trong Điều 6.10.5.1.1b

r_s = bán kính hồi chuyển của mặt cắt thép trong mặt phẳng uốn, nhưng không nhỏ hơn 0,3 lần chiều rộng của bộ phận liên hợp trong mặt phẳng uốn đối với các thép hình được bọc bê tông liên hợp (mm)

C₁, C₂, C₃ = hằng số cột liên hợp được quy định trong Bảng 1.

Bảng 6.9.5.1-1 – Các hằng số cột liên hợp

C₁	Các ống được nhồi đầy	Các thép hình được bọc
C₁	1,0	0,70
C₂	0,85	0,60
C₃	0,40	0,20

Khi xác định sự khuếch đại mô men đối với các bộ phận liên hợp chịu nén dọc trục và uốn kết hợp theo sự điều chỉnh gần đúng một bước quy định trong Điều 4.5.3.2.2b, phải áp dụng phương trình sau đây:

P_e = (6.9.5.1-6)

6.9.5.2. Các giới hạn

6.9.5.2.1. Tổng quát

Sức kháng nén phải được tính toán phù hợp với Điều 6.9.5.1, nếu diện tích mặt cắt ngang của mặt cắt thép gồm ít nhất 4% tổng diện tích mặt cắt ngang của bộ phận.

Sức kháng nén phải được tính toán như là cột bê tông cốt thép trong Phần 5, nếu diện tích mặt cắt ngang của thép hình hoặc ống nhỏ hơn 4% tổng diện tích mặt cắt ngang.

Cường độ nén của bê tông phải ở giữa 20 MPa và 55 MPa.

Cường độ chảy của mặt cắt thép và cốt thép dọc sử dụng để tính sức kháng nén danh định phải không vượt quá 420 MPa.

Sự truyền tất cả tải trọng trong cột liên hợp phải được xem xét trong thiết kế các thành phần đỡ.

Mặt cắt ngang phải có ít nhất một trục đối xứng

6.9.5.2.2. Các ống nhồi đầy bê tông

Các yêu cầu về chiều dày của vách đối với các ống không nhồi quy định trong Điều 6.9.4.2 phải áp dụng cho các ống liên hợp nhồi đầy bê tông.

6.9.5.2.3. Các thép hình bọc bê tông

Các thép hình bọc bê tông phải được tăng cường bằng cốt thép dọc và ngang. Cốt thép phải tuân theo các quy định của Điều 5.7.4.6, trừ khoảng cách thẳng đứng của các thanh giằng ngang phải không được vượt quá trị số nhỏ nhất của:

· 16 lần đường kính thanh thép dọc

· 48 lần đường kính thanh giằng hoặc

· 0,5 kích thước bên nhỏ nhất của cấu kiện liên hợp

Nhiều thép hình trong cùng mặt cắt ngang của một cột liên hợp phải được liên kết với nhau bằng đai và các bản giằng đề phòng oằn các thép hình riêng lẻ trước khi bê tông đông cứng.

6.10. CÁC MẶT CẮT CHỮ I CHỊU UỐN

6.10.1. TỔNG QUÁT

Các điều khoản ở mục này được áp dụng cho các mặt cắt chữ I thẳng chịu uốn bằng thép cán hoặc tổ hợp đối xứng đối với trục thẳng đứng nằm trong mặt phẳng của bản bụng dầm.

Các mặt cắt “lai” hoặc “phối hợp” gồm một bản bản bụng có cường độ chảy nhỏ nhất quy định thấp hơn cường độ ở một hoặc cả hai bản cánh có thể được thiết kế theo các quy định này. Cho phép dùng các mặt cắt mà thép bản bụng có cường độ cao hơn thép ở các bản cánh nhưng không được coi là mặt cắt “lai”.

Các điều khoản của các mục này được áp dụng cho các mặt cắt đặc chắc hoặc không đặc chắc và các mặt cắt liên hợp hoặc không liên hợp.

Các cấu kiện chịu uốn phải được thiết kế theo:

· Sức kháng uốn theo trạng thái giới hạn cường độ được quy định trong mục 6.10.4

· Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng đối với độ võng dài hạn được quy định trong Mục 6.10.5.

· Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy của các chi tiết được quy định theo Mục 6.5.3 và các yêu cầu về độ mỏi đối với các bản bụng dầm theo quy định Mục 6.10.6.

· Sức kháng cắt theo trạng thái giới hạn cường độ được quy định theo Mục 6.10.7 và

· Tính khả thi của kết cấu được quy định theo 6.10.3.2.

Có thể xem xét các điều khoản tùy chọn về độ võng theo Mục 2.5.2.6.2.

6.10.2. CÁC GIỚI HẠN TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT CẮT.

Căn cứ trên việc nghiên cứu về uốn, các tỷ lệ cấu tạo của mặt cắt chữ I phải thỏa mãn các điều sau đây trong tất cả các giai đoạn thi công và trong trạng thái cuối cùng.

Trong mục 6.10.2.2, f_c và D_c phải được lấy sao thích hợp với điều kiện đang nghiên cứu.

6.10.2.1. Các tỷ lệ cấu tạo chung

Các cấu kiện uốn phải được cấu tạo theo tỷ lệ sao cho:

0,1 ≤ ≤ 0,9 (6.10.2.1-1)

trong đó:

I_y = mô men quán tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bụng (mm⁴)

I_yc = mô men quán tính của bản cánh chịu nén của mặt cắt thép quanh trục đứng trong mặt phẳng của bản bụng (mm⁴).

6.10.2.2. Độ mảnh của bản bụng.

Bản bụng dầm phải được cấu tạo sao cho:

Khi không có gờ tăng cường dọc (6.10.2.2.1)

Khi có gờ tăng cường dọc (6.10.2.2-2)

trong đó:

D_c = chiều cao của bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn hồi (mm)

f_c = ứng suất ở bản cánh chịu nén do lực tính toán (Mpa)

6.10.3. ÁP DỤNG

6.10.3.1. Các mặt cắt liên hợp

Các mặt cắt liên hợp được định nghĩa là những mặt cắt gồm một bản mặt bê tông liên kết với một mặt cắt thép bằng liên kết chống cắt phù hợp với Điều 6.10.7.4 và có thể áp dụng cho các hệ bản mặt khác được chứng minh đảm bảo có tác dụng liên hợp và chống uốn ngang.

6.10.3.1.1. Các ứng suất

6.10.3.1.1a. Trình tự chất tải trọng

Ứng suất đàn hồi ở một vị trí bất kỳ trên mặt cắt liên hợp do tải trọng tác dụng gây ra phải bằng tổng số các ứng suất gây ra bởi các lực tác dụng riêng rẽ tác dụng vào:

· Phần thép

· Mặt cắt liên hợp ngắn hạn và

· Mặt cắt liên hợp dài hạn.

Tải trọng dài hạn tác dụng, trước khi bản đạt được 75% fc , được giả thiết phải do mặt cắt thép chịu đơn độc. Tải trọng dài hạn và hoạt tải tác dụng sau khi bản đặt được 75% fc được giả thiết phải do mặt cắt liên hợp chịu. Đối với các công trình có trụ đỡ phải giả thiết toàn bộ tải trọng dài hạn tác dụng sau khi bản đạt được 75% fc và trong tài liệu hợp đồng phải chỉ rõ như vậy.

6.10.3.1.1b. Uốn dương

Khi tính toán các ứng suất uốn phải xét mặt cắt liên hợp gồm mặt cắt thép và mặt cắt chuyển đổi của bản bê tông với bề rộng hiệu dụng.

Đối với các tải trọng tạm thời, giả thiết chúng tác dụng vào mặt cắt liên hợp ngắn hạn và mặt cắt bản khi chuyển đổi phải dùng tỉ số mô đun ngắn hạn, n.

Đối với các tải trọng dài hạn, giả thiết chúng tác dụng vào mặt cắt liên hợp dài hạn mặt cắt bản khi chuyển đổi thì dùng tỉ số mô đun bằng 3n.

Đối với bê tông có khối lượng riêng thông thường, tỉ số mô đun có thể lấy như sau:

16 ≤ f_c ≤ 20; n = 10

20 ≤ f_c ≤ 25; n = 9

25 ≤ f_c ≤ 32; n = 8

32 ≤ f_c ≤ 41; n = 7

41 ≤ f_c; n = 6

6.10.3.1.1c. Uốn âm

Để tính toán các ứng suất do mô men gây ra, đối với cả mô men liên hợp dài hạn lẫn ngắn hạn, mặt cắt liên hợp phải bao gồm cả mặt cắt thép và cốt thép theo phương dọc trọng phạm vi chiều rộng hiệu dụng của bản.

6.10.3.1.1d. Chiều rộng hiệu dụng của bản

Nếu không có thông tin tốt hơn, phải áp dụng các quy định của Điều 4.6.2.6.

6.10.3.1.2. Mô men chảy

Mô men chảy M_y ở một mặt cắt liên hợp phải lấy bằng tổng các mô men tác dụng riêng lẻ vào phần thép và vào các mặt cắt liên hợp ngắn hạn và dài hạn để gây trạng thái chảy đầu tiên ở một trong hai bản cánh thép, khi không xét đến chảy hình thành ở bản bụng của mặt cắt “lai”.

6.10.3.1.3. Mô men dẻo

Mp phải được tính toán bằng mô men đầu tiên của lực dẻo đối với trục trung hòa dẻo. Để tính toán các lực dẻo trong các phần thép của mặt cắt liên hợp, phải dùng cường độ chảy tương ứng cho cả bản cánh, bản bụng và cốt thép. Lực dẻo trong các phần bê tông chịu nén của mặt cắt liên hợp có thể dựa trên khối ứng suất chữ nhật như chỉ dẫn trong Điều 5.7.2.2. và bỏ qua bê tông chịu kéo.

Vị trí của trục trung hòa dẻo phải được xác định theo điều kiện cân bằng mà không có lực dọc trục thuần túy.

6.10.3.1.4. Chiều cao của bản bụng chịu nén.

6.10.3.1.4a. Tại mô men đàn hồi

Đối với các mặt cắt chịu uốn dương, chiều cao của bản bụng chịu nén Dc tại mô men đàn hồi thiết kế bằng chiều cao mà trên đó tổng đại số của các ứng suất trong thép ở các mặt cắt liên hợp dài hạn và liên hợp ngắn hạn do các tĩnh tải và hoạt tải gây ra cộng với xung kích đều là ứng suất nén. Đối với các mặt cắt chịu uốn âm, có thể tính toán D_c cho mặt cắt bao gồm dầm thép cộng với cốt thép theo phương dọc.

6.10.3.1.4b Tại mô men dẻo

Chiều cao của bản bụng chịu nén tại mô men dẻo D_cp có thể được xác định như sau:

· Đối với các mặt cắt chịu uốn dương, khi trục trung hòa dẻo qua bản bụng, D_cp được lấy là:

(6.10.3.1.4b-1)

trong đó:

D_cp = chiều cao bản bụng chịu nén tại mô men dẻo (mm).

D = chiều cao bản bụng (mm).

A_s = diện tích bản.

A_t = diện tích bản cánh chịu kéo (mm²).

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa).

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc trong mặt cắt (Mpa)

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu kéo (MPa).

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa).

F_c = cường độ chịu nén 28 ngày quy định của bê tông (MPa).

· Đối với tất cả các mặt cắt chịu uốn dương, D_cp phải lấy bằng 0 và yêu cầu về độ mảnh của bản bụng trong mặt cắt đặc chắc ở Điều 6.10.4.1.2 phải coi là đã thỏa mãn.

· Đối với các mặt cắt chịu uốn âm khi có trục trung hòa dẻo đi qua bản bụng:

D_cp = (F_ytA_t + F_ywA_w – F_ycA_c) (6.10.3.1.4b-2)

· Đối với các mặt cắt khác chịu uốn âm, D_cp phải lấy bằng D.

6.10.3.2. Yêu cầu về cấu tạo đối với các mặt cắt liên hợp

6.10.3.2.1. Tổng quát

Để đảm bảo yêu cầu về cấu tạo đối với các mặt cắt liên hợp ở trạng thái cuối cùng nhưng không liên hợp trong quá trình thi công khi nghiên cứu phải được coi là các mặt cắt không liên hợp ở các giai đoạn khác nhau theo trình tự lắp đặt mặt cầu qua việc sử dụng tổ hợp tải trọng thích hợp trong Bảng 3.4.1-1 để tính toán. Các đặc trưng hình học, chiều dài giằng, và ứng suất được sử dụng trong tính toán sức kháng uốn danh định theo mục này chỉ áp dụng đối với mặt cắt thép dưới tác dụng của tải trọng thi công tính toán. Các thay đổi về tải trọng, độ cứng và hệ giằng trong các giai đoạn đổ bê tông phải được xem xét.

6.10.3.2.2. Sức kháng uốn danh định

Phải tiến hành nghiên cứu về cấu tạo của các dầm liên hợp theo các quy định của Điều 6.10.4.1.4 về độ mảnh bản cánh chịu nén của mặt cắt không đặc chắc.

Các dầm liên hợp trong giai đoạn thi công, khi còn chưa được liên hợp phải thỏa mãn các yêu cầu nêu trong Điều 6.10.2.2 về độ mảnh của bản bụng không đặc chắc theo truyền thống.

6.10.3.2.3. Sức kháng cắt danh định

Đối với các bản bụng của các mặt cắt đồng chất, có các sườn tăng cường ngang và có hoặc không có các sườn tăng cường dọc, sức kháng cắt danh định để nghiên cứu về trình tự lắp mặt cầu phải là:

V_n = C V_p

trong đó:

C = tỉ số của ứng suất gây mất ổn định trên trị số cường độ chảy dẻo khi chịu cắt theo quy định ở bản cánh 6.10.7.3.3a.

V_p = khả năng chịu cắt dẻo được quy định ở Điều 6.10.7.3.3a (N)

6.10.3.3. Các mặt cắt không liên hợp

Khi xét về mặt kỹ thuật có tính khả thi, phải dùng các kết cấu liên hợp.

Đối với các mặt cắt thép không có các neo chống cắt được quy định phù hợp với Điều 6.10.7.4 cho phép xem là những mặt cắt không liên hợp.

6.10.3.3.1. Mô men chảy và mô men dẻo

Phải tính mô men chảy M_y của một mặt cắt không liên hợp là mô men cần thiết để gây ra chảy đầu tiên ở một trong bản cánh khi không xét đến bất kỳ sự chảy nào ở bản bụng của mặt cắt “lai”.

Mô men dẻo M_p của một mặt cắt không liên hợp phải lấy bằng tổng mô men của toàn bộ sự phân phối ứng suất dẻo tác dụng vào mặt cắt.

6.10.3.3.2. Chiều cao của bản bụng chịu nén tại mô men dẻo

Chiều cao của bản bụng tại mô men dẻo phải được xác định như dưới đây:

Nếu:F_ywA_w ³ F_ycA_c – F_ytA_t,

Thì D_cp = (F_ytA_t + F_ywA_w – F_ycA_c) (6.10.3.3.2-1)

Ngược lại: D_cp = D

trong đó:

D = chiều cao bản bụng (mm)

A_t = diện tích bản cánh chịu kéo (mm²)

A_c = diện tích bản cánh chịu nén (mm²)

A_w = diện tích bản bụng (mm²)

F_yc = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất được quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất được quy định của bản cánh chịu kéo (MPa)

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất được quy định của bản bụng (MPa)

6.10.3.4. Độ cứng

Có thể dùng các đặc trưng về độ cứng sau đây để phân tích các cấu kiện chịu uốn:

· Đối với tải trọng tác dụng lên các mặt cắt không liên hợp: các dặc trưng về độ cứng của mặt cắt thép.

· Đối với các tải trọng thường xuyên tác dụng lên các mặt cắt liên hợp: các đặc trưng về độ cứng của mặt cắt liên hợp dài hạn với giả thiết là mặt cầu bê tông làm việc hoàn toàn trên toàn bộ nhịp.

· Đối với các tải trọng nhất thời tác dụng lên các mặt cắt liên hợp: các đặc trưng về độ cứng của mặt cắt liên hợp ngắn hạn với giả thiết là mặt cầu bê tông làm việc hoàn toàn trên toàn bộ nhịp.

6.10.3.5. Tác dụng của gió lên các bản cánh dầm

6.10.3.5.1. Các mặt cắt đặc

Mô men tính toán của bản cánh dưới do tác dụng gió ngang phải được giả thiết sẽ do một bề rộng b_w ở mỗi cạnh của bản cánh chịu tính theo công thức:

(6.10.3.5.1-1)

trong đó:

b_fb = Chiều rộng cánh dưới (mm)

t_fb = Bề dày bản cánh dưới (mm)

F_yb = Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất được quy định của bản cánh dưới (MPa)

M_w = Mô men ngang lớn nhất ở bản cánh dưới do tải trọng gió tính toán (N-mm)

Các tải trọng thẳng đứng trong tổ hợp tải trọng được nghiên cứu phải được giả thiết sẽ do mặt cắt liên hợp hữu ích chịu. Mặt cắt này được xác định bằng cách bỏ bớt bề rộng b_w ở mỗi cạnh mép của bản cánh dưới. Phải căn cứ vào mặt cắt hữu ích này để xác định mọi sức kháng cần thiết.

6.10.3.5.2 . Các mặt cắt không đặc

Các ứng suất ở bản cánh dưới của các mặt cắt không đặc phải được tổ hợp như sau:

(F_u +F_w) ≤ F_r(6.10.3.5.2-1)

với F_w = (6.10.3.5.2-2)

trong đó:

F_w = ứng suất uốn ở các cạnh mép của bản cánh dưới do tác dụng của lực gió tính toán (MPa)

F_u = ứng suất uốn ở bản cánh dưới do tác dụng của các tải trọng tính toán khác ngoài trừ tải trọng gió (MPa)

F_r = sức kháng uốn tính toán của mỗi bản cánh được quy định trong Điều 6.10.4 (MPa)

M_w = mô men ngang lớn nhất ở bản cánh dưới do tác dụng của lực gió tính toán (N-mm)

Không yêu cầu phải nghiên cứu đối với bản cánh trên. Nếu sức kháng uốn danh định của bản cánh trên được tính toán theo các quy định ở Điều 6.10.4.2.3 thì phải sử dụng mặt cắt hữu ích được quy định ở Điều 6.10.4.5.1 trong các tính toán đó.

6.10.3.6. Mặt cắt thực

Trong các cấu kiện uốn có thể bỏ qua các lỗ để bắt bu lông cường độ cao hoặc các lỗ mở (để hở) có đường kính không quá 32mm miễn là diện tích bị khuyết đi ở mỗi bản cánh không vượt quá 15% diện tích của bản cánh đó. Đối với mọi diện tích bị khuyết ở bản cánh vượt quá 15% diện tích bản cánh, phải trừ chúng ra khỏi mặt cắt thô. Chiều rộng các lỗ bu lông phải theo quy định trong Điều 6.8.3.

Đối với vật liệu mối nối, phải áp dụng các quy định của các Điều 6.8.1 và 6.13.5.

6.10.3.7. Cốt thép tối thiểu ở các bản chịu uốn âm

Trong các miền chịu uốn âm của bất kỳ nhịp liên tục nào, tổng diện tích mặt cắt ngang của cốt thép dọc phải không nhỏ hơn 1% tổng diện tích mặt cắt ngang của bản. Cốt thép dùng để thỏa mãn yêu cầu này phải có cường độ chảy dẻo nhỏ nhất được quy định không nhỏ hơn 420 Mpa và có cỡ không lớn hơn các thanh No. 19.

Phải bố trí cốt thép cần thiết làm hai lớp phân bố đều trên suốt bề rộng bản và hai phần ba số lượng phải được đặt ở lớp trên. các thanh cốt thép phải đặt cách nhau không quá 150 mm trong mỗi hàng.

Có thể dùng các bộ phận liên kết chống cắt ở các miền chịu uốn âm của các mặt cắt liên hợp. Khi bỏ trồng các liên kết chống cắt ở miền chịu uốn âm thì thông thường tất cả các cốt dọc phải được kéo dài vào đến miền chịu uốn dương và vượt ra ngoài các liên kết chống cắt một khoảng cách không nhỏ hơn chiều dài khai triển được quy định ở Phần 5.

6.10.4. SỨC KHÁNG UỐN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

Sức kháng uốn tính toán đối với mô men và ứng suất phải được lấy như sau:

M_r = j_f M_n (6.10.4-1)

và F_r = j_f F_n (6.10.4-2)

trong đó:

j_f = hệ số kháng uốn được quy định ở Điều 6.5.4.2

M_n = sức kháng uốn danh định (N-mm)

F_n = sức kháng uốn danh định ở mỗi bản cánh (MPa)

Các quy định về phân phối lại mô men của Điều 6.10.4.4 không được áp dụng cho các cấu kiện chịu uốn nhịp đơn.

Đối với các cấu kiện chịu uốn có nhịp liên tục, có thể dùng các quy định về đàn hồi ở Điều 6.10.4 hoặc các quy định không đàn hồi ở Điều 6.10.10 để nghiên cứu trạng thái giới hạn cường độ. Chỉ đối với các cấu kiện liên hợp hoặc không liên hợp với mặt cắt I có chiều cao không đổi, có các mặt cắt đặc được chống đỡ bên trong và có cường độ chảy dẻo nhỏ nhất đảm bảo quy định không vượt quá 345 Mpa mới đủ điều kiện cho phép phân tích theo phương pháp không đàn hồi được chỉ dẫn ở Điều 6.10.10.

6.10.4.1. Phân loại sức kháng uốn

6.10.4.1.1. Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định

Nghiên cứu về sức kháng uốn của các mặt cắt chữ I thỏa mãn các giới hạn về tỉ lệ hình học trong Điều 6.10.2 và nghiên cứu về vật liệu thép có cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định như sau:

· Không vượt quá 345 MPa và có chiều cao mặt cắt không đổi phải được thực hiện theo các quy định về độ mảnh của bản bản bụng có mặt cắt đặc của Điều 6.10.4.1.2, hoặc

· Vượt quá 345 MPa và có chiều cao mặt cắt thay đổi phải được thực hiện theo các quy định về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc của Điều 6.10.4.1.4.

6.10.4.1.1. Độ mảnh của bản bản bụng có mặt cắt đặc

Nếu:

(6.10.4.1.2-1)

trong đó:

D_cp = chiều cao của bản bản bụng chịu nén tại lúc mô men dẻo (mm)

F_yc = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất được quy định của bản cánh chịu nén (MPa) thì bản bụng được xem là đặc và

· Đối với các mặt cắt liên hợp chịu uốn dương sức kháng uốn phải được xác định theo các quy định của Điều 6.10.4.2.2 về sức kháng uốn dương của mặt cắt liên hợp đặc hoặc

· Đối với các mặt cắt khác, việc nghiên cứu phải tiến hành theo các quy định của Điều 6.10.4.1.3 về độ mảnh của bản cánh chịu kéo có mặt cắt đặc.

Nếu khác đi thì bản bản bụng không đủ điều kiện để coi là đặc và

Nếu không sử dụng công thức Q thì:

· Đối với các mặt cắt liên hợp chịu uốn dương, phải xác định sức kháng uốn của mỗi bản cánh theo các quy định của Điều 6.10.4.2.4 về sức kháng uốn của bản cánh có mặt cắt không đặc, hoặc

· Đối với các cắt khác, phải tiến hành nghiên cứu theo các quy định của Điều 6.10.4.1.4 về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc hoặc:

Nếu sử dụng công thức Q thì phải theo các quy định của Điều 6.10.4.1.5 về điều kiện của công thức Q.

6.10.4.1.3. Độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt đặc chắc

Nếu:

(6.10.4.1.3-1)

trong đó:

b_f = chiều rộng bản cánh chịu nén (mm)

t_f = bề dày bản cánh chịu nén (mm)

Việc tính toán phải theo các quy định ở Điều 6.10.4.1.6 về sự tác động qua lại giữa độ mảnh của bản bụng có mặt cắt đặc chắc và bản cánh chịu nén.

Nếu không như vậy thì bản cánh chịu nén không được coi là đặc và:

Nếu không xét công thức Q thì phải nghiên cứu theo các quy định của Điều 6.10.4.1.4 về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc, hoặc:

Nếu sử dụng công thức Q thì tính toán phải theo các quy định của Điều 6.10.4.1.5 về điều kiện sử dụng công thức Q.

6.10.4.1.4. Độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc

Nếu:

	không có sườn tăng cường dọc	(6.10.4.1.4-1)
hoặc:
	có sườn tăng cường dọc	(6.10.4.1.4-2)

trong đó:

b_f = chiều rộng của bản cánh chịu nén (mm).

f_c = ứng suất trong bản cánh chịu nén do tác dụng của tải trọng tính toán đang nghiên cứu (MPa) thì tính toán phải theo các quy định của Điều 6.10.4.1.9 về việc giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc.

Nếu không đạt thì mặt cắt không được chấp nhận và phải chọn một mặt cắt mới.

6.10.4.1.5. Điều kiện sử dụng công thức Q theo cách tùy chọn.

Nếu mặt cắt đang xét chịu uốn âm và không có các sườn tăng cường dọc thì phải nghiên cứu theo các quy định của Điều 6.10.4.1.8 về độ mảnh của bản bụng theo công thức Q theo cách tùy chọn của bản cánh chịu nén.

Nếu không đạt thì việc nghiên cứu phải tiến hành theo các quy định của Điều 6.10.4.1.4 về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc.

6.10.4.1.6. Tương tác độ mảnh giữa bản bụng có mặt cắt đặc chắc và bản cánh chịu nén

6.10.4.1.6a. Tổng quát

Nếu:		(6.10.4.1.6a-1)
Và:		(6.10.4.1.6a-2)

thì phải theo quy định của Điều 6.10.4.1.7 về việc giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt đặc chắc.

Nếu không đạt thì phải theo phương trình ở Điều 6.10.4.1.6b về sự tác động qua lại giữa bản bụng có mặt cắt đặc chắc và bản cánh chịu nén.

6.10.4.1.6b. Phương trình tương tác

Nếu:

(6.10.4.1.6b-1)

Phải theo quy định của Điều 6.10.4.1.7 về việc giằng bản cánh chịu nén.

Khi không đạt thì:

Nếu không dùng công thức tùy chọn Q, thì phải tiếp tục xét theo quy định của điều 6.10.4.1.4 về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc.

Nếu áp dụng công thức tùy chọn Q, thì có thể nghiên cứu theo quy định của Điều 6.10.4.1.5 về điều kiện của công thức Q tùy chọn.

6.10.4.1.7. Giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt đặc chắc.

Nếu:

(6.10.4.1.7-1)

trong đó:

L_b = chiều dài không được giằng (mm)

r_y = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng (mm)

M_l = mô men nhỏ hơn do tác dụng của tải trọng tính toán ở mỗi đầu của chiều dài không được giằng (N-mm).

M_p = mô men dẻo (N-mm).

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (Mpa).

Trong đó: (M_l/M_p) phải lấy giá trị âm nếu phần cấu kiện trong phạm vi chiều dài không được giằng bị uốn theo đường cong ngược lại.

và:

· Các quy định của Điều 6.10.4.1.6a hoặc 6.10.4.1.6b về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt đặc chắc đã được thỏa mãn, bản cánh chịu nén được coi như đặc chắc thì sức kháng uốn phải được xác định theo quy định của Điều 6.10.4.2.1 về sức kháng uốn của mặt cắt đặc chắc thông thường hoặc:

· Khi các quy định của Điều 6.10.4.1.6a hoặc 6.10.4.1.6b về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt đặc chắc, không được thỏa mãn thì sức kháng uốn có thể được xác định theo các quy định về sức kháng uốn của điều 6.10.4.2.3 dựa trên công thức Q theo cách tùy chọn.

Nếu không đạt thì phải nghiên cứu theo quy định của điều 6.10.4.1.9 về việc giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc.

6.10.4.1.8. Độ mảnh của bản bụng và bản cánh chịu nén dùng công thức Q theo cách tùy chọn

Nếu		(6.10.4.1.6b-1)
và:		(6.10.4.1.8-2)

Thì có thể xét theo quy định của Điều 6.10.4.1.7 về việc giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt đặc.

Nếu không đạt thì phải xét theo quy định của Điều 6.10.4.1.4 về độ mảnh của bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc.

6.10.4.1.9. Giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc.

Nếu:

(6.10.4.1.9-1)

trong đó:

r_t = bán kính hồi chuyển đối với trục thẳng đứng của một mặt cắt quy ước bao gồm bản cánh chịu nén của mặt cắt thép cộng thêm với chiều cao của bản bụng chịu nén (mm).

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa).

Phải xác định sức kháng uốn của mỗi bản cánh theo cách xác định sức kháng uốn của bản cánh có mặt cắt không đặc chắc theo Điều 6.10.4.2.4.

Nếu không thì:

· Đối với các mặt cắt liên hợp trong trạng thái làm việc cuối cùng của chúng, việc nghiên cứu phải được tiến hành theo quy định của Điều 6.10.4.2.5 về oằn ngang do xoắn của mặt cắt liên hợp, hoặc

· Đối với mặt cắt không liên hợp hoặc bố trí cấu tạo để thi công của các mặt cắt liên hợp, việc nghiên cứu phải được tiến hành theo quy định các Điều 6.10.4.2.6 về oằn ngang do xoắn của mặt cắt không liên hợp.

6.10.4.1. Xác định sức kháng uốn

Mọi mặt cắt được dự kiến đạt tới Mp phải được giằng theo phương ngang.

6.10.4.2.1. Sức kháng uốn của các mặt cắt đặc chắc thông thường

Phải lấy sức kháng uốn danh định như sau:

M_n = M_p (6.10.4.2.1-1)

trong đó:

M_n = sức kháng uốn danh định (N-mm)

6.10.4.2.2. Sức kháng uốn dương của mặt cắt liên hợp đặc chắc.

6.10.4.2.2a. Tổng quát

Nếu mặt cắt đang nghiên cứu nằm trong:

· Một nhịp đơn, hoặc

· Một nhịp liên tục có các mặt cắt đặc chắc trong miền chịu uốn âm trên các gối tựa bên trong, sức kháng uốn danh định của mặt cắt liên hợp đặc trong miền chịu uốn dương phải được lấy như sau:

· Nếu D_p ≤ D’ thì:

M_n = M_p (6.10.4.2.2a-1)

· Nếu D’ < D_p ≤ 5D’ thì:

(6.10.4.2.2a-2)

trong đó:

D_p = khoảng cách từ đỉnh bản tới trục trung hòa tại lúc mô men dẻo (mm).

D’ = khoảng cách được quy định ở Điều 6.10.4.2.2b (mm)

M_y = khả năng chịu mô men chảy ban đầu của mặt cắt liên hợp ngắn hạn chịu mô men dương (N-mm)

Nếu không thì sức kháng uốn danh định có thể được xác định bằng một trong các phương pháp sau nhưng không được lấy lớn hơn giá trị của M_n được tính toán từ Phương trình 1 hoặc Phương trình 2.

· Phương pháp gần đúng:

M_n = 1,3 R_h.M_y (6.10.4.2.2a-3)

· Phương pháp chính xác:

M_n = R_h.M_y + A M_np – M_cp (6.10.4.2.2a-4)

trong đó:

R_h = hệ số “lai” được quy định trong Điều 6.10.4.3.1

A = đối với các nhịp biên, bằng khoảng cách từ gối đỡ biên đến vị trí mặt cắt ngang trong nhịp chia cho chiều dài nhịp. Đối với các nhịp trong bằng 1,0

M_cp = mô men do các tải trọng tính toán gây ra ở gối đỡ trong đồng thời với mô men uốn dương lớn nhất ở mặt cắt ngang đang xét (N-mm).

M_np = sức kháng uốn danh định ở một gối đỡ trong (N-mm)

Trị số của [M_np – M_cp] đối với các nhịp trong phải lấy bằng trị số nhỏ hơn trong số các giá trị ở các đầu nhịp.

Khi dùng phương pháp chính xác, mô men dương tương ứng không được vượt quá R_hM_y đối với tải trọng tính toán gây ra mô men âm lớn nhất ở gối đỡ liền kề.

6.10.4.2.2b. Các yêu cầu về tính dẻo

Mặt cầu bê tông phải được bảo vệ không bị vỡ do ép bê tông còn non tuổi và bị chẻ dọc khi mặt cắt liên hợp tiến dần tới mô men dẻo. Điều quy định ở đây có thể dùng thay cho các phương pháp chính xác hơn để thỏa mãn yêu cầu trên.

Đối với các mặt cắt liên hợp đặc chịu uốn dương, nếu mô men do tác dụng của tải trọng tính toán, gây ra ứng suất bản cánh vượt quá cường độ chảy của mỗi bản cánh, nhân với hệ số lai R_h thì mặt cắt phải thỏa mãn:

	(6.10.4.2.2b-1)
trong đó:
	(6.10.4.2.2b-2)

ở đây:

b = 0,9 đối với F_y = 250 MPa

b = 0,7 đối với F_y = 345 MPa

D_p = khoảng cách từ đỉnh bản của mặt cắt liên hợp tới trục trung hòa tại mô men dẻo (mm)

d = chiều cao của mặt cắt thép

t_h = bề dày của nách bê tông ở phía trên của bản cánh trên (mm)

t_s = bề dày của bản bê tông (mm)

6.10.4.2.3. Tính sức kháng uốn dựa trên công thức Q theo cách tùy chọn

Sức kháng uốn M_n có thể được lấy theo giá trị nhỏ hơn của:

· M_n = M_p hoặc(6.10.4.2.3-1)

(6.10.4.2.3-2)

trong đó:

· Đối với các mặt cắt không đối xứng:

(6.10.4.2.3-3)

· Đối với các mặt cắt đối xứng:

Q_p = 3,0 (6.10.4.2.3-4)

và

Nếu:

	(6.10.4.2.3-5)
	(6.10.4.2.3-6)

nếu không thì:

(6.10.4.2.3-7)

trong đó:

M_p = mô men dẻo

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

M_y = mô men chảy được quy định trong Điều 6.10.3.1.2 (N-mm)

6.10.4.2.4. Sức kháng uốn của bản cánh có mặt cắt không đặc chắc

Sức kháng uốn danh định của mỗi bản cánh, khi xét về ứng suất phải được lấy như sau:

F_n = R_b R_h F_yf (6.10.4.2.4-1)

trong đó:

R_h = hệ số lai được quy định ở Điều 6.10.4.3.1

R_b = hệ số truyền tải trọng được quy định ở Điều 6.10.4.3.2

F_yf = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cánh (MPa)

6.10.4.2.5. Sức kháng uốn của bản cánh của mặt cắt liên hợp chịu oằn khi xoắn ngang

6.10.4.2.5a. Các bản cánh chịu nén

Sức kháng uốn danh định của bản cánh chịu nén, xét về ứng suất phải được xác định bằng:

Nếu:
		(6.10.4.2.5a-1)
Nếu không thì		(6.10.4.2.5a-2)

trong đó:

· Đối với các dầm hẫng không được giằng hoặc đối với các cấu kiện mà mô men trong phạm vi lớn của đoạn dầm không được giằng vượt qua giá trị lớn hơn trong hai giá trị của các mô men mút đầu của đoạn dầm ta lấy:

· C_b = 1,0; hoặc (6.10.4.2.5a-3)

· Đối với các trường hợp khác:

(6.10.4.2.5a-4)

trong đó:

C_b = hệ số điều chỉnh gradient mô men.

P_l = lực trong bản cánh chịu nén tại điểm giằng ứng với lực có giá trị thấp hơn dưới tác dụng của tải trọng tính toán (N)

P_h = lực trong bản cánh chịu nén tại điểm giằng ứng với lực có giá trị cao hơn do tác dụng của tải trọng tính toán (N).

L_b = chiều dài đoạn không được giằng (mm)

r_t = bán kính hồi chuyển của một mặt cắt quy ước gồm bản cánh chịu nén của mặt cắt thép cộng với một phần ba chiều cao của bản bụng chịu nén lấy đối với trục thẳng đứng (mm).

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (Mpa)

R_h = hệ số lai được quy định ở Điều 6.10.4.3.1

R_b = hệ số xét đến oằn cục bộ được quy định ở Điều 6.10.4.3.2

(P_l/P_h) phải lấy giá trị âm nếu P_l là một lực kéo.

6.10.4.2.5b. Các bản cánh chịu kéo

Sức kháng uốn danh định của bản cánh chịu kéo khi xét về ứng suất, phải được xác định như dưới đây:

F_n = R_b R_h F_yt (6.10.4.2.5b-1).

trong đó:

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định (MPa) của bản cánh chịu kéo.

6.10.4.2.6. Sức kháng uốn của mặt cắt không liên hợp bị oằn do xoắn ngang

6.10.4.2.6a. Các bản cánh chịu nén

Sức kháng uốn danh định phải được xác định như sau:

Nếu:

· Có sườn tăng cường dọc hoặc

	·
			(6.10.4.2.6a-1)

Không thì:

Nếu:
			(6.10.4.2.6a-2)
Không thì:			(6.10.4.2.6a-3)
			(6.10.4.2.6a-4)
			(6.10.4.2.6a-5)

trong đó:

l_b = 5,76 đối với các cấu kiện có diện tích bản cánh chịu nén bằng hoặc lớn hơn diện tích bản cánh chịu kéo

l_b = 4,64 đối với các cấu kiện có diện tích bản cánh chịu nén nhỏ hơn diện tích bản cánh chịu kéo

C_b = hệ số điều chỉnh gradient mô men

I_yc = mô men quán tính của bản cánh chịu kéo của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng bản bụng (mm⁴)

S_xc = mô đun mặt cắt đối với trục nằm ngang của mặt cắt có liên quan đến bản cánh chịu nén (mm³)

M_y = mô men chảy đối với bản cánh chịu nén được quy định ở Điều 6.10.3.3.1

R_h = hệ số lai được quy định ở Điều 6.10.4.3.1

r_t = bán kính quán tính nhỏ nhất của mặt cắt chịu nén đối với trục thẳng đứng (mm)

t_f = bề dày bản cánh chịu nén (mm)

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

6.10.4.2.6b. Các bản cánh chịu kéo

Sức kháng uốn danh định của bản cánh chịu kéo, xét về ứng suất phải được xác định như dưới đây:

F_n = R_b R_h F_yt (6.10.4.2.6b-1)

trong đó:

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định bản cánh chịu kéo (MPa)

6.10.4.3. Các hệ số giảm ứng suất bản cánh

6.10.4.3.1. Hệ số lai R_h

6.10.4.3.1a. Tổng quát

Đối với các mặt cắt đồng nhất, R_h được lấy bằng 1,0.

Đối với các mặt cắt lai khi ứng suất ở cả hai bản cánh, dưới tác dụng của tải trọng tính toán, không vượt quá cường độ chảy của bản bụng thì hệ số lai R_h lấy bằng 1,0.

Đối với các mặt cắt lai trong đó một bản cánh đạt tới cường độ chảy dưới tác dụng của tải trọng tính toán, thì dùng một trong hai Điều 6.10.4.3.1b hoặc 6.10.4.3.1c, hoặc cả hai điều.

Không nên áp dụng hệ số giảm cho các mặt cắt đặc chắc vì ảnh hưởng của vật liệu cường độ thấp hơn ở bản bụng được tính bù khi tính toán mô men dẻo như được quy định ở điều 6.10.3.1.3.

6.10.4.3.1b. Uốn dương

Đối với sức kháng uốn của mặt cắt lai liên hợp chịu uốn dương, phải lấy hệ số giảm do lai như sau:

(6.10.4.3.1b-1)

trong đó:

r = F_yw/F_yb

b = A_w/A_fb

y = d_n/d

d_n = khoảng cách từ thớ ngoài của bản cánh dưới tới trục trung hòa của mặt cắt liên hợp ngắn hạn đã được biến đổi (mm)

d = chiều cao của mặt cắt thép (mm)

F_yb = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cánh dưới (MPa)

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa)

A_w = diện tích của bản bụng (mm²)

A_fb = diện tích bản cánh dưới (mm²)

6.10.4.3.1c. Uốn âm

Trường hợp trung hòa của các mặt cắt liên hợp lai được xác định theo quy định của điều 6.10.3.1.4a, nằm trong phạm vi 10% của chiều cao bản bụng kể từ giữa bản bụng, hệ số lai phải lấy là:

(6.10.4.3.1c-1)

trong đó:

r = F_yw/f_fl

b = 2A_w/A_tf

A_tf = đối với các mặt cắt liên hợp, tổng diện tích của cả hai bản cánh thép và cốt thép dọc nằm trong mặt cắt; đối với các mặt cắt không liên hợp, diện tích của cả hai bản cánh thép (mm²)

f_fl = trị số nhỏ hơn giữa cường độ chảy nhỏ nhất quy định và ứng suất do tải trọng tính toán gây ra ở mỗi bản cánh (MPa)

Đối với các mặt cắt lai liên hợp khác chịu uốn âm, hệ số lai phải được lấy là:

R_h = (6.10.4.3.1c-2)

trong đó

M_yr = mô men chảy mà sự chảy ở bản bụng được tính đến (N-mm)

M_y = sức kháng chảy, khi xét về mô men và bỏ qua sự chảy ở bản bụng (N-mm)

6.10.4.3.2. Hệ số truyền tải trọng R_b

6.10.4.3.2a. Các bản cánh chịu nén

· Nếu có tăng cường theo phương dọc, hoặc

(6.10.4.3..2a-1)

Nếu không thì

(6.10.4.3.2a-2)

với

(6.10.4.3.2a-3)

trong đó:

l_b = 5,76 đối với các cấu kiện có diện tích bản cánh chịu nén bằng hoặc lớn hơn diện tích bản cánh chịu kéo

l_b = 4,64 đối với các cấu kiện có diện tích bản cánh chịu nén bằng hoặc nhỏ hơn diện tích bản cánh chịu kéo

f_c = ứng suất trong bản cánh chịu nén đang xét do tác dụng của tải trọng tính toán (MPa)

A_c = diện tích của bản cánh chịu nén (mm²)

6.10.4.3.2b. Các bản cánh chịu kéo

Đối với các bản cánh chịu kéo, Rb lấy bằng 1,0

6.10.4.4. Sự phân phối lại mô men theo phân tích đàn hồi

Đối với các cấu kiện chịu uốn của nhịp thép liên tục đặc chắc cho chịu uốn âm, là thép cán hoặc được chế tạo từ thép có cường độ chảy không lớn hơn 345 MPa và có các mặt cắt liên hợp hoặc không liên hợp chịu uốn âm thỏa mãn các yêu cầu của các điều 6.10.4.1.2 và 6.10.4.1.3; 6.10.4.1.6a hoặc 6.10.4.1.6b và 6.10.4.17 thì mô men âm trên các trụ do tác dụng của tải trọng tính toán xác định bằng phương pháp đàn hồi, có thể được triết giảm nhiều nhất là 10%. Kèm theo sự triết giảm đó, phải tăng mô men trên toàn bộ các nhịp kế bên, tương đương về mặt tĩnh học và lấy trái dấu để giảm mô men âm ở các gối đỡ liền kề. Sự phân phối lại mô men không được áp dụng cho mô men âm ở dầm hẫng.

Bằng cách khác, đối với các mặt cắt đặc, sự phân phối lại có thể ước lượng bằng cách áp dụng các phương pháp phi đàn hồi được chỉ dẫn ở Điều 6.10.10.

6.10.5. KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG VỀ ĐỘ VÕNG DÀI HẠN

6.10.5.1. Tổng quát

Phải áp dụng tổ hợp tải trọng sử dụng ở Bảng 3.4.1-1.

Có thể áp dụng các quy định của Điều 6.10.4 về phân tích đàn hồi và phi đàn hồi. Vẫn sử dụng cách này (tức là đàn hồi và phi đàn hồi) để kiểm tra cả trạng thái giới hạn cường độ lẫn các yêu cầu về độ võng dài hạn.

6.10.5.2. Phân phối lại mô men theo phân tích đàn hồi

Đối với các cấu kiện tuân thủ với Điều 6.10.4.4, khi nghiên cứu độ võng dài hạn, có thể dựa trên tính toán theo phân phối lại mô men.

Ứng suất bản cánh trong uốn dương và uốn âm không được vượt quá:

· Đối với cả hai bản cánh của mặt cắt liên hợp:

f_f ≤ 0,95 R_b R_h F_yf (6.10.5.2-1)

· Đối với cả hai bản cánh của mặt cắt không liên hợp

f_f ≤ 0,80 R_b R_h F_yf (6.10.5.2-2)

trong đó:

f_f = ứng suất bản cánh dầm đàn hồi do tải trọng tính toán gây ra (MPa)

R_b = hệ số truyền tải trọng quy định ở Điều 6.10.4.3.2

R_h = hệ số lai được quy định ở Điều 6.10.4.3.1

F_yf = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh (MPa).

6.10.6. CÁC YÊU CẦU VỀ MỎI ĐỐI VỚI BẢN BỤNG

6.10.6.1. Tổng quát

Phải áp dụng các quy định của điều này để kiểm tra uốn ngoài mặt phẳng của bản bụng do uốn hoặc cắt dưới tác dụng lặp đi lặp lại của hoạt tải

6.10.6.2. Tải trọng mỏi

Ứng suất uốn do hoạt tải và ứng suất cắt do tải trọng mỏi như được quy định ở Điều 3.6.1.4 phải lấy bằng hai lần các giá trị được tính theo tổ hợp tải trọng mỏi ở Bảng 3.4.1-1

6.10.6.3. Uốn

Các bản bụng không có gờ tăng cường dọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Nếu

f_cf = F_yw (6.10.6.3-1)

Nếu không thì

(6.10.6.3- 2)

trong đó:

f_cf = ứng suất nén đàn hồi lớn nhất trong cách khi chịu uốn do tác dụng của tải trọng dài hơn chưa nhân hệ số và của tải trọng mỏi theo quy định ở Điều 6.10.6.2 được lấy bằng ứng suất uốn lớn nhất ở bản bụng (MPa)

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bụng (MPa)

D_c = chiều cao của bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn hồi (m)

6.10.6.4. Cắt

Phải bố trí các bản bụng của các mặt cắt đồng nhất có gờ tăng cường ngang và có hoặc không có gờ tăng cường dọc được bố trí để thỏa mãn:

V_cf = 0,58 CF_yw (6.10.6.4-1)

trong đó:

V_cf = ứng suất cắt đàn hồi lớn nhất ở bản bụng do tác dụng của tải trọng dài hạn tiêu chuẩn và của tải trọng mỏi như được quy định ở Điều 6.10.6.2 (MPa).

C = tỷ số ứng lực oằn do cắt với cường độ chảy do cắt như được quy định ở Điều 6.10.6.7.3.3a.

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa).

6.10.7. SỨC KHÁNG CẮT

6.10.7.1. Tổng quát

Sức kháng cắt tính toán của dầm hoặc dầm tổ hợp V_r phải được lấy là:

V_r = j_v V_n (6.10.7.1-1)

V_n = sức kháng cắt danh định được quy định ở các Điều 6.10.7.2 và 6.10.7.3 lần lượt đối với các bản bụng không có gờ tăng cường và có gờ tăng cường.

j_v = hệ số kháng cắt được quy định ở Điều 6.5.4.2

Các gờ tăng cường ngang trung gian ở giữa phải được thiết kế theo quy định của Điều 6.10.8.1. Các gờ tăng cường dọc phải được thiết kế theo quy định ở Điều 6.10.8.3.

Các khoang bản bụng được tăng cường của mặt cắt đồng nhất phải được nghiên cứu về chịu cắt dưới tác dụng của hoạt tải lặp như quy định ở Điều 6.10.4.4 và về tương tác lực cắt uốn như quy định ở Điều 6.10.7.3.3

Các khoang trong của bản bụng dầm đồng nhất và dầm lai:

· Khi không có gờ tăng cường dọc và có khoảng cách giữa các gờ tăng cường ngang không quá 3D hoặc

· Khi có gờ tăng cường dọc và khoảng cách giữa các gờ tăng cường ngang không quá 1,5 lần chiều cao lớn nhất của khoang phụ phải được xem như là được tăng cường và phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.7.3. Nếu khác đi, panen phải được xem như là không được tăng cường và phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.7.2.

Các quy định đối với các panen biên phải theo quy định trong Điều 6.10.7.3.3c hoặc 6.10.7.3.4.

Mô men đồng thời phải xem xét chỉ khi tác dụng dài kéo được áp dụng.

6.10.7.2. Sức kháng danh định của các bản bụng không được tăng cường

Sức kháng cắt danh định của các bản bụng không có tăng cường của các dầm lai và rầm đồng nhất phải được lấy như sau:

Nếu	thì: V_n = V_p = 0,58F_ywDt_w	(6.10.7.2-1)
Nếu		(6.10.7.2-2)
Nếu		(6.10.7.2-3)

trong đó:

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa)

D = chiều cao bản bụng (mm)

t_w = chiều dày bản bụng (mm)

6.10.7.3. Sức kháng danh định của các bản bụng được tăng cường

6.10.7.3.1. Tổng quát

Sức kháng cắt danh định của các panen biên và phía trong của bản bụng được tăng cường ngang hoặc ngang và dọc phải như quy định trong các Điều 6.10.7.3.3 và 6.10.7.3.4 đối với các mặt cắt thuần nhất và lai tương ứng. Tổng chiều cao bản bụng, D, phải được sử dụng trong xác định sức kháng cắt danh định của các panen bản bụng có các gờ tăng cường dọc. Các gờ tăng cường ngang phải được bố trí cách nhau sử dụng lực cắt lớn nhất trong panen.

Các gờ tăng cường phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.10.8.

6.10.7.3.2. Yêu cầu bốc xếp

Đối với các panen bản bụng không có gờ tăng cường dọc, phải sử dụng gờ tăng cường ngang, nếu

> 150 (6.10.7.3.2-1)

Khoảng cách giữa các gờ tăng cường ngang, do, phải thỏa mãn.

(6.10.7.3.2-2)

6.10.7.3.3. Các mặt cắt thuần nhất

6.10.7.3.3a. Các panen ở phía trong của các mặt cắt đặc chắc

Sức kháng cắt danh định của các panen bản bụng ở phía trong của các mặt cắt đặc chắc theo các quy định của Điều 6.10.7.1 phải được lấy như sau:

Nếu M_u ≤ 0,5 j_f M_p, thì		(6.10.7.3.3a-1)
Nếu M_u > 0,5 j_f M_p, thì		(6.10.7.3.3a-2)
Với		(6.10.7.3.3a-3)
	V_p = 0,58 F_ywDt_w	(6.10.7.3.3a-4)

trong đó:

M_u = mô men lớn nhất trong panen đang nghiên cứu do các tải trọng tính toán (N-mm)

V_n = sức kháng cắt danh định (N)

V_p = lực cắt dẻo (N)

M_r = sức kháng uốn tính toán như quy định trong Điều 6.10.2.1 (N-mm)

j_f = hệ số sức kháng đối với uốn quy định trong Điều 6.5.4.2

M_y = mô men chảy theo quy định trong các Điều 6.10.5.1.2 hoặc 6.10.6.1.1 (N-mm)

D = chiều cao bản bụng

d_o = khoảng cách giữa các gờ tăng cường (mm)

C = tỷ số của ứng suất oằn cắt với cường độ chảy cắt

Tỷ số C phải được xác định theo quy định dưới đây:

Nếu		(6.10.7.3.3a-5)
Nếu		(6.10.7.3.3a-6)
Nếu		(6.10.7.3.3a-7)
Với		(6.10.7.3.3a-8)

6.10.7.3.3b. Các panen ở phía trong của các mặt cắt không đặc chắc

Sức kháng cắt danh định của các panen phía trong bản bụng của các mặt cắt không đặc chắc theo các quy định của Điều 6.10.7.1 phải lấy như sau:

Nếu f_u ≤ 0,75j_rF_y,		(6.10.7.3.3b-1)
Nếu f_u > 0,75j_rF_y,		(6.10.7.3.3b-2)
với:		(6.10.7.3.3b-3)

trong đó:

f_u = ứng suất lớn nhất trong bản cánh chịu nén ở trong panen đang xem xét do tải trọng tính toán (MPa)

C = tỷ số của ứng suất oằn cắt với cường độ chảy cắt như quy định trong Điều 6.10.7.3.3a

F_f = sức kháng uốn tính toán của bản cánh chịu nén, trong đó fu được xác định như quy định trong Điều 6.10.2.1 (MPa)

6.10.7.3.3c. Các panen biên

Sức kháng cắt danh định của panen biên phải được giới hạn đến sự oằn cắt hoặc lực chảy cắt và được lấy như sau:

V_n = CV_p (6.10.7.3.3c-1)

với: Vp = 0,58 F_yw D t_w (6.10.7.3.3c-2)

trong đó:

C = tỷ số của ứng suất oằn cắt với cường độ cắt chảy như quy định trong Điều 6.10.7.3.3a

V_p = lực cắt dẻo (N).

Khoảng cách của gờ tăng cường ngang đối với các panen biên không có gờ tăng cường dọc không được vượt quá 1,5 D. Khoảng cách gờ tăng cường ngang đối với các panen biên có gờ tăng cường dọc không được vượt quá 1,5 lần chiều cao của panen phụ lớn nhất.

6.10.7.3.4. Các mặt cắt lai

Các yêu cầu khoảng cách của gờ tăng cường ngang của Điều 6.10.7.3.3c không áp dụng cho các mặt cắt lai.

Cường độ cắt danh định của các panen biên và bên trong bản bụng được giới hạn đến oằn cắt hoặc lực chảy cắt, được lấy như sau:

V_n = CV_p (6.10.7.3.4-1)

6.10.7.4. Các neo chống cắt

6.10.7.4.1. Tổng quát

Trong các mặt cắt liên hợp, phải làm các neo chữ U hoặc neo đinh chống cắt ở mặt tiếp xúc giữa bản mặt cầu bê tông và mặt cắt thép để chịu lực cắt ở mặt tiếp xúc.

Ở các cấu kiện liên hợp nhịp giản đơn phải làm các neo chống cắt suốt chiều dài của nhịp.

Ở các cầu liên hợp liên tục thường nên làm các neo chống cắt suốt chiều dài cầu. Trong các vùng uốn âm phải làm các neo chống cắt ở nơi mà cốt thép dọc được xem là một phần của mặt cắt liên hợp. Mặt khác, các neo chống cắt không cần phải làm trong các vùng uốn âm, nhưng phải đặt các neo bổ sung ở trong vùng của các điểm uốn tĩnh tải theo quy định trong Điều 6.10.7.4.3.

Ở nơi mà các neo chống cắt được sử dụng trong các vùng uốn âm, cốt thép dọc phải được kéo dài vào vùng uốn dương theo quy định trong Điều 6.10.1.2.

6.10.7.4.1a. Các kiểu neo

Các neo chữ U và neo đinh chống cắt phải được thiết kế theo các quy định của điều này.

Các neo chống cắt cần thuộc một kiểu mà kiểu đó cho phép khi đầm kỹ bê tông thì bảo đảm toàn bộ các bề mặt của chúng được tiếp xúc với bê tông. Các neo phải có khả năng chống lại cả hai chuyển vị thẳng đứng và nằm ngang giữa bê tông và thép.

Tỷ lệ của chiều cao với đường kính của neo đinh chịu cắt không được nhỏ hơn 4,0.

Các neo chữ U chống cắt phải có các đường hàn không nhỏ hơn 5 mm đặt dọc theo chân và gót của thép U.

6.10.7.4.1b. Bước neo

Bước của các neo chống cắt phải được xác định để thỏa mãn trạng thái giới hạn mỏi theo quy định trong Điều 6.10.7.4.2 và 6.10.7.4.3 khi có thể áp dụng được. Số lượng tính ra của các neo chống cắt không được nhỏ hơn số lượng yêu cầu để thỏa mãn trạng thái giới hạn cường độ như quy định trong Điều 6.10.7.4.4.

Bước của các neo chống cắt không được nhỏ hơn:

(6.10.7.4.1b-1)

trong đó:

p = bước của các neo chống cắt dọc theo trục dọc (mm)

n = số lượng các neo chống cắt trong một mặt cắt ngang

I = mô men quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn (mm4)

Q = mô men thứ nhất của diện tích quy đổi đối với trục trung hòa của mặt cắt liên hợp thời ngắn hạn (mm³)

V_sr = phạm vi lực cắt dưới LL+ I xác định cho trạng thái giới hạn mỏi

Z_r = sức kháng mỏi chịu cắt của một neo chống cắt riêng lẻ theo quy định trong Điều 6.10.7.4.2 (N).

Bước từ tim đến tim của các neo chống cắt không được vượt quá 600 mm và không được nhỏ hơn 6 lần đường kính đinh.

6.10.7.4.1c. Khoảng cách ngang

Các neo chống cắt phải được đặt theo phương ngang, ngang qua bản cánh trên của tiết diện thép và có thể đặt cách khoảng theo các cự ly đều hoặc thay đổi.

Các neo đinh chống cắt không được đặt gần hơn 4 lần đường kính từ tim đến tim theo phương ngang đến trục dọc của cấu kiện đỡ tựa.

Khoảng cách tĩnh giữa mép của bản cánh trên và mép của neo chống chắt gần nhất không được nhỏ hơn 25 mm.

6.10.7.4.1d. Lớp phủ và độ chôn sâu

Chiều cao tịnh của lớp bê tông phủ ở trên các đỉnh của các neo chống cắt không được nhỏ hơn 50 mm. Các neo chống cắt cần được chôn sâu ít nhất 50 mm vào trong mặt cầu.

6.10.7.4.2. Sức kháng mỏi của các neo chống cắt trong các mặt cắt liên hợp

Sức kháng mỏi của neo chống cắt riêng lẻ, Z, phải được lấy như sau:

(6.10.7.4.2-1)

với: a = 238 – 29,5 LogN (6.10.7.4.2-2)

trong đó:

d = đường kính của neo đinh (mm)

N = số chu kỳ quy định trong Điều 6.6.1.2.5

Bước neo phải được xác định từ Phương trình 6.10.7.4.1b-1, sử dụng trị số Z_r và phạm vi lực cắt V_sr.

Ảnh hưởng của neo chống cắt lên sức kháng mỏi của bản cánh phải được nghiên cứu bằng sử dụng các quy định của Điều 6.6.1.2.

6.10.7.4.3. Các yêu cầu đặc biệt đối với các điểm uốn tĩnh tải

Ở nơi mà các dầm liên hợp lại không liên hợp đối với sự uốn âm, phải làm các neo chịu cắt bổ sung ở trong vùng các điểm uốn tĩnh tải.

Số lượng các neo bổ sung, n_AC phải được lấy như sau:

(6.10.7.4.3-1)

trong đó:

A_r = tổng diện tích cốt thép ở trong phạm vi chiều rộng hiệu dụng của bản cánh (mm²)

f_sr = phạm vi ứng suất ở trong cốt thép dọc quy định trong Điều 5.5.3.1 (MPa)

Z_r = sức kháng mỏi chịu cắt của một neo chống cắt riêng lẻ theo quy định ở Điều 6.10.7.4.2 (N)

Các neo chống cắt bổ sung phải được đặt trong phạm vi khoảng cách bằng một phần ba của chiều rộng hiệu dụng của bản về mỗi bên của điểm uốn tĩnh tải. Cần đặt các mối nối ở hiện trường sao cho chúng không gây trở ngại cho các neo chống cắt.

6.10.7.4.4. Trạng thái giới hạn cường độ

6.10.7.4.4a. Tổng quát

Sức kháng tính toán của các neo chống cắt Q phải được lấy như sau:

Q_r = j_sc Q_n (6.10.7.4.4a-1)

trong đó:

Q_n = sức kháng danh định theo quy định trong Điều 6.10.7.4-4c.

j_sc = hệ số sức kháng đối với các neo chống cắt theo quy định trong Điều 6.5.4.2

Số lượng neo chống cắt bố trí giữa mặt cắt mô men dương lớn nhất và mỗi điểm kề mô men 0,0 , hoặc giữa mỗi điểm kề mô men 0,0 và tim của trụ đỡ ở phía trong không được nhỏ hơn:

n = (6.10.7.4.4a-2)

trong đó:

V_h = lực cắt nằm ngang danh định theo quy định trong Điều 6.10.7.4.4b

Q_r = sức kháng cắt tính toán của một neo chống cắt quy định trong Điều 6.10.7.4.4a

6.10.7.4.4b. Lực cắt nằm ngang danh định

Tổng lực cắt nằm ngang, Vh. ở giữa điểm mô men dương lớn nhất và mỗi điểm kề của mô men 0,0 phải nhỏ hơn của hoặc:

V_h = 0.85 f’_cbt_s (6.10.7.4.4b-1)

hoặc:

V_h = F_ywD t_w + F_yt b_t t_t + F_yc b_f t_f (6.10.7.4.4b-2)

trong đó:

f’_c = cường độ nén 28 ngày quy định của bê tông (MPa)

b = chiều rộng hiệu dụng của bản (mm)

b_c = chiều rộng của bản cánh chịu nén (mm)

b_t = chiều rộng của bản cánh chịu kéo (mm)

t_s = chiều dày của bản (mm)

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa)

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu kéo (MPa)

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

D = chiều cao của bản bụng (mm)

t_t = chiều dày của bản cánh chịu kéo (mm)

t_f = chiều dày của bản cánh chịu nén (mm,)

t_w = chiều dày của bản bụng (mm)

Đối với các mặt cắt liên hợp nhịp liên tục, tổng lực cắt nằm ngang giữa mỗi điểm kề của mô men 0,0 và tim của gối đỡ ở phía trong phải lấy như sau:

V_h = A_r F_yr (6.10.7.4.4b-3)

trong đó:

A_r = tổng diện tích của cốt thép dọc ở trên trụ đỡ phía trong, trong phạm vi chiều rộng hiệu dụng của bản (mm²)

F_yr = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa)

6.10.7.4.4c. Sức kháng cắt danh định

Sức kháng cắt danh định của một neo đinh chịu cắt được bọc trong bản bê tông phải được lấy như sau:

(6.10.7.4.4c-1)

trong đó:

A_sc = diện tích mặt cắt ngang của neo đinh chịu cắt (mm²)

f’_c = cường độ nén 28 ngày quy định của bê tông (MPa)

E_c = mô đun đàn hồi của bê tông theo quy định trong Điều 5.4.2.4 (MPa)

F_u = cường độ kéo nhỏ nhất quy định của neo định chịu cắt được quy định trong Điều 6.4.4 (MPa)

Sức kháng cắt danh định của một neo chữ U chịu cắt được chôn trong bản bê tông phải lấy như sau:

(6.10.7.4.4c-2)

trong đó:

t_f = chiều dày bản cánh của neo U chịu cắt (mm)

t_w = chiều dày bản bụng của neo U chịu cắt (mm)

L_c = chiều dài của neo U chịu cắt (mm).

6.10.8. GỜ TĂNG CƯỜNG

6.10.8.1. Gờ tăng cường ngang trung gian

6.10.8.1.1. Tổng quát

Các gờ tăng cường ngang gồm có các tấm hoặc thép góc được hàn hoặc liên kết bằng bu lông vào hoặc một hoặc cả hai bên của bản bụng.

Các gờ tăng cường không sử dụng như là các tấm nối phải lắp khít chặt vào bản cánh chịu nén, nhưng không cần phải ép vào mặt bản cánh chịu kéo.

Các gờ tăng cường được sử dụng như các tấm nối cho các vách ngang hoặc các khung ngang phải được liên kết vào cả hai bản cánh bằng hàn hoặc bắt bu lông.

Khoảng cách giữa đầu của mối hàn gờ tăng cường vào bản bụng và mép gần của đường hàn bản cánh vào bản bụng phải không nhỏ hơn 4t_w hoặc lớn hơn 6t_w.

6.10.8.1.2. Chiều rộng phần thò ra (phần chìa)

Chiều rộng, b_t, của mỗi phần chìa của gờ tăng cường phải thỏa mãn:

(6.10.8.1.2-1)

và

16,0 t_p ³ b_t ³ 0,25 b_f (6.10.8.1.2-2)

trong đó:

d = chiều cao mặt cắt thép (mm)

t_p = chiều dày của phân tố chìa ra (mm)

F_ys = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của gờ tăng cường (MPa)

b_f = toàn bộ chiều rộng của bản cánh thép trong một mặt cắt (mm)

6.10.8.1.3. Mô men quán tính

Mô men quán tính của bất kỳ gờ tăng cường ngang nào đều phải thỏa mãn:

I_t ³ d_o t_w³ J (6.10.8.1.3-1)

với

(6.10.8.1.3-2)

trong đó:

I_t = mô men quán tính của gờ tăng cường ngang quanh mép tiếp xúc với bản bụng đối với các gờ đơn và quanh trục giữa chiều dày của bản bụng đối với các gờ kép (mm⁴)

t_w = chiều dày bản bụng (mm)

d_o = khoảng cách của gờ tăng cường ngang (mm)

D_p = chiều cao bản bụng đối với các bản bụng không có các gờ tăng cường dọc hoặc chiều cao lớn nhất của panen phụ đối với các bản bụng có các gờ tăng cường dọc (mm).

Các gờ tăng cường ngang sử dụng kết hợp với các sườn tăng cường dọc cũng phải thỏa mãn:

(6.10.8.1.3-3)

trong đó:

b_t = chiều rộng thiết kế của gờ tăng cường ngang (mm)

b_ℓ = chiều rộng thiết kế của gờ tăng cường dọc (mm)

I_ℓ = mô men quán tính của gờ tăng cường dọc lấy qua mép tiếp xúc với bản bụng, căn cứ trên mặt cắt hiệu dụng theo quy định trong Điều 6.10.8.3.3 (mm⁴)

D = chiều cao bản bụng (mm)

6.10.8.1.4. Diện tích

Các gờ tăng cường ngang trung gian yêu cầu để chịu các lực do tác động của dải kéo của bản bụng theo quy định trong Điều 6.10.7.3 phải thỏa mãn:

(6.10.8.1.4-1)

trong đó:

V_r = sức kháng cắt tính toán theo quy định trong Điều 6.10.2.1 (N)

V_u = lực cắt do các tải trọng tính toán ở trạng thái giới hạn cường độ (N)

A_s = diện tích gờ tăng cường; tổng diện tích của cả đôi gờ tăng cường (mm²)

B = 1,0 cho các đôi gờ tăng cường

B = 1,8 cho các gờ tăng cường đơn bằng thép góc

B = 2,4 cho các gờ tăng cường đơn bằng thép tấm

C = tỷ số ứng suất oằn cắt với cường độ chảy cắt theo quy định ở Điều 6.10.7.3.3a

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa)

F_ys = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của gờ tăng cường (MPa)

6.10.8.2. Gờ tăng cường đứng ở vị trí gối

6.10.8.2.1. Tổng quát

Các phản lực gối và các tải trọng tập trung khác, hoặc ở trạng thái cuối cùng hoặc trong khi thi công, phải do các gờ tăng cường ở gối chịu.

Các gờ tăng cường gối phải được đặt lên các bản bụng của các dầm thép cán ở tại tất cả các vị trí gối và các điểm của các tải trọng tập trung khác mà ở đó:

V_u > 0,75 j_b V_n (6.10.8.2.1-1)

trong đó:

j_b = hệ số sức kháng đối với gối quy định ở Điều 6.5.4.2

V_u = lực cắt do các tải trọng tính toán (N)

V_n = sức kháng cắt danh định từ Điều 6.10.7 (N)

Các gờ tăng cường gối phải được đặt lên các bản bụng của các dầm bản ở tại tất cả các vị trí gối và ở tại tất cả các vị trí chịu các tải trọng tập trung.

Các gờ tăng cường gối phải bao gồm một hoặc nhiều thép bản hoặc thép góc được liên kết bằng hàn hoặc bắt bu lông vào cả hai bên của bản bụng. Các mối nối vào bản bụng phải được thiết kế để truyền toàn bộ lực gối do các tải trọng tính toán.

Các gờ tăng cường phải kéo dài ra toàn bộ chiều cao của bản bụng và càng khít càng tốt, tới các mép ngoài của các bản cánh.

Mỗi gờ tăng cường phải được hoặc mài để lắp khít vào bản cánh thông qua đó nó nhận được phản lực, hoặc được gắn vào bản cánh đó bằng đường hàn rãnh ngấu hoàn toàn.

6.10.8.2.2. Chiều rộng phần chìa

Chiều rộng, b_t, của mỗi phần chìa của gờ tăng cường phải thỏa mãn

(6.10.8.2.2-1)

trong đó:

t_p = chiều dày của phần chìa (mm)

F_ys = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của gờ tăng cường (MPa)

6.10.8.2.3. Sức kháng tựa

Sức kháng tựa tính toán, B_r phải được lấy như sau:

B_r = j_b A_pn F_ys (6.10.8.2.3-1)

trong đó:

F_ys = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của gờ tăng cường (MPa)

A_pn = diện tích phần chìa của gờ tăng cường ở bên ngoài các đường hàn bản bụng vào bản cánh, nhưng không vượt ra ngoài mép của bản cánh (mm²)

j_b = hệ số sức kháng tựa được quy định trong Điều 6.5.4.2

6.10.8.2.4. Sức kháng dọc trục của các gờ tăng cường đỡ tựa

6.10.8.2.4a. Tổng quát

Sức kháng tính toán dọc trục, P_r, phải được xác định theo quy định trong Điều 6.9.2.1. Bán kính hồi chuyển phải được tính đối với giữa chiều dày của bản bụng và chiều dài hiệu dụng phải bằng 0,75D, trong đó D là chiều cao của bản bụng.

6.10.8.2.4b. Mặt cắt hiệu dụng

Đối với các gờ tăng cường được bắt bu lông vào bản bụng, mặt cắt hiệu dụng của cột hiệu dụng chỉ được bao gồm các cấu kiện của gờ tăng cường.

Đối với các gờ tăng cường được hàn vào bản bụng, mặt cắt hiệu dụng của cột hiệu dụng phải bao gồm tất cả các cấu kiện của gờ tăng cường, cộng với dải nằm ở trung tâm của bản bụng, kéo dài ra không quá 9t_w sang mỗi bên của các cấu kiện phần chìa phía ngoài của nhóm, nếu như sử dụng nhiều hơn một đôi gờ tăng cường.

Dải của bản bụng không được tính vào trong mặt cắt hiệu dụng ở tại các trụ đỡ ở phía trong của các bộ phận lai nhịp liên tục, nếu:

< 0,70 (6.10.8.2.4b-1)

trong đó:

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa)

F_yf = số lớn hơn trong các cường độ chảy nhỏ nhất quy định của các bản cánh (MPa)

6.10.8.3. Các gờ tăng cường dọc

6.10.8.3.1. Tổng quát

Ở nơi nào yêu cầu, các gờ tăng cường dọc có thể gồm hoặc tấm được hàn dọc vào một bên của bản bụng, hoặc thép góc bắt bu lông, và phải được đặt ở một khoảng cách 2D_c/5 từ mé trong của bản cánh chịu nén. D_c là chiều cao của bản bụng chịu nén ở mặt cắt có ứng suất uốn nén lớn nhất.

6.10.8.3.2. Chiều rộng phần chìa

Chiều rộng phần chìa, b_t, của gờ tăng cường phải thỏa mãn:

(6.10.8.3.2-1)

trong đó:

t_s = chiều dày của gờ tăng cường (mm)

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén liền kề (MPa)

6.10.8.3.3. Mô men quán tính

Các đặc trưng mặt cắt của gờ tăng cường phải căn cứ trên diện tích hiệu dụng gồm có gờ tăng cường và dải ở trung tâm của bản bụng không vượt quá 18t_w.

Các gờ tăng cường dọc phải thỏa mãn:

	(6.10.8.3.3-1)
	(6.10.8.3.3-2)

trong đó:

I_ℓ = mô men quán tính của gờ tăng cường dọc và dải bản bụng quanh mép tiếp xúc với bản bụng (mm⁴)

r = bán kính hồi chuyển của gờ tăng cường dọc và dải bản bụng quanh mép tiếp xúc với bản bụng (mm)

D = chiều cao bản bụng (mm)

d_o = khoảng cách gờ tăng cường ngang (mm)

t_w = chiều dày bản bụng (mm)

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén liền kề (MPa)

6.10.9. CÁC BẢN TÁP

6.10.9.1. Tổng quát

Chiều dài của bản táp bất kỳ, L_cp, bằng mm, thêm vào một bộ phận, phải thỏa mãn:

L_cp ³ 2d_s + 900 (6.10.9.1-1)

trong đó:

d_s = chiều cao của mặt cắt thép (mm)

Các bản táp được hàn trên một phần chiều dài không được dùng trên các bản cánh dày hơn 20 mm đối với các cầu có đường truyền lực không dư, chịu các tải trọng lặp gây ra lực kéo hoặc ứng suất đổi dấu ở trong bản cánh.

Chiều dày lớn nhất của bản táp đơn trên bản cánh không được lớn hơn hai lần chiều dày của bản cánh mà bản táp được liên kết vào. Không được dùng bản táp hàn nhiều lớp.

Các bản táp có thể hoặc rộng hơn hoặc hẹp hơn bản cánh mà chúng được liên kết vào.

6.10.9.2. Các yêu cầu của đầu bản táp

6.10.9.2.1. Tổng quát

Đầu tính toán của bản táp phải được lấy bằng mặt cắt ở chỗ mà mô men, M_u, hoặc ứng suất uốn, F_u, do các tải trọng tính toán bằng sức kháng uốn tính toán, M_r hoặc F_r. Bản táp phải được kéo dài đủ xa quá đầu tính toán để cho:

· Phạm vi ứng suất của đầu thực tế thỏa mãn các yêu cầu thích hợp của mỏi được quy định trong Điều 6.6.1.2, và

· Lực dọc trong bản táp do các tải trọng tính toán ở đầu tính toán có thể phát triển bằng các mối hàn và/hoặc các bu lông đặt ở giữa các đầu tính toán và thực tế.

Chiều rộng ở các đầu của các bản táp vuốt thon không được nhỏ hơn 75 mm.

6.10.9.2.2. Các đầu hàn

Các mối hàn liên kết bản táp vào bản cánh ở giữa các đầu tính toán và thực tế phải đầy đủ để phát triển lực tính toán trong bản táp ở đầu tính toán.

Ở chỗ nào các bản táp rộng hơn bản cánh, các mối hàn không được bao quanh các đầu của bản táp.

6.10.9.2.3. Các đầu bắt bu lông

Các bu lông trong các mối nối ma sát của bản táp vào bản cánh ở giữa các đầu tính toán và thực tế phải đầy đủ để phát triển lực do các tải trọng tính toán trong bản táp tại đầu lý thuyết.

Sức kháng trượt của mối nối đầu bắt bu lông phải được xác định theo đúng với Điều 6.13.2.8. Các đường hàn dọc liên kết bản táp vào bản cánh phải được liên tục và phải dừng ở một khoảng cách bằng một cự ly bu lông trước hàng thứ nhất của bu lông trong phần đầu bắt bu lông. ở chỗ có các bản táp đầu bắt bu lông, tài liệu hợp đồng phải quy định rằng chúng được lắp ráp theo trình tự sau đây:

· Khoan các lỗ,

· Đánh cạo sạch các bề mặt,

· Lắp các bu lông,

· Hàn các tấm.

6.10.10. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHI ĐÀN HỒI

6.10.10.1. Trạng thái giới hạn cường độ

6.10.10.1.1. Tổng quát

Có thể áp dụng phương pháp phi đàn hồi cho các cấu kiện mặt cắt chữ I liên tục có chiều cao không đổi liên hợp hoặc không liên hợp, có cường độ chảy tối thiểu quy định không vượt 345 MPa và thỏa mãn các quy định của điều này.

Phương pháp phân tích phi đàn hồi ở trạng thái giới hạn cường độ phải tính đến:

· Sự phân bố lại mô men từ các khớp dẻo đến các phần còn lại của cấu kiện.

· Các đặc trưng xoay do mô men phi đàn hồi của các mặt cắt yêu cầu phải chịu được các góc xoay dẻo và

· Tải trọng tác dụng riêng rẽ vào các mặt cắt thép của các cấu kiện liên hợp.

Sự phân tích có thể dựa trên hoặc cơ cấu làm việc hoặc các phương pháp tự ứng suất hợp nhất theo quy định trong các Điều 6.10.10.1.2 và 6.10.1.3.

Các mặt cắt yêu cầu chịu được các góc xoay dẻo bổ sung sau khi đạt được M_p phải thỏa mãn độ mảnh bản bụng, độ mảnh bản cánh bị nén, các yêu cầu về giằng bản cánh chịu nén và các yêu cầu về gờ tăng cường ở mặt cắt gối quy định trong điều này.

Các mặt cắt liên hợp uốn dương không được phép giả thiết chịu các xoay phi đàn hồi bổ sung thêm sau khi chúng đạt được sức kháng uốn tính toán.

6.10.10.1.1a. Độ mảnh bản bụng

Độ mảnh bản bụng của các mặt cắt yêu cầu để chịu các chuyển vị xoay dẻo phải thỏa mãn:

(6.10.10.1.1a-1)

trong đó:

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

D_cp = chiều cao của bản bụng chịu nén (mm)

t_w = chiều dày của bản bụng (mm)

6.10.10.1.1b. Độ mảnh bản cánh chịu nén

Độ mảnh bản cánh chịu nén của mặt cắt yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo phải thỏa mãn:

(6.10.1 0.1.1b-1)

trong đó:

b_f = chiều rộng của toàn bộ bản cánh (mm)

6.10.10.1.1c. Tương tác về độ mảnh

Trong trường hợp cả độ mảnh bản bụng và độ mảnh bản cánh chịu nén của các mặt cắt cần thiết phải chịu được các góc xoay dẻo vượt quá 75% các giá trị giới hạn quy định trong Phương trình (6.10.10.1.1a-1) và Phương trình (6.10.10.1.1b-1) thì phải sử dụng quan hệ tương tác về độ mảnh sau:

(6.10.10.1.1c-1)

6.10.10.1.1d. Giằng bản cánh chịu nén

Bản cánh chịu nén ở mỗi mặt cắt yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo phải được giằng chống chuyển vị ngang. Phải bố trí giằng với khoảng cách Lb về mỗi phía của mặt cắt này. Lb phải thỏa mãn:

(6.10.10.1.1d-1)

trong đó:

L_b = khoảng cách tính đến điểm giằng đầu tiên kề liền mặt cắt yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo (mm)

r_y = bán kính hồi chuyển nhỏ nhất của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng bản bụng giữa điểm giằng đầu tiên và mặt cắt yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo (mm)

M_ℓ = mô men ở điểm giằng đầu tiên tính theo tải trọng tính toán bằng phương pháp phi đàn hồi (N.mm)

M_h = mô men ở mặt cắt yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo tính theo tải trọng tính toán bằng phương pháp phi đàn hồi (N-mm)

F_yc = cường độ chảy tối thiểu quy định của bản cánh chịu nén ở mặt cắt tại đó tính r_y (MPa)

Tỷ lệ M_ℓ/M_h phải lấy dấu âm nếu phần cấu kiện nằm giữa các điểm giằng bị uốn với độ cong ngược chiều.

6.10.10.1.1e. Gờ tăng cường ở mặt cắt gối

Gờ tăng cường ở mặt cắt gối, thiết kế theo quy định của Điều 6.10.8.2 phải bố trí ở từng mặt cắt yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo.

6.10.10.1.2. Phương pháp cơ cấu

6.10.10.1.2a. Tổng quát

Sức kháng uốn tính toán, M_r, phải được lấy như sau:

M_r = j_f M_n (6.10.10.1.2a-1)

trong đó:

j_f = hệ số sức kháng đối với uốn quy định ở Điều 6.5.4.2

M_n = sức kháng uốn danh định quy định ở Điều 6.10.11.1.2b hoặc 6.10.11.1.2c (N-mm)

Sức kháng cắt tính toán, V_r phải được lấy như sau:

V_r = j_v V_n(6.10.10.1.2a-2)

trong đó:

j_f = hệ số sức kháng cắt quy định trong Điều 6.5.4.2

V_n = sức kháng cắt danh định quy định trong Điều 6.10.7.

6.10.10.1.2b. Sức kháng uốn danh định của các mặt cắt yêu cầu để chịu các chuyển vị xoay dẻo

Sức kháng uốn danh định ở các mặt cắt yêu cầu để chịu các chuyển vị xoay dẻo phải được lấy như sau:

M_n = M_pe (6.10.10.1.2b-1)

trong đó:

M_n = sức kháng uốn danh định ở khớp dẻo yêu cầu để chịu các chuyển vị xoay dẻo (N-mm)

M_pe = mô men dẻo hiệu dụng xác định trong Điều 6.10.10.1.2d (N-mm)

6.10.10.1.2c. Sức kháng uốn danh định của các mặt cắt không yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo

Sức kháng uốn danh định của các mặt cắt không yêu cầu chịu các chuyển vị xoay dẻo phải được lấy như sau:

· Đối với các mặt cắt đặc chắc thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.10.5.2 hoặc 6.10.6.2:

M_n = M_p (6.10.10.1.2c-1)

trong đó:

M_p = mô men dẻo quy định trong các Điều 6.10.5.1.3 hoặc 6.10.6.1.1 (N-mm)

· Đối với các mặt cắt không đặc thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.10.5.3 hoặc 6.10.6.3:

M_n = R_b R_h M_y (6.10.10.1.2c-2)

trong đó:

M_y = mô men chảy quy định trong các Điều 6.10.5.1.2 hoặc 6.10.6.1.1(N.m)

R_b và R_h = các hệ số giảm ứng suất bản cánh quy định trong các Điều 6.10.5.4.1 và 6.10.5.4.2; đối với các mặt cắt liên hợp uốn dương, R_b phải lấy bằng 1,0.

6.10.10.1.2d. Mô men dẻo hiệu dụng

Mô men dẻo hiệu dụng phải là mô men hợp thành của sự phân bố đầy đủ ứng suất dẻo trên cơ sở các nguyên tắc của Điều 6.10.5.1.3 và sử dụng các cường độ chảy hiệu dụng sau đây:

(6.10.10.1.2d-1)

(6.10.10.1.2d-2)

(6.10.10.1.2d-3)

F_yre = F_yr (6.10.10.1.2d-4)

trong đó:

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

F_yce = cường độ chảy hiệu dụng đối với bản cánh chịu nén (MPa)

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu kéo (MPa)

F_yte = cường độ chảy hiệu dụng đối với bản cánh chịu kéo (MPa)

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa)

F_ywe = cường độ chảy hiệu dụng đối với bản bụng (MPa)

F_yr = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa)

F_yre = cường độ chảy hiệu dụng đối với cốt thép dọc (MPa)

t_f = chiều dày bản cánh (mm)

b_f = chiều rộng của bản cánh chịu nén (mm)

t_w = chiều dày bản bụng (mm)

D_cp = chiều cao của bản bụng chịu nén được xác định ở các Điều 6.10.5.1.4b hoặc 6.10.6.1.2 (mm).

6.10.10.1.3. Phương pháp tự ứng suất hợp nhất

Phương pháp tự ứng suất hợp nhất có thể được sử dụng để định tỷ lệ các bản cánh và các bản bụng của các mặt cắt I ở trạng thái giới hạn cường độ thiết kế theo các phương pháp phi đàn hồi.

Trong việc áp dụng phương pháp này, các đường cong xoay dẻo tính toán phải được sử dụng để có sức kháng uốn ở tất cả các vị trí mà sự chảy được giả định là xảy ra. Mỗi đường cong xoay dẻo tính toán phải đạt được từ đường cong xoay dẻo danh định bằng nhân các tung độ với hệ số sức kháng về uốn được quy định trong Điều 6.5.4.2.

Đối với lực cắt, phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.7.

6.10.10.1.4. Tác động của gió trên các bản cánh dầm

Nếu các bản cánh dầm được thiết kế để truyền các tải trọng gió theo các quy định của Điều 4.6.2.7, thì phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.5.7.1.

6.10.10.2. Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng của độ võng dài hạn

6.10.10.2.1. Tổng quát

Khi nghiên cứu độ võng dài hạn phải áp dụng tổ hợp tải trọng sử dụng II, được quy định trong Bảng 3.4.1.1.

6.10.10.2.2. Các mặt cắt uốn dương

· Dùng cho cả hai bản cánh thép của các mặt cắt liên hợp:

(f_f + f_fr) ≤ 0,95 R_b R_h F_yf (6.10.10.2.2-1)

· Dùng cho cả hai bản cánh thép của các mặt cắt không liên hợp:

(f_f + f_fr) ≤ 0,8 R_b R_h F_yf (6.10.10.2.2-2)

trong đó:

R_b, R_h = hệ số giảm ứng suất bản cánh theo quy định trong điều 6.10.5.4

F_yf = cường độ chảy tối thiểu quy định của bản cánh (MPa)

f_f = ứng suất bản cánh đàn hồi do các tải trọng tính toán gây ra (MPa)

f_fr = ứng suất bản cánh phân bố lại được quy định theo Điều 6.10.10.2.4 (MPa)

6.10.10.2.3. Các mặt cắt uốn âm

Khi một trong hai điều kiện dưới đây xảy ra:

· Nếu f_f > 0,95 R_bR_hF_yf ở một trong hai bản cánh của mặt cắt liên hợp có đỡ tựa trong, hoặc

· Nếu f_f > 0,80 R_bR_hF_yf ở một trong hai bản cánh của mặt cắt không liên hợp có đỡ tựa trong.

Sự phân bố lại mô men phi đàn hồi phải được xác định theo Điều 6.10.10.2.4 và phải áp dụng các giới hạn sau:

· Ở các vị trí chuyển tiếp trong bản cánh ở các mặt cắt liên hợp

(f_f + f_fr) ≤ 0,95 R_b R_h F_yf (6.10.10.2.3-1)

· Ở các vị trí chuyển tiếp trong bản cánh ở các mặt cắt không liên hợp

(f_f + f_fr) ≤ 0,8 R_b R_h F_yf (6.10.10.2.3-2)

Tại các mặt cắt chịu uốn mô men âm lớn nhất ở một điểm đỡ tựa trong, các ứng suất không lệ thuộc vào các giới hạn này

trong đó:

R_b, R_h = hệ số triết giảm ứng suất quy định theo điều 6.10.5.4

f_f = ứng suất bản cánh đàn hồi do tải trọng tính toán gây ra (MPa)

f_fr = ứng suất bản cánh phân bố lại quy định theo điều 6.10.10.2.4 (MPa)

F_yf = cường độ chảy tối thiểu quy định của bản cánh (MPa)

Đối với các mặt cắt chịu uốn âm, phải áp dụng các điều 6.10.10.1.1a, 6.10.10.1. 6.10.10.1.1b, 6.10.10.1.1c và 6.10.10.1.1d cho các yêu cầu về độ mảnh bản bụng, độ mảnh bản cánh chịu nén và giằng bản cánh chịu nén.

6.10.10.2.4. Sự phân bố lại phi đàn hồi của các mô men

Nếu Điều 6.10.10.2.3 yêu cầu, các ứng suất phân bố lại do sự chảy trong các vùng uốn âm của các bộ phận nhịp liên tục phải được tính bằng phương pháp giải tích phi đàn hồi.

6.10.10.2.4a. Các phương pháp giải tích

Cho phép dùng các phương pháp tuyến-dầm và tự ứng suất hợp nhất. Trong phương pháp tự ứng suất hợp nhất, các đường cong xoay dẻo không được nhân với hệ số sức kháng trong tính ứng suất phân bố lại.

6.10.10.2.4b. Hoạt tải

Trong tính toán các ứng suất phân bố lại, hai nhịp kề bên mỗi trụ đỡ trong phải được chất tải liên tiếp cho đến khi các mô men phân phối lại kết quả hội tụ trong phạm vi các giới hạn chấp nhận được.

6.10.10.2.4c. Các mặt cắt liên hợp

Các mô men phân phối lại trong các bộ phận liên hợp phải được tính bằng sử dụng độ cứng của mặt cắt liên hợp ngắn hạn tại các mặt cắt uốn dương.

Mô đun mặt cắt sử dụng trong tính các ứng suất phân phối lại trong các mặt cắt liên hợp trong uốn dương phải được căn cứ trên mặt cắt liên hợp dài hạn.

6.10.10.2.4d. Các đường cong xoay dẻo

Nếu đường cong xoay dẻo không sẵn có cho các mặt cắt đặc trưng đang dùng, thì đường cong xoay dẻo miêu tả bởi Phương trình 1, có thể được sử dụng cho các mặt cắt uốn âm. Không được áp dụng đường cong vào các xoay dẻo lớn hơn 8,0 MRADS.

(6.10.10.2.4d-1)

trong đó:

M_u = mô men do các tải trọng tính toán (N.mm)

M_max = sức kháng uốn lớn nhất (N.mm)

R = xoay dẻo (MRADS)

Khi thiếu thông tin tốt hơn, M_max có thể lấy như mô men dẻo, M_p, quy định trong Điều 6.10.5.1.3 hoặc 6.10.6.1.1.

6.11. CÁC MẶT CẮT HỘP CHỊU UỐN

6.11.1. TỔNG QUÁT

Các quy định của các điều này có thể được áp dụng cho các dầm thẳng mặt cắt thép nhiều hộp hoặc hộp đơn liên hợp với mặt cầu bê tông đối xứng qua trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bụng và thỏa mãn các giới hạn quy định trong các Điều 6.11.1.1.1 và 6.11.1.2.1.

Các mặt cắt hộp phải được thiết kế về:

· Trạng thái giới hạn cường độ theo các quy định trong Điều 6.11.2;

· Các yêu cầu về mỏi đối với các bản bụng theo các quy định trong Điều 6.10.6;

· Tính thi công được theo các quy định trong Điều 6.11.5;

· Các trạng thái giới hạn khác quy định trong Điều 6.5;

· Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng của các độ võng dài hạn theo quy định trong Điều 6.11.7.

Các tấm bản bụng ở các mặt cắt hộp có thể hoặc thẳng góc với bản cánh dưới hoặc nghiêng với bản cánh dưới. Độ nghiêng của các tấm bản bụng không được vượt quá 1/4.

Các cửa của các lỗ thăm đi từ bên ngoài vào cần có khớp bản lề và có khóa. Tất cả các lỗ mở trong các mặt cắt hộp cần được che chắn để không cho các thú vật và chim vào. Các lỗ thông khí cần được làm ở mặt trong bản bụng phía trong. Phía trong của các mặt cắt hộp được sơn cần sơn màu sáng.

6.11.1.1. Các mặt cắt nhiều hộp

6.11.1.1.1. Tổng quát

Các quy định của Điều 6.11 phải áp dụng vào thiết kế các cầu đơn giản và liên tục, nhịp tới 100.000 mm, có các mặt cắt hộp liên hợp kiểu hai hoặc nhiều ngăn ở trong mặt cắt ngang, tuân theo các sự hạn chế hình học được quy định tại đây.

Khoảng cách tim đến tim của các bản cánh của các hộp liền kề, a, lấy ở giữa nhịp, phải không lớn hơn 120%, hoặc không nhỏ hơn 80%, khoảng cách tim đến tim của các bản cánh của mỗi hộp liền kề, W, như minh họa trong Hình 1. Thêm vào yêu cầu giữa nhịp, nơi mà các mặt cắt hộp không song song được sử dụng, khoảng cách tim đến tim của các bản cánh liền kề ở các gối phải không lớn hơn 135% hoặc không nhỏ hơn 65% của khoảng cách tim đến tim của các bản cánh của mỗi hộp liền kề. Khoảng cách tim đến tim của các bản cánh của mỗi hộp riêng lẻ phải như nhau.

Khi phân tích kết cấu phải lấy độ cứng được căn cứ trên các đặc trưng mặt cắt liên hợp không bị nứt.

Hình 6.11.1.1.1-1- Khoảng cách tim đến tim trên bản cánh

Phần nhô hẫng của bản mặt cầu, bao gồm cả bó vỉa và lan can, không được lớn hơn 60% của khoảng cách trung bình giữa các tim của các bản cánh thép ở trên của các mặt cắt hộp liền kề, a, hoặc 1800 mm.

Phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.3.7, trừ việc phải làm các neo chịu cắt ở trong các vùng uốn âm của các mặt cắt hộp. Phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.3.6.

6.11.1.1.2. Sự phân bố hoạt tải

Đối với các mặt cắt nhiều hộp, mô men uốn do hoạt tải phải được xác định theo các quy định của Điều 4.6.2.2.2b.

6.11.1.2. Các dầm hộp đơn

6.11.1.2.1. Tổng quát

Các quy định này không áp dụng cho các mặt cắt hộp đơn nhiều ngăn.

Mặt cắt hộp phải được định vị ở vị trí trung tâm đối với mặt cắt ngang, và trọng tâm của tĩnh tải phải càng gần tâm chịu cắt của hộp càng có lợi.

Phần trên của hộp có thể hở hoặc đóng bằng bản thép. Các mối hàn bản cánh vào bản bụng phải tuân theo các quy định của Điều 6.11.4. Đối với các tải trọng tác dụng khi bảo dưỡng bê tông mặt cầu, tấm thép ở trong các vùng mô men dương phải được thiết kế theo các quy định đối với các bản cánh chịu nén quy định trong Điều 6.11.2.1.3a. Liên kết chịu cắt giữa tấm trên và mặt cầu bê tông phải được thiết kế với lực cắt ở bề mặt tiếp xúc từ tất cả các tải trọng có thể đặt lên được. Sự oằn của tấm này trong, hoặc trước khi đặt mặt cầu bê tông phải được xem xét và có thể dùng gờ tăng cường khi có yêu cầu.

Đối với các mặt cắt hộp đơn, thép kết cấu chịu kéo phải được coi là nguy kịch về đứt gãy, trừ khi sự phân tích cho thấy là mặt cắt có thể chống đỡ toàn bộ tĩnh tải và hoạt tải sau khi chịu sự đứt gãy hoàn toàn của thép chịu kéo ở bất cứ điểm nào.

6.11.1.2.2. Phân tích kết cấu

Phương pháp tương tự dầm xương sống của Điều 4.6.1.2.2 có thể được sử dụng để phân tích các dầm hộp đơn. Cả hai tác động uốn và xoắn phải được xem xét. Hộp có thể không xem xét về độ cứng xoắn trừ khi hệ liên kết giằng nội bộ là đủ để duy trì mặt cắt ngang hộp. Vị trí ngang của các gối phải được xem xét trong phân tích kết cấu.

Các ứng suất oằn dọc phải được xem xét về mỏi, nhưng có thể bỏ qua ở trạng thái giới hạn cường độ.

Nếu có biện pháp chống méo hình một cách triệt để, mô men quán tính kháng xoắn St. Venant, J, cho mặt cắt hộp có thể được xác định như sau:

(6.11.1.2.2-1)

trong đó:

A_o = diện tích của hình đóng kín bởi các cạnh biên của hộp (mm²)

b = chiều rộng của các bản biên tạo nên hộp

t = chiều dày của các tấm (mm)

6.11.1.2.3. Gối cầu

Các gối cầu cho các mặt cắt hộp đơn phải được đặt thành các đôi tại các bệ đỡ ở nơi có thể. Các gối kép có thể được đặt hoặc ở phía trong hoặc ở bên ngoài của các bản bụng mặt cắt hộp. Nếu sử dụng các gối đơn hẹp hơn bản cánh dưới, thì chúng phải được trùng với tim lực cắt của hộp, và các trụ khác phải có đầy đủ các gối để bảo đảm chống lật dưới bất kỳ tổ hợp tải trọng nào. Các gối cầu cần hướng thẳng góc với trục dọc của dầm. Nếu sử dụng các gối neo xuống thì các lực từ đó phải được xem xét trong thiết kế.

6.11.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ ĐỐI VỚI CÁC MẶT CẮT HỘP

6.11.2.1. Uốn

6.11.2.1.1. Sức kháng uốn tính toán

Sức kháng uốn tính toán của các mặt cắt hộp bằng mô men và ứng suất phải lấy như sau:

M_r = j_f M_n (6.11.2.1.1-1)

F_r = j_f F_n (6.11.2.1.1-2)

trong đó:

j_f = hệ số sức kháng về uốn quy định ở Điều 6.5.4.2

M_n = sức kháng danh định quy định ở Điều 6.11.2.1.2a (N-mm)

F_n = sức kháng uốn danh định quy định ở Điều 6.11.2.1.2 hoặc Điều 6.11.2.1.3 (MPa)

6.11.2.1.2. Uốn dương

6.11.2.1.2a. Sức kháng uốn danh định

Sức kháng uốn danh định đối với các mặt cắt nhiều hộp phải được xác định theo quy định ở Điều 6.10.5.2.2a, tùy theo các yêu cầu quy định trong các Điều 6.10.4.1.2 và 6.10.4.2.2b.

Sức kháng uốn danh định đối với bản cánh trên của các mặt cắt hộp đơn phải được xác định theo quy định trong Điều 6.10.4.2.4, tùy theo các yêu cầu quy định trong Điều 6.10.2.2. Sức kháng uốn danh định đối với bản cánh dưới của các mặt cắt hộp đơn phải được xác định như sau:

(6.11.2.1.2a-1)

trong đó:

F_yf = cường độ triết giảm chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh (MPa)

R_b, R_h = các hệ số triết giảm ứng suất bản cánh quy định ở Điều 6.10.4.3

f_v = ứng suất cắt do xoắn St.Venant lớn nhất trong bản cánh do các tải trọng tính toán(MPa) xác định như sau:

T = mô men xoắn nội do các tải trọng tính toán (N.mm)

A_o = diện tích của hình đóng kín bởi cạnh biên mặt cắt hộp (mm²)

t = chiều dày của tấm (mm)

Các ứng suất cắt và uốn trên hộp đơn do các tải trọng tính toán phải được tính ở cùng vị trí dọc trong các bản cánh hộp.

Các yêu cầu về giằng ngang bản cánh chịu nén, quy định trong Điều 6.11.2.1.2b cũng được áp dụng cho các mặt cắt hộp đơn và nhiều hộp.

Đối với các nhịp đơn, các bản cánh dưới của các mặt cắt hộp đơn và nhiều hộp được xem là hiệu dụng toàn bộ khi dầm chịu uốn nếu chiều rộng của bản cánh không vượt quá 1/5 chiều dài nhịp. Nếu chiều rộng bản cánh vượt quá 1/5 nhịp, chỉ phần chiều rộng bằng 1/5 nhịp được xem như là hiệu dụng trong chịu uốn. Đối với các nhịp liên tục, yêu cầu này được áp dụng vào khoảng cách giữa các điểm uốn do tĩnh tải.

6.11.2.1.2b. Giằng ngang bản cánh chịu nén

Bản cánh chịu nén của các mặt cắt hộp đơn hoặc nhiều hộp trong chịu uốn dương không cần tuân theo các yêu cầu giằng ngang khi nghiên cứu trạng thái giới hạn cường độ. Nhu cầu về giằng ngang tạm thời hay vĩnh cửu của bản cánh chịu nén để duy trì hình học mặt cắt hộp suốt cả các giai đoạn thi công, bao gồm trình tự thi công bê tông mặt cầu, phải được xem xét theo Điều 6.11.5.1.

6.11.2.1.3. Uốn âm

Các quy định của điều này áp dụng cho các bản cánh chịu nén có gờ tăng cường và không có gờ tăng cường và các bản cánh chịu kéo.

6.11.2.1.3a. Sức kháng uốn danh định

Đối với các mặt cắt hộp đơn và nhiều hộp, sức kháng uốn danh định phải được xác định theo quy định ở đây.

Đối với các bản cánh chịu nén có các sườn tăng cường dọc, sức kháng uốn danh định phải được lấy như sau:

Nếu			(6.11.2.1.3a-1)
Nếu			(6.11.2.1.3a-2)
Nếu			(6.11.2.1.3a-3)
với:			(6.11.2.1.3a-4)
k = hệ số oằn quy định như sau:
· Nếu n = 1, thì:			(6.11.2.1.3a-5)
· Nếu n = 2, 3, 4 thì:			(6.11.2.1.3a-6)

trong đó:

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

w = trị số lớn hơn của chiều rộng của bản cánh chịu nén ở giữa các sườn tăng cường dọc hoặc khoảng cách từ bản bụng đến sườn tăng cường dọc gần nhất (mm)

t_f = chiều dài của bản cánh chịu nén (mm)

R_b, R_h = các hệ số triết giảm ứng suất bản cánh quy định trong Điều 6.10.4.3

n = số lượng các sườn tăng cường dọc của bản cánh chịu nén có khoảng cách đều nhau

I_s = mô men quán tính của sườn tăng cường dọc đối với trục song song với bản cánh dưới và lấy ở đáy của gờ tăng cường (mm⁴)

Các sườn tăng cường dọc phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.11.3.2.1.

Đối với các bản cánh chịu nén không có sườn tăng cường dọc, sức kháng uốn danh định phải được lấy bằng sức kháng uốn danh định đối với bản cánh chịu nén có các sườn tăng cường dọc, với chiều rộng bản cánh chịu nén ở giữa các bản bụng, b, thay thế cho w, và hệ số oằn k lấy bằng 4.

Đối với các bản cánh chịu kéo, sức kháng uốn danh định phải được lấy như sau:

F_n = R_b R_h F_yt (6.11.2.1.3a-7)

trong đó:

F_yt = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu kéo (MPa)

6.11.2.1.3b. Độ mảnh của bản bụng

Phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.2.2

6.11.2.2. Cắt

6.11.2.2.1. Tổng quát

Sức kháng cắt tính toán của các dầm hộp, Vr, phải được lấy như sau:

V_r = j_v V_n

trong đó:

j_v = hệ số sức kháng v cắt quy định trong Điều 6.5.4.2

V_n = sức kháng cắt danh định cho một bản bụng quy định trong Điều 6.10.7, trừ khi có điều chỉnh như nói ở đây.

Đối với trường hợp các bản bụng nghiêng, D trong Điều 6.10.7 phải được lấy như chiều cao của bản bụng đo dọc theo độ nghiêng. Mỗi bản bụng phải được thiết kế về cắt, V_ui, do các tải trọng tính toán lấy như sau:

(6.11.2.2.1-2)

trong đó:

V_ui = lực cắt do các tải trọng tính toán trên một bản bụng nghiêng (N)

q = góc nghiêng của bản bản bụng so với đường thẳng đứng (độ)

Đối với các hộp đơn, thì có thể cộng giá trị tuyệt đối của các lực cắt do xoắn và uốn lớn nhất, hoặc dùng lực cắt cực trị gây ra do xoắn và uốn xảy ra đồng thời.

6.11.2.2.2. Các neo chịu cắt

Các neo chịu cắt đối với các mặt cắt hộp thẳng phải được thiết kế theo các quy định trong Điều 6.10.7.4. Phải làm các neo chịu cắt trong các vùng uốn âm.

Đối với các mặt cắt hộp đơn, các neo chịu cắt phải được thiết kế với lực cắt gây ra bởi uốn và xoắn. Toàn khối lượng mặt cầu bê tông phải được xem là hiệu dụng trong tính lực cắt do uốn. Tổng lực cắt thiết kế có thể được xác định hoặc như vectơ tổng của các lực cắt hoặc tổng các trị số tuyệt đối của chúng.

6.11.3. CÁC SƯỜN TĂNG CƯỜNG

6.11.3.1. Sườn tăng cường bản bụng

Tất cả các gờ tăng cường ngang bản bụng trung gian cho các mặt cắt hộp đơn và nhiều hộp phải được thiết kế theo các quy định của Điều 6.10.8.1.

Các gờ tăng cường dọc bản bụng cho các mặt cắt hộp phải được thiết kế theo các quy định của Điều 6.10.8.3.

Tất cả các gờ tăng cường gối cho các mặt cắt hộp đơn và nhiều hộp phải được thiết kế theo các quy định của Điều 6.10.8.2.

6.11.3.2. Sườn tăng cường bản cánh chịu nén

6.11.3.2.1. Sườn tăng cường dọc

Các sườn tăng cường dọc bản cánh chịu nén cho các mặt cắt hộp đơn hay nhiều hộp phải được cách quãng đều ngang qua chiều rộng bản cánh chịu nén.

Chiều rộng thiết kế, bl, của sườn tăng cường phải thỏa mãn:

(6.11.3.2.1-1)

trong đó:

t_p = chiều dày của sườn tăng cường (mm)

F_yc = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén (MPa)

Mô men quán tính, I_ℓ,của mỗi sườn tăng cường so với trục song song với bản cánh và lấy ở đáy của sườn tăng cường, phải thỏa mãn:

I_ℓ ³ y w t³_f (6.11.3.2.1-2)

trong đó:

y = 0,125k³ khi n = 1

= 0,07k³n⁴ khi n = 2, 3, 4 hoặc 5

n = số lượng các sườn tăng cường dọc bản cánh chịu nén cách quãng đều nhau

w = Phần rộng hơn của chiều rộng của bản cánh chịu nén ở giữa các sườn tăng cường dọc hoặc khoảng cách từ bản bụng đến sườn tăng cường dọc gần nhất (mm)

t = chiều dày bản cánh chịu nén (mm)

k = hệ số oằn quy định trong Điều 6.11.2.1.3a

6.11.3.2.2. Sườn tăng cường ngang

Nếu được sử dụng, các sườn tăng cường ngang trên các bản cánh cần có kích thước bằng với kích thước của sườn tăng cường dọc. Chiều rộng thiết kế của sườn tăng cường phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.11.3.2.1

6.11.4. LIÊN KẾT BẢN CÁNH VÀO BẢN BỤNG

Trừ quy định ở đây, tổng chiều dày hiệu dụng của các đường hàn bản cánh vào bản bụng phải không nhỏ hơn chiều dày của bản bụng. ở chỗ mà trong một nhịp, có hai vách ngang trung gian hoặc nhiều hơn, thì kích thước đường hàn phải không nhỏ hơn kích thước phù hợp với các yêu cầu của Điều 6.13.3.4. Nếu các đường hàn góc được sử dụng, chúng phải được hàn lên cả hai bên bản cánh liên kết hoặc bản bản bụng.

6.11.5. KHẢ NĂNG THI CÔNG

6.11.5.1. Tổng quát

Các bộ phận mặt cắt hộp phải được nghiên cứu về cường độ và ổn định trong khi thi công, kể cả trình tự thi công mặt cầu.

Hình học của mặt cắt hộp riêng lẻ phải được duy trì suốt cả các giai đoạn thi công, bao gồm cả việc đặt mặt cầu bê tông. Sự cần thiết phải nghiên cứu các vách ngang trung gian ở phía trong tạm thời hoặc vĩnh cửu hoặc các khung ngang, các vách ngang ở bên ngoài hoặc các khung ngang, hệ giằng ngang ở trên, hoặc các phương cách khác để bảo đảm rằng các biến dạng của mặt cắt hộp đều được kiểm soát một cách thích đáng trong khi chế tạo, lắp ráp và đặt mặt cầu bê tông.

Trước khi bảo dưỡng mặt cầu bê tông, các bản cánh trên của các mặt cắt hộp kiểu máng phải được xem là chỉ được giằng tại các điểm mà các khung ngang hoặc giằng ngang ở trên được gắn vào.

Các lực từ các liên kết của các ván khuôn mặt cầu hẫng tới bản cánh trên và/ bản bụng cần được xem xét.

6.11.5.2. Độ mảnh của bản bụng

Độ mảnh của bản bụng của các mặt cắt hộp phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.10.3.2.2 khi nghiên cứu mặt cắt thép cho trình tự lắp đặt mặt cầu.

6.11.5.3. Độ mảnh của bản cánh chịu nén

Ở tại các mặt cắt uốn dương, độ mảnh của bản cánh chịu nén của các mặt cắt hộp đơn và nhiều hộp phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.10.4.1.4 khi nghiên cứu mặt cắt thép cho trình tự lắp đặt mặt cầu.

6.11.5.4. Lực cắt

Lực cắt, V_u, do các tải trọng tính toán có xem xét trình tự lắp đặt mặt cầu không được vượt qua sức kháng cắt tính toán, V_r,lấy như sau:

V_r = j_v V_n (6.11.5.4-1)

trong đó:

V_n = sức kháng cắt danh định quy định trong Điều 6.10.3.2.3

j_v = hệ số sức kháng đối với cắt quy định trong Điều 6.5.4.2

6.11.6. CÁC TÁC ĐỘNG CỦA GIÓ LÊN CÁC BỘ PHẬN BÊN NGOÀI

Mặt cắt giả định chịu tải trọng gió nằm ngang tính toán phải bao gồm bản cánh dưới tác động như bản bụng và 12 lần chiều dày của bản bụng tác động như các bản cánh.

6.11.7. KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG VỀ CÁC ĐỘ VÕNG DÀI HẠN

Phải áp dụng tổ hợp tải trọng sử dụng trong Bảng 3.4.1-1 cùng với Ghi chú 6 ở đó.

Ở các vùng uốn dương của các mặt cắt nhiều hộp, các ứng suất bản cánh không được vượt quá:

f_f ≤ 0,95 R_b R_h F_yf (6.11.7-1)

trong đó:

R_b, R_h = hệ số giảm ứng suất bản cánh quy định trong Điều 6.10.5.4

f_f = ứng suất bản cánh đàn hồi gây ra do tải trọng tính toán (MPa)

F_yf = cường độ chảy của bản cánh (MPa)

6.12. CÁC CẤU KIỆN CHỊU UỐN KHÁC

6.12.1. TỔNG QUÁT

6.12.1.1. Phạm vi

Phải áp dụng các quy định của điều này cho:

· Các cấu kiện hình chữ H không liên hợp chịu uốn theo cả hai trục trong mặt cắt ngang

· Cấu kiện hình hộp không liên hợp

· Các ống tròn không liên hợp

· Các thép chữ U, thép góc, thép chữ T và các thanh thép

· Các thép hình cán bọc bê tông

· Các ống liên hợp.

6.12.1.2. Trạng thái giới hạn cường độ

6.12.1.2.1. Uốn

Sức kháng uốn tính toán, M_r, phải được lấy như sau:

M_n = j_f M_n (6.12.1.2.1-1)

trong đó:

M_n = sức kháng uốn danh định quy định trong các Điều 6.12.2.2 và 6.12.2.3 cho các cấu kiện không liên hợp và liên hợp tương ứng (N.mm)

j_f = hệ số sức kháng đối với uốn quy định trong Điều 6.5.4.2

6.12.1.2.2. Tải trọng dọc trục và uốn tổ hợp

Phải áp dụng các phương trình tương tác quy định trong Điều 6.8.2.3 cho kéo dọc trục và uốn tổ hợp, hoặc các phương trình tương tác quy định trong Điều 6.9.2.2 cho nén dọc trục và uốn tổ hợp.

6.12.1.2.3. Lực cắt

Sức kháng cắt tính toán, Vr, phải được lấy như sau:

V_r = j_v V_n (6.12.1.2.3-1)

trong đó:

V_n = sức kháng cắt danh định quy định trong các Điều 6.10.7.2 và 6.12.3 cho các bản bụng của các bộ phận không liên hợp và các bộ phận liên hợp, tương ứng (N)

jv = hệ số sức kháng đối với cắt quy định trong Điều 6.5.4.2

6.12.2. SỨC KHÁNG UỐN DANH ĐỊNH

6.12.2.1. Tổng quát

Các quy định về oằn xoắn nằm ngang không cần áp dụng cho các cấu kiện liên hợp, các cấu kiện hình hộp không liên hợp, các cấu kiện hình chữ H chịu uốn theo trục song song với bản bụng và các ống tròn.

6.12.2.2. Các cấu kiện không liên hợp

6.12.2.2.1. Các cấu kiện hình chữ H

Các quy định của điều này áp dụng cho các cấu kiện hình chữ H và các cấu kiện gồm hai bản cánh hình chữ U liên kết bằng bản bản bụng.

Các quy định của Điều 6.10.4 phải áp dụng cho uốn theo trục thẳng góc với bản bụng.

Sức kháng uốn danh định đối với uốn theo trục song song với bản bụng phải được lấy như sau:

M_n = M_p (6.12.2.2.1-1)

trong đó:

M_p = mô men dẻo theo trục trọng tâm song song với bản bụng (N-mm)

6.12.2.2.2. Các cấu kiện hình hộp

Sức kháng uốn danh định phải được lấy như sau:

(6.12.2.2.2-1)

trong đó:

S = mô đun mặt cắt theo trục uốn (mm3)

A = diện tích được bao quanh bởi các đường tim của các tấm tạo thành hộp (mm²)

ℓ = chiều dài không được giằng (mm)

I_y = mô men quán tính theo trục thẳng góc với trục uốn (mm⁴)

b = khoảng cách tịnh giữa các tấm (mm)

t = chiều dày của các tấm (mm)

6.12.2.2.3. Các ống tròn

Sức kháng uốn danh định của các ống tròn không liên hợp phải được lấy như sau:

nếu		thì M_n = M_p (6.12.2.2.3-1)
nếu		thì M_n = M_y (6.12.2.2.3-2)

trong đó:

D = đường kính ngoài (mm)

t = chiều dày vách (mm)

6.12.2.2.4. Thép chữ U, thép góc, thép T và thanh thép

6.12.2.2.4a. Các thép chữ U bị kiềm chế chống lại xoắn

Đối với các thép chữ U được kiềm chế chống lại xoắn ở các điểm tải trọng và trụ đỡ phải áp dụng các quy định của Điều 6.10.4.

6.12.2.2.4b. Các trường hợp khác

Đối với các thép góc, thép T, thép thanh và thép U không bao gồm trong Điều 6.12.2.2.4a, sức kháng uốn danh định phải là trị số nhỏ nhất như giới hạn bởi:

· Giới hạn chảy

· Oằn xoắn ngang, hoặc

· Oằn cục bộ của các cấu kiện

6.12.2.3. Các cấu kiện liên hợp

6.12.2.3.1. Các thép hình được bọc bê tông

Đối với các thép hình bọc bê tông thỏa mãn các quy định của Điều 6.9.5.2.3, sức kháng uốn danh định của các thép hình bọc bê tông chịu uốn không có nén, phải lấy theo trị số nhỏ hơn của:

M_n = M_ps, hoặc (6.12.2.3.1-1)

M_n = M_yc (6.12.2.3.1-2)

Nhằm mục đích của Điều 6.9.2.2, sức kháng uốn danh định của các thép hình bọc bê tông chịu nén và uốn phải được lấy như sau:

Nếu ³ 0,3 thì		(6.12.2.3.1-3)
Nếu 0,0 < < 0,3, thì

M_n phải xác định bằng nội suy tuyến tính giữa trị số M_n cho bởi Phương trình 1 và 2 ở P_u = 0 và trị số M_ncho bởi Phương trình 3 ở (P_u/j_cP_n) ³ 0,3.

trong đó:

P_u = lực nén dọc trục do tải trọng tính toán (N)

P_n = sức kháng nén danh định quy định ở Điều 6.9.5.1 (N)

j_c = hệ số sức kháng đối với nén dọc trục quy định ở Điều 6.5.4.2

M_ps = mô men dẻo của mặt cắt thép (N.mm)

M_yc = mô men chảy của mặt cắt liên hợp xác định theo quy định ở Điều 6.10.5.1.2 (N.mm)

Z = mô đun mặt cắt dẻo của mặt cắt thép theo trục uốn (mm³)

A_w = diện tích bản bụng của mặt cắt thép (mm²)

f’_c = cường độ nén nhỏ nhất 28 ngày quy định của bê tông (MPa)

A_r = diện tích cốt thép dọc (mm²)

c = khoảng cách từ tim của cốt thép dọc đến bề mặt gần nhất của bộ phận ở trong mặt phẳng uốn (mm)

d = chiều cao của bộ phận ở trong mặt phẳng uốn (mm)

b = chiều rộng của bộ phận thẳng góc với mặt phẳng uốn (mm)

F_yr = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa)

6.12.2.3.2. Các ống được chèn đầy bê tông trong lòng

Sức kháng uốn danh định của các ống chèn đầy bê tông trong lòng mà thỏa mãn các hạn chế trong Điều 6.9.5.2 có thể được lấy như sau:

Nếu		thì M_n = M_ps	(6.12.2.3.2-1)
Nếu		thì M_n = M_yc	(6.12.2.3.2-2)

6.12.3. SỨC KHÁNG CẮT DANH ĐỊNH CỦA CÁC CẤU KIỆN LIÊN HỢP

6.12.3.1. Các thép hình được bọc bê tông

Sức kháng cắt danh định có thể lấy như sau:

(6.12.3.1-1)

trong đó:

F_yw = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng thép hình (MPa)

F_yr = cường độ chảy nhỏ nhất của cốt thép ngang (MPa)

D = chiều cao bản bụng của thép hình (mm)

t_w = chiều dày của bản bụng hoặc các bản bụng của thép hình (mm)

A_v = diện tích mặt cắt ngang của các thanh cốt thép ngang chắn vết nứt cắt theo đường chéo (mm²)

s = khoảng cách dọc của cốt thép ngang (mm)

d = chiều cao của cấu kiện trong mặt phẳng cắt (mm)

c = khoảng cách từ tim của cốt thép dọc đến bề mặt gần nhất của cấu kiện ở trong mặt phẳng uốn (mm)

6.12.3.2. Các ống được chèn đầy bê tông trong lòng

6.12.3.2.1. Các ống hình chữ nhật

Sức kháng cắt danh định có thể lấy như sau:

V_n = 1,16 D t_w F_y (6.12.3.2.1-1)

trong đó:

D = chiều cao bản bụng của ống (mm)

t_w = chiều dày của ống (mm)

6.12.3.2.2. Các ống tròn

Sức kháng cắt danh định có thể lấy như sau:

V_n = cường độ cắt danh định của một mình ống thép (N)

6.13. CÁC LIÊN KẾT VÀ MỐI NỐI

6.13.1. TỔNG QUÁT

Các liên kết và các mối nối của các cấu kiện chính phải được thiết kế ở trạng thái giới hạn cường độ không nhỏ thua trị số lớn hơn của:

· Trị số trung bình của mô men uốn, lực cắt hoặc lực dọc trục do các tải trọng tính toán ở tại điểm nối hoặc liên kết và sức kháng uốn, cắt hoặc dọc trục tính toán của cấu kiện ở cùng điểm, hoặc

· 75 của sức kháng uốn, cắt hoặc dọc trục tính toán của cấu kiện.

Các liên kết đầu của các vách ngăn, các khung ngang, hệ giằng ngang hoặc các dầm sàn cho các bộ phận thẳng chịu uốn phải được thiết kế theo các tải trọng tính toán của bộ phận.

Tới chừng mực thực hiện được, các liên kết cần được làm đối xứng theo trục của các bộ phận. Các liên kết, trừ các thanh bản bụng giàn và các lan can tay vịn, phải gồm có không ít hơn hai bu lông hoặc đường hàn tương đương. Các bộ phận, gồm cả hệ giằng ngang, cần được liên kết để các trục trọng tâm của chúng giao nhau ở một điểm. Cần tránh các liên kết lệch tâm. ở chỗ nào các liên kết lệch tâm không thể tránh được, thì các bộ phận và các liên kết phải cân xứng đối với các tác động tổ hợp của lực cắt và mô men do sự lệch tâm.

Trong trường hợp các liên kết truyền tổng lực cắt của đầu bộ phận, thì mặt cắt nguyên phải được lấy như mặt cắt nguyên của các cấu kiện được liên kết.

Chiều dày của các thép góc liên kết đầu của các dầm sàn và các dầm không được nhỏ hơn 10 mm. Các liên kết đầu đối với các dầm sàn và các dầm cần được làm với hai thép góc. Giá đỡ và các thép góc giá được sử dụng để làm trụ chống trong khi lắp ráp không được xét đến trong việc xác định số lượng các liên kết yêu cầu để truyền lực cắt của đầu.

Các liên kết đầu của các dầm, đà dọc và các dầm sàn cần được bắt bu lông với các bu lông cường độ cao. Cho phép dùng các liên kết hàn khi bắt bu lông không thực hiện được. ở chỗ nào sử dụng hàn, thì các liên kết đầu hàn phải được thiết kế chịu các tải trọng thẳng đứng và mô men uốn gây ra do sự kiềm chế chống lại sự quay của đầu.

6.13.2. CÁC LIÊN KẾT BU LÔNG

6.13.2.1. Tổng quát

Các chi tiết bằng thép bắt bu lông có thể được tráng phủ hoặc không tráng phủ và phải ép khít chắc chắn với nhau sau khi các bu lông đã được xiết chặt. Các tài liệu hợp đồng phải quy định rằng tất cả các bề mặt nối ghép kể cả các bề mặt kề với đầu bu lông và đai ốc, phải được quy định là không có lớp vẩy (trừ vẩy các nhà máy), và không có vết bẩn hoặc các vật liệu lạ khác.

Các mối ghép bắt bu lông cường độ cao phải được chỉ rõ hoặc là liên kết ma sát hoặc liên kết ép tựa. Đối với các liên kết ma sát, trị số ma sát phải phù hợp với điều kiện quy định của các bề mặt được tạo nhám theo quy định trong Điều 6.13.2.8. Tất cả vật liệu trong khoảng ôm của bu lông phải bằng thép.

6.13.2.1.1. Các liên kết ma sát (hoặc liên kết ngang kịch trượt)

Các mối ghép chịu sự đổi dấu của ứng suất, các tải trọng va chạm nặng, sự chấn động dữ dội hoặc ở chỗ mà ứng suất và ứng biến do sự trượt mối ghép có hại đến khả năng sử dụng được của kết cấu, thì phải được chỉ rõ là liên kết ma sát. Các liên kết đó bao gồm:

· Các mối ghép chịu tải trọng mỏi;

· Các mối ghép chịu cắt với các bu lông lắp vào các lỗ to quá cỡ;

· Các mối ghép chịu cắt với các bu lông lắp vào các lỗ ngắn và dài nơi mà lực trên mối ghép ở một phương khác với phương thẳng góc với trục của rãnh, trừ nơi mà Kỹ sư có ý định khác và chỉ ra như vậy ở trong các tài liệu hợp đồng;

· Các mối ghép chịu sự đổi dấu của tải trọng đáng kể;

· Các mối ghép trong đó các mối hàn và các bu lông cũng tham gia trong truyền tải trọng ở bề mặt được tạo nhám chung;

· Các mối ghép trong kéo dọc trục hoặc kéo dọc trục và cắt tổ hợp;

· Các mối ghép chỉ trong nén dọc trục, với các lỗ tiêu chuẩn hoặc các lỗ có khía rãnh chỉ trong một lớp của liên kết với phương của tải trọng thẳng góc với phương của rãnh, trừ đối với các liên kết quy định trong Điều 6.13.6.1.3;

· Các mối ghép trong đó, theo ý kiến của Kỹ sư, mọi sự trượt đều sẽ trở thành nguy kịch cho sự làm việc của mối ghép hoặc kết cấu và như vậy các mối ghép đó được chỉ rõ trong các tài liệu hợp đồng.

Các liên kết ma sát phải bố trí hợp lý để đề phòng trượt dưới tổ hợp tải trọng sử dụng II, theo quy định trong Bảng 3.4.1.1 cùng với ghi chú 6 ở đó và tạo đủ sức kháng ép tựa, cắt và kéo ở các tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cường độ có thể áp dụng được. Phải áp dụng các quy định của Điều 6.13.2.2.

6.13.2.1.2. Các liên kết ép tựa

Các liên kết ép tựa chỉ được phép sử dụng cho các mối ghép chịu nén dọc trục, hoặc cho các mối ghép trên các bộ phận hệ giằng ngang, và phải thỏa mãn sức kháng tính toán, R_r, ở trạng thái giới hạn cường độ.

6.13.2.2. Sức kháng tính toán

Đối với các liên kết ma sát, sức kháng tính toán, R_r, của bu lông ở tổ hợp tải trọng sử dụng phải được lấy như sau:

R_r = R_n (6.13.2.2-1)

trong đó:

R_n = sức kháng danh định theo quy định trong Điều 6.13.2.8

Sức kháng tính toán, R_r hoặc T_r, của một liên kết bắt bu lông ở trạng thái giới hạn cường độ phải được lấy cả hai như sau:

R_r = j R_n (6.13.2.2-2)

T_r = j T_n (6.13.2.2-3)

trong đó:

R_n = sức kháng danh định của bu lông, liên kết hoặc vật liệu liên kết như sau:

· Đối với các bu lông chịu cắt, R_n phải được lấy theo quy định ở Điều 6.13.2.7

· Đối với vật liệu liên kết trong các mối ghép ép tựa, Rn phải được lấy theo quy định ở Điều 6.13.2.9

· Đối với vật liệu liên kết trong chịu kéo hoặc cắt, Rn phải được lấy theo quy định ở Điều 6.13.5

T_n = sức kháng danh định của bu lông như sau:

· Đối với các bu lông chịu kéo dọc trục, Tn phải được lấy theo quy định ở Điều 6.13.2.10

· Đối với các bu lông chịu kéo dọc trục và cắt, T_n phải được lấy theo quy định ở Điều 6.13.2.11

j = hệ số sức kháng cho các bu lông quy định trong Điều 6.5.4.2, lấy như sau:

· j_s cho các bu lông chịu cắt,

· j_t cho các bu lông chịu kéo,

· j_b cho các bu lông ép tựa lên vật liệu

· j_y hoặc j_u cho vật liệu liên kết thích hợp với chịu kéo, hoặc

· j_v cho vật liệu liên kết chịu cắt

6.13.2.3. Bu lông, đai ốc và vòng đệm

6.13.2.3.1. Bu lông và đai ốc

Phải áp dụng các quy định của Điều 6.4.3.

6.13.2.3.2. Vòng đệm

Vòng đệm sử dụng trong các liên kết bu lông phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở Điều 6.4.3. Yêu cầu vòng đệm tôi cứng cho các liên kết bu lông cường độ cao ở nơi mà:

· Mặt ngoài của các phần được bắt bu lông có độ dốc lớn hơn 1: 20, đối với mặt phẳng trực giao với trục bu lông;

· Thực hiện xiết chặt bằng phương pháp dùng cờ lê kiểm chuẩn, trong bất cứ trường hợp nào phải sử dụng vòng đệm ở dưới cấu kiện được xiết chặt;

· Các bu lông AASHTO M253M (ASTM A490M) được bắt trong vật liệu có cường độ chảy nhỏ nhất quy định nhỏ hơn 345MPa, không kể đến phương án xiết chặt;

· Cần cho các lỗ rộng quá cỡ hoặc có khía rãnh theo các quy định ở đây;

· Các bu lông AASHTO M253M (ASTM A490M) đường kính trên 24 mm được bắt vào lỗ rộng quá cỡ hoặc khía rãnh ngắn trong tầng phía ngoài, trong trường hợp này, phải dùng chiều dày nhỏ nhất 8,0 mm dưới cả đầu bu lông và đai ốc. Không được sử dụng nhiều vòng đệm tôi cứng.

Các vòng đệm tôi cứng phải được đặt vượt trùm quá các lỗ rộng quá cỡ hoặc khía rãnh ngắn trong tầng phía ngoài.

Các vòng đệm tấm kết cấu hoặc thanh liên tục với các lỗ tiêu chuẩn, chiều dày không nhỏ hơn 8,0 mm, phải được yêu cầu để phủ hoàn toàn các lỗ khía rãnh dài. Các vòng đệm tôi cứng để dùng với bu lông cường độ cao phải được đặt vượt trùm quá bề mặt ở phía ngoài của tấm đệm hoặc thanh.

Các thiết bị chỉ báo tải trọng không được đặt vượt trùm quá các lỗ rộng quá cỡ hoặc khía rãnh trong tầng phía ngoài, trừ khi cũng có dùng vòng đệm tôi cứng hoặc tấm đệm kết cấu.

6.13.2.4. Các lỗ

6.13.2.4.1. Kiểu lỗ

6.13.2.4.1a. Tổng quát

Trừ khi có quy định khác, phải sử dụng các lỗ tiêu chuẩn trong các liên kết bu lông cường độ cao.

6.13.2.4.1b. Các lỗ rộng quá cỡ

Các lỗ rộng quá cỡ có thể được sử dụng trong bất cứ lớp nào hoặc tất cả các lớp của các liên kết trượt nguy kịch (liên kết ma sát) tới hạn. Không được sử dụng các lỗ rộng quá cỡ trong các liên kết kiểu ép tựa.

6.13.2.4.1c. Các lỗ có khía rãnh ngắn

Các lỗ có khía rãnh ngắn có thể được sử dụng trong bất cứ lớp nào hoặc tất cả các lớp của các liên kết ma sát trượt hoặc kiểu ép tựa. Các rãnh có thể được sử dụng mà không chú ý đến phương của tải trọng trong các liên kết trượt tới hạn, nhưng chiều dài phải trực giao với phương của tải trọng trong các liên kết kiểu ép tựa.

6.13.2.4.1d. Các lỗ có khía rãnh dài

Các lỗ có khía rãnh dài có thể được sử dụng trong chỉ một lớp của hoặc liên kết ma sát hoặc kiểu ép tựa. Các lỗ có khía rãnh dài có thể được sử dụng mà không chú ý tới phương của tải trọng trong các liên kết ma sát, nhưng phải trực giao với phương của tải trọng trong các liên kết kiểu ép tựa.

6.13.2.4.2. Kích thước

Kích thước của các lỗ không được vượt quá các trị số cho trong Bảng 1:

Bảng 6.13.2.4.2-1 – Các kích thước lỗ lớn nhất

Đường kính bu lông	Tiêu chuẩn	Quá cỡ	Rãnh ngắn	Rãnh dài
d	Đường kính	Đường kính	Rộng x Dài	Rộng x Dài
16	18	20	18 x 22	18 x 40
20	22	24	22 x 26	22 x 50
22	24	28	24 x 30	24 x 55
24	26	30	26 x 33	26 x 60
27	30	35	30 x 37	30 x 67
30	33	38	33 x 40	33 x 75
36	39	44	39 x 46	39 x 90

6.13.2.5. Quy cách của bu lông

Đường kính của bu lông không được nhỏ hơn 16mm. Không được dùng bu lông đường kính 16mm trong các cấu kiện chủ yếu, trừ phi tại các cạnh của sắt góc 64mm và các bản cánh của các mặt cắt có kích thước yêu cầu các bu lông liên kết 16mm phải thỏa mãn các quy định về cấu tạo khác quy định ở đây.

Thép hình kết cấu không dùng được bu lông 16mm thì chỉ nên giới hạn dùng cho các lan can.

Các sắt góc mà quy cách của nó không yêu cầu phải xác định bằng tính toán thì có thể dùng các loại bu lông như sau:

· Bu lông đường kính 16mm cho cạnh 50 mm

· Bu lông đường kính 20 mm cho cạnh 64mm

· Bu lông đường kính 24mm cho cạnh 75mm

· Bu lông đường kính 27mm cho cạnh 90 mm

Đường kính bu lông trong các sắt góc của các thanh chủ yếu không được vượt quá một phần t- chiều rộng cạnh của thanh có bố trí chúng.

6.13.2.6. Khoảng cách của các bu lông

6.13.2.6.1. Khoảng cách trống và cự ly tối thiểu

Cự ly tim đến tim tối thiểu của bu lông với các lỗ tiêu chuẩn không được lấy nhỏ hơn ba lần đường kính bu lông. Khi dùng loại bu lông có lỗ quá cỡ hoặc các lỗ xẻ thì khoảng cách trống tối thiểu giữa các mép của các lỗ kề liền theo hướng truyền lực hay ngang với hướng lực không được lấy nhỏ hơn hai lần đường kính của bu lông.

6.13.2.6.2. Cự ly tối đa của các bu lông bít

Để đảm bảo cách ẩm cho các mối nối, cự ly bu lông trên một tuyến tim đơn 1 hàng kề liền với mép tự do của bản táp ngoài hay thép hình phải thỏa mãn:

S ≤ (100 + 4,0t) ≤ 175 (6.13.2.6.2-1)

Nếu có một tuyến trục thứ hai bố trí so le các bu lông một cách đều đặn với tuyến tim kề liền với mép tự do có khoảng cách không nhỏ hơn 38 + 4,0t thì cự ly tính so le S giữa 2 tuyến tim đó phải thỏa mãn:

(6.13.2.6.2-2)

Cự ly tính so le này không được nhỏ hơn một nửa so với yêu cầu đối với tuyến tim đơn

trong đó:

t = chiều dày của tấm ốp ngoài hay thép hình, lấy giá trị nhỏ hơn

g = khoảng cách giữa các bu lông

6.13.2.6.3. Bước cự ly tối đa cho bu lông ghép tổ hợp

Các bu lông ghép được dùng trong các cấu kiện có mặt cắt tổ hợp ghép cơ học mà mặt cắt ngang của nó có hai hay hơn hai tấm bản hay thép hình tiếp giáp với nhau.

Bước cự ly của các bu lông ghép trong các cấu kiện chịu nén không được vượt quá 12,0 t. Khoảng cách g giữa các tuyến tim bu lông liền kề không được vượt quá 24,0 t. Khi bố trí so le hai tuyến trục lỗ bu lông liền kề nhau, bước cự ly các lỗ so le giữa hai tuyến tim liền kề phải thỏa mãn:

(6.13.2.6.3-1)

Bước cự ly bu lông trong các thanh chịu kéo không được vượt quá hai lần quy định đối với thanh chịu nén. Đối với các thanh chịu kéo, khoảng cách giữa các tuyến tim không được vượt quá 24,0 t. Bước cự ly tối đa của các đinh liên kết dùng cho các cấu kiện có mặt cắt tổ hợp cơ học không được vượt quá trị số nhỏ nhất giữa hai yêu cầu chống ẩm và ghép tổ hợp.

6.13.2.6.4. Bước cự ly tối đa dùng cho bu lông ghép tổ hợp ở đầu mút của cấu kiện chịu nén

Bước cự ly bu lông liên kết các bộ phận của cấu kiện chịu nén không được vượt quá bốn lần đường kính của đinh liên kết cho một đoạn chiều dài bằng 1,5 lần bề rộng lớn nhất của cấu kiện. Bên ngoài phạm vi chiều dài này, bước cự ly có thể được tăng dần trên một đoạn chiều dài bằng 1,5 lần chiều rộng tối đa của cấu kiện cho đến khi nào đạt được bước cự ly tối đa quy định trong Điều 6.13.2.6.3.

6.13.2.6.5. Khoảng cánh bố trí ở đầu mút

Khoảng cách đầu mút của mọi loại lỗ được đo từ tâm bu lông không được nhỏ hơn khoảng cách đến mép quy định trong Bảng 6.13.2.6.6-1. Đối với lỗ ngoại cỡ hay các lỗ rãnh, cự ly tịnh tối thiểu đến mép không được nhỏ hơn đường kính bu lông.

Khoảng cách ở đầu mút lớn nhất phải lấy bằng khoảng cách đến mép tối đa quy định trong Điều 6.13.2.6.6.

6.13.2.6.6. Các khoảng cách đến mép cạnh

Khoảng cách đến mép tối thiểu theo quy định trong Bảng 1

Khoảng cách đến mép tối đa không được lớn hơn tám lần chiều dày, phải lấy trị số chiều dày lớn nhất giữa chiều dày bản ốp ngoài và 125mm.

Bảng 6.13.2.6.6-1- Khoảng cách đến mép tối thiểu

Đường kính bu lông (mm)	Các mép cắt	Các mép tấm bản hay thép hình được cán hoặc các mép được cắt bằng khí đốt
16	28	22
20	34	26
22	38	28
24	42	30
27	48	34
30	52	38
36	64	46

6.13.2.7. Sức kháng cắt

Sức kháng cắt danh định của bu lông cường độ cao hoặc bu lông ASTM A307 ở trạng thái giới hạn cường độ trong các mối nối mà chiều dài giữa các linh kiện liên kết xa nhất đo song song với đường tác dụng của lực nhỏ hơn 1270 mm phải lấy như sau:

· Nơi mà các đường ren bị loại trừ khỏi mặt phẳng cắt:

R_n = 0,48 A_b F_ub N_s (6.13.2.7-1)

· Nơi mà các đường ren bao gồm trong mặt phẳng cắt:

R_n = 0,38 A_b F_ub N_s (6.13.2.7-2)

trong đó:

A_b = diện tích của bu lông tương ứng với đường kính danh định (mm²)

F_ub = cường độ kéo nhỏ nhất quy định của bu lông được quy định trong Điều 6.4.3 (MPa)

N_s = số lượng các mặt phẳng chịu cắt tính cho mỗi bu lông.

Sức kháng cắt danh định của bu lông trong các mối nối có chiều dài lớn hơn 1270 mm phải lấy bằng 0,80 lần trị số theo các Phương trình 1 hoặc 2.

Trong khi xác định nếu không biết các ren của bu lông có được loại trừ khỏi các mặt phẳng cắt của các bề mặt tiếp xúc không, chiều dài ren của bu lông phải được xác định theo hai chiều dài bước ren lớn hơn chiều dài ren quy định.

Nếu các ren của bu lông được bao gồm trong mặt phẳng cắt ở trong mối ghép, thì sức kháng cắt của bu lông ở trong tất cả các mặt phẳng cắt của mối ghép phải là trị số cho các ren được bao gồm ở trong mặt phẳng cắt.

Đối với các bu lông A307, thiết kế cắt phải dựa vào Phương trình 2. Khi chiều dài ôm của một bu lông A307 vượt quá 5 lần đường kính, sức kháng danh định phải giảm 1,0% cho mỗi 1,5 mm chiều dài ôm vượt quá 5 lần đường kính.

6.13.2.8. Sức kháng trượt

Sức kháng trượt danh định của bu lông ở trong liên kết ma sát phải được lấy như sau:

R_n = K_h K_s N_s P_t (6.13.2.8.-1)

trong đó:

N_s = số lượng mặt ma sát tính cho mỗi bu lông

P_t = lực kéo yêu cầu nhỏ nhất của bu lông quy định trong Bảng 1 (N)

K_h = hệ số kích thước lỗ quy định trong Bảng 2.

K_s = hệ số điều kiện bề mặt quy định trong Bảng 3.

Bảng 6.13.2.8-1 – Lực kéo nhỏ nhất yêu cầu của bu lông

Đường kính bu lông mm	Lực kéo yêu cầu – Pt (kN)
Đường kính bu lông mm	M164 (A325M)	M253 (A490M)
16	91	114
20	142	179
22	176	221
24	205	257
27	267	334
30	326	408
36	475	595

Bảng 6.13.2.8-2 – Các trị số của K_h

Cho các lỗ tiêu chuẩn	1,0
Cho các lỗ vượt quá cỡ và khía rãnh ngắn	0,85
Cho các lỗ khía rãnh dài với rãnh thẳng góc với phương của lực	0,70
Cho các lỗ khía rãnh dài với rãnh song song với phương của lực	0,60

Bảng 6.13.2.8-3 – Các trị số của K_s

Cho các điều kiện bề mặt Loại A	0,33
Cho các điều kiện bề mặt Loại B	0,50
Cho các điều kiện bề mặt Loại C	0,33

Phải áp dụng các mô tả sau đây của điều kiện bề mặt cho Bảng 3:

· Bề mặt Loại A: lớp cáu bẩn ở nhà máy làm sạch không sơn, và các bề mặt được làm sạch bằng thổi với các lớp phủ bọc Loại A,

· Bề mặt Loại B: các bề mặt được làm sạch bằng thổi không sơn, và các bề mặt được làm sạch bằng thổi có các lớp phủ Loại B, và

· Bề mặt Loại C: các bề mặt mạ kẽm nóng và làm nhám hình bàn chải sắt sau khi mạ.

Các tài liệu hợp đồng phải quy định rằng trong các mối nổi không có lớp phủ, thì sơn, bao gồm bất kỳ sự phun lan khắp không cố ý nào, đều bị loại trừ khỏi khu vực gần hơn một đường kính bu lông, nhưng không nhỏ hơn 25 mm kể từ mép của bất kỳ lỗ nào và tất cả các khu vực trong phạm vi sơ đồ bu lông.

Các tài liệu hợp đồng phải quy định rằng các mối ghép có các bề mặt được tạo nhám đã sơn được làm sạch bằng thổi và đã phủ một lớp sơn mà được định tính chất bằng thử nghiệm như lớp phủ Loại A hoặc Loại B.

Tùy theo sự chấp thuận của Kỹ sư, các lớp phủ có hệ số điều kiện bề mặt nhỏ hơn 0,33 có thể được sử dụng, nếu hệ số trung bình điều kiện bề mặt được thiết lập bằng thử nghiệm. Sức kháng trượt danh định phải được xác định theo sức kháng trượt danh định cho các điều kiện bề mặt Loại A, như thích hợp cho lỗ và loại bu lông, nhân với hệ số điều kiện bề mặt xác định bằng thử nghiệm chia cho 0,33.

Các tài liệu hợp đồng phải quy định rằng:

· Các mối ghép có lớp phủ không được lắp ráp trước khi các lớp phủ đã hong khô với thời gian ít nhất đã sử dụng trong thử nghiệm định tính, và

· Các bề mặt được tạo nhám quy định để mạ kẽm phải được mạ kẽm nóng theo đúng Quy trình AASHTO M111 (ASTM A123) đối với các lớp phủ kẽm (mạ kẽm nóng) lên các sản phẩm sắt và thép. Rồi sau đó các bề mặt phải được làm nhám bằng cách dùng bàn chải sắt cầm tay. Không được dùng bàn chải sắt chạy bằng điện.

Nếu liên kết ma sát phải chịu tác động của một lực kéo làm cho giảm lực xiết hiệu dụng, thì sức kháng trượt danh định phải nhân với hệ số quy định bởi Phương trình 6.13.2.11-2.

6.13.2.9. Sức kháng ép mặt ở các lỗ bu lông

Diện tích ép mặt hiệu dụng của bu lông phải lấy theo đường kính của nó nhân với chiều dày của vật liệu liên kết mà trên đó nó ép. Chiều dày hiệu dụng của vật liệu liên kết với các lỗ khoét miệng loe phải lấy như chiều dày của vật liệu liên kết, trừ đi một nửa chiều cao của miệng loe.

Đối với các lỗ tiêu chuẩn, các lỗ quá cỡ, các lỗ khía rãnh ngắn bị tác dụng ở mọi hướng, và tất cả các lỗ khía rãnh song song với lực ép mặt, thì sức kháng ép mặt danh định của các lỗ bu lông ở phía trong và ở đầu ở trạng thái giới hạn cường độ, Rn, phải được lấy như sau:

· Với các bu lông có khoảng cách trống giữa các lỗ không nhỏ hơn 2,0d và với khoảng cách trống ở đầu không nhỏ hơn 2,0d:

R_n = 2,4 d t F_u (6.13.2.9-1)

· Nếu hoặc khoảng cách trống giữa các lỗ nhỏ hơn 2,0d, hoặc khoảng cách trống ở đầu nhỏ hơn 2,0d:

R_n = 1,2 L_c t F_u (6.13.2.9-2)

Đối với các lỗ khía rãnh dài vuông góc với lực ép mặt:

· Với các bu lông có khoảng cách trống giữa các lỗ không nhỏ hơn 2,0d và với khoảng cách trống ở đầu không nhỏ hơn 2,0d:

R_n = 2,0 d t F_u(6.13.2.9-3)

· Nếu hoặc khoảng cách trống giữa các lỗ nhỏ hơn 2,0d, hoặc khoảng cách trống ở đầu nhỏ hơn 2,0d:

R_n = L_c t F_u (6.13.2.9-4)

trong đó:

d = đường kính danh định của bu lông (mm)

t = chiều dày của vật liệu liên kết (mm)

F_u = cường độ kéo của vật liệu liên kết quy định trong Bảng 6.4.1-1 (MPa)

L_c = khoảng cách trống giữa các lỗ hoặc giữa lỗ và đầu của bộ phận (mm)

6.13.2.10. Sức kháng kéo

6.13.2.10.1. Tổng quát

Các bu lông cường độ cao chịu kéo dọc trục phải được căng đến lực quy định trong Bảng 6.13.2.8-1. Lực kéo đặt lên phải được lấy như lực do các tải trọng bên ngoài tính toán, cộng với bất kỳ lực kéo nào do tác động nhổ lên gây ra bởi sự biến dạng của các phần liên kết theo quy định trong Điều 6.13.2.10.4.

6.13.2.10.2. Sức kháng kéo danh định

Sức kháng kéo danh định của bu lông, Tn, độc lập với mọi lực xiết chặt ban đầu, phải lấy như sau:

T_n = 0,76 A_b F_ub (6.13.2.10.2-1)

trong đó:

A_b = diện tích của bu lông tương ứng với đường kính danh định (mm²)

F_ub = cường độ kéo nhỏ nhất quy định của bu lông được quy định trong Điều 6.4.3 (MPa).

6.13.2.10.3. Sức kháng mỏi

Ở nơi các bu lông cường độ cao trong kéo dọc trục chịu mỏi, phạm vi ứng suất, D_f, trong bu lông, do hoạt tải mỏi thiết kế, cộng với sự tính đến tải trọng động đối với tải trọng mỏi quy định trong Điều 3.6.1.4, cộng với lực nhổ lên do tính chu kỳ của tải trọng mỏi, phải thỏa mãn Phương trình 6.6.1.2.2-1.

Đường kính danh định của bu lông phải được sử dụng trong tính toán phạm vi ứng suất bu lông. Lực nhổ lên tính toán không được vượt quá 60% của tải trọng bên ngoài đặt lên.

Các bu lông thép cácbon thấp ASTM 307 không được sử dụng trong các liên kết chịu mỏi.

6.13.2.10.4. Tác dụng nhổ lên

Lực kéo do tác dụng nhổ lên phải được lấy như sau:

(6.13.2.10.4-1)

trong đó

Q_u = lực kéo nhổ lên trên một bu lông do các tải trọng tính toán, lấy bằng 0 khi là âm (N)

P_u = lực kéo trực tiếp trên một bu lông do các tải trọng tính toán (N)

a = khoảng cách từ tim của bu lông đến mép của tấm (mm)

b = khoảng cách từ tim của bu lông đến chân đường hàn của bộ phận liên kết (mm)

t = chiều dày của bộ phận liên kết mỏng nhất (mm)

6.13.2.11. Kéo và cắt kết hợp

Sức kháng kéo danh định của bu lông chịu cắt kết hợp kéo dọc trục,T_n, phải lấy như sau:

Nếu ≤ 0,33 thì T_n = 0,76 A_b F_ub (6.13.2.11-1)

Nếu không,

(6.13.2.11-2)

trong đó:

A_b = diện tích bu lông ứng với đường kính danh định (mm²)

F_ub = ứng suất kéo nhỏ nhất quy định của bu lông quy định trong Điều 6.4.3 (MPa)

P_u = lực cắt tác động lên bu lông do các tải trọng thành phần (N)

R_n = sức kháng cắt danh định của bu lông quy định trong Điều 6.13.2.7 (N)

Sức kháng danh định của bu lông trong các liên kết ma sát do Tổ hợp tải trọng sử dụng quy định trong Bảng 3.4.1-1, để chịu cắt kết hợp kéo dọc trục, không được vượt quá sức kháng trượt danh định quy định trong Điều 6.13.2.8 nhân với:

1 – (6.13.2.11-3)

trong đó:

T_u = lực kéo do tải trọng thành phần dưới Tổ hợp tải trọng sử dụng (N)

P_t = lực kéo nhỏ nhất yêu cầu của bu lông quy định trong Bảng 6.13.2.8-1

6.13.3. CÁC LIÊN KẾT HÀN

6.13.3.1. Tổng quát

Kim loại cơ bản, kim loại hàn, và các chi tiết thiết kế hàn phải tuân theo các yêu cầu của Quy chuẩn Hàn D1.5 ANSI/AASHTO/AWS. Các ký hiệu hàn phải tuân theo các ký hiệu quy định trong ấn phẩm A2.4 AWS.

Phải sử dụng kim loại hàn tương hợp trong các mối hàn có vát và hàn đắp, trừ kim loại mà người Kỹ sư có thể quy định các phân loại que hàn với cường độ nhỏ hơn kim loại cơ bản khi chi tiết hóa các đường hàn đắp đối với thép tôi và ram, trong trường hợp này phương pháp hàn và kim loại hàn phải được lựa chọn để bảo đảm các mối hàn chắc chắn.

6.13.3.2. Sức kháng tính toán

6.13.3.2.1. Tổng quát

Sức kháng tính toán của các liên kết hàn, R_r, ở trạng thái giới hạn cường độ phải được lấy theo quy định trong các Điều 6.13.3.2.2 và 6.13.3.2.4.

Diện tích hiệu dụng của đường hàn phải lấy theo quy định trong Điều 6.13.3.3. Sức kháng tính toán của vật liệu liên kết phải lấy theo quy định trong Điều 6.13.5.

6.13.3.2.2. Các liên kết hàn có vát ngấu hoàn toàn

6.13.3.2.2a. Kéo và nén

Sức kháng tính toán của các liên kết hàn có vát ngấu hoàn toàn chịu kéo hoặc nén trực giao với diện tích hiệu dụng hoặc song song với trục của đường hàn phải được lấy như sức kháng tính toán của kim loại cơ bản.

6.13.2.2b. Cắt

Sức kháng tính toán của các liên kết hàn có vát ngấu hoàn toàn chịu cắt trên diện tích hiệu dụng phải được lấy theo trị số nhỏ hơn của hoặc trị số cho bởi Phương trình 1, hoặc 60% của sức kháng tính toán của kim loại cơ bản chịu kéo:

R_r = 0,6 j_e1 F_exx (6.13.3.2.2b-1)

trong đó:

F_exx = cường độ phân loại của kim loại hàn (MPa)

j_e1 = hệ số sức kháng đối với kim loại hàn quy định trong Điều 6.5.4.2

6.13.3.2.3. Các liên kết hàn có vát ngấu không hoàn toàn

6.13.3.2.3a. Kéo hoặc nén

Sức kháng tính toán của các liên kết hàn có vát ngấu không hoàn toàn chịu kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn hoặc nén trực giao với diện tích hiệu dụng phải được lấy như sức kháng tính toán của kim loại cơ bản.

Sức kháng tính toán đối với các liên kết hàn có vát ngấu không hoàn toàn chịu kéo trực giao với diện tích hiệu dụng phải được lấy theo trị số nhỏ hơn của hoặc trị số cho bởi hoặc Phương trình 1, hoặc sức kháng tính toán của kim loại cơ bản:

R_r = 0,6 j_e1 F_exx (6.13.3.2.3a-1)

trong đó:

j_e1 = hệ số sức kháng đối với kim loại hàn quy định trong Điều 6.5.4.2

6.13.3.2.3b. Cắt

Sức kháng tính toán của các liên kết hàn có vát ngấu không hoàn toàn chịu cắt song song với trục của đường hàn phải lấy theo trị số nhỏ hơn của hoặc sức kháng danh định tính toán của vật liệu liên kết quy định trong Điều 6.13.5, hoặc sức kháng tính toán của kim loại hàn lấy như sau:

R_r = 0,6 j_e2 F_exx (6.13.3.2.3b-1)

trong đó:

j_e2 = hệ số sức kháng đối với kim loại hàn quy định trong Điều 6.5.4.2.

6.13.3.2.4. Các liên kết đường hàn góc

6.13.3.2.4a. Kéo và nén

Sức kháng tính toán đối với các liên kết hàn dùng đường hàn góc chịu kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn phải được lấy theo sức kháng tính toán của kim loại cơ bản.

6.13.3.2.4b. Cắt

Các liên kết hàn dùng đường hàn góc chịu cắt trên diện tích hiệu dụng phải được lấy theo trị số nhỏ hơn của hoặc sức kháng tính toán của vật liệu liên kết quy định trong Điều 6.13.5, hoặc sức kháng tính toán của kim loại hàn lấy như sau:

R_r = 0,6 j_e2 F_exx (6.13.3.2.4b-1)

6.13.3.3. Diện tích hiệu dụng

Diện tích hiệu dụng phải là chiều dài đường hàn hiệu dụng nhân với chiều cao bé hiệu dụng của mối hàn. Chiều cao bé của mối hàn phải là khoảng cách nhỏ nhất từ gốc mối ghép đến mặt mối hàn.

6.13.3.4. Kích thước của các đường hàn góc

Kích thước của đường hàn góc có thể được giả thiết ở trong thiết kế liên kết, phải sao cho các lực do các tải trọng tính toán không vượt quá sức kháng tính toán của liên kết quy định trong Điều 6.13.3.

Kích thước lớn nhất của đường hàn góc có thể được sử dụng dọc theo các mép của các bộ phận liên kết phải được lấy như sau:

· Đối với vật liệu dày nhỏ hơn 6,0 mm: chiều dày của vật liệu, và

· Đối với vật liệu chiều dày 6,0 mm hoặc lớn hơn: nhỏ hơn chiều dày của vật liệu 2 mm, trừ khi đường hàn được định rõ trên các tài liệu hợp đồng là phải xây đắp thêm để có chiều cao bé đầy đủ.

Kích thước nhỏ nhất của đường hàn góc cần lấy theo quy định trong Bảng 1. Kích thước đường hàn không cần vượt quá chiều dày của bộ phận mỏng hơn được nối ghép. Các đường hàn góc nhỏ hơn có thể được chấp thuận bởi Kỹ sư căn cứ trên ứng suất đặt lên và việc sử dụng sự nung nóng sơ bộ thích hợp.

Bảng 6.13.3.4-1 – Kích thước nhỏ nhất của các đường hàn góc

Chiều dày kim loại cơ bản của bộ phận mỏng hơn được nối ghép (T)

Kích thước nhỏ nhất của đường hàn góc

T ≤ 20

20 < T

6.13.3.5. Chiều dài hiệu dụng nhỏ nhất của các đường hàn góc

Chiều dài hiệu dụng nhỏ nhất của đường hàn góc phải là bốn lần kích thước của nó và không có trường hợp nào nhỏ hơn 40 mm.

6.13.3.6. Quay đầu đường hàn góc

Các đường hàn góc chịu lực kéo không song song với trục của đường hàn, hoặc các đường hàn góc được thiết kế để chịu ứng suất lặp, đều không được chấm dứt tại các góc của các phần hoặc các bộ phận. Ở nơi mà các việc hàn trở lại như thế có thể làm trong cùng mặt phẳng, thì các mạch hàn phải được trở lại liên tục, kích thước đầy đủ, vòng quanh góc, cho một chiều dài bằng hai lần kích thước hàn. Các mạch hàn trở lại đầu phải được chỉ dẫn trong tài liệu hợp đồng.

Các đường hàn góc đắp lên các bên đối diện của một mặt phẳng chung tiếp xúc giữa hai phần phải bị gián đoạn ở góc chung cho cả hai đường hàn.

6.13.3.7. Các mối hàn trám

Các mối hàn trám cần là một mạch hàn liên tục kết hợp các chức năng hàn trám và cường độ, chỉ thay đổi mặt cắt vì yêu cầu cường độ hoặc các yêu cầu về đường hàn góc kích thước nhỏ nhất.

6.13.4. SỨC KHÁNG PHÁ HOẠI CẮT KHỐI

Liên kết bản bụng của các dầm đua ra và tất cả các liên kết chịu kéo, bao gồm các bản liên kết, các bản nối và các bản tiết điểm, phải được nghiên cứu để bảo đảm cung cấp vật liệu liên kết thích hợp để phát triển sức kháng tính toán của liên kết.

Phải nghiên cứu liên kết bằng cách xem xét tất cả các mặt phẳng có thể bị hư hỏng ở trong bộ phận và các bản liên kết. Các bản như thế phải bao gồm các bản song song và vuông góc với các lực đặt lên. Các mặt phẳng song song với lực đặt lên phải được xem xét để chỉ chịu các ứng suất cắt. Các mặt phẳng thẳng góc với lực đặt lên phải được xem xét để chỉ chịu các ứng suất kéo.

Sức kháng tính toán của tổ hợp các mặt phẳng song song và thẳng góc phải được lấy như sau:

Nếu A_tn ³ 0,58A_vn, thì: R_r = j_bs (0,58 F_y A_vg + F_u A_tn) (6.13.4-1)

Nếu khác đi: R_r = j_bs (0,58 F_u A_vn + F_y A_tg) (6.13.4-2)

trong đó:

A_vg = diện tích nguyên dọc theo mặt phẳng chịu ứng suất cắt (mm²)

A_vn = diện tích thực dọc theo mặt phẳng chịu ứng suất cắt (mm²)

A_tg = diện tích nguyên dọc theo mặt phẳng chịu ứng suất kéo (mm²)

A_tn = diện tích thực dọc theo mặt phẳng chịu ứng suất kéo (mm²)

F_y = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của vật liệu liên kết (MPa)

F_u = cường độ kéo nhỏ nhất quy định của vật liệu liên kết được quy định trong Bảng 6.4.1-1 (MPa)

j_bs = hệ số sức kháng đối với cắt khối quy định trong Điều 6.5.4.2

Diện tích nguyên phải được xác định theo chiều dài của mặt phẳng nhân với chiều dày của chi tiết. Diện tích thực phải là diện tích nguyên, trừ số lỗ trong mặt phẳng, bao gồm các lỗ phân đoạn, nhân với kích thước của các lỗ trong phương của mặt phẳng cộng 2,0 mm nhân với chiều dày của chi tiết.

Trong xác định mặt cắt thực của các lát cắt chịu ứng suất kéo, ảnh hưởng của các lỗ đặt so le kề với các lát phải được xác định theo đúng Điều 6.8.3. Đối với các mặt cắt thực chịu ứng suất cắt, đường kính hiệu dụng đầy đủ của lỗ định tâm ở trong hai đường kính của lát phải được trừ đi. Các lỗ cách xa hơn có thể được bỏ qua.

6.13.5. CÁC CẤU KIỆN LIÊN KẾT

6.13.5.1. Tổng quát

Phải áp dụng điều này vào thiết kế các cấu kiện liên kết như các bản nối, các bản tiết điểm, các thép góc của góc, các giá công xôn, và các bản liên kết chịu kéo hoặc cắt.

6.13.5.2. Kéo

Sức kháng chịu kéo tính toán, R_r, phải lấy theo trị số nhỏ nhất của các trị số cho bởi hoặc các Phương trình 6.8.2.1-1 và 6.8.2.1-2 về giới hạn chảy và đứt gãy, tương ứng, hoặc sức kháng phá hủy cắt khối quy định trong Điều 6.13.4.

Trong xác định P_nu, theo quy định trong Phương trình 6.8.2.1-2, cho các bản liên kết, các bản nối và các bản tiết điểm, hệ số chiết giảm, U, quy định trong Điều 6.8.2.2, phải được lấy bằng 1,0, và diện tích thực của bản, An, sử dụng trong Phương trình 6.8.2.1-2 không được lấy lớn hơn 85% của diện tích nguyên của bản.

6.13.5.3. Cắt

Đối với các cấu kiện liên kết chịu cắt, sức kháng tính toán, R_r, phải được lấy như sau:

R_r = j_v R_n (6.13.5.3-1)

R_n = 0,58 A_g F_y (6.13.5.3-2)

trong đó:

R_n = sức kháng cắt danh định (N)

A_g = diện tích nguyên của cấu kiện liên kết (mm²)

F_y = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cấu kiện liên kết (MPa)

j_v = hệ số sức kháng đối với cắt theo quy định trong Điều 6.5.4.2

6.13.6. CÁC MỐI NỐI

6.13.6.1. Mối nối bu lông

6.13.6.1.1. Tổng quát

Các mối nối bắt bu lông phải được thiết kế để thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.13.1. ở nơi mà mặt cắt thay đổi tại mối nối, thì mặt cắt nhỏ hơn của hai mặt cắt liên kết phải được sử dụng trong thiết kế. Các mối nối đối với các bộ phận chịu kéo và uốn phải được thiết kế sử dụng các liên kết trượt tới hạn theo quy định trong Điều 6.13.2.1.1.

Các mối nối thép góc bản cánh bắt bu lông phải bao gồm hai thép góc, một thép góc trên mỗi bên của cấu kiện chịu uốn.

6.13.6.1.2. Các cấu kiện chịu kéo

Các mối nối đối với các cấu kiện chịu kéo phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.13.5.2.

6.13.6.1.3. Các cấu kiện chịu nén

Các mối nối đối với các bộ phận chịu nén được chi tiết hóa với các đầu được gia công ở nhà máy trong ép mặt tiếp xúc hoàn toàn ở tại các mối nối, và các tài liệu hợp đồng quy định sự kiểm tra trong khi chế tạo và lắp ráp, có thể được thiết kế cho không nhỏ hơn 50% sức kháng tính toán thấp hơn của các mặt cắt ghép nối.

Các mối nối trong các thanh mạ giàn, các bộ phận vòm và cột cần được đặt càng gần các điểm của khoang càng tốt và thường ở về phía mà ở đó xảy ra tác động lực nhỏ hơn. Sự bố trí các bản, thép góc hoặc các cấu kiện khác của mối nối phải như thực hiện một sự cung cấp đúng đắn cho tất cả các tác động lực ở trong các phần cấu thành của các bộ phận ghép nối.

6.13.6.1.4. Các cấu kiện chịu uốn

6.13.6.1.4a. Tổng quát

Các bản nối phải được nghiên cứu về mỏi của kim loại cơ bản liền kề với các liên kết ma sát theo quy định trong Bảng 6.6.1.2.3-1 bằng sử dụng mặt cắt nguyên của các bản nối và bộ phận.

Các mối nối chịu kéo phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.13.5.2.

6.13.6.1.4b. Các mối nối bản bụng

Các bản nối bản bụng và các liên kết của chúng phải được thiết kế ở trạng thái giới hạn cường độ cho:

· Phần của mô men thiết kế tính toán quy định trong Điều 6.13.1, do bản bụng chịu.

· Mô men do sự lệch tâm của lực cắt tưởng tượng xác định như lực cắt do tải trọng tính toán nhân với mô men thiết kế quy định trong Điều 6.13.1 và chia cho mô men gây ra bởi các tải trọng tính toán và bản thân lực cắt, và

· Bản thân lực cắt tưởng tượng.

Ở trạng thái giới hạn cường độ, ứng suất uốn trong các bản nối không được vượt quá cường độ chảy nhỏ nhất quy định của các bản nối.

Các bu lông mối nối bản bụng phải được thiết kế cho các tác động của mô men do cắt lệch tâm.

Các bản bản bụng phải được ghép nối đối xứng bằng các bản ở mỗi bên. Các bản nối cho lực cắt phải kéo dài toàn bộ chiều cao của dầm ở giữa các bản cánh. Chúng không được nhỏ hơn hai hàng bu lông trên mỗi bên của mối nối.

Đối với các mối nối bản bụng bằng bu lông có chênh lệch bề dày 2,0 mm hoặc nhỏ hơn, không cần có các bản đệm.

6.13.6.1.4c. Các mối nối bản cánh

Ở trạng thái giới hạn cường độ, ứng suất dọc trục trong bản nối phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.13.5.2 nếu chịu kéo, và Điều 6.9.2 nếu chịu nén.

Đối với các bộ phận uốn được bắt bu lông, các mối nối bắt bu lông các phần của bản cánh không nên dùng trong các mối nối hiện trường, trừ khi được Kỹ sư chấp nhận. Trong bất kỳ bản cánh nào không được có quá một mối nối trong cùng một mặt cắt ngang. Nếu thực hiện được thì mối nối nên đặt tại các điểm mà ở đó mặt cắt có độ dư.

6.13.6.1.5. Các bản đệm

Các quy định của điều này áp dụng cho các liên kết loại ép mặt.

Khi các bu lông chịu các tải trọng đi qua các bản đệm dày hơn 6,0 mm, thì hoặc:

· Các bản đệm phải được kéo dài quá bản tiết điểm hoặc vật liệu nối, và sự kéo dài bản đệm phải được bảo đảm bằng đủ các bu lông tăng thêm để phân bố tổng ứng suất trong bộ phận một cách đều trên mặt cắt tổ hợp của bộ phận và bản đệm, hoặc

· Để thay thế, một số lượng tương đương các bu lông tăng thêm có thể đi qua bản tiết điểm hoặc vật liệu nối mà không kéo dài bản đệm.

Các bản đệm dày 6,0 mm hoặc hơn phải bao gồm không nhiều hơn hai tấm, trừ phi được Kỹ sư chấp thuận.

6.13.6.2. Các mối nối hàn

Thiết kế mối nối hàn và các chi tiết phải tuân theo các yêu cầu của Quy chuẩn Hàn Cầu D1.5 ANSI/AASHTO/AWS, lần xuất bản mới nhất, và các quy định ở đây.

Các mối nối hàn phải được thiết kế để chịu mô men, lực cắt hoặc lực dọc trục thiết kế quy định trong Điều 6.13.1. Các bộ phận chịu kéo và nén có thể được nối ghép bằng cách dùng các mối hàn đối đầu ngấu hoàn toàn; cần tránh sử dụng các bản nối.

Các mối nối hàn ở hiện trường cần bố trí sao cho giảm thiểu được việc hàn ở tư thế ngửa mặt.

Vật liệu của các chiều rộng khác nhau được nối ghép bằng các đường hàn đối đầu phải có các chuyển tiếp đối xứng phù hợp Hình 1. Lựa chọn kiểu chuyển tiếp phải phù hợp với các loại chi tiết của Bảng 6.6.1.2.3-1 đối với liên kết nối hàn có vát dùng trong thiết kế cấu kiện. Các tài liệu hợp đồng phải quy định rằng các mối nối hàn đối đầu nối ghép vật liệu có các chiều dày khác nhau được mài giũa tới một độ dốc đều, giữa các bề mặt chênh nhau bao gồm cả đường đường hàn, không lớn hơn 1 trên 2,5.

Hình 6.13.6.2-1 – Các chi tiết mối nối

6.13.7. CÁC LIÊN KẾT KHUNG CỨNG

6.13.7.1. Tổng quát

Tất cả các liên kết khung cứng phải được thiết kế để chịu các mô men, lực cắt và các lực dọc trục do tải trọng tính toán ở trạng thái giới hạn cường độ.

6.13.7.2. Các bản bụng

Chiều dày của bản bụng dầm không có gờ tăng cường phải không được nhỏ hơn:

(6.13.7.2-1)

trong đó:

F_y = cường độ chảy của bản bụng (MPa)

M_c = mô men cột do các tải trọng tính toán (N.mm)

d_b = chiều cao dầm (mm)

d_c = chiều cao cột (mm)

j_v = hệ số sức kháng đối với cắt theo quy định trong Điều 6.5.4.2

Khi chiều dày của bản bụng liên kết nhỏ hơn chiều dày cho trong Phương trình 1, bản bụng phải được tăng cường bằng các gờ tăng cường chéo hoặc bằng bản tăng cường tiếp xúc với bản bụng ở trên diện tích liên kết.

Ở các mối nối khuỷu nơi mà các bản cánh của một cấu kiện được tạo thành khung cứng vào bản cánh của cấu kiện khác, phải làm các gờ tăng cường trên bản bụng của cấu kiện thứ hai đối diện bản cánh chịu nén của cấu kiện thứ nhất trong đó:

(6.13.7.2-2)

và đối diện bản cánh chịu kéo của cấu kiện thứ nhất trong đó:

(6.13.7.2-3)

trong đó:

t_w = chiều dày của bản bụng được tăng cường (mm)

k = khoảng cách từ mặt ở phía ngoài của bản cánh đến chân của đường hàn góc bản bụng của cấu kiện được tăng cường (mm)

t_p = chiều dày của bản cánh truyền lực tập trung (mm)

t_c = chiều dày của bản cánh của bộ phận được tăng cường (mm)

A_f = diện tích của bản cánh truyền tải trọng tập trung (mm²)

6.14. QUY ĐỊNH CHO CÁC LOẠI KẾT CẤU

6.14.1. CÁC NHỊP DẦM CHẠY DƯỚI

Ở nơi mà các dầm chủ hoặc dầm bao gồm các bộ phận chính của các nhịp dầm chạy dưới, thì các bộ phận như thế phải được tăng cường chống lại biến dạng nằm ngang bằng các phương tiện bản tiết điểm hoặc các bản giằng hình khuỷu với các bản bụng đặc được liên kết vào các gờ tăng cường trên các bộ phận chính và các dầm sàn. Thiết kế các bản tiết điểm phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 6.14.2.8.

6.14.2. CÁC GIÀN

6.14.2.1. Tổng quát

Các giàn cần có các thanh cổng cầu nghiêng. Phải tránh tình trạng các tiết điểm đầu mạ thượng không được chống đỡ theo phương nằm ngang.

Tim đến tim các giàn chủ phải được đặt cách nhau một cự ly đủ xa để tránh lật đổ.

Các chiều cao hiệu dụng của giàn được giả định là:

· Khoảng cách giữa các trọng tâm của các mạ được liên kết bằng bu lông, và

· Khoảng cách giữa các tâm của các chốt.

6.14.2.2. Các cấu kiện của giàn

Các cấu kiện phải đối xứng đối với mặt phẳng ở trung tâm của giàn.

Nếu hình dạng của giàn cho phép, các thanh mạ chịu nén phải liên tục.

Nếu các thanh bản bụng chịu sự đổi dấu của ứng suất, các liên kết đầu của chúng không được là chốt.

Nên tránh dùng các thanh xiên phụ.

6.14.2.3. Các ứng suất phụ

Thiết kế và chọn các cấu tạo phải sao cho các ứng suất phụ càng nhỏ càng lợi. Các ứng suất do mô men tĩnh tải của cấu kiện phải được xem như là do sự lệch tâm của các mối nối ghép hoặc các đường làm việc gây ra. Các ứng suất phụ do sự méo hình của giàn hoặc độ võng của dầm sàn không cần phải xem xét trong bất kỳ bộ phận nào mà độ cong của nó đo song song với mặt phẳng méo hình nhỏ hơn một phần mười chiều dài của nó.

6.14.2.4. Các vách ngang

Phải làm các vách ngăn ngang ở trong các giàn theo các yêu cầu quy định trong Điều 6.7.4.4.

6.14.2.5. Độ vồng

Chiều dài của các cấu kiện giàn phải được điều chỉnh để độ vồng bằng hoặc lớn hơn độ võng do tĩnh tải gây ra.

Khi tính toán độ võng của giàn, phải sử dụng diện tích nguyên của mỗi cấu kiện giàn. Nếu các bản khoét lỗ được sử dụng, thì diện tích hiệu dụng của bản khoét lỗ phải là khối lượng thực giữa các tim của các lỗ khoét chia cho chiều dài từ tim đến tim của các lỗ khoét.

Các yêu cầu thiết kế đối với các bản khoét lỗ phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong các Điều 6.8.5.2 và 6.9.4.3.2

6.14.2.6. Các đường làm việc và các trục trọng tâm

Các cấu kiện chính phải cân xứng để cho các trục trọng tâm của chúng càng gần tâm của mặt cắt thì khi có thể

Trong các cấu kiện chịu nén có mặt cắt không đối xứng, như các mặt cắt mạ giàn được tạo thành từ các bản bản bụng và bản phủ, thì trục trọng tâm của mặt cắt phải trùng khít càng gần với đường làm việc thì càng lợi, trừ khi sự lệch tâm đó có thể đưa đến làm mất tác dụng uốn tĩnh tải. Trong mạ dưới có hai thép góc hoặc các bộ phận xiên, đường làm việc có thể lấy như đường định cữ gần lưng của thép góc nhất hoặc ở trọng tâm đối với các giàn hàn.

6.14.2.7. Giằng khung cổng cầu và chống lắc

6.14.2.7.1. Tổng quát

Phải nghiên cứu nhu cầu bố trí các khung ngang thẳng đứng để làm hệ liên kết giằng chống lắc ngang trong các giàn. Bất kỳ sự phân tích kết cấu đầy đủ nào khi có hoặc không có hệ giằng chống lắc ngang ở giữa đều có thể được chấp nhận, với điều kiện là sự cân bằng, sự tương thích và sự ổn định đều thỏa mãn tất cả các trạng thái giới hạn áp dụng tương ứng.

6.14.2.7.2. Các nhịp giàn chạy dưới

Các nhịp giàn chạy dưới phải có hệ giằng ngang khung cổng cầu, hoặc cường độ và độ cứng của hệ giàn phải được chứng minh là đủ sức chịu khung cổng cầu không được giằng. Nếu hệ giằng khung cổng cầu được sử dụng, thì hệ đó nên là kiểu hai mặt phẳng hoặc kiểu hộp, liên kết cứng vào trụ cổng cầu và các bản cánh của mạ trên, và chiều cao càng lớn đến mức mà tĩnh không cho phép. Nếu sử dụng khung cổng mặt phẳng đơn, thì cần đặt khung này trong mặt phẳng ngang trung tâm của các trụ cổng cầu, với các vách ngang giữa các bản bụng của các trụ cổng để tạo sự phân bố các ứng suất cổng cầu.

Cổng cầu, có hoặc không có hệ liên kết tăng cường, phải được thiết kế để tiếp nhận toàn bộ phản lực của hệ nằm ngang của mạ trên và các trụ cổng phải được thiết kế để truyền phản lực này tới các gối của giàn.

6.14.2.7.3. Các nhịp giàn chạy trên

Các nhịp giàn chạy trên phải có hệ giằng chống lắc ngang trong mặt phẳng của các trụ cuối cầu, hoặc cường độ và các thanh tăng cường của hệ giàn phải được chứng minh là đủ. ở nơi mà hệ giằng chống lắc ngang được sử dụng, thì hệ này phải kéo dài đủ chiều cao của các giàn ở bên dưới hệ sàn, và hệ liên kết tăng cường chống lắc ngang ở đầu phải cân xứng để truyền toàn bộ tải trọng nằm ngang ở trên cao xuống các trụ cầu thông qua các thanh đứng cuối của giàn.

6.14.2.8. Bản tiếp điểm

Phải áp dụng các quy định của các Điều 6.13.4 và 6.13.5 nơi có thể áp dụng được.

Các bản tiếp điểm hoặc bản liên kết cần được dùng để liên kết các cấu kiện chính, trừ nơi mà các cấu kiện được liên kết chốt. Các linh kiện liên kết từng cấu kiện phải đối xứng với trục của cấu kiện, đến mức hợp lý có thể và cần nghiên cứu sự phát triển đầy đủ các phần của cấu kiện.

Các chỗ cắt góc lõm trừ các đường cong tạo dáng, cần được tránh đến mức có thể được.

Ứng suất lớn nhất từ các tải trọng dọc trục và uốn tính toán tổ hợp không được vượt quá j_fF_y căn cứ trên diện tích nguyên.

Ứng suất cắt lớn nhất trên mặt cắt do các tải trọng tính toán phải là j_vF_u/ đối với lực cắt đều và j_v0,74F_u/ đối với cắt uốn được tính như lực cắt tính toán chia cho diện tích cắt.

Nếu chiều dài của mép không được giằng chống của bản tiếp điểm vượt quá 2,06 (E/F_y)^1/2 nhân với chiều dày của nó, thì mép phải được tăng cường. Các mép của bản tiếp điểm được tăng cường và không được tăng cường phải được nghiên cứu như là các mặt cắt của cột đã được lý tưởng hóa.

6.14.2.9. Giàn chạy giữa

Các thanh đứng của giàn và các dầm sàn và các liên kết của chúng trong các nhịp giàn chạy giữa phải được thiết kế để chịu lực nằm ngang không nhỏ hơn 4,38 N/mm đặt tại các điểm khoang giàn mạ trên của mỗi giàn xem như một tải trọng dài hạn đối với Tổ hợp tải trọng I về cường độ và được nhân với hệ số tương ứng.

Mạ trên phải được xem như là một cột thanh bị nén có các gối tựa ngang đàn hồi ở tại các điểm khoang giàn

6.14.2.10. Sức kháng tính toán

Sức kháng tính toán của các cấu kiện chịu kéo phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.8.2.

Sức kháng tính toán của các cấu kiện chịu nén phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.9.2.

Sức kháng uốn danh định của các cấu kiện mà sức kháng tính toán của chúng bị khống chế bởi các phương trình tương tác, quy định trong các Điều 6.8.2.3 hoặc 6.9.2.2, phải được tính theo quy định trong Điều 6.12.

6.14.3. CÁC KẾT CẤU PHẦN TRÊN BẰNG BẢN TRỰC HƯỚNG

6.14.3.1. Tổng quát

Các quy định của điều này phải áp dụng cho thiết kế các cầu thép sử dụng bản thép có gờ tăng cường làm mặt cầu.

Mặt cầu bản trực hướng phải xem như một phần gắn bó hữu cơ của kết cấu phần trên cầu và phải tham gia vào chịu toàn bộ các tác động lực lên cầu. Các liên kết giữa mặt cầu và các bộ phận kết cấu chính phải được thiết kế đối với các tác động có tính chất tương tác quy định trong Điều 9.4.1.

Ảnh hưởng của các sự méo vặn do xoắn của hình dạng mặt cắt ngang phải được xét đến trong phân tích các dầm của các cầu dầm hộp bản trực hướng.

6.14.3.2. Chiều rộng hiệu dụng của mặt cầu

Phải áp dụng các quy định của Điều 4.6.2.6.4.

6.14.3.3. Kết hợp các tác động chung và cục bộ

6.14.3.3.1. Tổng quát

Trong tính toán các tác động lực cực trị lên mặt cầu, phải xét kết hợp các tác động chung và cục bộ. Các tác động lực tổ hợp như thế phải được tính cho cùng một cấu hình và vị trí của hoạt tải.

6.14.3.3.2. Các mặt cầu chịu kéo chung

Sức kháng tính toán của các mặt cầu chịu kéo chung, Pu, do các tải trọng tính toán với lực cắt chung đồng thời tổ hợp với uốn cục bộ phải thỏa mãn:

(6.14.3.3.2-1)

với:

P_u = A_d,eff (f_g² + 3f_vg²)^0.5(6.14.3.3.2-2)

trong đó:

f_g = ứng suất chung dọc trục ở trong mặt cầu (MPa)

f_vg = lực cắt chung đồng thời ở trong mặt cầu (MPa)

A_d,eff = diện tích mặt cắt ngang hiệu dụng của mặt cầu, bao gồm các sườn dọc (mm²)

P_r = sức kháng kéo danh định của mặt cầu có tính tới chiều rộng hiệu dụng của mặt cầu (N)

M_ur = mô men uốn cục bộ của sườn dọc do các tải trọng tính toán (N-mm)

M_rr = sức kháng uốn của sườn dọc, khống chế khi đạt giới hạn chảy trong thớ ngoài cùng (N-mm)

6.14.3.3.3. Các mặt cầu chịu nén chung

Trừ khi được chứng minh bằng sự phân tích chặt chẽ rằng sự oằn toàn bộ mặt cầu sẽ không xảy ra do kết quả của lực nén chung tổ hợp với các lực nén uốn cục bộ ở các sườn dọc, thì các sườn dọc, bao gồm chiều rộng hiệu dụng của bản mặt cầu, phải được thiết kế như các thanh chịu nén riêng lẻ giả định được tựa đỡ giản đơn ở tại các dầm ngang.

6.14.3.4. Uốn ngang

Các sức kháng mô men tính toán của các dầm ngang và bản mặt cầu phải như sau:

(6.14.3.4-1)

trong đó:

M_fb = mô men gây ra do các tải trọng tính toán trong dầm ngang (N-mm)

M_rb = sức kháng mô men tính toán của dầm ngang (N-mm)

M_ft = mô men ngang đặt lên trong bản mặt cầu do các tải trọng tính toán do kết quả của bản chịu các tải trọng bánh xe tới các sườn dọc kề bên (N-mm)

M_rt = sức kháng mô men tính toán của bản mặt cầu chịu tải trọng bánh xe tới các sườn kề bên (N.mm)

Đối với các cấu hình mặt cầu trong đó cự ly của các dầm ngang ít nhất bằng ba lần cự ly của các bản bụng sườn dọc, thì số hạng thứ hai của Phương trình 1 có thể bỏ đi.

6.14.3.5. Vách ngang

Phải làm các vách ngăn ngang hoặc các khung ngang ở tại mỗi vị trí trên gối cầu và phải có độ cứng và cường độ đủ để truyền các lực ngang cho các gối cầu và để chống lại sự xoay ngang, sự chuyển vị, và sự méo hình. Phải làm các vách ngang trung gian hoặc các khung ngang ở tại các vị trí nhất quán với sự phân tích của các dầm và phải có độ cứng và cường độ đủ để chống lại sự vặn méo mặt cắt ngang.

6.14.4. CÁC VÒM BẢN BỤNG ĐẶC

6.14.4.1. Sự khuếch đại mô men đối với độ võng

Đối với sự khuếch đại mô men, phải thỏa mãn các quy định trong Điều 4.5.3.2.2c.

6.14.4.2. Độ mảnh của bản bụng

Độ mảnh của các bản bụng của các sườn vòm phải thỏa mãn:

(6.14.4.2-1)

Bảng 6.14.4.2-1 – Độ mảnh bản của vòm

Điều kiện	k	I_s
Không có gờ tăng cường dọc	1,25	–
Một gờ tăng cường dọc	1,88	I_s = 0,75 D t_w³
Hai sườn tăng cường dọc	2,51	I_s = 2,2 D t_w³

trong đó:

f_a = ứng suất dọc trục do các tải trọng tính toán (MPa)

k = hệ số ổn định bản quy định trong Bảng 1

Mô men quán tính của các gờ tăng cường đối với trục song song với bản bụng ở đáy của gờ tăng cường phải không được nhỏ hơn trị số quy định trong Bảng 1.

Tỷ số chiều rộng trên chiều dày đối với các gờ tăng cường phải thỏa mãn:

(6.14.4.2-2)

trong đó:

f_b = ứng suất lớn nhất do các tải trọng tính toán, bao gồm sự khuếch đại mô men (MPa)

6.14.4.3. Ổn định của bản cánh

Tỷ số chiều rộng trên chiều dày của các bản cánh phải thỏa mãn:

· Đối với chiều rộng giữa các bản bụng:

	(6.14.4.3-1)
· Đối với các chiều rộng phần hẫng:
	(6.14.4.3-2)

Phần 9 –

MẶT CẦU VÀ HỆ MẶT CẦU

9.1. PHẠM VI

Phần này bao gồm các quy định để phân tích và thiết kế mặt cầu và hệ mặt cầu bằng bê tông và kim loại và các tổ hợp của chúng chịu tải trọng trọng lực.

Với mặt cầu bằng bê tông liền khối thỏa mãn các điều kiện riêng được phép thiết kế theo kinh nghiệm mà không cần phân tích.

Nên dùng mặt cầu và các cấu kiện đỡ nó có tính liên tục.

Ở nơi về mặt kỹ thuật có thể thực hiện được cần cấu tạo để có tác động liên hợp giữa mặt cầu và các cấu kiện đỡ nó.

9.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Các chi tiết phụ – Bó vỉa, tường phòng hộ, lan can, ba-ri-e, tường phân cách, cột tín hiệu và cột đèn gắn với mặt cầu.

Tác động vòm – Hiện tượng kết cấu trong đó tải trọng bánh xe được truyền chủ yếu qua các cột chống chịu nén hình thành trong bản.

Tấm đệm – Miếng đệm giữa mặt cầu kim loại và dầm.

Kết cấu mặt cầu nhiều ngăn – Mặt cầu bê tông với tỷ lệ rỗng vượt quá 40%.

Khẩu độ trống – Cự ly từ mặt đến mặt giữa các cấu kiện đỡ.

Sườn kín – Sườn của mặt cầu bản trực hướng bao gồm một tấm bản lòng máng được hàn vào bản mặt cầu dọc theo hai mép sườn.

Mối nối hợp long – Phần đổ bê tông tại chỗ giữa các cấu kiện đúc trước để tạo sự liên tục của kết cấu.

Tính tương hợp – Sự biến dạng bằng nhau ở mặt tiếp xúc của chi tiết và/hoặc cấu kiện được nối với nhau.

Cấu kiện – Chi tiết kết cấu hoặc tổ hợp các chi tiết kết cấu đòi hỏi sự xem xét thiết kế riêng.

Tác động liên hợp – Điều kiện mà hai hoặc nhiều chi tiết hoặc cấu kiện được cấu tạo cùng làm việc nhờ ngăn ngừa sự dịch chuyển tương đối ở mặt tiếp xúc của chúng.

Tính liên tục – Trong mặt cầu, bao gồm tính liên tục kết cấu và khả năng ngăn ngừa nước thâm nhập mà không cần có thêm chi tiết phi kết cấu.

Chiều cao lõi được bao trong khung cốt thép – Cự ly giữa đỉnh của cốt thép phía trên tới đáy của cốt thép phía dưới của bản bê tông.

Mặt cầu – Là bộ phận có hoặc không có lớp ma hao, trực tiếp chịu tải trọng bánh xe và tựa lên các cấu kiện khác.

Khe nối mặt cầu – (Hoặc khe biến dạng). Toàn bộ hoặc từng đoạn bị ngắt quãng của mặt cầu để điều tiết chuyển vị tương đối giữa các phần của kết cấu.

Hệ mặt cầu – Kết cấu phần trên trong đó mặt cầu và cấu kiện đỡ nó là một thể thống nhất hoặc trong đó các hiệu ứng lực hoặc biến dạng của cấu kiện đỡ có ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc của mặt cầu.

Khẩu độ thiết kế – Đối với mặt cầu là cự ly từ tim đến tim giữa các cấu kiện đỡ liền kề, tính theo hướng chủ yếu.

Chiều dài hữu hiệu – Chiều dài nhịp dùng để thiết kế theo kinh nghiệm của bản bê tông theo Điều 9.7.2.3.

Đàn hồi – Sự đáp ứng của kết cấu trong đó ứng suất tỷ lệ thuận với ứng biến và không có biến dạng dư sau khi dỡ tải.

Cân bằng – Trạng thái mà ở đó tổng các lực song song với bất kỳ trục nào và tổng mô men đối với bất kỳ trục nào trong không gian đều bằng 0,0.

Dải tương đương – Một cấu kiện tuyến tính giả định tách ra khỏi mặt cầu dùng để phân tích, trong đó hiệu ứng lực cực trị tính toán cho tải trọng của một bánh xe theo chiều ngang hoặc chiều dọc là xấp xỉ với các tác dụng thực trong bản.

Cực trị – Tối đa hoặc tối thiểu.

Tính liên tục chịu uốn – Khả năng truyền mô men và sự xoay giữa các cấu kiện hoặc trong cấu kiện.

Dầm sàn – Tên thường dùng của dầm ngang (Mĩ).

Vết bánh – Diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường.

Tác dụng khung – Tính liên tục ngang giữa mặt cầu và bản bụng của các mặt cắt rỗng hoặc giữa mặt cầu và bản bụng.

Vị trí bất lợi – Vị trí và hướng của tải trọng tức thời gây nên hiệu ứng lực cực trị.

Không đàn hồi – Sự đáp ứng của kết cấu trong đó ứng suất không tỷ lệ trực tiếp với ứng biến và biến dạng còn dư sau khi dỡ tải.

Mặt tiếp xúc – Nơi mà hai chi tiết và/hoặc cấu kiện tiếp xúc với nhau.

Tác động liên hợp bên trong – Sự tác động qua lại giữa mặt cầu và lớp phủ kết cấu.

Bản đẳng hướng – Bản có những đặc tính kết cấu đồng nhất thiết yếu trên hai hướng chính.

Cốt thép đẳng hướng – Hai lớp cốt thép đồng nhất, vuông góc và tiếp xúc trực tiếp với nhau.

Ngang – Hướng nằm ngang hoặc gần như nằm ngang bất kỳ.

Phân tích cục bộ – Nghiên cứu sâu về ứng biến và ứng suất trong hoFC giữa các cấu kiện từ hiệu ứng lực có được từ phân tích tổng thể.

Chiều cao tịnh – Chiều cao bê tông không tính phần bê tông trong phần gợn sóng của ván khuôn thép.

Sàn lưới hở – Sàn lưới kim loại không được lấp hoặc phủ bằng bê tông.

Sườn hở – Sườn ở bản mặt cầu trực hướng gồm một tấm bản hoặc một tiết diện thép cán được hàn vào bản mặt cầu.

Bản trực hướng – Bản có những đặc tính kết cấu khác nhau đáng kể trên hai hướng chính.

Tác động liên hợp một phần – Điều kiện mà ở đó hai hoặc nhiều chi tiết hoặc cấu kiện được cấu tạo cho cùng làm việc bằng cách giảm nhưng không loại trừ chuyển vị tương đối ở mặt tiếp xúc của chúng, hoặc ở đó các chi tiết liên kết quá mềm để mặt cầu có thể phát triển đầy đủ tác động liên hợp.

Hướng chủ yếu – Ở mặt cầu đẳng hướng là hướng có khẩu độ nhịp ngắn hơn; ở mặt cầu trực hướng là hướng của cấu kiện chịu lực chính.

Hướng thứ yếu – là hướng trực giao với hướng chủ yếu.

Thi công cắt khúc hay phân đoạn – Phương pháp xây dựng cầu dùng phương pháp nối các đoạn bê tông đúc đối tiếp,đúc sẵn hoặc đúc tại chỗ bằng kéo sau (dự ứng lực) dọc theo cầu.

Mấu neo chịu cắt – Chi tiết cơ học ngăn ngừa các chuyển vị tương đối cả chiều thẳng góc và chiều song song với mặt tiếp xúc.

Tính liên tục cắt – Điều kiện mà ở đó lực cắt và chuyển vị được truyền giữa các cấu kiện hoặc bên trong cấu kiện.

Khóa (chốt) chịu cắt – Hốc để sẵn ở lề cấu kiện đúc sẵn được lấp bằng vữa, hoặc một hệ các mấu đối tiếp lồi và hốc lõm ở các mặt khác để đảm bảo tính liên tục về cắt giữa các cấu kiện.

Góc chéo – Góc giữa trục của gối tựa với đường vuông góc với trục dọc cầu, có nghĩa là góc 0^o biểu thị cầu vuông góc.

Khoảng cách – Cự ly từ tim đến tim các chi tiết hoặc cấu kiện, như cốt thép, dầm gối v.v…

Ván khuôn để lại – Ván khuôn bằng kim loại hoặc bê tông đúc sẵn để lại sau khi thi công xong.

Biên độ ứng suất – Chênh lệch đại số giữa các ứng suất cực trị.

Lớp phủ kết cấu – Lớp liên kết với mặt cầu bằng bê tông ngoài lớp bê tông atphan.

XeTandem – Xe hai trục có cùng trọng lượng đặt cạnh nhau và được liên kết với nhau bằng cơ học.

Neo chống nhổ – Chi tiết cơ học để ngăn ngừa chuyển dịch tương đối thẳng góc với mặt tiếp xúc.

Lỗ rỗng – Khoảng trống không liên tục ở bên trong mặt cầu để làm giảm tự trọng.

Mặt cầu khoét rỗng – Mặt cầu bê tông trong đó diện tích khoét rỗng không không lớn hơn 40% tổng diện tích.

Bánh xe – Một hoặc một đôi lốp ở một đầu của trục xe

Tải trọng bánh xe – Một nửa tải trọng trục thiết kế theo quy định.

Lớp mặt chịu mài mòn – Lớp có thể mất đi của kết cấu mặt cầu hoặc lớp phủ để bảo vệ kết cấu mặt cầu chống mài mòn, muối đường và tác động của môi trường. Lớp phủ có thể bao hàm cả phòng nước.

Đường chảy dẻo – Đường chảy dẻo trong biểu đồ quan hệ ứng suất – biến dạng

Phân tích đường chảy dẻo – Phương pháp để xác định khả năng chịu tải của cấu kiện dựa trên hình thành một cơ cấu.

Phương pháp đường chảy dẻo – Phương pháp phân tích trong đó số lượng có thể có của phân bố đường chảy dẻo của bản bê tông được xem xét để xác định khả năng chịu tải tối thiểu.

9.3. CÁC KÝ HIỆU

a = chiều rộng của khoảng cách giữa các bản bụng sườn (mm) (9.8.3.7.2)

C = chiều cao bị cắt ở dưới để có thể lắp sườn của bản trực hướng (mm) (9.8.3.7.4)

e = cự ly trống giữa các sườn kín ở bản mặt cầu thép trực hướng (mm) (9.8.3.7.4).

h’ = chiều dài của phần nghiêng của bản bụng sườn (mm) (9.8.3.7.2)

S = chiều dài hữu hiệu của nhịp (mm) (9.7.3.2).

t = chiều dày của bản hoặc tấm (mm) (9.8.3.7.1).

t_d,eff = chiều cao hữu hiệu của bản mặt, bao gồm hiệu ứng làm tăng độ cứng của lớp mặt (mm) (9.8.3.7.2).

t_r = chiều dày của bản bụng sườn (mm) (9.8.3.7.2).

9.4. CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ CHUNG

9.4.1. TÁC ĐỘNG Ở MẶT TIẾP XÚC

Mặt cầu không phải loại sàn lưới hở, phải được làm liên hợp với các cấu kiện đỡ chúng, trừ khi có những lý do buộc phải làm khác đi. Mặt cầu không liên hợp phải được liên kết với cấu kiện đỡ để phòng sự tách thẳng đứng.

Các mấu neo chịu cắt hoặc các liên kết khác giữa mặt không phải loại sàn lưới hở và các cấu kiện đỡ chúng phải được thiết kế theo hiệu ứng lực tính toán trên cơ sở tác động liên hợp đầy đủ dù cho tác động liên hợp đó có được xét đến hay không trong khi định kích thước các cấu kiện chủ yếu. Các chi tiết để truyền lực cắt qua mặt tiếp xúc với cấu kiện đỡ bằng thép cần thỏa mãn các quy định thích hợp ở Điều 6.6.

Phải cấu tạo để hữu hiệu ứng lực giữa mặt cầu và các chi tiết phụ hoặc cấu kiện khác.

9.4.2. THOÁT NƯỚC MẶT CẦU

Trừ mặt cầu bằng lưới thép không phủ kín, mặt cầu phải làm dốc ngang và dốc dọc theo quy định ở Điều 2.6.6. Hiệu ứng kết cấu của các lỗ thoát nước phải được xét đến trong thiết kế mặt cầu.

9.4.3. CÁC CHI TIẾT PHỤ BẰNG BÊ TÔNG

Trừ khi Chủ đầu tư có quy định khác đi, các bó vỉa, tường phòng hộ, lan can, lan can ô tô và tường phân cách phải được làm liên tục về mặt kết cấu. Xem xét sự tham gia về mặt kết cấu của chúng với mặt cầu cần được giới hạn phù hợp với các quy định ở Điều 9.5.1.

9.4.4. BỆ ĐỠ MÉP

Trừ khi bản mặt cầu được thiết kế để chịu tải trọng bánh xe ở vị trí mép, các mép bản có bệ đỡ. Dầm đỡ mép không đầy đủ cần phù hợp với các quy định ở Điều 9.7.1.4.

9.4.5. VÁN KHUÔN ĐỂ LẠI CHO BỘ PHẬN HẪNG

Ván khuôn để lại, ngoài loại dùng ở mặt cầu bằng thép được lấp kín, không được dùng trong phần hẫng của mặt cầu bê tông.

9.5. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

9.5.1. TỔNG QUÁT

Việc cùng tham gia chịu lực với mặt cầu của các chi tiết bê tông có thể được xét đến cho trạng thái giới hạn sử dụng và mỏi nhưng không được xét cho trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt.

Trừ phần mặt cầu hẫng, nơi nào thỏa mãn được các điều kiện ghi ở Điều 9.7. thì có thể xem như mặt cầu bê tông thỏa mãn các yêu cầu của các trạng thái giới hạn sử dụng, mỏi, đặc biệt và cường độ, và không cần phải thỏa mãn các quy định khác của Điều 9.5.

9.5.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Ở trạng thái giới hạn sử dụng mặt cầu và hệ mặt cầu phải được phân tích như là một kết cấu hoàn toàn đàn hồi và phải được thiết kế và cấu tạo để thỏa mãn các quy định ở các phần 5 và 6.

Các hiệu ứng của biến dạng mặt cầu quá mức cần được xét ở các mặt cầu không làm bằng bê tông và mặt cầu thép có lấp bằng bê tông.

9.5.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI VÀ ĐỨT GÃY

Mỏi không cần phải khảo sát đối với:

· Mặt cầu bê tông và mặt cầu dạng mạng dầm lấp đầy trong các kết cấu có nhiều dầm,

· Phần lấp đầy của mặt cầu dạng mạng dầm lấp một phần,

Mặt cầu mạng dầm thép và bản thép trực hướng cần phù hợp với quy định ở Điều 6.5.3.

Mặt cầu bê tông không phải là mặt cầu nhiều dầm phải được khảo sát về trạng thái giới hạn mỏi ghi ở Điều 5.5.3.

9.5.4. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

Ở trạng thái giới hạn cường độ mặt cầu và hệ mặt cầu có thể được phân tích như kết cấu đàn hồi hoặc không đàn hồi và cần được thiết kế và cấu tạo để thỏa mãn các quy định ở Phần 5 và 6.

9.5.5. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Mặt cầu phải được thiết kế theo hiệu ứng lực truyền từ xa và tổ hợp tải trọng dùng cho lan can, các biện pháp phân tích và trạng thái giới hạn ghi ở Phần 13. Thí nghiệm nghiệm thu, phù hợp với Phần 13, có thể được dùng để thỏa mãn các yêu cầu này.

9.6. PHÂN TÍCH

9.6.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Có thể sử dụng phương pháp phân tích đàn hồi gần đúng ở Điều 4.6.2.1, hoặc phương pháp chính xác ở Điều 4.6.3.2, hoặc thiết kế bản bê tông theo kinh nghiệm ở Điều 9.7 cho các trạng thái giới hạn khác nhau cho phép trong Điều 9.5.

9.6.2. TẢI TRỌNG

Tải trọng, vị trí tải trọng, diện tích tiếp xúc của lốp xe và các tổ hợp tải trọng cần phù hợp với các quy định của Phần 3.

9.7. BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG

9.7.1. TỔNG QUÁT

9.7.1.1. Chiều dày tối thiểu và lớp bảo vệ

Trừ khi được Chủ đầu tư chấp nhận, chiều dày bản mặt cầu bê tông, không bao gồm bất kỳ dự phòng nào về mài mòn, xói rãnh và lớp mặt bỏ đi, không được nhỏ hơn 175 mm.

Lớp bảo vệ tối thiểu phải phù hợp với quy định ở Điều 5.12.3.

9.7.1.2. Tác động liên hợp

Mấu neo chịu cắt phải thiết kế phù hợp với các quy định ở Phần 5 cho dầm bê tông và Phần 6 cho dầm kim loại.

9.7.1.3. Mặt cầu chéo

Nếu góc chéo của mặt cầu không vượt quá 25^o thì cốt thép chủ có thể đặt theo hướng chéo; nếu không, chúng phải đặt theo hướng vuông góc với cấu kiện chịu lực chính.

9.7.1.4. Bệ đỡ mép

Trừ khi có quy định khác, ở đường đứt đoạn tức mép của bản mặt cầu phải được tăng cường hoặc đỡ bằng dầm hoặc cấu kiện dạng tuyến. Dầm hoặc cấu kiện này phải được làm liên hợp hoặc hợp nhất với mặt cầu. Dầm mép có thể thiết kế như một dầm có chiều rộng lấy bằng chiều rộng hữu hiệu của mặt cầu theo Điều 4.6.2.1.4.

Ở nơi hướng chính của mặt cầu là hướng ngang và/hoặc mặt cầu là liên hợp với ba-ri-e bê tông liên tục và kết cấu thì không cần làm thêm dầm mép.

9.7.1.5. Thiết kế bản hẫng

Phần bản hẫng của mặt cầu phải được thiết kế để chịu tải trọng va đập vào lan can và phù hợp với các quy định ở Điều 3.6.1.3

Hiệu ứng cắt xuyên thủng ở chân phía ngoài của cột lan can hoặc ba-ri-e do tải trọng va đập của xe phải được khảo sát.

9.7.2. THIẾT KẾ THEO KINH NGHIỆM

9.7.2.1. Tổng quát

Các quy định của Điều 9.7.2 chỉ liên quan đến phương pháp thiết kế theo kinh nghiệm đối với bản mặt cầu bê tông đặt trên các cấu kiện dọc và không được áp dụng cho bất kỳ điều nào khác trong phần này, trừ khi có quy định riêng.

Các thanh cốt thép dọc đẳng hướng có thể tham gia chịu mô men uốn ở các gối giữa của các kết cấu liên tục.

9.7.2.2. Ứng dụng

Thiết kế mặt cầu bê tông cốt thép theo kinh nghiệm có thể được dùng nếu thỏa mãn các điều kiện ghi ở Điều 9.7.2.4.

Các quy định của điều này không được dùng cho phần hẫng. Phần hẫng cần được thiết kế với:

· Tải trọng bánh xe cho mặt cầu có lan can và ba-ri-e không liên tục bằng phương pháp dải tương đương,

· Tải trọng dạng tuyến tương đương cho mặt cầu có ba-ri-e liên tục ghi ở Điều 3.6.1.3.4, và

· Lực va dùng cơ cấu phá hoại ghi ở Điều A13.2.

9.7.2.3. Chiều dài hữu hiệu

Để dùng phương pháp thiết kế theo kinh nghiệm, chiều dài hữu hiệu của bản được lấy như sau:

· Với bản đúc liền khối với vách hoặc dầm: cự ly từ mặt đến mặt,

· Với bản tựa trên dầm thép hoặc dầm bê tông: cự ly giữa đỉnh nách cộng thêm phần nách có nghĩa là cự ly từ đỉnh nách bên kia đến bản bụng bên này bất kể góc lượn thế nào.

Trường hợp các cấu kiện đỡ đặt chéo nhau, chiều dài hữu hiệu cần lấy bằng phần rộng hơn của chiều dài bản ở hai vị trí trên Hình 1.

Hình 9.7.2.3-1. Chiều dài hữu hiệu của các dầm cách nhau không đều.

9.7.2.4. Các điều kiện thiết kế

Chiều dày thiết kế của bản ở điều này không được bao gồm phần tổn hao có thể xảy ra do mài mòn, xói rãnh hoặc phủ mặt.

Chỉ nên dùng phương pháp thiết kế theo kinh nghiệm nếu thỏa mãn các điều sau:

· Sử dụng các khung ngang hay các vách ngăn trên toàn bề rộng mặt cắt ngang ở các tuyến gối đỡ.

· Đối với mặt cắt ngang được gắn vào các bộ phận cứng chịu xoắn như mặt cắt gồm các dầm hình hộp tách riêng từng hộp với nhau, hoặc là được cấu tạo các vách ngăn trung gian nằm giữa các hộp với khoảng cách không quá 8000 mm, hoặc cần có cốt thép bổ sung trên các bản bụng dầm để chịu được uốn ngang giữa các hộp riêng lẻ phải nghiên cứu và tăng cường cốt thép nếu cần.

· Có các cấu kiện đỡ bằng thép và/hay bê tông.

· Bản mặt cầu phải được đúc tại chỗ hoàn toàn và được bảo dưỡng bằng nước.

· Bản mặt cầu phải có chiều dày không đổi, trừ ở chỗ nách tại các bản cánh dầm và những chỗ tăng dày cục bộ khác.

· Tỷ lệ giữa chiều dài hữu hiệu và chiều dày thiết kế không được vượt quá 18.0 và không được ít hơn 6,0.

· Chiều dày phần lõi của bản không được ít hơn 100cm

· Chiều dài hữu hiệu theo quy định trong Điều 9.7.2.3 không được vượt quá 4100 mm

· Chiều dày bản tối thiểu không được ít hơn 175mm ngoại trừ lớp mặt chịu tổn thất do mài mòn nếu có.

Có phần hẫng nhô ra ngoài tim của dầm ngoài cùng ít nhất là 5 lần chiều rộng bản, điều kiện này được cấu tạo liên hợp với phần hẫng đó.

· Cường độ quy định 28 ngày của bê tông bản mặt cầu không được nhỏ hơn 28.0 MPa

· Mặt cầu được làm liên hợp với các cấu kiện của kết cấu đỡ.

Để áp dụng điều khoản này, phải làm ít nhất hai neo chống cắt với cự ly tim đến tim là 600 mm trong vùng mô men âm của kết cấu phần trên liên tục bằng thép. Các quy định của Điều 6.10.3 cũng phải được thỏa mãn. Đối với các dầm bê tông, các cốt đai kéo dài vào trong mặt cầu phải coi như thỏa mãn yêu cầu này.

9.7.2.5. Các yêu cầu về cốt thép

Phải đặt 4 lớp cốt thép đẳng hướng trong bản thiết kế theo kinh nghiệm. Cốt thép phải đặt càng gần các mặt ngoài càng tốt như các đòi hỏi về lớp bảo vệ cho phép. Cốt thép phải được đặt trong mỗi mặt của bản với lớp ngoài cùng đặt theo phương của chiều dài hữu hiệu. Số lượng cốt thép tối thiểu bằng 0,570 mm²/mm thép cho mỗi lớp đáy và 0,380 mm²/mm thép cho mỗi lớp đỉnh. Cự ly cốt thép không được vượt quá 450 mm. Cốt thép cấp 400 hoặc hơn. Toàn bộ cốt thép là các thanh thẳng, trừ các móc ở các chỗ có yêu cầu. Chỉ được dùng mối nối chập đầu.

Nếu góc xiên vượt quá 25^o, cốt thép theo quy định ở cả hai hướng cần được tăng gấp đôi ở vùng cuối bản mặt cầu. Mỗi vùng cuối bản phải xét đến một cự ly dọc dài bằng chiều dài hữu hiệu của bản được nêu ở Điều 9.7.2.3

9.7.2.6. Mặt cầu với ván khuôn để lại

Đối với mặt cầu làm bằng ván khuôn thép gợn sóng, chiều dày thiết kế của bản được giả định bằng chiều dày tối thiểu của bê tông.

Ván khuôn bê tông để lại không được kết hợp với thiết kế theo kinh nghiệm của bản bê tông.

9.7.3. THIẾT KẾ TRUYỀN THỐNG

9.7.3.1. Tổng quát

Các quy định của điều này phải áp dụng cho bản bê tông có bốn lớp cốt thép, mỗi hướng hai lớp và phù hợp với Điều 9.7.1.1

9.7.3.2. Phân bố cốt thép

Cốt thép phải được bố trí ở hướng phụ dưới đáy bản bằng tỷ lệ phần trăm của cốt thép ở hướng chính chịu mô men dương dưới đây:

· cho cốt thép hướng chính song song với làn xe: 1750/ ≤ 50%

· cho cốt thép chính vuông góc với làn xe: 3840 ≤ 67%

ở đây:

S = chiều dài nhịp hữu hiệu lấy bằng chiều dài hữu hiệu ở Điều 9.7.2.3 (mm)

9.7.4. VÁN KHUÔN ĐỂ LẠI

9.7.4.1. Tổng quát

Ván khuôn để lại phải được thiết kế đàn hồi dưới tải trọng thi công. Tải trọng thi công không được lấy nhỏ hơn trọng lượng của khuôn và bản bê tông cộng với 2.4 x 10^-3 MPa.

Ứng suất uốn do tải trọng thi công không có hệ số không vượt quá:

· 75% cường độ chảy của thép, hoặc

· 65% cường độ chịu nén ở 28 ngày tuổi của bê tông chịu nén, hoặc cường độ chịu kéo của panen ván khuôn dự ứng lực.

Biến dạng đàn hồi gây ra bởi tự trọng ván khuôn, bê tông ướt và cốt thép không được vượt quá:

· Đối với chiều dài nhịp ván khuôn từ 3000 mm trở xuống, bằng chiều dài nhịp ván khuôn chia cho 180 nhưng không vượt quá 6mm, hoặc

· Đối với chiều dài nhịp ván khuôn lớn hơn 3000 mm bằng chiều dài nhịp ván khuôn cho 240 nhưng không vượt quá 20 mm

9.7.4.2. Ván khuôn thép

Panen phải được quy định liên kết với nhau về cơ học ở đầu chung và cột chặt với gối đỡ. Không được phép hàn ván khuôn thép vào cấu kiện đỡ trừ khi được nêu trong hồ sơ hợp đồng.

Ván khuôn thép không được xét làm việc liên hợp với bản bê tông

9.7.4.3. Ván khuôn bê tông

9.7.4.3.1. Chiều dày

Chiều dày ván khuôn để lại bằng bê tông không được vượt quá 55% chiều dày của bản sau khi hoàn thành và cũng không được nhỏ hơn 90 mm.

9.7.4.3.2. Cốt thép

Panen ván khuôn bằng bê tông có thể tạo dự ứng suất theo phương của nhịp thiết kế.

Nếu khối bản đúc trước là bản dự ứng lực thì các bó cáp có thể được coi là cốt thép chính của bản mặt cầu. Việc truyền và kéo dài các bó cáp cần được khảo sát trong điều kiện thi công và khai thác.

Bó cáp dự ứng lực và thanh cốt thép ở trong panen đúc trước không cần phải kéo dài lên phần bê tông đổ tại chỗ phía trên dầm

Nếu được dùng, cốt thép phân bố ở phía dưới có thể đặt thẳng lên đỉnh panen. Mối nối của cốt thép chủ ở phía trên của bản mặt cầu không được đặt trên các mối nối panen.

Lớp bê tông bảo vệ ở phía dưới các bó cáp không nên nhỏ hơn 20 mm.

9.7.4.3.3. Khống chế từ biến và co ngót

Tuổi của bê tông panen tại lúc đổ bê tông tại chỗ cần tính sao cho chênh lệch giữa cả co ngót và từ biên của panen đúc sẵn với co ngót của bê tông đổ tại chỗ là ít nhất.

Mặt trên của panen cần được làm nhám để đảm bảo tác động liên hợp với bê tông đổ tại chỗ.

9.7.4.3.4. Đặt panen

Đầu của các panen ván khuôn cần được tựa liên tục trên bệ vữa hoặc được tựa trong khi thi công bằng cách làm cho bê tông đổ tại chỗ chảy vào khoảng trống giữa panen và cấu kiện đỡ để hình thành bệ bê tông.

9.7.5. BẢN MẶT CẦU ĐÚC SẴN ĐẶT TRÊN DẦM

9.7.5.1. Tổng quát

Có thể sử dụng cả panen bản bê tông cốt thép và bản bê tông dự ứng lực. Chiều dày của bản, không bao gồm bất kỳ dự phòng nào về mài mòn, xoi rãnh và lớp mặt bỏ đi, không được nhỏ hơn 175 mm.

9.7.5.2. Mặt cầu đúc sẵn được liên kết ngang

Có thể dùng mặt cầu không liên tục chịu uốn bằng panen đúc sẵn và nối với nhau bằng mối nối chịu cắt. Thiết kế mối nối chịu cắt và vữa dùng trong mối nối phải được Chủ đầu tư duyệt. Các quy định của Điều 9.7.4.3.4 có thể áp dụng để thiết kế bệ đỡ.

9.7.5.3. Mặt cầu đúc sẵn kéo sau theo chiều dọc

Các cấu kiện đúc sẵn có thể đặt trên dầm và nối với nhau bằng kéo sau dọc cầu. dự ứng lực hữu hiệu bình quân tối thiểu không được thấp hơn 1,7 MPa.

Mối nối ngang giữa các cấu kiện và đầu nối ở mối nối các ống gen kéo sau phải quy định lấp kín bằng vữa không co ngót có cường độ nén tối thiểu bằng 35 MPa ở tuổi 24 giờ.

Đầu nối phải được đặt trong bản quanh mấu neo chịu cắt và cầu được lấp bằng vữa như trên sau khi kéo sau xong.

9.7.6. BẢN MẶT CẦU THI CÔNG PHÂN ĐOẠN

9.7.6.1. Tổng quát

Các quy định của điều này được dùng cho bản phía trên của dầm kéo sau mà mặt cắt ngang của chúng gồm một hộp hoặc hộp có nhiều ngăn. Bản được phân tích theo các quy định của Điều 4.6.2.1.6

9.7.6.2. Mối nối mặt cầu

Các mối nối mặt cầu của cầu phân đoạn đúc sẵn có thể là nối khô, dán keo ở mặt tiếp xúc hoặc đổ bê tông tại chỗ (nối ướt).

Cường độ của mối nối bê tông đổ tại chỗ không được thấp hơn cường độ của bê tông đúc sẵn. Bề rộng của mối nối bê tông phải cho phép triển khai cốt thép ở mối nối hoặc chỗ nối của các ống bọc nếu có, nhưng không được nhỏ hơn 300 mm.

9.8. MẶT CẦU THÉP

9.8.1. TỔNG QUÁT

Mặt cầu thép phải được thiết kế thỏa mãn các yêu cầu của Phần 6. Diện tích tiếp xúc của lốp xe phải được xác định theo Điều 3.6.1.2.5.

9.8.2. MẶT CẦU DẠNG MẠNG DẦM THÉP

9.8.2.1. Tổng quát

Mặt cầu dạng mạng dầm thép bao gồm các cấu kiện chính nối giữa các dầm, dầm dọc hoặc dầm ngang và các cấu kiện phụ nối và bắc qua các cấu kiện chính. Các cấu kiện chính và phụ có thể hình thành các hình chữ nhật hoặc chéo và phải được liên kết chắc chắn với nhau.

Có thể dùng các phương pháp sau để xác định ứng lực:

· Các phương pháp gần đúng ở Điều 4.6.2.1, nếu thích hợp,

· Lý thuyết bản trực hướng,

· Phương pháp lưới tương đương, hoặc

· Dùng các công cụ trợ giúp thiết kế do các nhà sản xuất cung cấp, nếu sự làm việc của mặt cầu được minh chứng bằng cứ liệu kỹ thuật đầy đủ.

Khi mặt cầu kiểu mạng dầm được lấp kín hoặc lấp từng phần được mô hình hóa để phân tích như bản trực hướng hoặc lưới tương đương thì độ cứng chống uốn và chống xoắn có thể được tính bằng các phương pháp gần đúng cho phép và được sửa đổi hoặc bằng thí nghiệm vật lý.

Một trong những phương pháp gần đúng được chấp nhận là để trên diện tích mặt cắt tính đổi. Các mấu neo chịu cắt cơ học bao gồm khía răng cưa, dập nổi, lấp phủ cát trên mặt và các biện pháp thích hợp khác có thể được dùng để tăng cường tác động liên hợp giữa các bộ phận của lưới với lớp bê tông lấp.

Nếu mặt cầu được lấp đầy hoặc lấp một phần được coi là liên hợp với các cấu kiện đỡ nó trong thiết kế các cấu kiện này thì chiều rộng hữu hiệu của bản trong mặt cắt liên hợp cần lấy theo Điều 4.6.2.1.2

9.8.2.2. Sàn mạng dầm hở

Sàn mạng dầm hở phải được liên kết với cấu kiện đỡ bằng hàn hoặc xiết cơ học ở mỗi chi tiết chính. Ở nơi dùng hàn để liên kết có thể dùng cách hàn một phía với mối hàn dài 75 mm hoặc hàn cả hai phía với mối hàn dài 40 mm.

Trừ khi có các căn cứ khác, hàn trong sàn mạng dầm hở cần được coi là chi tiết Loại “E” và cần áp dụng các quy định của Điều 6.6.

Đầu, cuối và mép sàn mạng dầm hở có thể cho xe chạy qua phải được đỡ bởi các thanh hợp long hoặc bằng cách khác hữu hiệu quả.

9.8.2.3. Mặt cầu dạng mạng dầm được lấp đầy hoặc lấp một phần

9.8.2.3.1. Tổng quát

Loại mặt cầu này bao gồm mạng dầm thép hoặc hệ kết cấu thép khác được lấp đầy hoặc lấp một phần bằng bê tông. Cần áp dụng Điều 9.8.2.1 cho mặt cầu dạng mạng dầm được lấp đầy hoặc lấp một phần.

Ở chỗ có thể cần làm lớp phủ kết cấu dày 40,0 mm.

Mạng dầm được lấp đầy hoặc lấp một phần phải được nối với cấu kiện đỡ bằng hàn hoặc đinh neo để truyền lực cắt giữa hai mặt.

9.8.2.3.2. Các yêu cầu thiết kế

Trọng lượng bê tông lấp được giả định là hoàn toàn do phần thép của mặt cầu chịu. Tải trọng truyền qua và tĩnh tải chất thêm có thể giả định do các thanh của mạng dầm cùng làm việc với bê tông lấp chịu. Lớp phủ bê tông có thể coi là một bộ phận của mặt cầu liên hợp về kết cấu

9.8.2.3.3. Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy

Liên kết bên trong giữa các bộ phận của mạng dầm thép ở mặt cầu dạng mạng dầm được lấp đầy không cần phải xét đến mỏi.

Với mạng dầm được lấp một phần thì liên kết bên trong giữa các bộ phận của mạng dầm thép ở phần bê tông lấp không cần phải xét đến mỏi. Các liên kết hàn bên trong giữa các bộ phận của mạng dầm thép mà không được lấp bê tông phải được coi là các chi tiết Loại “E” trừ khi có chứng minh khác.

9.8.2.4. Mặt cầu dạng mạng dầm không lấp liên hợp với bản bê tông cốt thép

9.8.2.4.1. Tổng quát

Để thỏa mãn các yêu cầu của Điều 9.8.2.1, sàn dạng mạng dầm liên hợp không lấp có thể bao gồm một mạng dầm thép không lấp hoặc hệ kết cấu thép được làm liên hợp với bản bê tông cốt thép đặt trên mặt của mặt cầu thép không được lấp. Tác động liên hợp giữa bản bê tông và mạng dầm mặt cầu phải bảo đảm bằng các mấu neo hoặc bằng biện pháp hữu hiệu khác có thể chịu được lực cắt ngang và đứng ở mặt tiếp xúc của các cấu kiện.

Tác động liên hợp giữa mặt cầu dạng mạng dầm và cấu kiện đỡ cần được đảm bảo bằng các mấu neo chịu cắt cơ học.

Phải áp dụng các quy định của Điều 9.8.2. Trừ khi có quy định khác.

Các mối nối không liên tục và nguội ở loại mặt cầu này cần hạn chế ở mức tối thiểu.

9.8.2.4.2. Thiết kế

Thiết kế bản bê tông phải phù hợp với các quy định ở Phần 5, ngoài ra có thể dùng một lớp cốt thép cho mỗi hướng chính.

Mặt tiếp xúc giữa bản bê tông và hệ thép phải thỏa mãn các quy định của Điều 6.10.7.4

9.8.2.4.3.Trạng thái giới hạn mỏi

Phải áp dụng các quy định về mỏi của Điều 9.8.2.2. Bản bê tông cốt thép liên hợp phải được đưa vào tính toán biên độ ứng suất.

9.8.3. MẶT CẦU BẢN THÉP TRỰC HƯỚNG

9.8.3.1. Tổng quát

Mặt cầu thép trực hướng phải bao gồm bản mặt cầu được làm cứng và tăng cường bởi các sườn dọc và dầm sàn ngang. Bản mặt cầu phải làm việc như là bản cánh chung của các sườn dầm sàn và các cấu kiện dọc chính của cầu.

Trong khi khôi phục, nếu mặt cầu trực hướng được đỡ bởi các dầm sàn hiện có thì liên kết giữa mặt cầu và dầm sàn cần thiết kế cho tác động liên hợp hoàn toàn, dù cho hiệu ứng của tác động liên hợp được bỏ qua trong thiết kế dầm-sàn. ở nơi có thể, cần làm các liên kết phù hợp để tạo tác động liên hợp giữa mặt cầu và các cấu kiện dọc chủ.

9.8.3.2. Phân bổ tải trọng bánh xe

Có thể giả định, áp lực của lốp xe được phân bố với góc 45^o ở mọi hướng từ diện tích mặt tiếp xúc tới giữa bản mặt cầu. Vệt lốp xe được quy định ở Điều 3.6.1.2.5

9.8.3.3. Lớp mặt hao mòn

Lớp mặt hao mòn cần được coi là một bộ phận cấu thành của hệ mặt cầu trực hướng và phải được liên kết với đỉnh của bản mặt cầu.

Có thể xét tới sự đóng góp của lớp mặt hao mòn vào độ cứng của các cấu kiện của mặt cầu trực hướng, nếu đặc tính kết cấu và liên kết được chứng tỏ là thỏa mãn trong biên độ nhiệt từ -10^oC đến +70^oC. Nếu sự đóng góp của lớp mặt vào độ cứng được xét trong thiết kế, thì những đặc tính kỹ thuật cần thiết của lớp mặt hao mòn phải được chỉ rõ trong hồ sơ hợp đồng.

Hiệu ứng lực trong lớp mặt và ở mặt tiếp xúc với bản mặt cầu phải được khảo sát có xét đến các đặc tính kỹ thuật của lớp mặt ở nhiệt độ khai thác cực trị cho trước.

Tác động liên hợp dài hạn giữa bản mặt cầu và lớp mặt hao mòn phải được lý giải bằng thí nghiệm tĩnh tải và tải trọng chu kỳ.

Để thiết kế lớp mặt hao mòn và sự dính kết của nó với bản mặt cầu, lớp mặt hao mòn được giả định là liên hợp với bản mặt cầu bất kể là bản mặt cầu có được thiết kế trên cơ sở đó không.

9.8.3.4. Phân tích chính xác

Hiệu ứng lực trong bản trực hướng có thể xác định bằng các phương pháp phân tích đàn hồi, như lưới tương đương, dải hữu hạn hoặc phần tử hữu hạn được nêu ở Phần 4

9.8.3.5. Phân tích gần đúng

9.8.3.5.1. Chiều rộng hữu hiệu

Chiều rộng hữu hiệu của bản mặt cầu cùng làm việc với sườn được xác định theo quy định ở Điều 4.6.2.6.4

9.8.3.5.2. Mặt cầu sườn hở

Sườn hở có thể phân tích như một dầm liên tục tựa trên các dầm-sàn.

Với các nhịp sườn không vượt quá 4500 mm tải trọng trên một sườn do tải trọng bánh xe có thể được xác định như là phản lực của bản liên tục theo phương ngang tựa trên các sườn cứng. Với các nhịp sườn lớn hơn 4500 mm, hiệu ứng của độ uốn của sườn lên phân bố ngang của tải trọng bánh xe có thể xác định bằng phân tích đàn hồi.

Với các nhịp sườn không lớn hơn 3000 mm, độ uốn của dầm sàn cần được xét đến trong tính toán hiệu ứng lực.

9.8.3.5.3. Mặt cầu sườn kín

Để phân tích mặt cầu có sườn kín có thể dùng phương pháp nửa kinh nghiệm của Pellkan-esslinger. Hiệu ứng lực trên một sườn kín với nhịp không lớn hơn 6000 mm có thể tính theo tải trọng bánh xe đặt lên một sườn, bỏ qua hiệu ứng của tải trọng bánh xe bên cạnh theo phương ngang.

9.8.3.6. Thiết kế

9.8.3.6.1. Xếp chồng hiệu ứng cục bộ và tổng thể

Trong tính toán ứng lực cực trị của mặt cầu, tổ hợp ứng cục bộ và ứng lực tổng thể cần được xác định theo Điều 6.14.3

9.8.3.6.2. Các trạng thái giới hạn

Mặt cầu trực hướng phải được thiết kế thỏa mãn các yêu cầu của Phần 6 ở mọi trạng thái giới hạn được áp dụng, trừ các quy định khác ở đây.

Ở trạng thái giới hạn sử dụng, mặt cầu cần thỏa mãn các yêu cầu quy định ở Điều 2.5.2.6

Khi xét trạng thái giới hạn cường độ đối với tổ hợp các hiệu ứng lực cục bộ và tổng thể phải áp dụng các quy định của Điều 6.14.3.

Các hiệu ứng mất ổn định do nén của mặt cầu trực hướng cần được khảo sát ở trạng thái giới hạn cường độ. Nếu mất ổn định không khống chế thì sức kháng của bản mặt cầu trực hướng phải dựa vào việc đạt đến giới hạn chảy ở mọi điểm của mặt cắt.

Với trạng thái giới hạn mỏi, các quy định của Điều 6.6.1.2, Bảng 6.6.1.2.3-2 phải áp dụng cho mỏi do tải trọng. Các quy định của Điều 6.6.1.3.3 với các yêu cầu chi tiết của Điều 9.8.3.7 áp dụng cho các cấu kiện chịu mỏi do xoắn.

9.8.3.7. Yêu cầu cấu tạo

9.8.3.7.1. Chiều dày tối thiểu của bản

Chiều dày t của bản không được nhỏ hơn 14,0 mm hoặc 4% của cự ly lớn hơn giữa các bản bụng sườn.

9.8.3.7.2. Sườn kín

Chiều dày của sườn kín không được nhỏ hơn 6,0 mm.

Kích thước mặt cắt của mặt cầu thép trực hướng thỏa mãn:

(9.8.3.7.2-1)

Ở đây:

t_r = chiều dày của bản bụng sườn (mm);

t_d.eff = chiều dày hữu hiệu của bản mặt cầu có xét đến hiệu ứng cứng của lớp mặt như quy định trong Điều 9.8.3.3 (mm);

a = cự ly lớn hơn giữa các bản bụng sườn (mm);

h’ = chiều dài của phần nghiêng của bản bụng sườn (mm)

Phần bên trong của sườn kín phải được bịt kín:

· Bằng các mối hàn liên tục ở mặt tiếp xúc giữa sườn và bản mặt cầu,

· Ở các mối nối sườn băng hàn, và

· Ở các vách ngang ở đầu các sườn.

Cho phép các mối hàn có độ thấu 80% giữa bản bụng của sườn kín với bản mặt cầu.

9.8.3.7.3. Mối hàn không cho phép lên mặt cầu trực hướng

Không cho phép hàn các thiết bị phụ, các giá đỡ thiết bị, các móc để nâng hoặc các vấu neo chịu cắt lên bản mặt cầu hoặc lên sườn.

9.8.3.7.4. Chi tiết mặt cầu và sườn

Các mối nối mặt cầu và sườn phải được hàn hoặc xiết chặt cơ học bằng bu lông cường độ cao theo chi tiết cho ở bảng 6.6.1.2.2 và Hình 1. Sườn cầu chạy liên tục qua các lỗ cắt trên bản bụng dầm-sàn như trên Hình 1. Mối hàn đối đầu cắt mép một bên trên thanh đệm được để lại.

Mối hàn liên tục có thanh đệm dưới.

Hình 9.8.3.7.4-1- Các yêu cầu cấu tạo đối với mặt cầu trực hướng

Phần 10 –

NỀN MÓNG

10.1. PHẠM VI

Các quy định của phần này cần áp dụng để thiết kế móng mở rộng, móng cọc đóng và móng cọc khoan nhồi.

Cơ sở mang tính xác suất của Tiêu chuẩn thiết kế này, các tổ hợp tải trọng, hệ số tải trọng, sức kháng, hệ số sức kháng và độ tin cậy thống kê phải được xem xét khi lựa chọn phương pháp tính sức kháng khác với phương pháp được đề cập ở đây. Các phương pháp khác, đặc biệt khi được công nhận mang tính địa phương và được xem là thích hợp cho các điều kiện địa phương, có thể được sử dụng nếu như bản chất thống kê của các hệ số được cho ở trên được xem xét thông qua việc sử dụng nhất quán lý thuyết độ tin cậy, và được Chủ đầu tư chấp thuận

10.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Cọc xiên – Cọc đóng có góc nghiêng so với phương thẳng đứng để tạo ra sức kháng cao hơn đối với tải trọng ngang

Cọc chống – Cọc chịu tải trọng dọc trục nhờ ma sát hay sức chịu lực ở mũi cọc.

Tổ hợp cọc chống và cọc ma sát- Cọc có được khả năng chịu lực từ tổ hợp của cả sức chịu ở mũi cọc và sức kháng bao quanh dọc thân cọc.

Đế móng tổ hợp – Móng đỡ hơn một cột

Đá chịu lực tốt – Khối đá có các kẽ nứt không rộng quá 3,2 mm.

Móng sâu – Móng mà sức chống của nó có được bằng truyền tải trọng tới đất hay đá tại độ sâu nào đó bên dưới kết cấu bằng khả năng chịu lực tại đáy, sự dính bám hay ma sát, hoặc cả hai.

Cọc khoan – Một kiểu móng sâu, được chôn toàn bộ hay một phần trong đất và được thi công bằng cách đổ bê tông tươi trong hố khoan trước có hoặc không có cốt thép. Cọc khoan có được khả năng chịu tải từ đất xung quanh và hay từ địa tầng đất hay đá phía dưới mũi cọc. Cọc khoan cũng thường được coi như là các giếng chìm, giếng chìm khoan, cọc khoan hay trụ khoan.

Ứng suất hữu hiệu – Ứng suất ròng trên toàn bộ các điểm tiếp xúc của các phần tử đất, nói chung được xem như tương đương với tổng ứng suất trừ đi áp lực nước lỗ rỗng.

Cọc ma sát – Cọc mà toàn bộ khả năng chịu lực chủ yếu có được từ sức kháng của đất bao quanh dọc thân cọc được chôn trong đất.

Móng độc lập – Đỡ đơn lẻ các phần khác nhau của một cấu kiện kết cấu phần dưới; móng này được gọi là móng có đế.

Chiều dài của móng – Kích thước theo hình chiếu bằng lớn nhất của cấu kiện móng.

Tỷ lệ quá cố kết – được định nghĩa là tỷ lệ giữa áp lực tiền cố kết và ứng suất hữu hiệu thẳng đứng hiện tại.

Cọc – Một kiểu móng sâu tương đối mảnh được chôn toàn bộ hay một phần trong đất, được thi công bằng đóng, khoan, khoan xoắn, xói thủy lực hay các phương pháp khác và nó có được khả năng chịu tải từ đất xung quanh và/ hay từ địa tầng đất hay đá bên dưới mũi cọc.

Mố cọc – Mố sử dụng các cọc như là các cấu kiện cột.

Mũi cọc – Miếng kim loại gắn vào đầu xuyên của cọc để bảo vệ cọc chống hư hỏng trong quá trình đóng cọc và thuận tiện cho việc xuyên qua lớp vật liệu rất chặt.

Thẩm lậu – Sự xói mòn dần đất do thấm nước mà kết quả là tạo ra các mạch mở trong đất, qua đó nước chảy một cách nguy hiểm và không kiểm soát được.

Sự lún chìm – Một tính năng làm việc quan sát được trong một số thí nghiệm chất tải cọc, khi mà độ lún của cọc tiếp tục tăng khi không tăng tải trọng.

Cọc chống – Cọc mà toàn bộ khả năng chịu lực chủ yếu có được từ lực kháng của vật liệu móng mà trên đó mũi cọc tựa vào.

RQD (Rock Quality Designation) – Chỉ tiêu xác định chất lượng đá.

Móng nông – Móng có được sức chịu tải bằng cách truyền tải trọng trực tiếp tới lớp đất hay đá tại chiều sâu nông.

Mặt trượt – Bề mặt bị mài và thành khe trong sét hoặc đá do chuyển vị cắt theo mặt phẳng.

Tổng ứng suất – Tổng áp lực do đất và nước lên bất kỳ hướng nào.

Chiều rộng của móng – Kích thước theo hình chiếu bằng nhỏ nhất của cấu kiện móng.

10.3. CÁC KÝ HIỆU

Các đơn vị đo lường kèm theo các diễn giải của mỗi thuật ngữ là các đơn vị gợi ý. Có thể dùng các đơn vị khác phù hợp với diễn giải được xem xét:

A = diện tích đế móng hữu hiệu dùng để xác định độ lún đàn hồi của móng chịu tải trọng lệch tâm (mm²) (10.6.2.2.3b)

A_p = diện tích của mũi cọc hay chân đế của cọc khoan (mm²) (10.7.3.2)

A_s = diện tích bề mặt của cọc khoan (mm²) (10.7.3.2)

a_si = chu vi cọc ở điểm đang xét (mm) (10.7.3.4.3c)

A_u = diện tích bị nhổ của cọc khoan có đế loe (mm) (10.8.3.7.2)

B = chiều rộng của đế móng (mm); chiều rộng của nhóm cọc (mm) (10.6.3.1.2c)

B’ = chiều rộng hữu hiệu của đế móng (mm) (10.6.3.1.5)

C_ae = hệ số độ lún thứ cấp dự tính theo kết quả thí nghiệm cố kết trong phòng của các mẫu đất nguyên dạng (DiM) (10.6.2.2.3c)

C_c = chỉ số nén (DIM) (10.6.2.2.3c)

C_ce = tỷ số nén (DIM) (10.6.2.2.3c)

C_cr = chỉ số nén lại (DIM) (10.6.2.2.3c)

C_o = cường độ chịu nén một trục của đá (MPa) (10.6.2.3.2)

CPT = thí nghiệm xuyên côn tĩnh (10.5.6)

C_re = tỷ số nén lại (DIM) (10.6.2.2.3c)

C_v = hệ số cố kết (mm²/ NĂM) (10.6.2.2.3c)

C_w1C_w2 = các hệ số hiệu chỉnh xét đến hiệu ứng nước ngầm (DIM) (10.6.3.1.2c)

c = độ dính của đất (MPa); cường độ chịu cắt không thoát nước (MPa) (10.6.3.1.2b)

c_q, c_g = hệ số nén lún của đất (DIM) (10.6.3.1.2c)

c₁ = cường độ chịu cắt không thoát nước của lớp đất trên cùng được miêu tả trong Hình 3 (MPa) (10.6.3.1.2b)

c₂ = cường độ chịu cắt của lớp đất dưới (MPa) (10.6.3.1.2b)

c* = ứng suất hữu hiệu đã được chiết giảm, độ dính của đất khi chịu cắt thủng (MPa) (10.6.3.1.2b)

D = chiều rộng hoặc đường kính cọc (mm); đường kính cọc khoan (mm) (10.7.3.4.2a) (10.8.3.3.2)

D’ = chiều sâu hữu hiệu của nhóm cọc (mm) (10.7.2.3.3)

D_b = chiều sâu chôn cọc trong tầng chịu lực (mm) (10.7.2.1)

D_f = chiều sâu chôn móng tính từ mặt đất đến đáy móng (mm) (10.6.3.1.2b)

D_i = chiều rộng hay đường kính cọc ở điểm đang xem xét (mm) (10.7.3.4.3c)

D_p = đường kính mũi cọc khoan (mm); đường kính phần loe (mm) (10.8.3.3.2) (10.8.3.7.2)

d_q = hệ số chiều sâu (DiM) (10.6.3.1.2c)

D_s = đường kính của hố khi cọc hoặc cọc khoan được chôn trong đá (mm) (10.7.3.5)

D_w = chiều sâu đến mặt nước tính từ mặt đất (mm) (10.6.3.1.2c)

d = hệ số chiều sâu để ước tính khả năng của cọc trong đá (10.7.3.5)

E_m = mô đun ước tính của khối đá (MPa) (C10.6.2.2.3d)

E_o = mô đun đàn hồi của đá nguyên khối (MPa) (10.6.2.2.3d)

E_p = mô đun đàn hồi của cọc(MPa) (10.7.4.2)

E_s = mô đun đàn hồi của đất (MPa) (10.7.4.2)

E_r = mô đun đàn hồi của đá tại hiện trường (MPa) (10.8.3.5)

e_B = độ lệch tâm của tải trọng song song với chiều rộng của đế móng (mm) (10.6.3.1.5)

e_L = độ lệch tâm của tải trọng song song với chiều dài của đế móng (mm) (10.6.3.1.5)

e_o = hệ số rỗng ứng với ứng suất hữu hiệu thẳng đứng ban đầu (DIM) (10.6.2.2.3c)

F_r = hệ số giảm sức kháng mũi cọc của cọc khoan đường kính lớn (DIM) (10.8.3.3.2)

f’_c = cường độ chịu nén 28 ngày của bê tông (MPa) (10.6.2.3.2)

f_s = ma sát ống đo từ thí nghiệm xuyên hình nón (MPa) (10.7.3.4.3a)

f_si = sức kháng ma sát ống đơn vị cục bộ từ CPT tại điểm đang xét (MPa) (10.7.3.4.3c)

g = gia tốc trọng trường (m/s²)

H = thành phần ngang của tải trọng xiên (N); khoảng cách từ các mũi cọc đến đỉnh của địa tầng thấp nhất (mm) (10.6.3.1.3b)

H_c = chiều cao của lớp đất chịu nén (mm) (10.6.2.2.3c)

H_D = chiều cao của đường thoát nước dài nhất trong lớp đất chịu nén (mm) (10.6.2.2.3c)

H_s = chiều cao của khối đất dốc (mm); chiều sâu chôn của cọc hoặc cọc khoan ngàm trong đá (mm) (10.6.3.1.2b) (10.7.3.5)

H_S2 = khoảng cách từ đáy móng đến đỉnh của lớp đất thứ hai (mm) (10.6.3.1.2b)

h_i = khoảng chiều dài ở điểm đang xét (mm) (10.7.3.4.3c)

I = hệ số ảnh hưởng đến độ chôn hữu hiệu của nhóm cọc (DIM) (10.7.2.3.3)

I_r = hệ số ảnh hưởng tính đến độ cứng và kích thước của đế móng (DIM); mô men quán tính của cọc (mm⁴) (10.6.2.2.3d) (10.7.4.2)

i_q, i_g = hệ số xét độ nghiêng tải trọng (DiM) (10.6.3.1.2c)

K = hệ số truyền tải trọng (DIM) (10.8.3.4.2)

K_c = hệ số hiệu chỉnh xét ma sát thành ống lót trong đất sét (DIM) (10.7.3.4.3c)

K_s = hệ số hiệu chỉnh xét ma sát thành ống lót trong cát (DIM) (10.7.3.4.3c)

K_sp = hệ số khả năng chịu tải không thứ nguyên (DIM) (10.7.3.6)

K = hệ số khả năng chịu tải kinh nghiệm theo Hình 10.6.3.1.3d-1 (DIM) (10.6.3.1.3d)

L = chiều dài móng (mm) (10.6.3.1.5)

L’ = chiều dài đế móng hữu hiệu (mm) (10.6.3.1.5)

L_f = chiều sâu đến điểm đo ma sát thành ống lót (mm) (10.7.3.4.3c)

L_i = chiều sâu tính đến giữa của khoảng cách điểm đang xét (mm) (10.7.3.4.3c)

N = thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) số đếm búa đập (búa/300 mm) (10.7.2.3.3)

= số đếm búa đập SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo chân cọc (búa/ 300 mm) (10.7.3.4.2b)

N_c = hệ số khả năng chịu tải (DIM) (10.6.3.1.2b)

N_q, N_g = các hệ số khả năng chịu tải (DIM) (10.6.3.1.2c)

N_cm, N_qm = các hệ số khả năng chịu tải đã sửa đổi (DIM) (10.6.3.1.2b)

N_cm, N_qm,N_g_m = các hệ số khả năng chịu tải đã sửa đổi (DIM) (10.6.3.1.2b)

N_corr = số đếm búa SPT đã được hiệu chỉnh (búa/ 300 mm (10.7.2.3.3)

= giá trị trung bình số đếm búa SPT đã hiệu chỉnh (búa/ 300 mm) (10.6.3.1.3b)

N_m = hệ số khả năng chịu tải (DIM) (10.6.3.1.2b)

N_ms = thông số của đá (DIM) (10.6.2.3.2)

N_u = hệ số dính bám khi bị nhổ tính cho đế loe (DIM) (10.8.3.7.2)

N_g_m = hệ số khả năng chịu tải đã sửa đổi (DIM) (10.6.3.1.2c)

N₁ = sức kháng SPT đã hiệu chỉnh theo độ sâu (búa/ 300 mm); số các khoảng chia giữa mặt đất và một điểm dưới mặt đất 8D (10.6.2.2.3b-1) (10.7.3.4.3c)

N₂ = số các khoảng chia giữa điểm dưới mặt đất 8D và mũi cọc (10.7.3.4.3c)

n_h = tốc độ tăng mô đun của đất theo độ sâu (MPa/ mm) (10.7.4.2)

*P_L = áp lực giới hạn thu được từ kết quả thí nghiệm nén hông (MPa) (10.6.3.1.3d)

p_o = tổng áp lực nằm ngang ở độ sâu đặt dụng cụ thí nghiệm nén hông (MPa) (10.6.3.1.3d)

Q_ep = sức kháng bị động của đất có sẵn trong suốt tuổi thọ thiết kế của kết cấu (N) (10.6.3.3)

Q_g = sức kháng danh định của nhóm cọc (N) (10.7.3.10.1)

Q_L = sức kháng ngang (bên) danh định của cọc đơn (N) (10.7.3.11)

Q_Lg = sức kháng bên danh định của nhóm cọc (N) (10.7.3.11)

Q_n = sức kháng danh định(N) (10.6.3.3)

Q_p = tải trọng danh định do mũi cọc chịu (N) (10.7.3.2)

Q_R = sức kháng tính toán (N) (10.6.3.3)

Q_S = tải trọng danh định do thân cọc chịu (N) (10.7.3.2)

Q_Sbell = sức kháng nhổ danh định của cọc khoan có mở chân loe (N) (10.8.3.7.2)

Q_ug = sức kháng nhổ danh định của một nhóm cọc (N) (10.7.3.7.3)

Q_uet = tổng sức kháng chịu tải danh định (N) (10.7.3.2)

Q_r = sức kháng cắt tối đa giữa móng và đất (N) (10.5.5)

q = áp lực móng tĩnh tác dụng tại 2D_b/3 (MPa) (10.7.2.3.3)

q_c = sức kháng chùy hình nón tĩnh (MPa); Sức kháng chùy hình nón tĩnh trung bình trên chiều sâu B dưới đế móng tương đương (MPa) (10.6.3.1.3c) (10.7.2.3.3)

q_c1 = sức kháng xuyên của chùy hình nón tĩnh trung bình tối thiểu trên chiều sâu yD dưới mũi cọc (MPa) (10.7.3.4.3b)

q_c2 = sức kháng xuyên của chùy hình nón tĩnh trung bình tối thiểu trên khoảng cách 8D bên trên mũi cọc (MPa) (10.7.3.4.3b)

q_ℓ = sức kháng đầu cọc giới hạn (MPa) (10.7.3.4.2a)

q_n = sức kháng đỡ danh định (MPa) (10.6.3.1.1)

q_o = ứng suất thẳng đứng ở đế của diện tích chịu tải (MPa) (10.6.2.2.5b)

q_p = sức kháng đơn vị đầu cọc danh định (MPa) (10.7.3.2)

q_R = sức kháng đỡ tính toán (MPa) (10.6.3.1.1)

q_s = sức kháng cắt đơn vị (MPa); sức kháng ma sát đơn vị danh định (10.6.3.3) (10.7.3.2)

q_sbell = sức kháng nhổ đơn vị danh định của cọc khoan chân loe (MPa)(10.8.3.7.2)

q_u = cường độ nén một trục trung bình của lõi đá (MPa) (10.7.3.5)

q_utt = sức kháng đỡ danh định (MPa) (10.6.3.1.1)

q₁ = khả năng chịu tải cực hạn của đế móng do lớp đất trên chịu trong hệ thống nền có hai lớp, giả thiết lớp trên dày vô hạn (MPa) (10.6.3.1.2a)

q₂ = khả năng chịu tải cực hạn của đế móng ảo có cùng móng thực, nhưng tựa lên mặt của lớp thứ hai (dưới) trong hệ thống nền hai lớp

R_i = hệ số chiết giảm tính toán đối với tác động nghiêng của tải trọng (DIM) (10.6.3.1.3b)

r = bán kính móng tròn hay B/2 móng vuông (mm) (10.6.2.2.3d)

r_o = tổng áp lực thẳng đứng ban đầu tại cao độ móng (MPa) (10.6.3.1.3d)

S_c = độ lún cố kết (mm) (10.6.2.2.3a)

S_e = độ lún đàn hồi (mm) (10.6.2.2.3a)

SPT = thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (10.5.4.)

S_s = độ lún thứ cấp (mm) (10.6.2.2.3a)

S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước (10.6.3.1.2b)

= cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình dọc theo thân cọc (MPa) (10.7.3.7.3)

S_c, S_q, S_g = các hệ số hình dạng (DIM) (10.6.3.1.2b) (10.6.3.1.2c)

S_d = khoảng cách của các điểm gián đoạn (mm) (10.7.3.5)

T = hệ số thời gian (DIM) (10.6.2.2.3c)

t = thời gian ứng với số phần trăm cho trước của độ lún cố kết một chiều (năm) (10.6.2.2.3c)

t_d = chiều rộng của các điểm gián đoạn (mm) (10.7.3.5)

t₁, t₂ = khoảng thời gian tùy chọn để xác định S_s (NĂM) (10.6.2.2.3c)

V = thành phần thẳng đứng của các tải trọng nghiêng (N) (10.6.3.1.3b)

W_g = trọng lượng của khối đất, các cọc và bệ cọc (N),(10.7.3.7.3)

X = chiều rộng của nhóm cọc (mm) (10.7.2.3.3)

Y = chiều dài của nhóm cọc (mm) (10.7.3.7.3)

Z = tổng chiều dài của cọc chôn trong đất (mm) (10.7.3.4.3c)

z = độ sâu phía dưới mặt đất (mm) (10.8.3.4.2)

a = hệ số bám dính áp dụng cho S_u (10.7.3.3.2a)

a_E = hệ số chiết giảm (DIM) (10.6.2.2.3d)

b = hệ số quan hệ ứng suất hữu hiệu thẳng đứng và ma sát đơn vị bề mặt của một cọc đóng hay cọc khoan nhồi (10.7.3.3.2b)

b_m = chỉ số cắt thủng (DIM) (10.6.3.1.2b)

b₂ = hệ số tính toán hình dạng và độ cứng của móng

g = dung trọng của đất (kg/cm³) (10.6.3.10.2b)

d = góc kháng cắt giữa đất và cọc (Độ) (10.6.3.3)

h = hệ số hữu hiệu của cọc và nhóm cọc khoan (DIM) (10.7.3.10.2)

l = hệ số kinh nghiệm quan hệ áp lực đất bị động ngang và ma sát bề mặt đơn vị của một cọc (10.7.3.3.2c)

m_c = hệ số chiết giảm đối với lún cố kết xét đến hiệu ứng ba chiều (DIM) (10.6.2.2.3c)

r = độ lún của nhóm cọc (mm) (10.7.2.3.3)

s’_f= ứng suất thẳng đứng hữu hiệu cuối cùng trong đất ở khoảng độ sâu dưới đế móng (MPa) (10.6.2.2.3c)

s’_o= ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu trong đất ở khoảng độ sâu dưới đế móng (MPa) (10.6.2.2.3c)

s’_p= ứng suất thẳng đứng hữu hiệu có sẵn lớn nhất trong đất ở khoảng độ sâu dưới đế móng (MPa) (10.6.2.2.3c)

s’_pc = ứng suất thẳng đứng hữu hiệu hiện tại trong đất không bao gồm ứng suất bổ sung thêm do tải trọng đế móng (MPa) (10.6.2.2.3c)

j = hệ số sức kháng (10.5.5)

j_ep = hệ số sức kháng đối với áp lực bị động (10.6.3.3)

j_f = góc nội ma sát của đất (Độ) (10.6.3.3)

j_g = hệ số sức kháng đối với khả năng chịu lực của nhóm cọc xem như là một khối bao gồm các cọc và đất giữa các cọc (10.7.3.11)

j_L = hệ số sức kháng của nhóm cọc đối với tải trọng ngang (DIM) (10.7.3.11)

j_q = hệ số sức kháng đối với khả năng chịu tải của một cọc dùng cho các phương pháp không có sự phân biệt giữa tổng sức kháng và sức kháng thành phần ở mũi cọc và trên thân cọc (10.7.3.2)

j_qs = hệ số sức kháng đối với khả năng chịu của thân cọc dùng cho các phương pháp phân chia sức kháng của cọc thành sức kháng mũi cọc và thân cọc (10.7.3.2)

j_gp = hệ số sức kháng đối với khả năng chịu của mũi cọc dùng cho các phương pháp phân chia sức kháng của cọc thành sức kháng mũi cọc và thân cọc (10.7.3.2)

j_T = hệ số sức kháng cắt giữa đất và móng (10.5.5)

j_u = hệ số sức kháng đối với khả năng chịu nhổ của một cọc đơn (10.7.3.7.2)

j_ug = hệ số sức kháng đối với khả năng chịu nhổ của nhóm cọc (10.7.3.7.3)

j’_l = Góc nội ma sát hữu hiệu của lớp đất trên cùng (Độ) (10.6.3.1.2c)

j* = Góc ma sát của đất ứng với ứng suất hữu hiệu đã được chiết giảm đối với cắt xuyên (Độ) (10.6.3.1.2a)

10.4. XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT

10.4.1 NGHIÊN CỨU THĂM DÒ DƯỚI ĐẤT

Nghiên cứu thăm dò dưới đất phải được tiến hành cho mỗi bộ phận của kết cấu phần dưới để cung cấp các thông tin cần thiết cho thiết kế và thi công các móng. Quy mô thăm dò phải dựa vào các điều kiện dưới mặt đất, loại kết cấu, và các yêu cầu của công trình. Chương trình thăm dò phải đủ rộng để phát hiện bản chất và các dạng trầm tích đất và/hoặc các thành tạo đá gặp phải, các tính chất công trình của đất và/hoặc đá, khả năng hóa lỏng và điều kiện nước ngầm.

Các lỗ khoan phải được tiến hành tại các vị trí trụ và mố, phải đủ số lượng và chiều sâu để thiết lập được trắc dọc các địa tầng theo chiều dọc và ngang một cách đáng tin cậy. Các mẫu vật liệu gặp trong quá trình khoan phải được lấy và bảo quản để tham khảo và/hoặc thí nghiệm sau này. Nhật ký khoan phải đủ chi tiết để xác định rõ các địa tầng, kết quả SPT, nước ngầm, hoạt động của nước giếng phun, nếu có, và các vị trí lấy mẫu.

Phải chú ý đặc biệt đến việc phát hiện vỉa đất mềm yếu, hẹp có thể nằm ở biên giới các địa tầng.

Nếu Chủ đầu tư yêu cầu, các lỗ khoan và các hố thí nghiệm SPT phải được nút lại để ngăn ngừa nhiễm bẩn nguồn nước ngầm.

Nghiên cứu thăm dò phải được tiến hành đến lớp vật liệu tốt có khả năng chịu tải thích hợp hoặc chiều sâu tại đó các ứng suất phụ thêm do tải trọng đế móng ước tính nhỏ hơn 10% của ứng suất đất tầng phủ hữu hiệu hiện tại, chọn giá trị nào lớn hơn. Nếu gặp đá gốc ở độ nông, lỗ khoan cần xuyên vào đá gốc tối thiểu 3000 mm hoặc tới độ sâu đặt móng, lấy giá trị nào lớn hơn.

Thí nghiệm trong phòng hoặc ngoài hiện trường phải được tiến hành để xác định cường độ, biến dạng và các đặc tính chảy của đất và/hoặc đá và tính thích hợp của chúng cho dạng móng đã được lựa chọn.

10.4.2. CÁC THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

10.4.2.1. Tổng quát

Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm phải được tiến hành tương ứng với các Tiêu chuẩn AASHTO hoặc ASTM hoặc các Tiêu chuẩn do Chủ đầu tư cung cấp và có thể bao gồm các thí nghiệm sau đây cho đất và đá. Các thí nghiệm đất trong phòng thí nghiệm có thể bao gồm:

10.4.2.2. Các thí nghiệm đất

· Hàm lượng nước- ASTM D4643

· Trọng lượng riêng, -AASHTO T100(ASTM D422)

· Phân bố thành phần hạt – AASHTO T88 (ASTM D4318)

· Giới hạn dẻo và chảy – AASHTO T90 (ASTM D4318)

· Cắt trực tiếp – AASHTO T238(ASTM D3080)

· Nén nở hông – AASHTO T208 (ASTM D2166)

· Nén ba trục không cố kết, không thoát nước – ASTM D2850

· Nén ba trục cố kết, không thoát nước – AASHTO T297 (ASTM D4767)

· Nén cố kết – AASHTO T216 (ASTM 2435 hoặc D4186)

· Thấm AASHTO T215 (ASTM D2434)

10.4.2.3. Các thí nghiệm đá

Các thí nghiệm đá trong phòng thí nghiệm có thể bao gồm:

· Xác định các mô đun đàn hồi – ASTM D3148

· Nén ba trục -AASHTO T286 (ASTM D2664)

· Nén nở hông -ASTM D2938

· Thí nghiệm cường độ kéo chẻ- ASTM D3967

10.4.3. CÁC THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG

10.4.3.1. Tổng quát

Các thí nghiệm hiện trường phải được tiến hành để có được các thông số về cường độ và biến dạng của đất nền hoặc đá nhằm mục đích thiết kế và/hoặc phân tích. Các thí nghiệm này phải được tiến hành theo đúng các tiêu chuẩn thích hợp được đề xuất bởi ASTM hoặc AASHTO và có thể bao gồm các thí nghiệm đất tại hiện trường và đá tại hiện trường.

10.4.3.2. Các thí nghiệm đất hiện trường

Các thí nghiệm hiện trường bao gồm:

· Xuyên tiêu chuẩn – AASHTO T206 (ASTM D1586)

· Xuyên côn tĩnh – ASTM D3441

· Cắt cánh hiện trường – AASHTO T223 (ASTM D2573)

· Nén ngang – ASTM D4719

· Bàn tải trọng – AASHTO T235 (ASTM D1194)

· Thí nghiệm thấm – ASTM D4750

10.4.3.3. Các thí nghiệm đá hiện trường

Các thí nghiệm hiện trường có thể bao gồm:

· Thí nghiệm nén 1 trục hiện trường xác định biến dạng và cường độ đá phong hóa – ASTM D4555

· Xác định cường độ kháng cắt trực tiếp của đá có các vết nứt ASTM D4554

· Mô đun biến dạng của khối đá dùng phương pháp thử tải bằng tấm ép mềm ASTM D4395

· Mô đun biến dạng của khối đá dùng thí nghiệm kích hướng tâm ASTM D4506

· Mô đun biến dạng của khối đá dùng phương pháp thử tải bằng tấm ép cứng ASTM D4394

· Xác định ứng suất và mô đun biến dạng dùng phương pháp kích phẳng – ASTM D4729

· Ứng suất trong đá dùng phương pháp phá hoại thủy lực – ASTM D4645

10.5. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VÀ CÁC HỆ SỐ SỨC KHÁNG

10.5.1. TỔNG QUÁT

Các trạng thái giới hạn phải được xác định như trong Điều 1.3.2; phần này làm sáng tỏ các vấn đề liên quan đến móng.

10.5.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Thiết kế móng theo trạng thái giới hạn sử dụng phải bao gồm:

· Lún,

· Chuyển vị ngang, và

· Sức chịu tải ước tính dùng áp lực chịu tải giả định

Xem xét lún phải dựa trên độ tin cậy và tính kinh tế.

10.5.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

Thiết kế móng theo trạng thái giới hạn cường độ phải xét đến:

· Sức kháng đỡ, loại trừ áp lực chịu tải giả định,

· Mất tiếp xúc quá nhiều,

· Trượt tại đáy móng,

· Mất đỡ ngang,

· Mất ổn định chung, và

· Khả năng chịu lực kết cấu.

Móng phải được thiết kế về mặt kích thước sao cho sức kháng tính toán không nhỏ hơn tác động của tải trọng tính toán xác định trong Phần 3.

10.5.4. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Phải thiết kế nền móng theo trạng thái giới hạn đặc biệt theo quy định.

10.5.5. CÁC HỆ SỐ SỨC KHÁNG

Phải lấy các hệ số sức kháng đối với các loại kết cấu nền móng khác nhau theo trạng thái giới hạn cường độ được quy định trong Bảng 1 đến bảng 3, trừ phi có sẵn các giá trị riêng của khu vực.

Khi đã quy định sử dụng móng cọc, các tài liệu hợp đồng phải quy định yêu cầu kiểm tra mức chịu tải của cọc tại hiện trường. Việc đánh giá tại hiện trường được quy định phải phù hợp với giá trị của l_V lấy theo Bảng 2.

Phải lấy các hệ số sức kháng theo trạng thái giới hạn sử dụng bằng 1,0.

Cần xét sự chiết giảm P_n đối với các cọc trong trường hợp dự tính sẽ gặp khó khăn khi đóng cọc.

Bảng 10.5.5-1. Các hệ số sức kháng theo trạng thái giới hạn cường độ cho các móng nông

PHƯƠNG PHÁP/ĐẤT/ĐIỀU KIỆN			HỆ SỐ SỨC KHÁNG
Khả năng chịu tải và áp lực bị động		Cát – Phương pháp bán thực nghiệm dùng số liệu SPT – Phương pháp bán thực nghiệm dùng số liệu CPT – Phương pháp hợp lý dùng j_f ước tính từ số liệu SPT, dùng j_f ước tính từ số liệu CPT	0,45 0,55 0,35 0,45
		Sét – Phương pháp bán thực nghiệm dùng số liệu CPT – Phương pháp hợp lý dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệm dùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm cắt cánh hiện trường dùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT	0,50 0,60 0,60 0,50
		Đá – Phương pháp bán thực nghiệm, Carter và Kulhawy (1988)	0,60
		Thí nghiệm bàn tải trọng	0,55
Trượt		Bê tông đúc sẵn đặt trên cát dùng j_f ước tính từ số liệu SPT dùng j_f ước tính từ số liệu CPT	0,90 0,90
		Bê tông đổ tại chỗ trên cát dùng j_f ước tính từ số liệu SPT dùng j_f ước tính từ số liệu CPT	0,80 0,80
		Trượt trên đất sét được khống chế bởi cường độ của đất sét khi lực cắt của đất sét nhỏ hơn 0.5 lần ứng suất pháp, và được khống chế bởi ứng suất pháp khi cường độ kháng cắt của đất sét lớn hơn 0.5 lần ứng suất pháp (xem Hình 1, được phát triển cho trường hợp trong đó có ít nhất 150 mm lớp vật liệu hạt đầm chặt dưới đáy móng) Đất sét (Khi sức kháng cắt nhỏ hơn 0.5 lần áp lực pháp tuyến) dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệm dùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm hiện trường dùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT Đất sét (Khi sức kháng cắt lớn hơn 0.5 lần áp lực pháp tuyến)	0,85 0,85 0,80 0,85
	j_T j_ep	Đất trên đất	1,0
	j_T j_ep	Áp lực đất bị động thành phần của sức kháng trượt.	0,50
Ổn định chung		Đánh giá ổn định tổng thể và sức kháng đối với dạng phá hoại sâu của các móng nông đặt trên hoặc gần sườn dốc khi các tính chất của đất hoặc đá và mực nước ngầm dựa trên các thí nghiệm trong phòng hoặc hiện trường.	0,90

Bảng 10.5.5-2 – Các hệ số sức kháng theo trạng thái giới hạn cường độ địa kỹ thuật cho các cọc chịu tải trọng dọc trục

PHƯƠNG PHÁP/ĐẤT/ĐIỀU KIỆN		HỆ SỐ SỨC KHÁNG
Khả năng chịu lực cực hạn của các cọc đơn	Ma sát bề mặt: Sét Phương pháp a (Tomlinson, 1987) Phương pháp b (Esrig & Kirby, 1979 và phương pháp Nordlund dùng cho đất dính) Phương pháp l (Vijayvergiya & Focht,1972)	0,70l_v 0,50l_v 0,55l_v
	Sức kháng mũi cọc: sét và đá Sét (Skempton, 1951) Đá (Hiệp hội địa kỹ thuật Canada, 1985)	070l_v 0,50l_v
	Ma sát bề mặt và chịu lực mũi cọc: Cát Phương pháp SPT Phương pháp CPT	0,45l_v 0,55l_v
	Phân tích phương trình sóng với sức kháng đóng cọc giả định Thí nghiệm tải trọng	0,65l_v 0,80l_v
Phá hoại khối	Sét	0,65
Khả năng chịu lực nhổ của các cọc đơn	Phương pháp a Phương pháp b Phương pháp l Phương pháp SPT Phương pháp CPT Thí nghiệm tải trọng	0,60 0,40 0,45 0,35 0,45 0,80
Khả năng chịu lực nhổ của nhóm cọc	Cát Sét	0,55 0,55
Phương pháp kiểm tra việc thi công các cọc và đánh giá khả năng chịu tải của chúng trong và sau khi đóng cọc vào đất sẽ được quy định trong các hồ sơ thầu.		Giá trị của l_V
Các cách thức đóng cọc, thí dụ ENR, phương trình thiếu sự đo sóng ứng suất trong quá trình đóng cọc.		0,80
Đồ thị sức chịu tải xác định từ phân tích phương trình sóng khi không đo sóng ứng suất trong quá trình đóng cọc.		0,85
Đo sóng ứng suất cho 2% đến 5% số cọc, dùng phương pháp đơn giản để kiểm tra khả năng chịu tải, thí dụ phân tích đóng cọc.		0,90
Đo sóng ứng suất cho 2% đến 5% số cọc, dùng phương pháp đơn giản để kiểm tra khả năng chịu tải, thí dụ phân tích và thử tải trọng tĩnh để kiểm tra khả năng chịu tải.		1,00
Đo sóng ứng suất cho 2% đến 5% số cọc, dùng phương pháp đơn giản để kiểm tra khả năng chịu tải, thí dụ phân tích khi đóng cọc và dùng phân tích CAPWAP để kiểm khả năng chịu tải.		1,00
Đo sóng ứng suất cho 10% đến 70% số cọc, dùng các phương pháp đơn giản để kiểm tra khả năng chịu tải, thí dụ phân tích khi đóng cọc.		1,00

Bảng 10.5.5-3. Các hệ số sức kháng của các trạng thái giới hạn cường độ địa kỹ thuật trong cọc khoan chịu tải trong dọc trục

PHƯƠNG PHÁP/ĐẤT/ĐIỀU KIỆN			HỆ SỐ SỨC KHÁNG
Khả năng chịu lực tới hạn của cọc khoan đơn Phá hoại khối	Sức kháng thành bên trong đất sét	Phương pháp a (Reese & O’Neill 1988)	0,65
	Sức kháng tại mũi cọc đất sét đất sét	Tổng ứng suất (Reese & O’Neill 1988)	0,55
	Sức kháng thành bên trong cát	Touma & Reese (1974) Meyerhof (1976) Quiros & Reese (1977) Reese & Wright (1977) Reese & O’Neill (1988)	Xem đề cập trong Điều 10.8.3.4
	Sức kháng tại mũi cọc trong cát	Touma & Reese (1974) Meyrhof (1976) Quiros & Reese (1977) Reese & Wright (1977) Reese & O’Neill (1988)	Xem đề cập trong Điều 10.8.3.4
	Sức kháng thành bên trong đá	Carter & Kulhawy (1988) Horvath & Kenney (1979)	0,55 0,65
	Sức kháng tại mũi cọc trong đá	Hiệp hội địa kỹ thuật Canada (1985) Phương pháp đo áp lực (Hiệp hội địa kỹ thuật Canada, 1985)	0,50 0,50
	Sức kháng thành bên và sức kháng mũi cọc	Thí nghiệm tải trọng	0,80
	Sét		0,65
Khả năng chịu lực nhổ của cọc khoan đơn	Sét	Phương pháp a (Reese & O’Neill) Cọc loe (Reese & O’Neill)	0,55 0,50
	Cát	Touma & Reese (1974) Meyrhof (1976) Quiros & Reese (1977) Reese & Wright (1977) Reese & O ‘ Neill (1988)	Xem đề cập trong Điều 10.8.3.7
	Đá	Carter & Kulhawy Horath & Kenny	0,45 0,55
	Đá	Thí nghiệm tải trọng	0,80
Khả năng chịu lực nhổ của nhóm cọc		Cát Đất sét	0,55 0,55

10.6. MÓNG MỞ RỘNG

10.6.1. XEM XÉT TỔNG QUÁT

10.6.1.1. Tổng quát

Các quy định trong Điều này phải được ứng dụng để thiết kế các móng đơn, nơi thích hợp, với các móng liên hợp. Phải chú ý đặc biệt đến các móng trên nền đắp.

Các móng phải được thiết kế để giữ sao cho áp lực dưới đế móng càng đồng nhất càng tốt. Sự phân bố áp lực đất phải phù hợp với các tính chất của đất và kết cấu, và với các nguyên lý cơ học đất và đá đã được thiết lập.

10.6.1.2. Độ sâu

Độ sâu của móng phải được xác định phù hợp với tính chất vật liệu móng và khả năng phá hoại. Các móng ở những nơi vượt dòng chảy phải được đặt ở độ sâu dưới độ sâu xói dự kiến lớn nhất như đã trình bày trong Điều 2.6.4.4.1.

Phải xem xét đến việc sử dụng vải địa kỹ thuật hay tầng lọc dạng cấp phối hạt để giảm khả năng thẩm lậu trong đá xô bồ hoặc đắp trả sau mố.

10.6.1.3. Neo cố

Các móng được đặt trên bề mặt đá cứng, nhẵn và nghiêng mà không được ngàm chặt bằng các vật liệu phủ hoặc vật liệu có sức kháng tốt phải được neo một cách hữu hiệu bằng các biện pháp neo như neo đá, bu lông đá, các chốt, khóa hoặc các biện pháp thích hợp khác. Phải tránh chêm nông các diện tích móng rộng ở những nơi yêu cầu nổ mìn để dọn đá.

10.6.1.4. Nước ngầm

Móng phải được thiết kế có tính đến vị trí của mực nước ngầm dự kiến cao nhất.

Phải xem xét ảnh hưởng của mực nước ngầm đối với khả năng chịu lực của đất hay đá, và độ lún của kết cấu. Trong trường hợp khi có các lực thấm phải đưa chúng vào các trong các phân tích.

10.6.1.5. Lực nâng

Khi móng có khả năng chịu lực nâng, chúng phải được nghiên cứu về cả sức kháng nhổ và cường độ kết cấu của chúng.

10.6.1.6. Các kết cấu lân cận

Trong trường hợp móng được đặt gần kề với các kết cấu hiện có phải nghiên cứu ảnh hưởng của các kết cấu hiện có đến sự làm việc của móng và ảnh hưởng của móng lên các kết cấu hiện có.

10.6.2. CHUYỂN VỊ VÀ ÁP LỰC CHỊU TẢI DƯỚI TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

10.6.2.1. Tổng quát

Phải nghiên cứu chuyển vị của móng về cả độ lún thẳng đứng và chuyển vị ngang tại các trạng thái giới hạn sử dụng.

Độ chuyển vị ngang của kết cấu phải được đánh giá khi:

· Có tải trọng nằm ngang hoặc tải trọng nghiêng,

· Móng được đặt trên mái dốc nền đắp,

· Có khả năng tổn thất lực đỡ của móng do bào mòn hay xói, hoặc

· Tầng chịu lực nghiêng rõ rệt.

10.6.2.2. Các tiêu chuẩn chuyển vị

10.6.2.2.1. Tổng quát

Các tiêu chuẩn chuyển vị thẳng đứng và ngang đối với móng phải được phát triển phù hợp với chức năng và loại kết cấu, tuổi thọ phục vụ dự kiến, và các hậu quả của các chuyển vị không cho phép đối với khả năng làm việc của kết cấu.

Các tiêu chuẩn chuyển vị chấp nhận được phải được thiết lập bằng các phương pháp thực nghiệm hay phân tích kết cấu, hoặc cả hai.

10.6.2.2.2. Tải trọng

Phải xác định độ lún tức thời bằng cách sử dụng các tổ hợp tải trọng sử dụng được trình bày trong Bảng 3.4.1-1. Phải xác định độ lún theo thời gian trong đất dính bằng cách chỉ sử dụng tĩnh tải.

Độ lún gây ra bởi tải trọng của nền đắp sau mố cầu phải được nghiên cứu.

Trong những vùng có động đất, phải xem xét khả năng lún của móng trên cát do rung gây ra bởi động đất.

10.6.2.2.3. Các phân tích lún

10.6.2.2.3a. Tổng quát

Phải ước tính độ lún của móng bằng cách dùng các phân tích biến dạng dựa trên kết quả thí nghiệm trong phòng thí nghiệm hay thí nghiệm ngoài hiện trường. Các thông số về đất dùng trong các phân tích phải được chọn để phản ánh lịch sử chịu tải của đất, trình tự thi công và ảnh hưởng của phân tầng của đất.

Phải xem xét cả tổng lún và lún khác nhau, bao gồm cả các ảnh hưởng của thời gian.

Tổng độ lún bao gồm lún đàn hồi, cố kết, và các thành phần lún thứ cấp có thể lấy bằng:

S_t = S_e + S_c + S_s (10.6.2.2.3a-1)

trong đó:

S_e = độ lún đàn hồi (mm)

S_c = độ lún cố kết (mm)

S_s = độ lún thứ cấp (mm)

Các yếu tố khác ảnh hưởng đến độ lún, chẳng hạn tải trọng của nền đắp và tải trọng ngang hay lệch tâm và đối với các móng trên đất dạng hạt, tải trọng rung động do các hoạt tải động hay tải trọng động đất cũng cần được xem xét khi thích hợp. Sự phân bố của ứng suất thẳng đứng bên dưới các móng tròn (hay vuông) và móng chữ nhật dài, nghĩa là khi L > 5B có thể ước tính theo Hình 1.

Hình 10.6.2.2.3a-1- Các đường đẳng ứng suất thẳng đứng theo BOUSSINES đối với các móng liên tục và vuông đã được SOWERS sửa đổi (1979).

10.6.2.2.3b. Độ lún của móng trên nền đất không dính

Có thể ước tính độ lún của các móng trên nền đất không dính bằng các phương pháp kinh nghiệm hay lý thuyết đàn hồi.

Có thể dự tính độ lún đàn hồi của các móng trên nền đất không dính theo công thức sau:

(10.6.2.2.3b-1)

trong đó:

q₀ = cường độ tải trọng (MPa)

A = diện tích móng (mm²)

E_s = mô đun Young của đất lấy theo quy định trong Bảng 1 thay cho kết quả thí nghiệm trong phòng (MPa).

b_Z = hệ số hình dạng lấy theo quy định của Bảng 2 (DIM)

v = hệ số Poisson lấy theo quy định Bảng 1 thay cho các kết quả thí nghiệm trong phòng (DIM)

Trừ phi E_s thay đổi đáng kể theo chiều sâu, cần xác định E_S ở độ sâu dưới móng khoảng 1/2 đến 2/3 B. Nếu mô đun của đất thay đổi đáng kể theo chiều sâu, có thể dùng giá trị trung bình có trọng số E_s.

Ký hiệu sau đây được áp dụng theo Bảng 1:

N = sức kháng theo xuyên tiêu chuẩn (SPT)

N₁ = SPT đã được hiệu chỉnh theo độ sâu

S_u = cường độ chống cắt không thoát nước (MPa)

q_c = sức kháng xuyên côn tĩnh (MPa).

Bảng 10.6.2.2.3b-1- Các hằng số đàn hồi của các loại đất khác nhau theo Bộ Hải quân Hoa kỳ (1982) và Bowles (1988).

Loại đất	Phạm vi điển hình của các giá trị	Hệ số Poisson, v (dim)	Dự tính E_s theo N
	Mô đun Young E_s (MPa)		Loại đất		E_s (MPa)
Đất sét: Mềm yếu, Nửa cứng đến cứng, Rất cứng	2,4 – 15 15 – 50 50 – 100	0,4 – 0,5 (không thoát nước)	Bùn,bùn cát, hỗn hợp ít dính. Cát nhỏ đến trung và cát pha ít bùn. Cát thô và cát pha ít sỏi. Sỏi pha cát và sỏi		0,4N₁ 0,7N₁ 1,0N₁ 1,1N₁
Hoàng thổ: Bùn	15 – 60 2 – 20	0,1 – 0,3 0,3 – 0,35	Sỏi pha cát và sỏi		1,1 N₁
Cát nhỏ: Rời xốp Chặt vừa, Chặt	7,5 – 10 10 – 20 20 – 25	0,25	Ước tính E_s theo S_u
			Sét mềm yếu. sét 1/2 cứng đến cứng Sét rất cứng	400 S_u – 1000 S_u 1.500 S_u – 2400 S_u 3.000 S_u – 4000 S_u
Cát: Rời xốp Chặt vừa, Chặt	10 – 25 25 – 50 50 – 75	0,20 – 0,25 0,30 – 0,40
Sỏi: rời xốp Chặt vừa Chặt	25 – 75 75 – 100 100 – 200	0,2- 0,35 0,3- 0,40	Dự tính E_s theo q_c
			Đất pha cát			4 q_c

Bảng 10.6.2.2.3b-2 – Các hệ số độ cứng và hình dạng đàn tính, EPRI (1983)

L/B	Mềm, b_Z(trung bình)	b_ZCứng
Hình tròn	1,04	1,13
1	1,06	1,08
2	1,09	1,10
3	1,13	1,15
5	1,22	1,24
10	1.41	1.41

10.6.2.2.3c. Độ lún của móng trên nền đất dính

Đối với móng trên nền đất dính cứng, có thể xác định độ lún đàn hồi bằng phương trình 10.6.2.2.3b-1

Đối với móng trên nền đất dính, phải khảo sát cả lún tức thời và lún cố kết. Đối với đất sét hữu cơ độ dẻo cao, độ lún thứ cấp có thể là đáng kể và phải xét trong tính toán.

Nếu các kết quả thí nghiệm trong phòng được biểu thị theo hệ số rỗng (e) thì có thể tính như sau cho độ lún cố kết của móng trên nền đất dính bão hòa hoặc gần bão hòa:

· Đối với đất quá cố kết ban đầu (nghĩa là s’_p > s’_o)

(10.6.2.2.3c-1)

· Đối với đất cố kết thông thường ban đầu (nghĩa là s’_p = s’_o)

(10.6.2.2.3c-2)

· Đối với đất chưa cố kết hoàn toàn ban đầu (nghĩa là s’_p < s’_o)

(10.6.2.2.3c-3)

Nếu các kết quả thí nghiệm trong phòng được biểu thị theo ứng suất thẳng đứng, e_V, có thể lấy độ lún cố kết như sau:

· Đối với đất cố kết cao ban đầu (nghĩa là s’_p > s’_o):

(10.6.2.2.3c-4)

· Đối với đất cố kết thông thường ban đầu (nghĩa là s’_p = s’_o):

(10.6.2.2.3c-5)

· Đối với đất chưa cố kết hoàn toàn ban đầu (nghĩa là s’_p < s’_o):

(10.6.2.2.3c-6)

trong đó:

H_c = chiều cao của lớp đất chịu nén (mm)

e₀ = tỷ số rỗng tại ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu (DIM)

C_cr = chỉ số nén ép lại, được xác định theo quy định của Hình 1 (DIM)

C_c = chỉ số nén ép, được xác định theo quy định của Hình 1 (DIM)

c_ce = tỷ số nén ép được xác định theo quy định của Hình 2 (DIM)

C_re = tỷ số nén ép lại, được xác định theo quy định của Hình 2 (DIM)

s’_p = ứng suất thẳng đứng lớn nhất hữu hiệu đã tồn tại trong đất trong khoảng chiều sâu dưới móng (MPa)

s’_o = ứng suất nguyên thủy thẳng đứng hữu hiệu trong đất trong khoảng chiều sâu dưới móng (MPa).

s’_f = ứng suất thẳng đứng cuối cùng hữu hiệu trong đất trong khoảng chiều sâu dưới móng (MPa)

s’_pc = ứng suất hữu hiệu thẳng đứng hiện có trong đất không bao gồm ứng suất tăng thêm do tải trọng móng (MPa)

Hình 10.6.2.2.3c – 1. Đường cong nén cố kết điển hình đối với nền đất quá cố kết – quan hệ tỷ số rỗng với ứng suất thẳng đứng hữu hiệu EPRI (1983)

Hình 10.6.2.2.3c – 2. Đường cong nén cố kết điển hình đối với nền đất quá cố kết – quan hệ biến dạng thẳng đứng với ứng suất thẳng đứng hữu hiệu EPRI (1983)

Nếu bề rộng móng liên quan ít với chiều dày của lớp đất bị ép, thì phải xét ảnh hưởng của tải trọng 3 chiều và có thể lấy như sau:

S_c _{(3 – D)} = m_cS_c(1-D) (10.6.2.2.3c – 7)

trong đó:

m_c = hệ số chiết giảm lấy theo quy định của hình 3 (DIM)

S_c(1-D) = độ lún cố kết một chiều (mm)

Hình 10.6.2.2.3c – 3. Hệ số chiết giảm có xét đến ảnh hưởng của độ lún cố kết ba chiều, EPRI (1983).

Thời gian (t) để đạt được một tỷ lệ phần trăm đã cho của tổng độ lún cố kết một chiều dự tính có thể được tính như sau:

t = (10.6.2.2.3c-8)

trong đó:

T = hệ số thời gian lấy theo quy định của Hình 4 (DIM)

H_d = chiều cao của đường thoát nước dài nhất trong lớp đất bị nén (mm)

c_V = hệ số được lấy từ các kết quả thí nghiệm cố kết trong phòng của các mẫu đất nguyên dạng hoặc từ việc đo tại hiện trường bằng các dụng cụ như qua thử áp lực hay mũi hình nón thử áp lực (mm²/năm)

Có thể tính độ lún thứ cấp của móng trong đất dính như sau:

(10.8.2.2.3c-9)

trong đó:

t₁ = thời điểm lúc bắt đầu có lún thứ cấp, nghĩa là điển hình ở thời điểm tương đương với 90 phần trăm của độ cố kết trung bình (Năm)

t₂ = thời gian tùy ý có thể biểu thị thời kỳ sử dụng của kết cấu (Năm)

C_ae = hệ số ước tính từ các kết quả thí nghiệm cố kết trong phòng của các mẫu đất nguyên dạng (DIM).

Hình 10.6.2.2.3c-4. Số phần trăm của cố kết là hàm số của hệ số thời gian, T, EPRI (1983)

10.6.2.2.3d. Lún của móng trên nền đá

Đối với các móng trên nền đá đủ chắc được thiết kế theo Điều 10.6.3.2.2 nói chung, có thể giả thiết độ lún đàn hồi ít hơn 15mm. Khi xét thấy độ lún đàn hồi có đại lượng như vậy là không thể chấp nhận hay đá không đủ chắc thì phải phân tích lún trên cơ sở các đặc tính của khối đá khi đá bị vỡ hay nứt thành mảng và không thỏa mãn tiêu chuẩn là đá đủ chắc thì phải xét trong phân tích lún về ảnh hưởng của loại đá, trạng thái không liên tục và mức độ phong hóa.

Độ lún đàn hồi của móng trên đá bị vỡ hay nứt thành mảng có thể được tính như sau:

· Đối với móng tròn (hay vuông):

	(10.6.2.2.3d-1)
trong đó:
	(10.6.2.2.3d-2)
· Đối với móng chữ nhật
	(10.6.2.2.3d-3)
trong đó:
	(10.6.2.2.3d-4)

trong đó:

q_o = ứng suất thẳng đứng ở đáy của diện tích chịu tải (MPa)

v = hệ số Poisson (DIM)

r = bán kính của móng tròn hay của móng vuông (mm).

I_p = hệ số ảnh hưởng xét đến độ cứng và kích thước của móng (DIM).

E_m = mô đun của nền đá (MPa).

b_z = hệ số xét đến hình dạng và độ cứng của móng (DIM)

Đối với các móng cứng có thể tính các giá trị I_p bằng cách dùng giá trị b_z cho trong bảng 10.6.2.2.3b-2. Nếu không có các kết quả thí nghiệm trong phòng thì hệ số Poisson v đối với các loại đá điển hình có thể lấy theo quy định trong Bảng 1. Khi xác định mô đun nền đá E_m, cần dựa trên kết quả của thí nghiệm trong phòng và tại hiện trường. Nếu không có, có thể ước tính các giá trị của E_m bằng cách nhân mô đun E_o của đá nguyên dạng lấy từ kết quả thí nghiệm nén một trục với một hệ số chiết giảm a_E có xét đến tần số xuất hiện tính chất đứt quãng, biểu thị qua chỉ số xác định chất lượng đá (RQD) với quan hệ sau (Gardner 1987):

E_m = a_EE_o (10.6.2.2.3d-5)

trong đó:

a_E = 0,0231(RQD) – 1,32 ³ 0,15 (10.6.2.2.3d-6)

Khi thiết kế sơ bộ hay không thể có số liệu thí nghiệm tại hiện trường cụ thể, có thể sử dụng các giá trị ước tính của E_o theo Bảng 2. Khi phân tích sơ bộ hay thiết kế cuối cùng mà không có các kết quả thí nghiệm hiện trường, cần dùng giá trị a_E = 0,15 để tính E_m

Đại lượng đo độ lún cố kết và lún thứ cấp trong nền đá được gắn kết bằng vật liệu dính yếu hay vật liệu khác có các đặc trưng lún phụ thuộc thời gian, có thể được ước tính bằng cách áp dụng các phương pháp quy định theo Điều 10.6.2.2.3c

Bảng 10.6.2.2.3d-1- Tổng hợp hệ số Poisson đối với đá nguyên dạng được điều chỉnh theo KULHAWY (1978)

			Hệ số Poisson v
Loại đá	Số các giá trị	Số các loại đá	Lớn nhất	Nhỏ nhất	Trung bình	Độ lệch tiêu chuẩn
Granit	22	22	0,39	0,09	0,20	0,08
Gabro	3	3	0,20	0,16	0,18	0,02
Diaba	6	6	0,38	0,20	0,29	0,06
Bazan	11	11	0,32	0,16	0,23	0,05
Thạch anh	6	6	0,22	0,08	0,14	0,05
Đá mác nơ	5	5	0,40	0,17	0,28	0,08
Gơ nai	11	11	0,40	0,09	0,22	0,09
Đá xít	12	11	0,31	0,02	0,12	0,08
Cát kết	12	9	0,46	0,08	0,20	0,11
Bột kết	3	3	0,23	0,09	0,18	0,06
Phiến thạch	3	3	0,18	0,03	0,09	0,06
Đá vôi	19	19	0,33	0,12	0,23	0,06
Đolomit	5	5	0,35	0,14	0,29	0,08

Bảng 10.6.2.2.3d-2- Tổng hợp mô đun đàn hồi của đá nguyên dạng được điều chỉnh theo KULHAWY (1978)

			Hệ số Poisson V
Loại đá	Số các giá trị	Số các loại đá	Lớn nhất	Nhỏ nhất	Trung bình	Độ lệch tiêu chuẩn
Granit	26	26	100	6,41	52,7	3,55
Diorit	3	3	112	17,1	51,4	6,19
Gabro	3	3	84,1	67,6	75,8	0,97
Diaba	7	7	104	69,0	88,3	1,78
Bazan	12	12	84,1	29,0	56,1	2,60
Thạch anh	7	7	88,3	36,5	66,1	2,32
Đá mác nơ	14	13	73,8	4,00	42,6	2,49
Gơ nai	13	13	82,1	28,5	61,1	2,31
Đá phiến	11	2	26,1	2,41	9,58	0,96
Đá xít	13	12	69,0	5,93	34,3	3,18
Filit	3	3	17,3	8,62	11,8	0,57
Cát kết	27	19	39,2	0,62	14,7	1,19
Bột kết	5	5	32,8	2,62	16,5	1,65
Phiến thạch	30	14	38,6	0,007	9,79	1,45
Đá vôi	30	30	89,6	4,48	39,3	3,73
Đolomit	17	16	78,6	5,72	29,1	3,44

10.6.2.2.4. Mất ổn định tổng thể

Phải nghiên cứu ổn định tổng thể ở trạng thái giới hạn sử dụng bằng cách áp dụng các quy định của Điều 3.4.1

10.6.2.3. áp lực chịu tải ở trạng thái giới hạn sử dụng

10.6.2.3.1. Các giá trị giả định cho áp lực chịu tải

Việc sử dụng giá trị giả định phải được dựa trên những hiểu biết về điều kiện địa chất tại hoặc gần vị trí cầu.

10.6.2.3.2. Các phương pháp nửa thực nghiệm dùng để xác định áp lực chịu tải

Áp lực chịu tải của đá có thể được xác định bằng cách dùng các quan hệ thực nghiệm với RQD hoặc Hệ thống đánh giá khối đá theo địa cơ học, RMR, hoặc Hệ thống phân loại khối đá của Viện địa kỹ thuật Nauy, NGI. Kinh nghiệm địa phương có thể được xem xét khi dùng các phương pháp nửa thực nghiệm này.

Nếu giá trị nên dùng của áp lực chịu tải cho phép vượt quá cường độ kháng nén nở hông hoặc ứng suất cho phép đối với bê tông, áp lực chịu tải cho phép phải được lấy theo giá trị nhỏ hơn của cường độ kháng nén nở hông của đá, hoặc ứng suất cho phép đối với bê tông. Ứng suất đỡ cho phép đối với bê tông có thể lấy bằng 0.3 f’_c.

10.6.3. SỨC KHÁNG Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

10.6.3.1. Sức kháng đỡ của đất dưới đáy móng

10.6.3.1.1. Tổng quát

Sức kháng đỡ phải được xác định dựa trên vị trí mực nước ngầm dự kiến cao nhất tại vị trí đáy móng.

Sức kháng tính toán, q_R ở trạng thái giới hạn cường độ phải được lấy như sau:

q_R = jq_n = jq_ult (10.6.3.1.1-1)

ở đây:

j = hệ số sức kháng được xác định trong Điều 10.5.4

q_n = q_ult = sức kháng đỡ danh định (MPa)

Khi tải trọng lệch tâm, kích thước đế móng hữu hiệu L’ và B’ được xác định theo Điều 10.6.3.1.5 phải được dùng thay thế cho kích thước toàn bộ L và B trong tất cả các phương trình, bảng và các hình vẽ liên quan đến khả năng chịu tải.

10.6.3.1.2. Ước tính lý thuyết

10.6.3.1.2a. Tổng quát

Sức kháng đỡ danh định được xác định bằng cách dùng các lý thuyết cơ học đất đã được chấp nhận dựa trên các thông số đo được của đất. Các thông số của đất được dùng trong phân tích phải đại diện cho cường độ kháng cắt của đất dưới các điều kiện tải trọng và dưới mặt đất đang xem xét.

Sức kháng đỡ danh định của đế móng trên đất không dính phải được đánh giá bằng cách dùng các phân tích ứng suất hữu hiệu và các thông số cường độ kháng cắt của đất thoát nước.

Sức kháng đỡ danh định của đế móng trên đất dính phải được đánh giá với các phân tích ứng suất tổng và các thông số cường độ của đất không thoát nước. Trong các trường hợp khi đất dính có thể bị mềm hóa và mất cường độ theo thời gian, sức kháng đỡ của các đất này cũng phải được đánh giá đối với các điều kiện chất tải thường xuyên, dùng các phân tích ứng suất hữu hiệu và các thông số cường độ của đất có thoát nước.

Đối với đế móng trên đất đầm chặt, sức kháng đỡ danh định phải được ước tính bằng các phân tích tổng ứng suất hoặc ứng suất hữu hiệu, cái nào nguy hiểm hơn.

Khi cần thiết, để xác định sức kháng đỡ danh định của đất dính, như đất sét và đất đầm chặt bằng các phân tích ứng suất hữu hiệu, nên áp dụng phương trình 10.6.3.1.2c.1

Nếu có khả năng bị hư hỏng do cắt cục bộ hay cắt thủng, có thể ước tính khả năng chịu tải danh định bằng cách sử dụng các thông số về cường độ chịu cắt được chiết giảm c* và j* trong phương trình 10.6.3.1.2b – 1 và 10.6.3.1.2c – 1. Các thông số chịu cắt chiết giảm có thể lấy như sau:

c* = 0,67c (10.6.3.1.2a-1)

j* = tan^-1 (0,67 tan j) (10.6.3.1.2a-2)

trong đó:

c* = độ dính của đất với ứng suất hữu hiệu được chiết giảm khi chịu cắt thủng (MPa)

j* = góc ma sát của đất với ứng suất hữu hiệu được chiết giảm khi chịu cắt thủng (Độ)

Khi địa tầng chứa lớp đất thứ hai có các đặc trưng khác có ảnh hưởng đến cường độ chống cắt trong phạm vi một khoảng cách dưới móng ít hơn H_CRIT phải xác định khả năng chịu tải nền đất theo quy định ở đây cho nền đất có 2 lớp đất. Có thể lấy khoảng cách H_CRIT như sau:

(10.6.3.1.2a-3)

trong đó:

q₁ = khả năng chịu tải tới hạn của móng được chống đỡ bởi lớp trên của hệ 2 lớp với giả thiết lớp trên có chiều dày vô hạn. (MPa)

q₂ = khả năng chịu tải tới hạn của móng ảo có cùng kích thước và hình dạng như móng thực nhưng được tựa lên bề mặt của lớp thứ hai (lớp dưới) trong hệ hai lớp (MPa)

B = bề rộng móng (mm)

L = chiều dài móng (mm)

Cần hết sức tránh dùng các móng có đáy móng nghiêng. Nếu không tránh khỏi phải dùng đáy móng nghiêng thì khả năng chịu tải danh định được xác định theo các quy định ở đây phải được chiết giảm tiếp bằng phương pháp hiệu chỉnh được chấp nhận trong điều kiện đáy móng nghiêng của tài liệu tham khảo sẵn có.

10.6.3.1.2b. Đất sét bão hòa

Sức kháng đỡ danh định của đất sét bão hòa (MPa) được xác định từ cường độ kháng cắt không thoát nước có thể lấy như:

q_ult = c N_cm + gg D_fN_qm x 10^-9 (10.6.3.1.2b-1)

ở đây:

c = S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa)

N_cm, N_qm = các hệ số sửa đổi khả năng chịu lực hàm của hình dạng đế móng, chiều sâu chôn móng, độ nén của đất và độ nghiêng của tải trọng (DIM)

g = dung trọng của đất sét (kg/m³)

D_f = chiều sâu chôn tính đến đáy móng (mm)

Có thể tính các hệ số khả năng chịu tải N_cm và N_qm như sau:

· Đối với D_f/B ≤ 2,5; B/L ≤ 1 và H/V ≤ 0,4

N_cm = N_c [1 + 0,2(D_f/B)] [1 + 0,2(B/L)] [1 – 1,3(H/V)] (10.6.3.1.2.b-2)

· Đối với D_f/B> 2,5 và H/V ≤ 0,4

N_cm = N_c [1 + 0,2(B/L)] [1 – 1,3(H/V)] (10.6.3.1.2.b – 3)

N_c = 5,0 dùng cho phương trình 2 trên nền đất tương đối bằng

= 7,5 dùng cho phương trình 3 trên nền đất tương đối bằng

= N_cq theo hình 1 đối với móng trên hoặc liền kề mái dốc.

N_qm= 1,0 cho đất sét bão hòa và nền đất tương đối bằng

= 0,0 cho móng trên hoặc liền kề mái đất dốc

Trong hình 1 phải lấy số ổn định N_s như sau:

· Đối với B < H_s

N_s = 0 (10.6.3.1.2b – 4)

· Đối với B ³ H_s

N_s = [gg H_s/c x 10_-9 (10.6.3.1.2b – 5)

trong đó:

B = chiều rộng móng (mm)

L = chiều dài móng (mm)

Khi móng đặt lên nền đất dính 2 lớp theo chế độ chịu tải không thoát nước, có thể xác định khả năng chịu tải danh định theo phương trình 1 với các giải thích như sau:

c₁ = cường độ cắt không thoát nước của lớp đất trên đỉnh được cho trong hình 2 (MPa)

N_cm = N_m, là hệ số khả năng chịu tải theo quy định dưới đây (DIM)

N_qm = 1,0 (DIM)

Hình 10.6.3.1.2b – 1- Các hệ số khả năng chịu tải được cải tiến dùng cho các móng trong đất dính và trên nền đất dốc hoặc kề giáp nền đất dốc theo MEYERHOF (1957).

Khi địa tầng nằm trên một lớp đất dính rắn hơn, có thể lấy Nm theo quy định của hình 3

Khi địa tầng nằm trên một lớp dính mềm yếu hơn, có thể lấy N_m như sau:

	(10.6.3.1.2b-6)
trong đó:
	(10.6.3.1.2b-7)

k = c₁/c₂

c₁ = cường độ chịu cắt của lớp đất trên (MPa)

c₂ = cường độ chịu cắt của lớp đất dưới (MPa)

H_S2 = khoảng cách từ đáy móng đến đỉnh của lớp thứ hai (mm)

S_c = 1.0. Đối với các móng liên tục.

dùng cho móng chữ nhật với L < 5B

(10.6.3.1.2b-8)

ở đây:

N_c = hệ số khả năng chịu tải có thể được xác định ở đây(DIM)

N_qm = hệ số sức kháng đỡ được xác định ở đây

Khi nền đất dính hai lớp theo chế độ đặt tải thoát nước thì phải xác định khả năng chịu tải danh định theo phương trình 10.6.3.1.2c-4.

H = tải trọng ngang không có hệ số (N)

H_S = chiều cao của khối đất dốc (mm)

V = tải trọng thẳng đứng chưa nhân hệ số (N)

Hình 10.6.3.1.2b-2- Địa tầng hai lớp

Hình 10.6.3.1.2b-3- Hệ số khả năng chịu tải được điều chỉnh cho nền đất dính hai lớp với lớp đất yếu hơn nằm ở trên lớp cứng hơn. EPRI (1983).

10.6.3.1.2c. Đất rời

Sức kháng đỡ danh định của đất rời, như đất cát hoặc sỏi cuội (MPa) có thể lấy như:

Q_ult = 0,5 g g BC_w1 N _g_m x 10^-9 + g g C_w2 D_f N_qm x 10^-9 (10.6.3.1.2c-1)

ở đây:

D_f = chiều sâu đế móng (mm)

g = dung trọng của đất cát hoặc sỏi cuội (kg/m³)

B = chiều rộng đế móng (mm)

C_W1, C_W2 = các hệ số lấy theo Bảng 1 như là hàm của DW (DIM)

D_W = chiều sâu đến mực nước tính từ mặt đất (mm)

N_g_m = hệ số sức kháng đỡ được điều chỉnh (DIM)

Bảng 10.6.3.1.2c-1- Các hệ số C_w1, C_w2 cho các chiều sâu nước ngầm khác nhau

D_w	C_w1	C_w2
0,0	0,5	0,5
D_f	0,5	1,0
> 1,5B + D_f	1,0	1,0

Đối với các vị trí trung gian của mực nước ngầm, các giá trị C_W1,C_W2 có thể xác định bằng cách nội suy giữa các giá trị được xác định trong Bảng 1.

Có thể lấy các hệ số khả năng chịu tải N_g_m, và N_qm như sau:

N_g_m = N_g s_g c_g i_g(10.6.3.1.2c-2)

N_qm = N_qs_qc_qi_qd_q (10.6.3.1.2c-3)

trong đó:

N_qm = hệ số khả năng chịu tải theo quy định trong Bảng 2 đối với móng trên nền đất tương đối bằng (DIM)

N_g = theo quy định trong Hình 1 đối với móng trên nền dốc hay kề giáp nền dốc (DIM)

N_q = hệ số khả năng chịu tải theo quy định của Bảng 2 đối với nền đất tương đối bằng (DIM)

= 0.0 đối với móng trên nền đất dốc hay kề giáp nền đất dốc (DIM)

s_q,s_g = các hệ số hình dạng được quy định trong các Bảng 3 và 4 tương ứng (DIM)

c_q,c_g = các hệ số ép lún của đất được quy định trong Bảng 5 và 6 (DIM)

i_q,i_g = các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng được quy định trong Bảng 7 & 8 (DIM)

d_q = hệ số độ sâu được quy định trong Bảng 9 (DIM)

Phải áp dụng các điều giải thích sau:

· Trong các Bảng 5 & 6, phải lấy q bằng ứng suất thẳng đứng ban đầu hữu hiệu tại độ sâu chôn móng, nghĩa là ứng suất thẳng đứng ở đáy móng trước khi đào, được hiệu chỉnh đối với áp lực nước.

· Trong các Bảng 7 và 8, phải lấy H và V là tải trọng nằm ngang và thẳng đứng chưa nhân hệ số.

· Trong Bảng 9, phải lấy giá trị của d_q trong trường hợp đất nằm trên đáy móng cũng tốt như đất dưới đáy móng. Nếu đất yếu hơn, dùng d_q = 1,0.

Bảng 10.6.3.1.2c-2 – Các hệ số khả năng chịu tải N_g và N_q đối với móng trên nền đất không dính (BARKER và người khác 1991)

Góc ma sát
(j_f) (độ)

N_g

N_q

110

155

225

330

115

160

Bảng 10.6.3.1.2c-3- Các hệ số hình dạng S_q cho móng trên đất không dính (Barker và người khác 1991)

Góc ma sát (j_f)
(Độ)

S_q(dim)

L/B = 1

L/B = 2

L/B = 5

L/B = 10

1,53

1,58

1,62

1,67

173

1,78

1,84

1,90

1,96

2,03

1,27

1,29

1,31

1,34

1,36

1,39

1,42

1,45

1,48

1,52

1,11

1,12

1,13

1,14

1,16

1,17

1,18

1,19

1,21

1,05

1,06

1,07

1,08

1,09

1,10

Bảng 10.6.3.1.2c-4- Hệ số hình dạng s_g cho móng trên đất không dính
(Barker và người khác 1991)

B/L	s_g (dim)
1	0,60
2	0,80
5	0,92
10	0,96

Bảng 10.6.3.1.2c-5 – Các hệ số ép lún của đất C_g và C_q cho móng vuông trên đất không dính (BARKER và người khác 1991)

Độ chặt tương đối D_r (%)

Góc ma sát (j_f) (Độ)

c_g = c_q

q = 0,024

MPa

q = 0,048

MPa

q = 0,096

MPa

q = 0,192

MPa

100

1,00

0,96

0,79

0,52

1,00

0,97

0,96

0,86

0,80

0,66

0,42

0,92

0,85

0,82

0,81

0,72

0,66

0,54

0,35

0,89

0,77

0,75

0,73

0,65

0,60

0,48

0,31

Bảng 10.6.3.1.2c-6 – Các hệ số ép lún của đất c_g và c_q cho các móng băng trên đất không dính (Barker và người khác 1991)

Độ chặt tương đối D_r (%)

Góc ma sát (j_f) (Độ)

c_g = c_q (dim)

q = 0,024

MPa

q = 0,048

MPa

q = 0,096

MPa

q = 0,192

MPa

100

0,85

0,80

0,76

0,73

0,62

0,56

0,44

0,25

0,75

0,68

0,64

0,61

0,52

0,47

0,36

0,21

0,65

0,58

0,54

0,52

0,43

0,39

0,30

0,17

0,60

0,53

0,49

0,47

0,39

0,35

0,27

0,15

Bảng 16.6.3.1.2c-7- Các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng i_g và i_q cho các tải trọng nghiêng theo chiều bề rộng móng (Barker và người khác 1991)

H/V

i_g(dim)

i_q
(dim)

Băng

L/B = 2

Vuông

Băng

L/B = 2

Vuông

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,07

0,73

0,61

0,51

0,42

0,34

0,27

0,22

0,17

0,13

0,09

0,06

0,04

0,03

0,76

0,65

0,55

0,46

0,39

0,32

0,26

0,20

0,16

0,12

0,09

0,06

0,04

0,77

0,67

0,57

0,49

0,41

0,34

0,26

0,22

0,18

0,14

0,10

0,07

0,05

0,81

0,72

0,64

0,56

0,49

0,42

0,36

0,30

0,25

0,20

0,16

0,12

0,09

0,84

0,76

0,69

0,62

0,55

0,49

0,43

0,37

0,31

0,26

0,22

0,17

0,13

0,85

0,78

0,72

0,65

0,59

0,52

0,46

0,41

0,35

0,30

0,25

0,21

0,16

Bảng 10.6.3.1.2c-8- Các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng i_g và i_q cho các tải trọng nghiêng theo chiều bề rộng của móng (BARKER và người khác 1991)

H/V

i_g(dim)

i_q(dim)

Băng

L/B = 2

Vuông

Băng

L/B = 2

Vuông

0,0

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,07

1,00

0,81

0,72

0,64

0,56

0,49

0,42

0,36

0,30

0,25

0,20

0,16

0,12

0,09

1,00

0,78

0,68

0,59

0,51

0,44

0,37

0,30

0,25

0,20

0,16

0,12

0,09

0,06

1,00

0,77

0,67

0,57

0,49

0,41

0,34

0,28

0,22

0,18

0,14

0,10

0,07

0,05

1,00

0,90

0,85

0,80

0,75

0,70

0,65

0,60

0,55

0,50

0,45

0,40

0,35

0,03

1,00

0,87

0,81

0,74

0,68

0,62

0,56

0,51

0,45

0,40

0,34

0,29

0,25

0,02

1,00

0,85

0,78

0,72

0,65

0,59

0,52

0,46

0,41

0,35

0,30

0,25

0,21

0,16

Bảng 10.6.3.1.2c-9- Hệ số độ sâu d_q cho loại đất không dính (Barker và người khác 1991)

Góc ma sát j_f	D_f/B (dim)	d_q(dim)
32	1 2 4 8	1,20 1,30 1,35 1,40
37	1 2 4 8	1,20 1,25 1,30 1,35
42	1 2 4 8	1,15 1,20 1,25 1,30

Khi móng đặt lên hệ đất dính hai lớp chịu tải trọng không thoát nước, có thể lấy khả năng chịu tải như sau:

(10.8.3.1.2c-4)

trong đó:

(10.6.3.1.2c-5)

trong đó:

c₁ = cường độ chịu cắt không thoát nước của lớp đất trên cùng lấy theo hình 3 (MPa)

q₂ = khả năng chịu tải cực hạn của móng áo có cùng kích thước và hình dạng của móng ực nhưng tựa lên bề mặt của lớp thứ hai (nằm dưới) của nền có hai lớp (MPa)

j’₁ = góc nội ma sát tai ứng suất hữu hiệu của lớp đất trên cùng (độ)

Hình 10.8.3.1.2c-1- Các hệ số khả năng chịu tải được điều chỉnh cho loại móng trong đất không dính và trên nền đất dốc hay liền kề nền đất dốc theo Mfyerhof (1957)

10.6.3.1.3. Các phương pháp bán thực nghiệm

10.6.3.1.3a. Tổng quát

Sức kháng đỡ danh định của các đất móng có thể được ước tính từ các kết quả thí nghiệm hiện trường hoặc bằng sức kháng quan sát được của các đất tương tự. Việc sử dụng thí nghiệm hiện trường riêng lẻ và nội suy các kết quả thí nghiệm phải xem xét đến các điều kiện địa phương. Các thí nghiệm sau đây có thể được dùng:

· Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)

· Thí nghiệm xuyên hình nón CPT, và

· Thí nghiệm đo áp lực

10.6.3.1.3b. Dùng SPT

Sức kháng đỡ danh định trong cát (MPa) dựa trên các kết quả SPT có thể lấy như:

(10.6.3.1.3b-1)

ở đây:

_corr = giá trị số búa trung bình SPT đã hiệu chỉnh trong giới hạn chiều sâu từ đáy móng đến 1.5B dưới đáy móng (Búa/300 mm)

B = chiều rộng đế móng (mm)

C_W1,C_W2 = hệ số hiệu chỉnh không thứ nguyên xét đến ảnh hưởng của nước ngầm, như được xác định trong Bảng 10.6.3.1.2c-1

D_f = chiều sâu chôn móng lấy đến đế móng (mm)

R_i = hệ số chiết giảm không thứ nguyên tính đến ảnh hưởng của độ nghiêng của tải trọng được cho trong các Bảng 1 và 2 (DIM)

H = tải trọng ngang chưa nhân hệ số để xác định hệ số H/V trong Bảng 1 và 2 (N) hoặc (N/mm)

V = tải trọng đứng chưa nhân hệ số để xác định tỷ lệ H/V trong Bảng 1 và 2 (N) hoặc (N/mm)

Bảng 10.6.3.1.3b-1- Hệ số độ nghiêng tải trọng, R_i, cho móng vuông

H/V	Hệ số độ nghiêng tải trọng, R_i
H/V	D_t/B = 0	D_t/B = 1	D_t/B = 5
0,0	1,00	1,00	1,00
0,10	0,75	0,80	0,85
0,15	0,65	0,75	0,80
0,20	0,55	0,65	0,70
0,25	0,50	0,55	0,65
0,30	0,40	0,50	0,55
0,35	0,35	0,45	0,50
0,40	0,30	0,35	0,45
0,45	0,25	0,30	0,40
0,50	0,20	0,25	0,30
0,55	0,15	0,20	0,25
0,60	0,10	0,15	0,20
0,50	0,20	0,25	0,30
0,55	0,15	0,20	0,25
0,60	0,10	0,15	0,20

Bảng 10.6.3.1.3b-2 – Hệ số độ nghiêng tải trọng, R_i cho móng hình chữ nhật

H/V	Hệ số độ nghiêng tải trọng, R_i
	Tải trọng nghiêng theo chiều rộng
	D_t/B = 0	D_t/B = 1	D_t/B = 5
0,0	1,00	1,00	1,00
0,10	0,70	0,75	0,80
0,15	0,60	0,65	0,70
0,20	0,50	0,60	0,65
0,25	0,40	0,50	0,55
0,30	0,35	0,40	0,50
0,35	0,30	0,35	0,40
0,40	0,25	0,30	0,35
0,45	0,20	0,25	0,30
0,50	0,15	0,20	0,25
0,55	0,10	0,15	0,20
0,60	0,05	0,10	0,15
H/V	Hệ số độ nghiêng tải trọng, R_i
	Tải trọng nghiêng theo chiều dài
	Dt/B = 0	D_t/B = 1	D_t/B = 5
0,0	1,00	1,00	1,00
0,10	0,80	0,85	0,90
0,15	0,70	0,80	0,85
0,20	0,65	0,70	0,75
0,25	0,55	0,65	0,70
0,30	0,50	0,60	0,65
0,35	0,40	0,55	0,60
0,40	0,35	0,50	0,55
0,45	0,30	0,45	0,50
0,50	0,25	0,35	0,45
0,55	0,20	0,30	0,40
0,60	0,15	0,25	0,35

10.6.3.1.3c. Dùng CPT

Sức kháng uốn danh định (MPa) đối với các móng đặt trên cát hoặc sỏi, căn cứ vào kết quả CPT có thể tính như sau:

(10.6.3.13c-1)

trong đó:

q_c = sức kháng chùy hình nón trung bình trên toàn bộ chiều sâu B dưới đế móng (MPa)

B = chiều rộng đế móng

D_f = chiều sâu chôn móng tính tới đáy của móng (mm)

R_i = hệ số điều chỉnh độ nghiêng tải trọng theo quy định ở Bảng 10.6.3.13b-1

C_W1,C_W2 = hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng của nước ngầm, như quy định trong Bảng 10.6.31.2c-1 (DIM)

10.6.3.1.3d. Dùng kết quả đo áp lực

Sức kháng đỡ danh định của đất nền (MPa) được xác định từ kết quả của thí nghiệm đo áp lực có thể tính như sau:

q_ult = [r_o + k (p_L + p_o)] R_t (10.6.3.1.3d-1)

trong đó:

r_o = tổng áp lực thẳng đứng ban đầu tại đáy móng (MPa)

k = hệ số khả năng chịu tải thực nghiệm lấy từ Hình 1

p_L = giá trị trung bình của áp lực giới hạn có được từ kết quả thí nghiệm đo áp lực trong khoảng sâu 1,5 B trên và dưới móng (MPa)

p_o = tổng áp lực ngang tại chiều sâu thí nghiệm đo áp lực (MPa)

R_t = hệ số chiết giảm độ nghiêng tải trọng cho trong Bảng 10.6.3.1.3b-1 và 10.6.3.1.3b-2 (DIM)

Nếu như giá trị của p_L thay đổi đáng kể trong khoảng độ sâu 1.5B trên và dưới đế móng cần phải sử dụng kỹ thuật lấy trung bình đặc biệt

Loại đất	Độ sệt hoặc tỷ trọng	(P_L – P_o) (MPa)	Cấp
Sét	Yếu đến rất chặt	< 1,1	1
Sét	Cứng	0,77 – 3,8	2
Cát và Sỏi cuội	Rời	0,38 – 0,77	2
Cát và Sỏi cuội	Rất chặt	2,9 – 5,8	4
Bùn	Rời đến trung bình	< 0,67	1
Bùn	Chặt	1,1 – 2,9	2
Đá	Cường độ rất thấp	0,96 – 2,9	2
	Cường độ thấp	2,9 – 5,8	3
	Cường độ trung bình đến cao	5,7 – 9,6⁺	4

Hình 10.6.3.1.3d-1- Giá trị của hệ số khả năng chịu tải thực nghiệm k (theo Hội địa kỹ thuật Canada (1985)

10.6.3.1.4. Thí nghiệm tấm ép

Sức kháng đỡ danh định có thể được xác định bằng thí nghiệm tấm ép được quy định trong Điều 10.4.3.2, phải thực hiện khảo sát thăm dò dưới mặt đất chính xác để xác định tính chất của đất ở dưới móng.

Sức kháng đỡ danh định được xác định từ thí nghiệm tải trọng có thể được ngoại suy từ các móng gần kề nơi có tính chất đất tương tự. ảnh hưởng của độ lệch tâm tải trọng.

10.6.3.1.5. Tác động của độ lệch tâm tải trọng

Khi tải trọng lệch tâm đối với trọng tâm của đế móng, phải dùng diện tích hữu hiệu chiết giảm, B’ x L’ nằm trong giới hạn của móng trong thiết kế địa kỹ thuật cho lún hoặc sức kháng đỡ. Áp lực chịu tải thiết kế trên diện tích hữu hiệu phải được giả định là đều. Diện tích hữu hiệu chiết giảm phải là đồng tâm với tải trọng.

Các kích thước chiết giảm dùng cho móng chữ nhật chịu tải trọng lệch tâm có thể lấy như:

B’ = B – 2e_B (10.6.3.1.5-1)

L’ = L – 2e_L (10.6.3.1.5-2)

ở đây:

e_B = lệch tâm song song với kích thước B (mm)

e_L = lệch tâm song song với kích thước L (mm)

Các móng dưới các tải trọng lệch tâm phải thiết kế nhằm bảo đảm:

· Sức kháng đỡ tính toán không nhỏ hơn các hiệu ứng của các tải trọng tính toán.

· Đối với móng đặt trên đất, độ lệch tâm của móng được ước tính dựa trên các tải trọng tính toán, nhỏ hơn 1/4 của kích thước móng tương ứng, B hoặc L.

Đối với thiết kế kết cấu móng chịu tải trọng lệch tâm, phải sử dụng phân bố áp lực tiếp xúc hình thang hoặc hình tam giác dựa trên các tải trọng tính toán.

Đối với móng không phải là hình chữ nhật, cần dùng các phương pháp tương tự dựa trên các nguyên tắc được xác định ở trên.

10.6.3.2. Sức kháng đỡ của đá

10.6.3.2.1. Tổng quát

Các phương pháp dùng để thiết kế các móng đặt trên đá cần được xem xét sự hiện trạng, hướng và điều kiện các vết nứt, các mặt cắt phong hóa và các mặt cắt tương tự khác khi ứng dụng cho các vị trí cụ thể.

Đối với các móng đặt trên đá tốt, độ tin cậy đối với các phân tích đơn giản và trực tiếp dựa trên cường độ nén một trục của đá và RQD có thể được ứng dụng. Đá tốt được định nghĩa như là một khối đá với các vết nứt không rộng hơn 3.2 mm. Đối với móng đặt trên đá kém hơn, các khảo sát điều tra và phân tích chi tiết hơn phải được thực hiện để xét đến ảnh hưởng của phong hóa và sự hiện hữu cũng như điều kiện của các vết nứt.

10.6.3.2.2. Các phương pháp nửa thực nghiệm

Sức kháng đỡ danh định của đá có thể được xác định bằng cách dùng các quan hệ thực nghiệm với Hệ thống đánh giá khối đá địa cơ RMR hoặc Viện địa kỹ thuật của Nauy, NGI, Hệ thống phân loại khối đá. Các kinh nghiệm địa phương phải được xem xét khi sử dụng các phương pháp nửa thực nghiệm.

Áp lực chịu tải tính toán của móng không được lấy lớn hơn cường độ chịu tải tính toán của bê tông đế móng.

10.6.3.2.3. Phương pháp phân tích

Sức kháng đỡ danh định của móng trên đá phải được xác định bằng cách sử dụng các nguyên lý cơ học đá đã được thiết lập dựa trên các thông số cường độ khối đá. Ảnh hưởng của các vết nứt đến dạng phá hoại cũng phải được xem xét.

10.6.3.2.4. Thử tải

Khi thích hợp, các thí nghiệm thử tải phải được thực hiện để xác định sức kháng đỡ danh định của các đế móng đặt trên đá.

10.6.3.2.5. Các giới hạn của độ lệch tâm tải trọng

Độ lệch tâm của tải trọng phải không vượt quá 3/8 của các kích thước B và L tương ứng.

10.6.3.3. Phá hoại do trượt

Phá hoại do trượt phải được khảo sát cho những móng chịu tải trọng nghiêng và/ được đặt trên mái dốc.

Đối với những móng nằm trên đất sét, phải xem xét khả năng xuất hiện khoảng trống do co ngót giữa đất và móng. Phải xét đến khả năng chuyển vị tương lai của đất phía trước móng nếu lực kháng bị động là một phần của sức kháng cắt cần thiết cho việc chống trượt.

Sức kháng tính toán chống lại phá hoại do trượt, đo bằng N, có thể tính như sau:

Q_R = j Q_n = j_T Q_T + j_ep Q_ep (10.6.3.3-1)

trong đó:

j_T = hệ số sức kháng cho sức kháng trượt giữa đất và móng cho trong Bảng 10.5.5-1

Q_T = sức kháng trượt danh định giữa đất và móng (N)

j_ep = hệ số sức kháng cho sức kháng bị động cho trong Bảng 10.5.5-1

Q_ep = sức kháng bị động danh định của đất có trong suốt tuổi thọ thiết kế của kết cấu (N)

Nếu như đất bên dưới đế móng là đất rời thì:

Q_T = V tan d (10.6.3.3-2)

với:

tan d = tan j_f đối với bê tông đổ trên đất

= 0,8 tan j_f đối với đế móng bê tông đúc sẵn

ở đây:

j_f = góc nội ma sát của đất (độ)

V = tổng các lực thẳng đứng (N)

Đối với những đế móng đặt trên sét, sức kháng trượt có thể lấy giá trị nhỏ hơn trong:

· Lực dính của sét, hoặc

· Khi đế móng được đặt trên ít nhất 150 mm vật liệu hạt đầm chặt, một nửa ứng suất pháp tuyến trên giao diện giữa móng và đất như trong Hình 1 cho các tường chắn. Những ký hiệu sau đây dùng cho Bảng 1.

q_s = sức kháng cắt đơn vị bằng S_u hay 0,5 d’_v lấy giá trị nhỏ hơn

Q_T = diện tích theo biểu đồ q_s (được kẻ)

S_u = cường độ cắt không thoát nước (MPa)

d’_v = ứng suất thẳng đứng có hiệu (Mpa)

Hình 10.6.3.3-1- Phương pháp ước tính sức kháng trượt của các tường trên đất sét

10.6.4. THIẾT KẾ KẾT CẤU

Thiết kế kết cấu của đế móng phải tuân thủ các yêu cầu trong Điều 5.13.3.

10.7. CỌC ĐÓNG

10.7.1. TỔNG QUÁT

10.7.1.1. Phạm vi áp dụng

Phải xét đến đóng cọc khi đế móng không thể đặt trên đá, đất dính trạng thái cứng hoặc vật liệu móng dạng hạt với một chi phí hợp lý. Tại những nơi mà tình trạng đất thông thường cho phép sử dụng móng mở rộng nhưng có khả năng xảy ra xói, cọc có thể được dùng như một biện pháp chống xói.

10.7.1.2. Độ xuyên của cọc

Độ xuyên của cọc phải được xác định dựa trên khả năng chịu tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang và chuyển vị của cả cọc và đất bên dưới. Nói chung, trừ khi đạt độ chối, độ xuyên thiết kế với bất kỳ cọc nào cũng không được nhỏ hơn 3000 mm trong đất dính, rắn chắc hoặc vật liệu hạt chặt và không được nhỏ hơn 6000 mm trong đất dính mềm yếu hoặc vật liệu dạng hạt rời.

Trừ khi đạt được độ chối, cọc cho trụ mố kiểu khung phải xuyên không nhỏ hơn 1/3 chiều dài tự do của cọc.

Đóng cọc nhằm xuyên qua một lớp đất bên trên mềm hoặc rời nằm trên lớp đất chắc và cứng, phải xuyên qua lớp đất rắn một khoảng cách thích hợp để hạn chế chuyển vị của các cọc cũng như đạt được khả năng chịu tải thích hợp.

10.7.1.3. Sức kháng

Các cọc phải được thiết kế để có khả năng chịu tải và khả năng kết cấu đảm bảo với độ lún cho phép và độ chuyển vị ngang cho phép.

Sức kháng đỡ của các cọc phải được xác định bằng các phương pháp phân tích tĩnh học trên cơ sở sự tương tác đất – kết cấu, thử tải, dùng thiết bị phân tích khi đóng cọc hoặc kỹ thuật do sóng ứng suất khác với CAPWAP. Khả năng chịu tải có thể được xác định thông qua kết quả khảo sát thăm dò dưới mặt đất, kết quả thí nghiệm tại hiện trường hoặc trong phòng thí nghiệm, các phương pháp phân tích, thí nghiệm tải trọng cọc, và bằng cách tham khảo quá trình làm việc trước đây. Cũng phải xét đến:

· Sự khác nhau giữa sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc,

· Khả năng chịu tải của lớp đất nằm phía dưới chịu tải trọng của nhóm cọc,

· Ảnh hưởng của việc đóng cọc tới các kết cấu liền kề,

· Khả năng xói và ảnh hưởng của chúng, và

· Sự truyền lực từ đất đang cố kết như lực ma sát bề mặt âm hay các lực kéo xuống dưới

Các hệ số sức kháng đối với khả năng chịu tải của cọc có được từ các thí nghiệm tải trọng hiện trường hoặc từ thiết bị phân tích đóng cọc được cho trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.1.4. ảnh hưởng của đất đang lún và các tải trọng kéo xuống

Phải xét đến các phát triển có thể của các tải trọng kéo xuống lên các cọc khi:

· Ở những nơi các cọc nằm dưới lớp đất sét, bùn hoặc than bùn,

· Ở những nơi đất đắp mới được đắp lên trên bề mặt trước đây, và

· Khi mức nước ngầm bị hạ thấp đáng kể.

Các tải trọng kéo xuống dưới phải được xem như là tải trọng khi sức kháng đỡ và độ lún của móng được khảo sát.

Có thể tính toán tải trọng kéo xuống như trình bày trong Điều 10.7.3.3 với hướng của các lực ma sát bề mặt được đảo lại. Tải trọng kéo xuống tính toán phải được cộng thêm vào tải trọng tĩnh thẳng đứng tính toán áp dụng cho móng sâu khi đánh giá khả năng chịu tải theo trạng thái giới hạn cường độ.

Phải cộng tải trọng kéo xuống vào tải trọng tĩnh thẳng đứng dùng cho các móng sâu khi đánh giá độ lún ở trạng thái giới hạn sử dụng.

10.7.1.5. Khoảng cách cọc, tĩnh không và độ ngàm

Khoảng cách tim-tới-tim cọc không được nhỏ hơn 750 mm hay 2,5 lần đường kính hay chiều rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơn. Khoảng cách từ mặt bên của bất kỳ cọc nào tới mép gần nhất của móng phải lớn hơn 225 mm.

Đỉnh của các cọc phải được thiết kế ngàm sâu ít nhất 300 mm trong bệ móng sau khi đã dọn đi tất cả các vật liệu cọc hư hại. Nếu như cọc được gắn với bệ móng bằng các thanh cốt thép chôn hay các tao, chúng phải được chôn sâu không nhỏ hơn 150 mm vào bệ móng. Khi rầm bê tông cốt thép được đúc tại chỗ và được dùng như rầm mũ được đỡ bởi các cọc, lớp bê tông bảo vệ ở phía các cọc phải dày hơn 150 mm, cộng thêm một lượng nhằm xét đến sự không thẳng cho phép, và các cọc phải được thiết kế ít nhất ngàm sâu trong bệ cọc 150 mm. Khi cốt thép cọc được neo trong bệ cọc thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.13.4.1, độ ngàm có thể nhỏ hơn 150 mm.

10.7.1.6. Cọc xiên

Phải tránh dùng cọc xiên khi có thể có tải trọng kéo xuống (do ma sát âm) và trong Vùng động đất 3 và 4.

Phải dùng các cọc xiên khi sức kháng ngang của các cọc thẳng đứng không đủ để chống lại các lực ngang truyền lên móng, hoặc khi cần tăng thêm độ cứng của toàn bộ kết cấu.

10.7.1.7. Mực nước ngầm và lực nổi

Khả năng chịu tải phải được xác định bằng cách dùng mực nước ngầm giống như đã dùng để tính các hiệu ứng lực. Phải xét đến ảnh hưởng của áp lực thủy tĩnh trong thiết kế.

10.7.1.8. Bảo vệ chống hư hỏng

Tối thiểu, phải xét đến các loại hư hại sau:

· Sự ăn mòn các móng cọc thép, đặc biệt trong nền đất đắp, độ pH thấp và môi trường biển,

· Các chất sunfat, clorit và a xít phá hủy móng cọc bê tông,

Phải xét đến các tình trạng dưới đây như là dấu hiệu khả năng xảy ra hư hại hoặc ăn mòn cọc:

· Điện trở suất ít hơn 100 ohm/mm,

· pH ít hơn 5.5,

· pH giữa 5.5 và 8.5 trong đất có hàm lượng hữu cơ cao,

· Nồng độ sunfat lớn hơn 1000 ppm,

· Đất đắp hay xỉ đắp,

· Đất chịu nước thải của mỏ hoặc nước thải công nghiệp,

· Các vùng có hỗn hợp đất có điện trở suất cao và đất có điện trở suất thấp nhưng tính kiềm cao, và

Phải xét đến các tình trạng nước sau đây như là dấu hiệu khả năng hư hại hay ăn mòn cọc:

· Hàm lượng clorit nhiều hơn 500 ppm,

· Nồng độ sunfat lớn hơn 500 ppm,

· Nước mặt chảy từ mỏ hay khu công nghiệp,

· Hàm lượng hữu cơ cao,

· pH nhỏ hơn 5,5,

· Cọc chịu chu kỳ ướt/khô.

Khi nghi ngờ có các chất thải hóa học, phải xét đến các phân tích hóa học mẫu đất và nước ngầm.

10.7.1.9. Lực nhổ

Móng cọc được thiết kế để chống lại nhổ phải được kiểm tra cả về sức kháng nhổ và khả năng kết cấu chịu được các ứng suất kéo.

10.7.1.10. Chiều dài ước tính

Phải thể hiện chiều dài ước tính của cọc cho mỗi kết cấu phần dưới trên các bản vẽ và phải căn cứ vào sự đánh giá cẩn trọng về các thông tin của nền dưới mặt đất, các tính toán khả năng chịu tải ngang và chịu tải tĩnh, và/hoặc kinh nghiệm trong quá khứ.

10.7.1.11. Cao độ dự kiến và cao trình mũi cọc tối thiểu

Cần thể hiện các cao trình dự kiến và cao trình mũi cọc tối thiểu của từng kết cấu phần dưới trong các bản vẽ hợp đồng. Các cao trình mũi cọc dự kiến phải phản ánh được cao độ tại đó có thể đạt được khả năng chịu tải cực hạn cần thiết của cọc.

Các cao trình mũi cọc dự kiến tối thiểu phải phản ánh được độ xuyên vào đất cần thiết để chống đỡ các tải trọng ngang lên cọc, bao gồm xói lở nếu có và/ hoặc độ xuyên qua các địa tầng không thích hợp nằm trên.

10.7.1.12. Các cọc xuyên qua nền đất đắp

Khi đóng cọc xuyên qua nền đất đắp, phải đảm bảo ngập xuyên ít nhất là 3000 mm qua lớp đất nguyên thủy trừ phi đến độ chối do gặp đá gốc hay gặp địa tầng chịu lực đủ rắn ở một độ sâu ít hơn. Vật liệu đắp nền phải được chọn lọc sao cho không cản trở việc hạ cọc đến chiều sâu yêu cầu. Kích cỡ hạt tối đa của bất cứ loại đất đắp nào đề không được vượt quá 150 mm. Các vị trí khoan thăm dò trước hay cọc khoan đập cần được quy định khi cần thiết, đặc biệt đối với các loại cọc chuyển vị.

10.7.1.13. Các cọc thử

Phải xét đến việc đóng các cọc thử cho kết cấu phần dưới để xác định các đặc trưng thi công, đánh giá khả năng của cọc theo chiều sâu và thiết lập các chiều dài cọc để chỉ thị cho nhà thầu phải làm. Các cọc có thể được thí nghiệm theo phương pháp thử tải trọng tĩnh, thử động, các nghiên cứu về tính dễ hạ cọc hoặc kết hợp giữa chúng với nhau, căn cứ vào sự hiểu biết về các điều kiện của nền đất. Có thể tăng số lượng cọc thử cần thiết tùy theo các điều kiện nền đất không đồng đều. Có thể không yêu cầu thử cọc khi có kinh nghiệm trước đó về cùng loại cọc và cùng khả năng chịu tải tới hạn của cọc trong điều kiện nền đất tương tự.

10.7.1.14. Phân tích phương trình sóng

Khi thiết kế nền móng cọc, cần đánh giá tính dễ thi công bằng cách dùng chương trình vi tính về phương trình sóng. Cần sử dụng phương trình sóng để xác nhận có thể thi công đoạn cọc theo thiết kế đạt đến độ sâu mong muốn và khả năng chịu tải tới hạn của cọc cũng như phạm vi của mức tải cho phép khi hạ cọc được quy định trong Điều 10.7.1.16 khi dùng một hệ thống đóng hạ cọc có kích cỡ thích hợp.

10.7.1.15. Việc kiểm tra động

Có thể quy định việc kiểm tra động cho các cọc được thi công trong các điều kiện nền đất khó khăn như là đất có các vật cản và đá cuội hoặc bề mặt của đá gốc nghiêng nhiều, cũng như để đánh giá thi công phù hợp với khả năng chịu lực của cọc về mặt kết cấu. Việc kiểm tra động có thể còn được xem xét để kiểm nghiệm khả năng địa kỹ thuật trong trường hợp quy mô của công trình hay các giới hạn khác không cho phép áp dụng thí nghiệm nén tĩnh.

10.7.1.16. Các ứng suất đóng cọc cho phép tối đa

Có thể ước tính tải trọng đóng cọc bằng cách phân tích phương trình sóng hay kiểm tra động đối với lực và gia tốc ở đầu cọc trong quá trình đóng cọc.

Lực đóng cọc tối đa đối với các cọc được đóng ở trên đầu cọc không được vượt quá các sức kháng tính toán sau đây theo tên gọi và các hệ số sức kháng cho trong các Chương 5 & 6 khi thích hợp:

Các cọc thép

· Chịu nén 0,90j F_y A_g

· Chịu kéo 0,90j F_y A_n

Các cọc bê tông

· Chịu nén 0,85j f’_c A_c

· Chịu kéo 0,70j F_y A_s

Các cọc bê tông dự ứng lực

· Chịu nén j(0,85f’_c – f_pe) A_c

· Chịu kéo – môi trường bình thường

· Chịu kéo – môi trường xâm thực nghiêm trọng j f_pe A_ps

10.7.2. CHUYỂN VỊ VÀ SỨC KHÁNG ĐỠ Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

10.7.2.1. Tổng quát

Với mục đính tính toán độ lún của nhóm cọc, tải trọng được giả định tác động lên móng tương đương đặt tại hai phần ba độ sâu chôn cọc vào lớp chịu lực như trong Hình 1.

Với các cọc trong đất rời, độ lún của móng sẽ được khảo cứu bằng cách dùng tất cả các tải trọng tác dụng trong Tổ hợp Tải trọng sử dụng cho trong Bảng 3.4.1-1. Với các cọc trong đất dính, cũng sử dụng Tổ hợp Tải trọng sử dụng với tất cả các tải trọng, ngoại trừ các tải trọng tức thời có thể bỏ qua.

Phải sử dụng tất cả các tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng thích hợp cho trong Bảng 3.4.1-1 để đánh giá chuyển vị ngang của móng.

Hình 10.7.2.1-1 – Vị trí móng tương đương (theo Duncan và Buchignani 1976)

10.7.2.2. Các Tiêu chuẩn chuyển vị ngang

Phải áp dụng các quy định của Điều 10.6.2.2.

Chuyển vị ngang không được vượt quá 38 mm.

10.7.2.3. Độ lún

10.7.2.3.1. Tổng quát

Độ lún của móng không được vượt quá độ lún cho phép như được chọn theo Điều 10.6.2.2

10.7.2.3.2. Đất dính

Phải dùng các phương pháp dùng cho móng nông để ước tính độ lún của nhóm cọc, bằng cách sử dụng vị trí móng tương đương cho trong Hình 10.7.2.1-1

10.7.2.3.3. Đất rời

Độ lún của nhóm cọc trong đất rời có thể được ước tính bằng cách sử dụng kết quả thí nghiệm ngoài hiện trường và vị trí móng tương đương cho trong Hình 10.7.2.1-1.

Độ lún của nhóm cọc trong đất rời có thể tính như sau:

Sử dụng SPT:		(10.7.2.3.3-1)
Sử dụng CPT:		(10.7.2.3.3-2)

trong đó:

(10.7.2.3.3-3)

ở đây:

q = áp lực móng tĩnh tác dụng tại 2D_b/3 cho trong Hình 10.7.2.1-1. Áp lực này bằng với tải trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm được chia bởi diện tích móng tương đương và không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa các cọc (MPa).

X = chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm),

r = độ lún của nhóm cọc (mm)

I = hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm

D’ = độ sâu hữu hiệu lấy bằng 2D_b/3 (mm)

D_b = độ sâu chôn cọc trong lớp chịu lực như cho trong Hình 10.7.2.1-1 (mm)

N_corr = giá trị trung bình đại diện đã hiệu chỉnh cho số đếm SPT của tầng phủ trên độ sâu X phía dưới đế móng tương đương (Búa/300 mm)

N = số đếm SPT đo trong khoảng lún (Búa/300 mm)

s’_v = ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa)

q_c = sức kháng xuyên hình nón tĩnh trung bình trên độ sâu X dưới móng tương đương (MPa)

10.7.2.4. Chuyển vị ngang

Chuyển vị ngang của móng cọc không được vượt quá chuyển vị ngang cho phép như đã chọn theo Điều 10.7.2.2.

Chuyển vị ngang của nhóm cọc phải được ước tính bằng cách dùng phương pháp có xét đến tương tác đất-kết cấu.

10.7.2.5. Các Giá trị giả định về lực chống

Phải áp dụng các quy định của Điều 10.6.2.3.

10.7.3. SỨC KHÁNG Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

10.7.3.1. Tổng quát

Các sức kháng phải xét đến bao gồm:

· Sức kháng đỡ của cọc,

· Sức kháng nhổ của cọc,

· Xuyên thủng của cọc từ lớp đất tốt vào lớp yếu hơn, và

· Sức kháng kết cấu của các cọc.

10.7.3.2. Tải trọng dọc trục của cọc

Phải dành sự ưu tiên cho quá trình thiết kế dựa trên các phân tích tĩnh kết hợp với quan trắc hiện trường trong khi đóng cọc hay thí nghiệm tải trọng. Kết quả thí nghiệm tải trọng có thể được ngoại suy cho các kết cấu gần kề có điều kiện đất tương tự. Sức kháng đỡ của cọc có thể được ước tính bằng cách dùng các phương pháp phân tích hay phương pháp thí nghiệm hiện trường.

Sức kháng đỡ tính toán của các cọc Q_R có thể tính như sau:

Q_R = j Q_n = j_q Q_ult (10.7.3.2-1)

hay

Q_R = jQ_n = j_q _p Q_p + j_qs Q_s (10.7.3.2-2)

với:

Q_p = q_p A_p (10.7.3.2-3)

Q_s = q_s A_s (10.7.3.2-4)

trong đó:

j_q = hệ số sức kháng dùng cho sức kháng đỡ của một cọc đơn, cho trong Điều 10.5.4 dùng cho các phương pháp không phân biệt giữa sức kháng toàn bộ và sự góp phần riêng rẽ của sức kháng mũi và thân cọc.

Q_ult = sức kháng đỡ của một cọc đơn (N)

Q_p = sức kháng mũi cọc (N)

Q_s = sức kháng thân cọc (N)

q_p = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)

q_s = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)

A_s = diện tích bề mặt thân cọc (mm²)

A_p = diện tích mũi cọc (mm²)

j_qp = hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-2 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc.

j_qs = hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5 -2 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc.

10.7.3.3. Ước tính nửa thực nghiệm sức kháng của cọc

10.7.3.3.1. Tổng quát

Có thể dùng cả phương pháp tổng ứng suất và ứng suất hữu hiệu, với điều kiện các tham số cường độ đất thích hợp là có sẵn. Các hệ số sức kháng đối với ma sát bề mặt và sức kháng mũi, được ước tính bằng phương pháp nửa thực nghiệm, như quy định trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.3.3.2. Sức kháng thân cọc

Có thể sử dụng một hay nhiều hơn trong ba phương pháp cụ thể được trình bày dưới đây, khi thích hợp

10.7.3.3.2a. Phương pháp a

Phương pháp a, dựa trên tổng ứng suất, có thể được dùng để liên hệ sự kết dính giữa cọc và đất sét với cường độ không thoát nước của đất sét. Ma sát đơn vị bề mặt danh định (MPa) có thể lấy bằng:

Q_s = a S_u (10.7.3.3.2a-1)

ở đây:

S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (MPa)

a = hệ số kết dính áp dụng cho S_u (DIM)

Hệ số kết dính, a, có thể được giả định thay đổi với giá trị cường độ kháng cắt không thoát nước, S_u như cho trong Hình 1.

Hình 10.7.3.3.2a-1- Các đường cong thiết kế về hệ số kết dính cho cọc đóng vào đất sét (theo Tomlinson, 1987)

10.7.3.3.2b. Phương pháp b

Phương pháp b, dựa vào ứng suất hữu hiệu, có thể được sử dụng để dự đoán ma sát bề mặt của cọc. Ma sát đơn vị bề mặt danh định (MPa) có thể có liên quan tới các ứng suất hữu hiệu trong đất như sau:

q_s = b s’_v (10.7.3.3.2b-1)

ở đây:

s’_v = ứng suất hữu hiệu thẳng đứng (MPa)

b = hệ số lấy từ Hình 1

Hình 10.7.3.3.2b-1- Quan hệ b-OCR đối với chuyển vị cọc (theo Esrig và Kirby, 1979)

Có thể dùng phương pháp Nordlund để mở rộng phương pháp b cho các cọc không có hình lăng trụ trong đất dính, trong trường hợp này hệ số sức kháng có thể lấy như đối với phương pháp b theo quy định trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.3.3.2c. Phương pháp l

Phương pháp b, dựa trên ứng suất hữu hiệu, có thể dùng để biểu thị mối tương quan giữa ma sát đơn vị bề mặt (MPa) với áp lực đất bị động như sau:

q_s = l (s’_v + 2S_u) (10.7.3.3.2c-1)

ở đây

(s’_v + 2S_u) = áp lực đất nằm ngang bị động (MPa)

l = hệ số thực nghiệm lấy từ Hình 1 (DIM)

Hình 10.7.3.3.2c-1- Hệ số l cho cọc ống đóng (theo Vijayvergiya và Focht, 1972)

10.7.3.3.3. Sức kháng mũi cọc

Sức kháng đơn vị mũi cọc trong đất sét bão hòa (MPa) có thể tính như sau:

q_p = 9 S_u (10.7.3.3.3-1)

S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước của sét gần chân cọc (MPa)

10.7.3.4. Ước tính sức kháng của cọc dựa trên thí nghiệm hiện trường

10.7.3.4.1. Tổng quát

Các hệ số sức kháng đối với ma sát bề mặt và sức kháng mũi cọc, được ước tính bằng các phương pháp hiện trường được quy định trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.3.4.2. Sử dụng kết quả SPT

Phương pháp này sẽ chỉ áp dụng cho cát và bùn không dẻo

10.7.3.4.2a. Sức kháng mũi cọc

Sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa), cho các cọc đóng tới độ sâu Db trong đất rời có thể tính như sau:

	(10.7.3.4.2a-1)
với:
	(10.7.3.4.2a-2)

ở đây:

N_corr = số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, s’_v (Búa/300 mm)

N = số đếm SPT đo được (Búa/300 mm)

D = chiều rộng hay đường kính cọc (mm)

D_b = chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm)

q_ℓ = sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0,4 N_corr cho cát và 0,3 N_corr cho bùn không dẻo (MPa).

10.7.3.4.2b. Ma sát bề mặt

Ma sát bề mặt danh định của cọc trong đất rời (MPa) có thể tính như sau:

· Đối với cọc đóng chuyển dịch:

q_s = 0,0019 (10.7.3.4.2b-1)

· Đối với cọc không chuyển dịch (ví dụ cọc thép chữ H)

q_s = 0,00096 (10.7.3.4.2b-2)

ở đây:

q_s = ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa)

= số đếm búa SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân cọc (Búa/300 mm)

10.7.3.4.3. Sử dụng CPT

10.7.3.4.3a. Tổng quát

CPT có thể dùng để xác định:

· Sức kháng xuyên hình nón, q_c, có thể được dùng để xác định khả năng chịu lực mũi cọc, và

· Ma sát ống, f_s, có thể được dùng để xác định khả năng ma sát bề mặt.

10.7.3.4.3b. Sức kháng mũi cọc

Sức kháng mũi cọc, q_p (MPa) có thể được xác định như cho trong Hình 1

với:

q_p = (10.7.3.4.3b-1)

ở đây:

q_c1 = giá trị trung bình của q_c trên toàn bộ chiều sâu yD dưới mũi cọc (đường a-b-c). Tổng giá trị q_c theo cả hướng xuống (đường a-b) và hướng lên (đường b-c). Dùng các giá trị q_c thực dọc theo đường a-b và quy tắc đường tối thiểu dọc theo đường b-c. Tính toán q_c1 cho các giá trị y từ 0,7 đến 4,0 và sử dụng giá trị tối thiểu q_c1 thu được (MPa).

q_c2 = giá trị trung bình của q_c trên toàn bộ khoảng cách 8D bên trên mũi cọc (đường c-e). Sử dụng quy tắc đường tối thiểu như đối với đường b-c trong tính toán q_c1. Bỏ qua các đỉnh lõm nhỏ “X”, nếu trong cát, nhưng đưa vào đường nhỏ nhất nếu trong sét.

Sức kháng hình nón trung bình tối thiểu giữa 0,7 và 4 đường kính cọc bên dưới cao độ mũi cọc có được thông qua quá trình thử dần, với việc sử dụng quy tắc đường tối thiểu. Quy tắc đường tối thiểu cũng sẽ được dùng để tìm ra giá trị sức kháng hình nón cho đất trong khoảng tám lần đường kính cọc bên trên mũi cọc. Tính trung bình hai kết quả để xác định sức kháng mũi cọc.

Hình 10.7.3.4.3b-1- Phương pháp tính sức chịu đầu cọc (theo Nottinghan và Schmertmann, 1975)

10.7.3.4.3c. Ma sát bề mặt

Sức kháng ma sát bề mặt danh định của cọc (N) có thể tính như sau:

(10.7.3.4.3c-1)

ở đây:

K_s,c = các hệ số hiệu chỉnh: K_c Cho các đất sét và K_s cho đất cát lấy từ Hình 1(DIM)

L_i = chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm)

D = chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm)

f_si = sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa)

a_si = chu vi cọc tại điểm xem xét (mm)

h_i = khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm)

N_i = số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dưới mặt đất 8D

N₂ = số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc.

Hình 10.7.3.4.3c-1- Hệ số hiệu chỉnh ma sát cọc K_s và K_c (theo Nottingham và Schmertmann, 1975)

10.7.3.5. Cọc tựa trên đá

Hệ số sức kháng đối với sức kháng đầu cọc tựa trên đá phải được lấy như quy định trong Bảng 10.5.5.2.

Trong trường hợp mỗi bề rộng cọc và mỗi khoảng cách các đường nứt của đá vượt quá 300 mm và khi chiều dày đường nứt không được lấp đất nhỏ hơn 6.4mm hay được lấp bằng đất hay đá vụn có bề rộng nhỏ hơn 25mm.

Sức kháng đỡ đơn vị danh định của mũi cọc qp của các cọc đóng đến đá bằng MPa có thể tính như sau:

q_p = 3 q_u K_sp d (10.7.3.5-1)

trong đó:

	(10.7.3.5-1)

ở đây:

q_u = cường độ nén dọc trục trung bình của lõi đá (MPa)

d = hệ số chiều sâu không thứ nguyên (DIM)

K_ps = hệ số khả năng chịu tải không thứ nguyên, từ Hình 1 (DiM)

s_d = khoảng cách các đường nứt (mm)

t_d = chiều rộng các đường nứt (mm)

D = chiều rộng cọc (mm)

H_s = chiều sâu chôn cọc vào trong hố đá tính bằng 0.0 cho những cọc tỳ vào đỉnh của đá gốc (mm)

D_s = đường kính của hố đá (mm)

Phương pháp này không được áp dụng cho đá bị phân lớp mềm, chẳng hạn như diệp thạch yếu hay đá vôi yếu.

Cọc được đặt trên đá yếu phải được thiết kế xử lý đá mềm như đất, được quy định trong Điều 10.7.3.3 cho các cọc đặt trên vật liệu dính và Điều 10.7.3.4 cho các cọc đặt trên vật liệu rời.

Hình 10.7.3.5-1- Hệ số khả năng chịu tải (theo Hội Địa kỹ thuật Canada, 1985)

10.7.3.6. Thử tải cọc và kiểm tra hiện trường

Thí nghiệm kéo nén và tải trọng ngang của các cọc phải tuân thủ:

· Phương pháp thử cọc dưới tải trọng nén dọc trục tĩnh – ASTM D1143

· Phương pháp thí nghiệm cọc đơn dưới tải trọng kéo dọc trục tĩnh – ASTM D3689

· Phương pháp thí nghiệm cọc dưới tải trọng ngang – ASTM D3966

Hệ số sức kháng cho sức kháng nén dọc trục và khả năng kéo dọc trục có được từ thử tải trọng cọc cho trong Bảng 10.5.5-2.

Thí nghiệm hiện trường bằng máy phân tích đóng cọc phải tuân thủ:

Phương pháp thử cho Thí nghiệm động ứng suất cao của cọc ASTM D4945

Hệ số sức kháng đối với sức kháng nén dọc trục và sức kháng kéo lên có được từ các thí nghiệm tải trọng cọc được cho trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.3.7. Lực nhổ

10.7.3.7.1. Tổng quát

Phải xét đến lực nhổ khi hiệu ứng lực được tính toán căn cứ vào tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ thích hợp là lực kéo.

Khi các cọc chịu lực kéo, chúng phải được khảo cứu cả về sức kháng nhổ và khả năng kết cấu để chống lại sự kéo và truyền nó tới đế móng.

10.7.3.7.2. Sức kháng nhổ của cọc đơn

Sức kháng nhổ của cọc đơn phải được ước tính theo phương pháp tương tự như phương pháp ước tính sức kháng ma sát bề mặt của cọc chịu nén trong Điều 10.7.3.3 và 10.7.3.4.

Sức kháng nhổ tính toán tính bằng N, có thể tính như sau:

Q_R = j Q_n = j_u Q_s (10.7.3.7.2-1)

ở đây:

Q_s = khả năng kháng nhổ danh định do sức kháng thân cọc (N)

j_u = hệ số sức kháng đối với khả năng kháng nhổ cho trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.3.7.3. Sức kháng nhổ của nhóm cọc

Sức kháng nhổ tính toán của nhóm cọc tính bằng N, phải được tính như sau:

Q_R = j Q_n = j_ug Q_ug (10.7.3.7.3-1)

ở đây:

j_ug = hệ số sức kháng quy định trong Bảng 10.5.5-2

Q_ug = khả năng kháng nhổ danh định của nhóm cọc (N)

Sức kháng nhổ, Q_ug của nhóm cọc phải được lấy số nhỏ hơn trong:

· Tổng của sức kháng nhổ của cọc đơn, hoặc

· Khả năng kháng nhổ của nhóm cọc được xem như là một khối.

Đối với nhóm cọc trong đất rời. Trọng lượng của khối bị nâng sẽ được xác định bằng cách dùng sự truyền của tải trọng là 1/4 từ đế của nhóm cọc trong Hình 1. Trọng lượng đơn vị nổi sẽ được dùng cho đất bên dưới mức nước ngầm.

Trong đất dính, khối kháng lại lực nhổ khi cắt không thoát nước sẽ được lấy theo Hình 2. Lực kháng nhổ danh định có thể tính như sau:

Q_n = Q_ug = (2XZ + 2YZ) + W_g (10.7.3.7.3-2)

ở đây:

X = chiều rộng của nhóm, cho trong Hình 2 (mm)

Y = chiều dài của nhóm, cho trong Hình 2 (mm)

Z = chiều sâu của khối đất dưới bệ cọc, cho trong Hình 2 (mm)

= cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình dọc theo thân cọc (MPa)

W_g = trọng lượng của khối đất, cọc và bệ cọc (N)

Hệ số sức kháng cho khả năng kháng nhổ danh định của nhóm cọc, Qug được xác định như là tổng các lực kháng nhổ của các cọc đơn, sẽ được tính giống như cách tích cho khả năng kháng nhổ của cọc đơn cho trong Bảng 10.5.5-2.

Hệ số sức kháng cho khả năng kháng nhổ của nhóm cọc được xem như là một khối được cho trong Bảng 10.5.5-2 cho nhóm cọc trong đất sét và trong cát.

Hình 10.7.3.7.3-1- Lực nhổ của nhóm cọc đặt gần nhau trong đất rời (theo Tomlinson, 1987)

Hình 10.7.3.7.3-2- Lực nhổ của nhóm cọc trong đất dính (theo Tomlinson, 1987)

10.7.3.8. Tải trọng ngang

Đối với các cọc chịu tải trọng ngang, đầu cọc sẽ được ngàm vào bệ cọc. Bất kỳ đất bị xáo trộn nào hoặc các lỗ rỗng được tạo ra trong quá trình đóng cọc sẽ được thay thế bằng vật liệu hạt được đầm chặt.

Các ảnh hưởng của tương tác đất-kết cấu hoặc đá-kết cấu giữa các cọc và đất bao gồm số lượng và khoảng cách các cọc trong nhóm phải được xem xét khi thiết kế các cọc chịu tải trọng ngang.

10.7.3.9. Sức kháng đỡ của cọc xiên

Sức kháng đỡ của nhóm cọc bao gồm các cọc xiên có thể được ước tính bằng cách xử lý cọc xiên như là các cọc thẳng đứng.

10.7.3.10. Sức kháng đỡ dọc trục của nhóm cọc

10.7.3.10.1. Tổng quát

Sức kháng tính toán của nhóm cọc (N) được tính như sau:

Q_R = jQ_n = j_g Q_g (10.7.3.10.1-1)

ở đây:

Q_g = sức kháng danh định của nhóm cọc (N)

j_g = hệ số sức kháng của nhóm cọc quy định trong quy trình này

10.7.3.10.2. Đất dính

Nếu như bệ cọc tiếp xúc chặt chẽ với đất, khi đó không yêu cầu phải giảm hệ số hữu hiệu.

Nếu như bệ cọc không tiếp xúc chặt chẽ với đất, và nếu đất là cứng khi đó không yêu cầu phải giảm hệ số hữu hiệu.

Nếu như bệ cọc không tiếp xúc chặt chẽ với đất, và nếu đất trên bề mặt là mềm yếu khả năng chịu tải riêng rẽ từng cọc phải được nhân với hệ số hữu hiệu h, được lấy như sau:

· h = 0.65 với khoảng cách tim đến tim bằng 2,5 lần đường kính,

· h = 1.0 với khoảng cách tim đến tim bằng 6 lần đường kính,

· Đối với các khoảng cách trung gian, giá trị của h có thể được xác định bằng nội suy tuyến tính.

Sức kháng của nhóm phải là giá trị nhỏ hơn trong:

· Tổng của các sức kháng sửa đổi riêng rẽ của mỗi cọc trong nhóm, hoặc

· Sức kháng của trụ tương đương bao gồm các cọc và khối đất trong diện tích bao bởi các cọc.

Khi xác định trụ tương đương:

· Sức kháng cắt toàn bộ của đất phải được dùng để xác định sức kháng ma sát bề mặt

· Tổng diện tích đáy của trụ tương đương phải được dùng để xác định sức kháng đầu cọc, và

· Sức kháng phụ thêm của bệ cọc không được xét đến.

Hệ số sức kháng cho trụ tương đương hoặc khối phá hoại khối được cho trong Bảng 10.5.5-2 và được áp dụng khi bệ cọc có hoặc không tiếp xúc với đất. Hệ số sức kháng cho sức kháng của nhóm cọc được tính toán bằng cách sử dụng tổng của các sức kháng riêng rẽ của từng cọc, lấy như giá trị cho sức kháng của cọc đơn cho trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.3.10.3. Đất rời

Khả năng chịu tải của nhóm cọc trong đất rời phải là tổng khả năng của các cọc trong nhóm. Hệ số có ích h, lấy bằng 1.0 khi bệ cọc có hoặc không tiếp xúc với đất nền.

Hệ số sức kháng là giống như giá trị cho cọc đơn, được cho trong Bảng 10.5.5-2.

10.7.3.10.4. Nhóm cọc trong đất tốt nằm trên đất yếu hoặc nén lún

Nếu nhóm cọc được đóng trong lớp trầm tích tốt nằm trên lớp trầm tích yếu phải xét đến khả năng phá hoại chọc thủng của mũi cọc vào trong tầng yếu hơn. Nếu tầng đất nằm dưới bao gồm đất nén lún yếu hơn phải xét đến khả năng lún lớn trong lớp đất yếu hơn.

Thay vì sự chỉ dẫn tại chỗ việc điều tra nghiên cứu về khả năng chịu tải của loại đất yếu bên dưới có thể căn cứ vào tính toán tải trọng cộng tác dụng với giả thiết sự phân bố áp lực dưới các mũi cọc bằng cách chiếu diện tích vùng được bao bởi các mũi cọc 2 mặt dốc đứng còn 1 nằm ngang. Sức kháng ở bất kỳ chiều sâu nào dưới các mũi cọc phải được xác định trên cơ sở kích thước hình chiếu của móng quy ước. Khả năng chịu lực phải căn cứ vào tiêu chuẩn của móng mở rộng được quy định trong quy trình này.

10.7.3.11. Sức kháng tải trọng ngang của nhóm cọc.

Sức kháng tính toán của nhóm cọc chịu tải trọng ngang bằng N phải được tính như sau:

Q_R = j Q_n = hj_L S Q_L (10.7.3.11-1)

trong đó:

Q_L = sức kháng ngang danh định của 1 cọc đơn (N)

Q_Lg = sức kháng ngang danh định của nhóm cọc (N)

j_L = hệ số sức kháng của nhóm cọc được quy định trong Bảng 10.5.4-2

h = hệ số hữu hiệu của nhóm cọc được xác định trong quy trình này.

Sức kháng riêng của từng cọc phải được nhân với 1 hệ số hữu hiệu h như sau:

· h = 0.75 cho đất rời

· h = 0.85 cho đất dính

Phải lấy sức kháng ngang của nhóm cọc bằng tổng số của sức kháng của mỗi cọc đã có hệ số trong nhóm cọc.

10.7.4. THIẾT KẾ KẾT CẤU

10.7.4.1. Tổng quát

Thiết kế kết cấu các cọc đóng bằng bê tông và thép phải theo các quy định của Phần 5 và 6 tương ứng.

10.7.4.2. Biến dạng oằn của cọc

Các cọc nhô dài qua nước hay không khí phải giả định được cố định tại một khoảng sâu bên dưới đất. Độ ổn định sẽ được xác định theo các quy định cho các cấu kiện chịu nén trong Phần 5 và Phần 6 bằng cách dùng chiều dài tương đương của cọc bằng chiều dài không được đỡ ngang, cộng với chiều sâu chôn cọc để cố định.

Chiều sâu cố định bên dưới đất có thể tính như sau:

Với đất sét:

	(10.7.4.2-1)
Với cát:
	(10.7.4.2-2)

ở đây:

E_p = mô đun đàn hồi của cọc (MPa)

I_p = mô men quán tính của cọc (mm⁴)

E_s = mô đun đất đối với đất sét = 67 S_u (MPa)

S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước của đất sét (MPa)

n_h = tỷ lệ tăng của mô đun đất theo độ sâu đối với cát như quy định trong Bảng 1 (MPa/mm)

Bảng 10.7.4.2-1. Tỷ lệ tăng của mô đun đất với độ sâu n_h(Mpa/mm) đối với cát

ĐỘ CHẶT	KHÔ HOẶC ƯỚT	NGẬP NƯỚC
Rời	9,4 x 10³	4,7 x 10³
Vừa	0,025	0,013
Chặt	0,063	0,031

10.8. CỌC KHOAN

10.8.1. TỔNG QUÁT

10.8.1.1. Phạm vi áp dụng

Các điều khoản của phần này phải được dùng để thiết kế cọc khoan, khác với cọc khoan được thi công bằng khoan guồng xoắn liên tục, tức là cọc được đổ bê tông khi guồng xoắn được rút lên.

10.8.1.2. Chiều sâu chôn cọc

Chiều sâu chôn cọc khoan phải đủ để cung cấp các khả năng chịu tải thẳng đứng và ngang phù hợp và chuyển vị chấp nhận được.

10.8.1.3. Đường kính cọc và cọc mở rộng đáy

Với các cọc ngàm vào đá yêu cầu có các ống vách xuyên qua các lớp đất bên trên, các hồ sơ thi công phải chỉ rõ rằng đường kính hốc đá khoan ít nhất phải nhỏ hơn đường kính trong của vách là 150 mm. Với các cọc ngàm vào đá không cần có các ống vách qua các lớp đất bên trên, đường kính hốc khoan có thể bằng đường kính thân cọc qua lớp đất. Việc thiết kế phải dựa vào đường kính hốc đá cụ thể.

Trong đất dính cứng, có thể dùng đáy mở rộng, loe hình chuông hoặc doa ở mũi cọc để tăng thêm diện tích tựa nhằm giảm áp lực đầu cọc đơn vị hoặc để tạo thêm sức kháng chống tải trọng kéo lên.

Khi đáy của hố khoan được dọn sạch và kiểm tra trước khi đổ bê tông, toàn bộ diện tích đáy có thể coi là hữu hiệu trong việc truyền tải

Trong thực tế, phải xét tới việc chôn cọc tới độ sâu lớn hơn để tránh các khó khăn và chi phí cho việc đào mở rộng đáy.

10.8.1.4. Sức kháng

Các quy định của Điều 10.7.1.3 phải được áp dụng bằng cách thay thế thuật ngữ “Cọc khoan” cho “Cọc” khi thích hợp.

Phương pháp thi công có thể ảnh hưởng tới sức kháng của cọc khoan và phải xét đến như là một phần của quy trình thiết kế. Cọc khoan được thi công bằng cách sử dụng các phương pháp thi công khô, ống vách hay ướt hoặc là kết hợp các phương pháp. Trong mọi trường hợp, đào hố, đổ bê tông và tất cả các công việc khác của quá trình thi công cọc phải được thực hiện theo đúng các quy định của Tiêu chuẩn thiết kế này và Tiêu chuẩn thi công.

10.8.1.5. Lực kéo xuống

Các lực kéo xuống phải được đánh giá như được quy định trong Điều 10.7.1.4.

Đối với cọc chống khi lực kéo xuống là vấn đề trạng thái giới hạn cường độ, các hệ số tải trọng đối với lực kéo xuống phải là số nghịch đảo của hệ số sức kháng dùng cho phương pháp xác định sức kháng của cọc như chỉ ra trong Bảng 10.5.5.3.

10.8.1.6. Khoảng cách giữa các cọc

Khoảng cách tim-đến-tim của cọc khoan phải lớn hơn 3.0 lần đường kính hoặc khoảng cách yêu cầu nhằm tránh ảnh hưởng giữa các cọc lân cận, lấy trị số lớn hơn.

Nếu yêu cầu khoảng cách gần hơn thì trình tự thi công phải được quy định rõ trong các hồ sơ hợp đồng và phải đánh giá tác động qua lại giữa các cọc liền kề.

10.8.1.7. Cọc xiên

Phải tránh dùng cọc xiên. Khi cần tăng sức kháng bên, phải xem xét đến việc tăng đường kính cọc hoặc tăng số lượng cọc.

10.8.1.8. Mực nước ngầm và lực nổi

Các quy định trong Điều 10.7.1.7 phải được áp dụng nếu thích hợp.

10.8.1.9. Lực nhổ

Các quy định trong Điều 10.7.1.9 phải được áp dụng nếu thích hợp.

Các cọc khoan được thiết kế trong đất trương nở phải được kéo dài một chiều sâu đủ trong đất có độ ẩm ổn định nhằm cung cấp đủ sức neo chống lại lực nhổ. Phải cung cấp đủ khoảng trống giữa mặt đất và mặt dưới của bệ cọc hoặc dầm nối các cọc nhằm loại trừ tác động của các lực nhổ tại điểm nối cọc/bệ cọc do điều kiện trương nở của đất.

10.8.2. CHUYỂN VỊ Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

10.8.2.1. Tổng quát

Các quy định của Điều 10.7.2.1 phải được áp dụng khi thích hợp. Tổ hợp tải trọng sử dụng trong Bảng 3.4.1-1 phải được dùng khi thích hợp.

Khi ước tính độ lún ở trạng thái giới hạn sử dụng của cọc khoan trong đất sét, chỉ có tải trọng thường xuyên được xét đến. Tải trọng tức thời phải được cộng thêm vào tải trọng thường xuyên khi ước tính độ lún của cọc trong đất dạng hạt.

10.8.2.2. Tiêu chuẩn chuyển vị ngang

Các quy định của Điều 10.7.2.2 phải được áp dụng khi thích hợp.

10.8.2.3. Độ lún

10.8.2.3.1. Tổng quát

Độ lún của móng cọc khoan kể cả độ lún của cọc khoan đơn và độ lún của nhóm cọc không được vượt quá tiêu chuẩn chuyển vị được chọn phù hợp với Điều 10.6.2.2.

10.8.2.3.2. Độ lún của cọc khoan đơn

Phải ước tính độ lún của cọc khoan đơn có xét đến:

· Độ lún ngắn hạn,

· Độ lún cố kết nếu cọc thi công trong đất dính, và

· Nén dọc trục của cọc khoan.

10.8.2.3.3. Độ lún của nhóm cọc

Các quy định của Điều 10.7.2.3 phải được áp dụng khi thích hợp.

10.8.2.4. Chuyển vị ngang

Các quy định của Điều 10.7.2.4 phải được áp dụng khi thích hợp.

10.8.3. SỨC KHÁNG Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

10.8.3.1. Tổng quát

Phải áp dụng trạng thái giới hạn cường độ của Điều 10.7.3.1

10.8.3.2. Tải trọng dọc trục của cọc khoan

Các quy định của Điều 10.7.3.2 và Hình 10.5.4.3 phải áp dụng khi thích hợp.

10.8.3.3. Ước tính bán thực nghiệm sức kháng của cọc khoan trong đất dính

Phương pháp bán thực nghiệm có thể được dùng để ước tính sức kháng của cọc khoan trong đất dính. Cọc khoan trong đất dính phải được thiết kế bằng phương pháp tổng ứng suất và ứng suất hữu hiệu đối với các điều kiện tải trọng thoát nước và không thoát nước tương ứng.

Cọc khoan trong đất rời phải được thiết kế bằng phương pháp ứng suất hữu hiệu đối với các điều kiện tải trọng thoát nước hoặc phương pháp bán thực nghiệm dựa trên các kết quả thí nghiệm hiện trường.

Các hệ số sức kháng đối với sức kháng bên và sức kháng mũi cọc được quy định trong Bảng 10.5.5-3

10.8.3.3.1. Sức kháng của cọc khoan dùng phương pháp a

Sức kháng bên đơn vị danh định (MPa) cho cọc khoan trong đất rời chịu tải dưới điều kiện tải trọng không thoát nước có thể tính như sau:

q_s = a S_u (10.8.3.3.1-1)

ở đây:

S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (MPa)

a = hệ số dính bám (DIM)

Các phần sau đây của cọc khoan được minh họa trong Hình 1 sẽ không được tính để đóng góp vào sự phát triển của sức kháng thông qua ma sát bề mặt:

· Ít nhất 1500 mm trên cùng của bất kỳ cọc khoan nào,

· Với cọc thẳng, chiều dài ở đáy của cọc khoan lấy bằng đường kính cọc,

· Chu vi của đầu loe, nếu dùng, và

· Khoảng cách trên đầu loe lấy bằng đường kính cọc.

Các giá trị của a đối với các phần đóng góp của cọc khoan đào khô trong hố mở hoặc ống vách được cho chi tiết trong Bảng 1.

Bảng 10.8.3.3.1-1- Giá trị của a dùng cho xác định sức kháng thành bên trong đất dính (Reese và O’Neill 1988)

Hình 10.8.3.3.1-1- Giải thích các phần không xem xét trong tính toán của cọc khoan (Reese và O’Neill, 1988)

10.8.3.3.2. Sức kháng mũi cọc

Đối với cọc chịu tải trọng dọc trục trong đất dính, sức kháng đơn vị mũi cọc danh định của cọc khoan (MPa) có thể tính như sau:

q_p = N_cS_u ≤ 4., (10.8.3.3.2-1)

ở đây:

N_c = 6 [1+ 0,2 (Z/D)] ≤ 9 (10.8.3.3.2-2)

trong đó:

D = đường kính cọc khoan (mm)

Z = độ xuyên của cọc khoan (mm)

S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa)

Giá trị của S_u phải được xác định từ kết quả thí nghiệm hiện trường và/ hoặc trong phòng thí nghiệm của các mẫu nguyên dạng lấy trong khoảng sâu 2.0 lần đường kính dưới mũi cọc. Nếu đất trong giới hạn 2.0 đường kính cọc có S_u < 0,024 MPa, giá trị của N_c sẽ bị chiết giảm 1/3.

Đối với các cọc khoan trong đất sét với S_u > 0.096 MPa với D > 1900 mm, và độ lún cọc không được đánh giá, giá trị của q_p phải chiết giảm thành q_pr như sau:

q_pr = q_pF_r (10.8.3.3.2-3)

trong đó

	(10.8.3.3.2-4)
	(10.8.3.3.2-5)
	(10.8.3.3.2-6)

ở đây:

D_p = đường kính mũi cọc (mm)

10.8.3.4. Ước tính sức kháng của cọc khoan trong đất rời

10.8.3.4.1 Tổng quát

Sức kháng đỡ danh định của cọc khoan trong đất rời phải được ước tính bằng cách dùng phương pháp thích hợp được chỉ ra dưới đây hoặc các phương pháp địa phương khác được chấp nhận phù hợp với Điều 10.1. Sức kháng tính toán phải được xác định bằng cách sử dụng các kinh nghiệm sẵn có trong điều kiện tương tự.

10.8.3.4.2. Sức kháng thân cọc

Sức kháng danh định của thân cọc khoan trong cát có thể được xác định bằng cách sử dụng một trong năm phương pháp quy định trong Bảng 1. Chỉ có thể dùng các giá trị lớn hơn nếu nó được hiệu chỉnh bởi các thí nghiệm tải trọng.

Sức kháng bên của cọc khoan trong cát có thể ước tính bằng cách sử dụng:

· góc ma sát, j_f, hoặc

· số nhát búa SPT, N

Các ký hiệu sau sẽ áp dụng cho Bảng 1

N = số búa SPT chưa hiệu chỉnh (Búa/300 mm),

s’_v = ứng suất hữu hiệu thẳng đứng (MPa),

j_f = góc ma sát của cát (Độ),

K = hệ số truyền tải trọng,

D_b = chiều sâu chôn cọc khoan trong tầng đất cát chịu lực (mm),

b = hệ số truyền tải trọng,

z = chiều sâu dưới đất (mm)

Góc ma sát của cát có thể tương quan với số búa SPT hoặc là sức kháng xuyên hình nón được quy định trong Bảng 2.

Bảng 10.8.3.4.2-1- Tổng kết các phương pháp đánh giá sức kháng mặt bên, q_s, MPa, trong đất cát

THAM KHẢO	MÔ TẢ
Touma và Reese (1974)	q_s = Ks_v tan j_f < 0,24MPa ở đây: K = 0,7 đối với D_b ≤ 7500 mm K = 0,6 đối với 7500 mm < D_b ≤ 12000 mm K = 0,5 đối với D_b > 12000 mm
Meyerhof (1976)	q_s = 0,00096N
Quiros và Reese (1977)	q_s = 0,0025N < 0,19 MPa
Reese và Wright (1977)	Với N ≤ 53 q_s = 0,0028 N Với 53 < N ≤ 100 q_s = 0,00021 (N – 53) + 0,15
Reese và O’Neill (1988)	q_s = b s_v ≤ 0,19 MPa với 0,25 ≤ b ≤ 1,2 ở đây:

Bảng 10.8.3.4.2-2- Các góc ma sát của cát

Độ chặt	j_f	SPT-N	Q_c (MPa)
Rất rời	< 30^o	0-4	<1.9
Rời	30^o – 35^o	4 – 10	1,9 – 3,8
Vừa	35^o – 40^o	10 – 30	3,8 – 11
Chặt	40^o – 45^o	30 – 50	11 – 19
Rất chặt	> 45^o	> 50	> 19

10.8.3.4.3. Sức kháng mũi cọc

Sức kháng mũi cọc danh định có thể tính toán bằng cách dùng các phương pháp quy định trong Bảng 1, với các ký hiệu sau đây được sử dụng:

N_corr= số búa SPT-N đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ (búa/300 mm)

= [0,77 lg (1,92/s’_v)] N

N = số búa SPT chưa hiệu chỉnh (Búa/300 mm)

D = đường kính của cọc khoan (mm)

D_p = đường kính mũi cọc khoan (mm)

D_b = chiều sâu chôn của cọc khoan trong lớp chịu lực là cát (mm)

s’_v = ứng suất lực thẳng đứng hữu hiệu (MPa)

Đối với các đường kính đáy lớn hơn 1270 mm, q_p phải chiết giảm như sau:

q_pr = q_p(10.8.3.4.3-1)

Bảng 10.8.3.4.3-1- Tổng kết các phương pháp dùng để ước tính Sức kháng mũi cọc, q_p, MPa của cọc khoan trong cát

THAM KHẢO	MÔ TẢ
Touma và Reese (1974)	Rời – q_p (MPa) = 0,0 Chặt vừa – q_p (MPa) = Rất chặt – q_p (MPa) = K = 1 đối với D_p ≤ 500 mm K = 0.6 D_p đối với D_p ³ 500 mm Chỉ dùng khi D_b > 10D
Meyerhof (1976)	Q_p (MPa) = < 0,13 N_corr đối với cát < 0,096 N_corr đối với bùn không dẻo
Reese và Wright (1977)	Q_p (MPa) = 0,064 N đối với N ≤ 60 Q_p (MPa) = 3,8 đối với N > 60
Reese và O’Neill (1988)	Q_p (MPa) = 0,057 N đối với N ≤ 75 Q_p (MPa) = 4,3 đối với N > 75

10.8.3.5. Sức kháng dọc trục trong đá

Để xác định sức kháng dọc trục của cọc khoan ngàm trong các hốc đá, có thể bỏ qua sức kháng mặt bên từ trầm tích đất phủ nằm trên.

Nếu đá bị xuống cấp, dùng các phương pháp thi công đặc biệt, đường kính hốc đá lớn hơn hoặc phải xét đến chiết giảm sức kháng hốc đá.

Các hệ số sức kháng cho cọc khoan ngàm trong đá phải được lấy như quy định trong Bảng 10.5.5-3.

10.8.3.6. Thử tải

Các thí nghiệm thử tải phải được tiến hành bằng cách dùng cọc thi công theo phương pháp, kích thước và vật liệu giống như chúng được dùng để sản xuất các cọc khoan.

Sức kháng tính toán đối với khả năng chịu nén dọc trục, khả năng chịu lực nhổ dọc trục hoặc khả năng chịu lực ngang phải được lấy trong Bảng 10.5.5-3.

10.8.3.7. Sức kháng nhổ

10.8.3.7.1. Tổng quát

Sức kháng nhổ có thể được xem xét khi tải trọng hướng lên trên tác động lên các cọc khoan. Các cọc khoan chịu các lực nhổ phải được điều tra nghiên cứu về sức kháng nhổ lên đối với cường độ kết cấu của chúng, và đối với cường độ của liên kết của chúng với các cấu kiện đỡ.

10.8.3.7.2. Sức kháng nhổ của cọc khoan đơn

Sức kháng nhổ của cọc khoan đơn vách thẳng có thể ước tính theo cách tương tự như để xác định sức kháng bên đối với cọc khoan chịu nén như quy định trong các Điều 10.8.3.3 và 10.8.3.4. Khi xác định sức kháng nhổ của cọc khoan loe có thể bỏ qua sức kháng bên phía trên phần loe và có thể giả thiết rằng phần loe làm việc như một neo.

Hệ số sức kháng đối với khả năng chịu nhổ của cọc khoan phải lấy như quy định trong Bảng 10.5.5.3

Khả năng chống nhổ tính toán của cọc khoan loe trong đất dính, Q_r có thể được xác định như sau:

Q_r = j Q_n = j Q_sbell (10.8.3.7.2-1)

ở đây:

Q_sbell = q_sbell A_u (10.8.3.7.2-2)

ở đây:

q_{s bel l} = N_uS_u (MPa)

A_u = p (D_p² – D²)/4 (mm²)

N_u = hệ số dính bám nhổ lên,

D_p = đường kính của phần loe (mm)

D_b = chiều sâu chôn trong lớp móng (mm)

D = đường kính của cọc khoan (mm)

S_u = cường độ kháng cắt không thoát nước lấy trung bình trên khoảng cách bằng 2 lần đường kính loe (2D_p) phía trên đáy (MPa)

j = hệ số sức kháng quy định trong Bảng 10.5.5.3.

Nếu đất phía trên địa tầng móng là đất trương nở, S_u phải lấy giá trị trung bình nhỏ hơn của 2.0D_p phía trên đáy của móng hoặc trên chiều sâu xuyên của cọc khoan trong địa tầng móng.

Giá trị của N_u có thể giả thiết thay đổi tuyến tính từ 0.0 tại D_b/D_p = 0.75 đến giá trị 0.8 tại D_b/D_p = 2.5, ở đây D_b là chiều sâu dưới địa tầng móng. Đỉnh của địa tầng móng phải được lấy từ đáy của vùng thay đổi độ ẩm theo mùa.

10.8.3.7.3. Sức kháng nhổ của nhóm cọc

Các quy định của Điều 10.7.3.7.3 phải được áp dụng. Các hệ số sức kháng đối với sức kháng nhổ của nhóm cọc khoan phải được lấy như quy định trong Bảng 10.5.4.3.

10.8.3.8. Tải trọng ngang

Thiết kế các cọc khoan chịu tải trọng ngang phải xét đến các ảnh hưởng của tương tác giữa cọc và đất bao gồm số lượng trụ trong nhóm.

Đầu cọc khoan phải được cố định vào trong bệ cọc.

10.8.3.9. Khả năng chịu tải của nhóm cọc

10.8.3.9.1. Tổng quát

Sự chiết giảm sức kháng có thể do ảnh hưởng nhóm phải được xem xét.

10.8.3.9.2. Đất dính

Các quy định của Điều 10.7.3.10.2 phải được áp dụng.

Hệ số sức kháng đối với khả năng chịu tải của nhóm cọc của trụ tương đương, hoặc sự phá hoại khối phải được lấy như được quy định trong Bảng 10.5.5.3 và phải được ứng dụng khi bệ cọc có hoặc không tiếp xúc với đất.

Các hệ số sức kháng cho khả năng chịu tải của nhóm cọc được tính toán bằng tổng của các khả năng của cọc khoan riêng lẻ, chúng cũng giống như các giá trị cho các khả năng của cọc khoan đơn.

10.8.3.9.3. Đất rời

Không xét đến sự tiếp xúc của bệ cọc với đất, khả năng riêng rẽ của mỗi cọc khoan phải được chiết giảm bởi hệ số h cho cọc đứng riêng biệt, được lấy như sau:

· h = 0,65 đối với khoảng cách tim đến tim bằng 2,5 lần đường kính,

· h = 1,0 đối với khoảng cách tim đến tim bằng 6,0 lần đường kính,

· Đối với các khoảng cách trung gian, giá trị của h được xác định bằng nội suy tuyến tính.

10.8.3.9.4. Nhóm cọc trong đất tốt nằm trên lớp đất chịu nén yếu hơn.

Các quy định của Điều 10.7.3.10.4 phải được áp dụng.

10.8.4. THIẾT KẾ KẾT CẤU

10.8.4.1. Tổng quát

Thiết kế kết cấu của các cọc khoan phải theo đúng các quy định của Phần 5 đối với thiết kế bê tông cốt thép.

10.8.4.2. Biến dạng oằn của cọc khoan

Các quy định của Điều 10.7.4.2 phải được áp dụng.

10.8.5. CẤU TẠO CỦA CỌC KHOAN

10.8.5.1. Tổng quát

Tất cả các cọc khoan phải có kích cỡ với mức gia tăng 150 mm với đương kính cọc tối thiểu 450 mm. Nếu như cọc được kiểm tra thủ công, đường kính cọc khoan không được ít hơn 750 mm. Đường kính của các cột được cọc khoan đỡ không được vượt quá đường kính của cọc khoan.

10.8.5.2. Cốt thép

Khi khả năng tải trọng ngang là không đáng kể, cọc khoan có thể được bố trí cốt thép cho tải trọng dọc trục. Các phần của cọc khoan không chịu tải trọng ngang phải được thiết kế như cột bê tông cốt thép theo Điều 5.7.4 và cốt thép phải được kéo dài tối thiểu 3000 mm dưới mặt phẳng mà ở đó đất cung cấp ngàm cứng.

Khi ống vách thép được để lại và vách là ống trơn có độ dày lớn hơn 3.0 mm, nó có thể được xem như là chịu tải. Phải có dự phòng cho ăn mòn.

10.8.5.3. Cốt thép ngang

Cốt thép ngang phải được thiết kế để chịu được các tải trọng do đổ bê tông tươi từ phía trong của lồng đến thành bên của hố đào. Cốt thép ngang có thể được thi công như là các cốt đai vòng hoặc cốt đai xoắn ốc.

Các quy định liên quan đến động đất phải theo đúng như trong Điều 5.13.4.6.

10.8.5.4. Bê tông

Cần xét đến kích cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu, độ sụt, đổ bê tông khô hay ướt, và sức kháng thiết kế yêu cầu khi quy định bê tông thân cọc. Bê tông được chọn cần có khả năng được đổ và được đầm lèn thích hợp trong điều kiện thi công dự kiến và cần quy định các chi tiết cấu tạo thân cọc. Cốt liệu có cỡ hạt tối đa phải bằng hay nhỏ hơn một phần năm của cự ly tĩnh giữa các cốt thép trong thân cọc

10.8.5.5. Cốt thép chôn vào kết cấu phần trên

Phải cung cấp đủ cốt thép tại chỗ nối của cọc với kết cấu phần trên để tạo được liên kết thích hợp. Chôn cốt thép vào trong bệ cọc phải theo đúng quy định đối với cọc đổ tại chỗ trong Phần 5.

10.8.5.6. Đế mở rộng

Các đế mở rộng phải được thiết kế đảm bảo bê tông thường không bị vượt quá ứng suất. Đế mở rộng có góc nghiêng không lớn hơn 30^o so với chiều thẳng đứng và có đường kính đáy không lớn hơn 3 lần đường kính thân cọc khoan. Độ dày của mép đáy của đế mở rộng không nhỏ hơn 150 mm.

PHỤ LỤC

A10.1. Khảo sát

Sự bất ổn định của mái dốc, hóa lỏng, đất lún và sự tăng áp lực đất ngang thường là các nhân tố cơ bản gây thiệt hại đối với công trình cầu trong quá trình động đất. Chính những nguy hiểm động đất này có thể là các nhân tố thiết kế quan trọng đối với gia tốc động đất cực đại khi vượt quá 0,1g. Phải hình thành việc khảo sát hiện trường cụ thể, nếu các điều kiện công trường và các cao độ gia tốc hợp nhất và các giải pháp thiết kế cho thấy các nguy hiểm như vậy có thể rất quan trọng. Chính các yếu tố hóa lỏng đã góp phần gây nên một số thiệt hại cho cầu. Do vậy các phương án đánh giá khả năng hóa lỏng hiện trường sẽ được trình bày chi tiết dưới đây:

Khả năng hóa lỏng: Hóa lỏng đất nền hạt mịn bão hòa là lý do chính gây ra hư hỏng cầu trong những trận động đất trong lịch sử. Ví dụ trận động đất ở Alaska năm 1964 đã làm sập hoàn toàn 9 cây cầu, và 26 cầu bị biến dạng nghiêm trọng hay sập một phần. Khảo sát cho thấy hóa lỏng của đất nền là nguyên nhân gây ra thiệt hại chính với việc mất dần khả năng hỗ trợ móng dẫn đến các trạng thái chuyển dịch của các trụ và mố cầu. Việc nghiên cứu hóa lỏng cảm ứng địa chấn và ảnh hưởng của nó đối với cầu đã được Femitto và Forest (1977) biên soạn báo cáo lên Cục đường bộ Hoa Kỳ. Thẩm định tóm tắt các số liệu thiết kế địa chấn cho phần móng cầu liên quan đến khả năng hóa lỏng của đất được báo cáo trong tài liệu của Martin (1979). Hư hỏng móng được chứng minh trong các báo cáo này và trong các tài liệu nói chung, cho thấy rõ ràng là việc thiết kế móng cầu nằm trong các lớp đất có nguy cơ hóa lỏng sẽ gặp nhiều khó khăn. ở những nơi có thể, việc thiết kế tốt nhất là phải tránh các nơi có lớp cát sâu, độ chặt trung bình hoặc xốp có rủi ro hóa lỏng cao. ở những nơi nông có lớp đất chặt hoặc đất có nhiều thành phần hạt khác nhau, các phương pháp ổn định như đầm chặt có thể không tốn kém. Cũng có thể cân nhắc đến việc sử dụng cốt thép sợi dọc kéo dài để đỡ các trụ cầu. Việc tính chống lực ngang có thể dựa vào giả thiết là khả năng hóa lỏng của vùng phía trên là bằng không, và cần phải đưa ra vấn đề về uốn trục. Sự ổn định toàn phần của mố cũng cần được đánh giá cẩn thận, và mố này có thể thích hợp với việc sử dụng khẩu độ dài hơn và neo phía sau mố từ mố đầu đường dẫn.

Triết lý thiết kế bổ sung cho các cầu trên khu vực dễ bị hóa lỏng có thể là một cách tính trước những rủi ro, ít nhất là đối với những chiếc cầu được xem là không mấy cấp thiết cho mục đích giao thông ngay sau khi có động đất. Triết lý đó không thể chỉnh sửa một cách kinh tế để thiết kế một vài chiếc cầu có thể trụ được sau một trận động đất lớn mà không có một sự phá hủy đáng kể nào trên môi trường hóa lỏng đó. Tuy nhiên, triết lý đó có thể tối ưu hóa một bản thiết kế để cái giá của việc sửa chữa những thiệt hại sau trận động đất cho những chiếc cầu đó không đạt tới cái giá của việc sửa chữa và cần tránh thiệt hại khi xây dựng thêm. Phương pháp xác định khả năng hóa lỏng tại hiện trường được trình bày cụ thể trong những phần dưới đây.

Một bản báo cáo gần đây về các giải pháp xác định 2 phương pháp cơ bản nhằm đánh giá khả năng hóa lỏng tuần hoàn của trầm tích trong cát bão hòa được xem là cách xác định độ rung của động đất như sau (Seed 1979):

1. Phương pháp thực nghiệm dựa trên sự quan sát quá trình trầm tích trong một trận động đất trước và sự tương quan giữa các công địa có và không có hóa lỏng với thí nghiệm xuyên động tiêu chuẩn (SPT) để xác định tỷ trọng.

2. Phương pháp phân tích dựa trên việc xác định bằng thí nghiệm các đặc tính mật độ hóa lỏng của các mẫu không nhiễu và sử dụng các phân tích độ nhạy vị trí động lực để xác định cường độ động đất gây ra các ứng suất cắt.

Cả 2 phương pháp thực nghiệm và phân tích đều yêu cầu mức độ gia tốc nền đất tại công địa được xác định là điều kiện tiên quyết cho việc xác định khả năng hóa lỏng. Mức độ này thường được tạo thành từ các mối liên quan giữa chấn cấp động đất, khoảng cách đến chấn tâm và gia tốc cực đại.

Để thuận tiện đánh giá việc sử dụng cách tiếp cận “ứng suất toàn phần”, cả hai giải pháp trên gần giống nhau và chỉ khác ở tính chất xác định cường độ hóa lỏng. Với phương pháp “ứng suất toàn phần”, các cường độ hóa lỏng thông thường được biểu hiện nhanh trên hệ số tương đương không đổi hay ứng suất tuần hoàn trung bình, (T_h)_av, đóng vai trò ứng suất có hiệu ban đầu tác dụng thẳng đứng lên. Theo ước tính ban đầu, hệ số ứng suất tuần hoàn, được phát triển trong vùng do độ lắc của động đất, có thể được tính từ phương trình (Seed và Idriss 1971):

(A10.1-1)

trong đó

a_max = gia tốc đất cực đại / hiệu ứng đỉnh tại mặt đất (m/SEC²)

s_o = áp lực lớp phủ toàn phần trên lớp cát được xét đến (MPa)

d’₀ = áp lực lớp phủ hiệu ứng ban đầu trên lớp cát được xét đến (MPa)

z_d = nhân tố giảm ứng suất thay đổi từ giá trị một tại mặt đất xuống còn 0,9 ở độ sâu 9m.

Phương pháp thực nghiệm – Các giá trị của hệ số ứng suất tuần hoàn được xác định bằng phương trình 1 tương quan với 2 vị trí có và không có hóa lỏng với các thông số như tỷ trọng tương đối dựa trên dữ liệu SPT (Seed. 1975; Castro 1975). Công thức mới nhất của hình thức tương quan này được thể hiện trong biểu đồ 1 & 2. N₁ là sức kháng xuyên động tiêu chuẩn của cát được chỉnh sửa theo áp suất lớp phủ hiệu ứng của 0,069 MPa khi áp dụng mối quan hệ.

N₁ = NC_N

trong đó:

N = sức kháng xuyên động đo được (Blows/300 mm)

C_N = hệ số hiệu chỉnh lấy theo biểu đồ 2

Thực vậy, tại một vị trí và một gia tốc mặt đất tối đa cho trước, hệ số ứng suất trung bình phát triển trong quá trình động đất (T_h)_av/s’_o mà tại đó hóa lỏng có thể xuất hiện, được biểu hiện bởi mối tương quan thực nghiệm được thể hiện trên biểu đồ 1. Mối tương quan cường độ khác nhau phản ánh ảnh hưởng của động đất trong khả năng hóa lỏng. Hệ số an toàn chống lại hóa lỏng có thể được xác định bằng cách so sánh hệ số ứng suất yêu cầu dẫn đến nguyên nhân gây hóa lỏng với kết quả tính toán động đất gây ra. Có thể lấy hệ số an toàn là 1,5 là để đảm bảo an toàn chống lại hóa lỏng cho trường hợp các vị trí cầu là quan trọng.

Hình A10.1-1 – Mối tương quan giữa đặc tính hóa lỏng và sức kháng xuyên

Hình A10.1-2 – Mối quan hệ giữa CN và áp lực có hiệu của lớp phủ

Việc phát triển phương pháp thực nghiệm gần đây đã được mô tả bởi Dezfulian và Prager (1978) trong đó sự tương quan giữa thí nghiệm xuyên tĩnh CPT với thí nghiệm xuyên động tiêu chuẩn SPT cho phép số đo xuyên tĩnh CPT trong cát (được biểu thị là điểm kháng q_o) được dùng như một thước đo khả năng hóa lỏng. CPT có lợi thế là kinh tế hơn SPT, và vì chúng có thể cung cấp các số lỏng liên tục về độ kháng theo chiều sâu, các mạch liên kết mỏng có thể có khả năng hóa lỏng của cát có thể được xác định rõ hơn.

Mặc dù thí nghiệm xuyên tĩnh có lợi thế rõ ràng là phương pháp đánh giá hóa lỏng khoáng sàng định hướng, nhưng phải lưu ý rằng tương quan thực nghiệm này được thiết lập từ cơ sở dữ liệu rất hạn chế tại các hiện trường bao gồm chủ yếu các trầm tích của loại cát bùn hạt nhỏ. Sự tương quan có thể bị phân tán đối với bùn cát và bùn sỏi (ở đó dữ liệu blowcount rất khó giải thích) và với cát thô, nơi mà hệ thống thoát nước từng phần đạt tới áp suất ống có thể xảy ra trong khi động đất. Hơn thế, trong những tình huống có ứng suất phụ xuất hiện do các hoạt động xây dựng, cần cẩn thận khi giải thích sự tương quan này.

Phương pháp phân tích – Cách tiếp cận bằng phân tích nhằm đánh giá khả năng hóa lỏng phải dựa trên sự so sánh giữa cường độ hóa lỏng khoáng sàng hình thành từ các cuộc kiểm tra thí nghiệm theo chu kỳ trên những mẫu không nhiễu và ứng suất cắt gây động đất. Trong cách tiếp cận này, phải thấy được sự phát triển đường cong cường độ hóa lỏng lấy từ kết quả chỉnh số liệu thí nghiệm trong phòng đối với điểm để tính các yếu tố như mô phỏng ứng suất tuần hoàn chính xác, tạp âm mẫu, những ảnh hưởng lão hóa, quá trình ứng suất tuần hoàn khoáng sàng, và chấn cấp trong của ứng suất theo phương ngang tại chỗ. Những mô phỏng này yêu cầu trình độ kỹ sư phù hợp. Đồng thời trong nhiều trường hợp không thể lấy được các mẫu cát không nhiễu.

Độ cong cường độ hóa lỏng được tạo thành sẽ là duy nhất, nếu phân tích ứng suất toàn phần được sử dụng, khả năng hóa lỏng được đánh giá từ sự so sánh với ứng suất cắt gây ra động đất theo dự tính được thể hiện trong hình 3.

Hình A10.1-3 – Nguyên tắc của phương pháp phân tích (ứng suất toàn phần) để đánh giá khả năng hóa lỏng

Mức độ ứng suất cắt do động đất có thể được thiết lập từ phương pháp đơn giản hóa (Seed and I driss 1971) hoặc từ những đánh giá tỉ mỉ nhờ sử dụng các chương trình ứng xử động “tuyến tính cân bằng” đơn chiều, ví dụ như SHAKE. Mức ứng suất trung bình được thiết lập bằng cách sử dụng khái niệm cân bằng số các chu kỳ (xấp xỉ 10 trong động đất M7 và 30 trong M8.5). Gần đây hơn, các chương trình phi tuyến được định hướng cho việc tính toán ứng xử này.

Một biểu hiện rõ hơn của việc phát triển hóa lỏng tăng lên không ngừng sẽ được nhận biết bằng cách sử dụng cách tiếp cận ứng suất có hiệu tại điểm mà áp lực nước lên lỗ rỗng tăng lên đồng thời với lời giải ứng xử động học phi tuyến (Finn 1978, Martin và Seed 1979) và ảnh hưởng của khả năng áp lực nước lên lỗ rỗng biến mất trong khi động đất cũng được tính đến. Cách tiếp cận này cho số liệu đúng thời điểm của sự tăng áp lực nước lên lỗ rỗng trong quá trình động đất như đã chỉ ra trong hình 4.

Hình A10.1-4 – Phương pháp ứng suất có hiệu để nhận biết hóa hơi nhờ hiệu ứng thấm (theo Finn. 1977)

Cần chú ý rằng những biểu hiện xấu của khả năng hóa lỏng có thể thấy được bằng cách sử dụng mối tương quan thực nghiệm hình thành giữa chấn cấp của động đất và khoảng cách từ chấn tâm tới vùng hóa lỏng xa nhất. Một mối quan hệ như vậy được Youd và Perkins miêu tả và được sử dụng như một cơ sở cho việc chuẩn bị các bản đồ có thể cảm nhận sự rạn nứt mặt đất gây hóa lỏng.

Hình 10.1-5- Khoảng cách cực đại đến vùng hóa lỏng đáng kể như một hàm của cấp động đất

A10.2. THIẾT KẾ MÓNG

Thông thường trong thực tế người ta chấp nhận việc thiết kế móng chống động đất bằng việc phải sử dụng cách tiếp cận tĩnh học hình thức, trong đó tải trọng động đất tác động lên móng được xác định từ các phản lực và các mô men cần thiết cho cân bằng kết cấu. Mặc dù cách tiếp cận thiết kế sức chịu tải theo kiểu truyền thống vẫn được áp dụng với các yếu tố giảm sức chịu tải tương thích nếu như muốn có một giới hạn an toàn chống “hư hỏng”, vẫn phải lưu ý một số yếu tố liên quan đến tính động học của tải trọng động đất.

Dưới tải trọng chu kỳ do tần số động đất, độ bền sinh ra do nhiều lớp đất lớn hơn độ bền tĩnh học. Đối với đất không dính và không bão hòa, có thể tăng lên khoảng 10%, trong khi đó đối với đất dính có thể tăng lên 50%. Tuy nhiên đối với các lớp đất sét bão hòa yếu hơn và cát bão hòa, phải phát hiện ra khả năng thoái hóa về độ bền và độ cứng dưới tải trọng lặp theo chu kỳ. Đối với các cầu được phân loại ở Khu vực 2, việc sử dụng sức bền tĩnh học của đất để đánh giá móng đủ tin cậy về an toàn và trong hầu hết các trường hợp, độ bền và độ cứng dưới tác dụng của tải trọng lặp sẽ không phải là vấn đề do độ động đất nhỏ. Tuy nhiên, đối với cầu ở Khu vực 3, cần phải quan tâm đến khả năng về độ cứng, độ bền của đất ngoài hiện trường khi đánh giá khả năng giới hạn của móng cho thiết kế động đất.

Vì tải trọng động đất xảy ra ngắn trong thiên nhiên, cho nên sự mất khả năng chịu lực của đất trong một thời gian ngắn trong một chu kỳ tải trọng có thể là không đáng kể. Có thể cần phải quan tâm hơn đến độ chuyển vị hoặc độ quay của móng theo chu kỳ kết hợp với sự biến dạng của đất, bởi vì nó có thể có ảnh hưởng đáng kể đến chuyển vị kết cấu hoặc phân bố mô men uốn và lực cắt trong các trụ (cột) và các kết cấu khác.

Do sự phù hợp của móng làm ảnh hưởng tới phân bố lực và mô men trong một kết cấu và tác động đến dự báo các chu kỳ của thiên nhiên nên cần có hệ số độ cứng tương đương cho hệ số móng. Trong nhiều trường hợp, việc sử dụng các giải pháp phân tích khác nhau được dùng cho các chân bệ và cọc, trong đó giả thiết rằng đất là một môi trường đàn hồi. Trong khi sử dụng những công thức đó cần phải nhận biết rằng hệ số đàn hồi tương đương của đất là một hàm số của biên độ ứng suất, và giá trị mô đun tải trọng động đất cao có thể không đáng kể so với những đánh giá đó đối với mô đun tải trọng động đất thấp. Sự tương quan giữa mô đun chống cắt và biên độ ứng suất cắt trong trường hợp cát được thể hiện trong hình 1.

Hình A10.2-1 – Biến đổi của mô đun chống cắt theo ứng biến cắt đối với cát

Dựa trên cơ sở quan sát thực nghiệm và quan sát hiện trường, người ta ngày càng nhận thấy rằng dạng móng có thể (uplift) hoặc lắc lư (rocking) khả dĩ tức thời khi chậm tải trong động đất làm cho móng tách vỡ khỏi nền đất, có thể chấp nhận để thiết kế chính xác những biện pháp ngăn ngừa (Taylor và Williams 1979). Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng biến dạng quay bên dưới móng khi lắc lư có thể tạo ra hiệu quả cho sự tiêu hao năng lượng. Tuy nhiên, cần phải cẩn thận để tránh việc gây ra những biến dạng dọc đáng kể cùng với sự chảy dẻo có thể của đất trong quá trình lắc lư của động đất cũng như sự di chuyển quá giới hạn của trụ. Những điều này có thể dẫn đến những khó khăn trong thiết kế với những thay thế tương đối nhiều.

Tải trọng ngang của cọc – Phần lớn các giải pháp phổ biến để ước tính độ cứng ngang của cọc thẳng đứng là dựa trên giả thiết về sự làm việc đàn hồi và áp dụng khái niệm dầm tương đương (Davisson và Gill 1960), dầm trên nền đàn hồi của Winkler (Matlock và Reese 1960), giải pháp chuỗi liên tục đàn hồi (Poulos 1971). Tuy nhiên, việc sử dụng các phương pháp có xét đến phản lực thứ yếu phi tuyến dẫn đến cho phép phá hủy đất có thể là quan trọng đối với tải trọng ngang ở mức cao của các cọc nằm trong đất sét mềm và cát. Cách làm như vậy được đề cập trong lời đề nghị của Viện dầu khí Mỹ để thiết kế dàn khoan ngoài khơi. Phương pháp áp dụng phản lực thứ yếu phi tuyến hoặc đường cong P-Y đối với cát và đất sét đã được phát triển một cách thực nghiệm từ các cuộc thí nghiệm chất tải tại hiện trường.

Các yếu tố chung của bản phân tích API trong trường hợp cát đã được minh họa trong Hình 2. Dưới những tải trọng lớn, một vùng phá hủy bị động phát triển gần đầu cọc. Các dữ liệu thí nghiệm chỉ ra rằng giới hạn bền, p_u, đối với tải trọng ngang tương ứng với độ võng của đầu cọc, y_u, khoảng 3d/80, ở đây d là đường kính cọc. Lưu ý là phần lớn sức kháng theo phương ngang tập trung bên trên với độ sâu khoảng 5d. Phương pháp API cũng cho thấy sự thoái hóa trong độ bền chống lực ngang với trọng tải tuần hoàn, mặc dù trong trường hợp cát bão hòa, sự thoái hóa nêu trên không phản ánh sự gia tăng áp suất nước lên lỗ rỗng. Sự giảm độ bền chống lực ngang do động đất gây ra, sự gia tăng áp lực nước hổng trường tự do trong cát bão hòa đã được miêu tả bởi Finn và Martin (1979). Một phương pháp số cho phép sử dụng đường cong P.Y. ARL để tính các đặc trưng độ cứng cọc hình thành bước cơ bản cho chương trình máy tính BMCOL76 được mô tả bởi Bogard và Matlock (1977)

Hình A10.2-2 – Tải trọng ngang của cọc trong cát – sử dụng tiêu chuẩn API

Sự ảnh hưởng của hoạt động nhóm lên độ cứng cọc đôi khi là chủ đề gây tranh cãi. Các giải pháp dựa trên lý thuyết đàn hồi có thể là gây hiểu nhầm về độ cong xuất hiện gần đầu cọc. Dẫn chứng thực nghiệm cho thấy rằng tác dụng của nhóm là không đáng kể đối với cọc có khoảng cách trống lớn hơn 4d tới 6d.

Đối với hệ thống cọc xiên, sự tính toán độ cứng cọc theo phương ngang được tổ hợp bởi độ cứng của các cọc chịu nén và chịu kéo dọc trục. Việc thừa nhận biến dạng uốn trong nhóm cọc xiên có thể tạo thành phản lực cao trên đầu cọc cũng là một vấn đề quan trọng.

Nên nhớ rằng cho dù cọc xiên có kinh tế khi chịu tải trọng ngang, nhưng nếu góc nghiêng theo phương ngang quá nhọn thì chỉ gây lực dọc trục. Do đó, sự thay đổi ngang tương đối rộng của vùng bùn bao quanh dẻo hơn có thể xuất hiện trong khi đáp ứng động đất kiểu trường tự do tại hiện trường (đặc biệt nếu những thay đổi lớn trong độ cứng của đất xuất hiện suốt độ dài của cọc), và những thay đổi tương đối này có thể gây ra các mô men uốn cọc cao. Vì lý do này, các hệ thống cọc đứng dẻo hơn được kiến nghị ở những chỗ mà tải trọng ngang gây ra uốn gần đầu cọc. Tuy nhiên, các hệ thống cọc như vậy phải được thiết kế cọc mềm vì những chuyển vị ngang lớn có thể cần thiết để chống lại tải trọng ngang. Một bản thiết kế có tính đến sử dụng cọc xiên đặt ở những khoảng cách nhất định có thể mang lại một hệ thống có lợi về độ thích ứng giới hạn và tính kinh tế để chịu lực dọc trục do lực ngang gây ra.

Sự tương tác giữa cọc và đất – Việc sử dụng đặc điểm độ cứng của cọc để xác định mô men uốn của cọc ở nơi có động đất dựa trên phương pháp tiếp cận tĩnh học hình thức cho thấy rằng các mô men sinh ra chỉ do các tải trọng ngang từ các tác dụng quán tính của kết cấu cầu. Tuy nhiên phải nhớ rằng tải trọng quán tính được sinh ra từ sự tương tác của di chuyển đất, nếu động đất trường tự do với các cọc và sự tự dịch chuyển trường tự do có thể ảnh hưởng đến mô men uốn. Điều này được minh họa chi tiết ở Hình 3. Lịch sử thời gian dịch chuyển động đất trường tự do cung cấp dữ liệu cho các số liệu đầu vào của độ bền chống lực ngang của các phân tử mặt phân cách truyền xuống cọc. Gần đầu cọc mô men uốn bị ảnh hưởng của các tải trọng tương tác ngang sinh ra do tác dụng quán tính lên kết cấu cầu. Tại một độ sâu lớn hơn (ví dụ sâu hơn 10d), tại đây độ cứng của đất tăng dần lên cùng với độ cứng của cọc, cọc sẽ liên kết để biến dạng giống như trường tự do, và mô men uốn của cọc trở thành một hàm số của độ cong do sự dịch chuyển của trường tự do.

Hình A10.2-3- Cơ chế tương tác giữa cọc và đất trong khi có tải trọng động đất

Hình 4 minh họa đặc tính dịch chuyển của trường tự do, hình này miêu tả mặt cắt đất không dính sâu 61m của trận động đất El Centro. Đáp ứng của trường tự do được xác định bằng cách sử dụng phân tích đáp ứng đơn chiều phi tuyến. Từ các mặt cắt dịch chuyển chỉ ra trong những thời gian đặc biệt, có thể ước tính được độ cong và mô men uốn của cọc nếu giả sử rằng cọc bị liên kết để dịch chuyển cùng với đáp ứng của trường tự do.

Hình A10.2-4- Mặt cắt tiêu biểu của dịch chuyển do động đất

Độ cong lớn có thể tăng lên tại các mặt phân cách giữa các lớp đất yếu và đất cứng. Trong những trường hợp như vậy, cần phải dùng cọc dẻo dễ uốn. Margason (1979) cho rằng động đất mạnh có thể sinh ra độ cong lớn đến 2,36 x 10^-5 mm, nhưng không có vấn đề gì đối với cọc thép thiết kế tốt hay cọc bê tông dự ứng lực.

Những vấn đề nghiên cứu kết hợp với hệ thống tương tác kết cấu cọc đất hoàn thiện, như giới thiệu ở Hình 3, đã được Penzien trình bày cho hệ thống cọc cầu ở tầng đất sâu (1970). Matlock (1978) đã trình bày một nghiên cứu tương tự như vậy nhưng với một hệ thống kết cấu cọc đơn giản hơn (SPASM) so với nghiên cứu của Penzien. Như vậy mẫu được sử dụng là một phiên bản năng động của chương trình BMCOL đã đề cập ở trên.

A.10.3. NHỮNG YÊU CẦU ĐẶC BIỆT VỀ CỌC

Những điều không thể dự báo được đối với các tính chất đáp ứng của đất nền và cầu đòi hỏi sử dụng các hệ thống nền móng có dung sai. Dưới độ cong và lực cắt sinh ra cần phải có độ dài, và vì vậy các cọc như các cọc thép mặt cắt H và cọc bê tông bọc vỏ thép thích hợp ở các khu vực có khả năng xảy ra địa chấn cao. Những cọc bê tông không cốt thép thường bị gãy giòn trong tự nhiên, do vậy cần xác định rõ sự gia cố theo chiều dài trên quy ước để giảm mức độ/ khả năng rủi ro này. Cốt thép chịu lực nên được kéo dài vào tận móng để kết hợp với cốt đai và để giúp cho việc chuyển tải từ cọc sang mũi cọc.

Kinh nghiệm cho thấy là những cọc bê tông cốt thép thường có xu hướng bị uốn cong hay mũi cọc bị vỡ vụn ngay lập tức. Do vậy, ta nên giảm khoảng cách cốt đãi tại khu vực này để bê tông được chịu lực tốt hơn. Cọc bê tông đúc ly tâm cần được chế tạo với số lượng cốt đai xoắn ốc đáng kể để đảm bảo tốt sức bền của mặt cắt và khả năng chịu đựng của những độ cong bị oằn xuống dưới tác động của đất và sự đáp ứng của kết cấu. Hiển nhiên, điều đó nhằm đảm bảo rằng các cọc không đổ dưới cốt nền và sự uốn cong mềm dẻo trong các cột bắt buộc xảy ra trên phần cốt nền. Những yêu cầu thêm về thiết kế cọc tập trung vào các cọc dành cho những cầu được phân loại ở Khu vực 3, nơi mà tải trọng động đất thường xảy ra, phản ánh triết lý trong thiết kế nhằm mục đích giảm thiểu những thiệt hại dưới lòng đất mà không dễ dàng phát hiện được trận động đất lớn kế tiếp.

Phần 11-

MỐ, TRỤ VÀ TƯỜNG CHẮN

11.1. PHẠM VI

Chương này quy định các yêu cầu thiết kế mố và tường. Các tường được xem xét gồm: Các tường chắn thông thường, các tường có neo, các tường đất được gia cố cơ học (MSE) và các tường chế tạo sẵn theo mô đun.

11.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Mố – Kết cấu dùng để đỡ đầu cuối nhịp cầu và làm bệ đỡ ngang cho vật liệu đắp đường bộ nằm kề ngay sát cầu.

Tường có neo – Kết cấu thuộc hệ tường chắn đất điển hình, gồm các bộ phận giống như các tường hẫng không trọng lực và tạo ra sức kháng bên phụ thêm từ một hàng hoặc nhiều hàng neo.

Tường đất gia cố cơ học – Hệ chắn đất, sử dụng các cốt gia cường chịu kéo dạng dải hoặc ô lưới bằng kim loại hoặc polyme đặt trong trong khối đất và một cấu kiện mặt đặt thẳng đứng hoặc gần như thẳng đứng.

Tường hẫng không trọng lực (Nongravity Cantilever Wall) – Hệ tường chắn đất, tạo ra sức kháng bên qua sự chôn sâu các bộ phận của tường thẳng đứng và đỡ đất bị chắn bằng các cấu kiện mặt. Các bộ phận tường thẳng đứng có thể gồm các cấu kiện riêng rẽ ví dụ như các cọc, giếng chìm, các cọc khoan hoặc các cọc khoan nhồi được nối với nhau bằng tường mặt kết cấu, ví dụ như nắp cách nhiệt, panen hoặc bê tông phun. Một cách khác là các bộ phận tường thẳng đứng và tường mặt có thể là liên tục, ví dụ tấm panen tường ngăn, các cọc hoặc các cọc khoan đặt tiếp tuyến với nhau.

Trụ – Phần của kết cấu cầu, ở giữa kết cấu phần trên và nối với móng.

Tường có các mo đun chế sẵn – Hệ thống chắn đất dùng các khối bê tông có chèn đất bên trong hạt kết cấu thép để chịu áp lực đất, có tác dụng giống tường trọng lực.

Tường chắn trọng lực cứng và bán trọng lực – Kết cấu đỡ lực ngang do khối đất sinh ra và độ ổn định của nó chủ yếu có được là do trọng lượng bản thân và do trọng lượng của bất kỳ loại đất nào đặt trực tiếp trên đáy tường.

Trong thực tiễn, có thể sử dụng các loại tường chắn trọng lực cứng và bán trọng lực khác nhau. Chúng gồm có:

· Tường trọng lực: Độ ổn định của tường trọng lực phụ thuộc hoàn toàn vào trọng lượng của khối đá xây, hoặc khối bê tông và của bất kỳ loại đất nào đặt trên khối xây. Chỉ có một số lượng thép danh định được đặt gần các mặt phô ra để đề phòng sự nứt trên bề mặt do các thay đổi nhiệt độ gây ra.

· Tường bán trọng lực mảnh hơn tường trọng lực một chút và yêu cầu tăng cường bằng các thanh cốt thép thẳng đứng đặt dọc theo mặt phía trong và các chốt đưa vào trong hệ móng. Tường được bố trí cốt thép nhiệt độ sát mặt phô ra.

· Tường hẫng gồm một thân tường bê tông và một bản đáy bê tông, cả hai đều tương đối mỏng và được bố trí cốt thép đầy đủ để chịu mô men và lực cắt.

· Tường chống gồm bản mặt tường bê tông mỏng, thông thường đặt thẳng đứng được chống bởi các bản hoặc thanh chống ở đầu, đặt cách quãng ở mặt bên trong và thẳng góc với bản tường mặt. Cả hai bản tường mặt và thanh chống được nối với bản đáy và khoảng trống phía trên bản đáy và giữa các thanh chống được lấp bằng đất. Tất cả các bản đều được đặt cốt thép đầy đủ.

· Tường chế tạo sẵn theo mô đun – Gồm các đơn nguyên kết cấu riêng lẻ được lắp đặt tại chỗ trong một dãy các lỗ trống không có đáy gọi các cũi. Các cũi này được nhồi đất và độ ổn định của chúng không chỉ phụ thuộc vào trọng lượng của các đơn nguyên và đất lấp chúng, mà còn phụ thuộc vào cả cường độ của đất dùng để lấp. Bản thân các đơn nguyên có thể bằng bê tông cốt thép hoặc kim loại đã chế tạo.

11.3. KÝ HIỆU

A_b = diện tích bề mặt của cốt thép ngang chịu đỡ (đường kính nhân với chiều dài) (mm²) (11.9.5.3)

A_m = hệ số gia tốc lớn nhất của tường tại trọng tâm (11.9.6)

A_Reffi = diện tích cốt gia cường theo chiều thẳng đứng (mm²/mm) (11.9.6.2)

A_s = tổng diện tích bề mặt của cốt gia cường(đỉnh và đáy) ở ngoài mặt phẳng phá hoại, trừ đi bất kỳ bề dày tổn thất nào (mm²) (11.9.5.3)

B = bề rộng móng tường chắn (mm) (11.9.7)

B’ = bề rộng hữu hiệu của móng tường chắn (mm)

b = bề rộng của mô đun thùng (mm) (11.10.4.1)

b’_i = bề rộng cốt gia cường đối với lớp i (mm) (11.9.6.2)

C₀ = cường độ nén dọc trục của đá (MPa) (11.5.6)

D₆₀/D₁₀ = hệ số đồng đều của đất được định nghĩa theo tỷ số của 60% trọng lượng cỡ hạt lọt qua mặt sàng trên 10% trọng lượng cỡ hạt đất lọt qua mặt sàng

d = đất đắp phía trên tường (mm) (11.9.7)

E_c = bề dày cốt gia cường kim loại tại cuối tuổi thọ sử dụng (mm) (11.9.8.1)

E_n = bề dày danh định của cốt gia cường bằng thép khi thi công (mm) (11.9.8.1)

E_s = bề dày tổn thất của kim loại, dự kiên bị ăn mòn đồng đều trong tuổi thọ sử dụng (mm) (11.9.81)

e = độ lệch tâm của tải trọng tính từ đường tim móng (mm) (C 11.9.4.2)

F_r = thành phần ma sát của hợp lực trên đáy móng (N/mm) (11.6.3.1)

f_d = hệ số sức kháng đối với trượt trực tiếp của cốt gia cường (11.9.5.3)

f* = hệ số ma sát bề ngoài của tại mỗi lớp cốt gia cường (11.9.5.3)

H = chiều cao tường (mm) (C119.5.1.4)

H_m = lực quán tính động tăng lên tại cao độ i (N/mm của kết cấu) (11.9.6.2)

H₁ = chiều cao tương đương của tường (mm) (11.9.5.2.2)

H₂ = chiều cao hữu hiệu của tường (mm) (11.9.6.1)

h_i = chiều cao của vùng đất được gia cố đóng góp vào tải trọng nằm ngang tới cốt gia cường tại cao độ i (mm) (11.9.5.2.1)

i = độ nghiêng của mái đất phía sau mặt tường (độ) (11.9.5.2.2)

h_i = chiều cao của vùng đất được gia cố đóng góp vào tải trọng nằm ngang tới cốt gia cường tại cao độ i (mm) (11.9.5.2.1)

i = độ nghiêng của mái đất phía sau mặt tường (độ) (11.9.5.2.2)

k = hệ số áp lực đất (11.9.5.2.2)

k_a = hệ số áp lực đất chủ động (11.9.4)

k₀ = hệ số áp lực đất khi nghỉ (11.9.5.2.2)

L = khoảng cách giữa các bộ phận thẳng đứng hoặc các tấm đỡ mặt (mm); (11.8.5.2)

L_ei = chiều dài cốt gia cường hữu hiệu đối với lớp i (mm) (11.9.6.2)

l = chiều dài tấm lưới ngoài mặt phẳng phá hoại (mm) (11.9.5.3)

I_s = chỉ số cường độ tải trọng điểm (MPa) (11.5.6)

M_max = mô men uốn lớn nhất trong bộ phận tường hoặc tường mặt (N-mm hoặc N mm/mm) (11.8.5.2)

N = thành phần pháp tuyến của hợp lực lên đáy móng (N/mm) (11.6.3.1)

N_corr = số nhát đếm SPT đã hiệu chỉnh của lớp phủ (số nhát/300 mm) (11.8.4.2)

N_p = hệ số kháng bị động (11.9.5.3)

n = số cấu kiện chịu lực ngang sau mặt phẳng phá hoại (11.9.5.3)

P_a = hợp lực của áp lực đất chủ động ngang (N/mm) (11.6.3.1)

P_AE = lực đẩy động nằm ngang (N/mm) (11.9.6.1)

P_b = áp lực bên trong mô đun thùng (MPa) (11.10.4)

P_i = lực nằm ngang trên mm tường được truyền tới cốt gia cường đất tại cao độ i (N/mm) (11.9.5.2.1)

P_IR = lực quán tính ngang (N/mm) (11.9.6.1)

P_fg = khả năng chịu lực nhổ được tăng lên bởi sức kháng bị động trên ô lưới (N) (11.9.5.3)

P_fs = khả năng chịu lực nhổ của dải băng (N) (11.9.5.3)

P_h = thành phần nằm ngang của áp lực ngang của đất (N/mm) (11.6.3.1)

P_IR = lực quán tính ngang (N/mm) (11.9.6.1)

P_IS = lực quán tính bên trong (N/mm) (11.9.6.2)

P_v = thành phần thẳng đứng của áp lực ngang của đất (N/mm) (11.6.3.1)

p = áp lực ngang trung bình, bao gồm áp lực đất, áp lực gia tải và áp lực nước tác động lên mặt cắt tường đang được xem xét (MPa) (11.8.5.2)

Q_a = sức kháng đơn vị cực hạn của neo (N/mm) (11.8.4.2)

q_max = áp lực đơn vị lớn nhất của đất trên đáy móng (MPa) (11.6.3.1)

R_n = sức kháng danh định (11.5.4)

R_R = sức kháng tính toán (11.5.4)

S_Hi = khoảng cách cốt gia cường ngang đối với lớp i (mm) (11.9.6.2)

SPT = thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (11.8.4.2)

T₁ = lực kéo của cốt gia cường ở trạng thái giới hạn (N) (119.5.1.3)

T_s = tải trọng kéo mà tại đó biến dạng trong cốt gia cường pôlyme đặt trong đất vượt quá 5% (N) (11.9.5.1.3)

w = bề rộng tấm lưới (mm) (11.9.5.3)

x = khoảng cách giữa các điểm đỡ cấu kiện thẳng đứng (mm) (11.8.5.2)

y = khoảng cách trên đáy móng tới vị trí của Ph (mm) (11.6.3.1)

Z = chiều sâu dưới đỉnh tường hữu hiệu hoặc tới cốt gia cường (mm) (11.9.5.3)

Y_p = hệ số tải trọng đối với áp lực đất trong bảng 3.4.1.2 (11.9.5.2.2)

Y_s = tỷ trọng đất (kg/m3) (11.9.5.3)

d = góc ma sát giữa mặt tường và đất đắp phía sau (độ) (C11.10.1)

y = góc ma sát cốt gia cường đất (độ) (11.9.5.3)

j = hệ số sức kháng (11.5.4)

j_f = góc nội ma sát của đất đặt móng (độ) (11.9.5.2.2)

s_H = độ lớn của áp lực ngang do gia tải (MPa) (11.9.5.2.1)

s_Hmax = ứng suất lớn nhất của cốt gia cường đất trong vùng mố (11.9.7)

s_v = ứng suất thẳng đứng trong đất (MPa) (11.9.5.2.2)

s_v1 = ứng suất thẳng đứng của đất (MPa) (11.9.7)

s_v2 = ứng suất thẳng đứng của đất do tải trọng trên bệ móng (MPa) (11.9.7)

11.4. CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT VÀ VẬT LIỆU

11.4.1. TỔNG QUÁT

Khi có thể các loại vật liệu dùng để đắp nên thuộc dạng có hạt và thoát nước tự do. Khi sử dụng các loại đất sét để đắp, phải bố trí thoát nước đằng sau tường để giảm áp lực thủy tĩnh.

11.4.2. XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT

Phải áp dụng quy định của Điều 2.4 và 10.4

11.5. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VÀ HỆ SỐ SỨC KHÁNG

11.5.1. TỔNG QUÁT

Việc thiết kế các mố, trụ và tường phải thỏa mãn các tiêu chuẩn dùng cho trạng thái giới hạn sử dụng quy định trong Điều 11.5.2 và trạng thái giới hạn cường độ quy định trong Điều 11.5.3

11.5.2. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Phải nghiên cứu sự chuyển dịch quá mức ở trạng thái giới hạn sử dụng đối với các mố, trụ và tường.

11.5.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

Phải nghiên cứu thiết kế các mố và tường theo trạng thái giới hạn cường độ bằng cách dùng phương trình 1.3.2.1-1 đối với:

· Sự phá hoại sức kháng đỡ,

· Độ trượt ngang,

· Tổn thất quá mức của tiếp xúc đáy,

· Mất ổn định chung,

· Sự phá hoại do kéo tuột của các neo hoặc của các cốt gia cường đất và

· Phá hoại kết cấu.

11.5.4. YÊU CẦU VỀ SỨC KHÁNG

Các mố trụ và kết cấu chắn, các móng của chúng và các cấu kiện đỡ khác phải được định kích thước bằng các phương pháp thích hợp được quy định trong các Điều 11.6, 11.7, 11.8, 11.9 hoặc 11.10 sao cho sức kháng của chúng thỏa mãn Điều 11.5.5

Sức kháng tính toán R_R được tính cho mỗi trạng thái giới hạn có thể áp dụng được phải là sức kháng danh định R_n nhân với hệ số sức kháng j, được quy định trong bảng 11.5.6-1

11.5.5. CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG

Các mố, kết cấu chắn và móng của chúng, các cấu kiện đỡ khác phải cân xứng với tất cả các tổ hợp tải trọng quy định trong Điều 3.4.1

11.5.6. CÁC HỆ SỐ SỨC KHÁNG

Các hệ số sức kháng dùng cho thiết kế địa kỹ thuật đối với móng được quy định trong các Bảng từ 10.5.4-1 tới 10.5.4-3 và Bảng 1, trong đó:

· Các hệ số đối với đá mềm có thể dùng cho đá được đặc trưng theo cường độ nén đơn trục C₀ nhỏ hơn 7,0 MPa hoặc chỉ số cường độ tải trọng điểm l_s nhỏ hơn 0,30 MPa.

· Các hệ số dùng cho các tường vĩnh cửu có thể áp dụng cho các tường có tuổi thọ sử dụng quy định lớn hơn 36 tháng, các tường trong môi trường xâm thực lớn, hoặc các tường mà hậu quả do phá hoại là nghiêm trọng.

· Các hệ số dùng cho các tường tạm thời có thể sử dụng được cho các tường có tuổi thọ sử dụng quy định nhỏ hơn hoặc bằng 36 tháng. Không áp dụng vào trong môi trường xâm thực và hậu quả do phá hoại là không nghiêm trọng.

· Các cấu kiện thẳng đứng, như là các cọc chống, cọc tiếp tuyến và tường bê tông đặt trong rãnh đào có vữa quánh phải được xử lý hoặc theo móng nông, hoặc theo móng sâu, khi thích hợp để ước tính sức kháng đỡ dùng các phương pháp được mô tả trong các Phần 10.6, 10.7 và 10.8.

Nếu dùng các phương pháp khác với các phương pháp được cho trong các Bảng 10.5.4-1 đến 10.5.4-3 và Bảng 1 để ước tính khả năng chịu lực của đất, các hệ số làm việc được chọn phải có cùng độ tin cậy như với các hệ số đã cho trong các bảng này

Bảng 11.5.6-1- Các hệ số sức kháng dùng cho tường chắn

LOẠI TƯỜNG VÀ TRẠNG THÁI		HỆ SỐ SỨC KHÁNG
Các tường neo
Sức kháng đỡ của các cấu kiện thẳng đứng		Áp dụng Chương 10.5
Chống lật	Sức kháng bị động của các cấu kiện thẳng đứng · trong đất · trong đá Sức kháng nhổ của neo · Cát Tương quan với sức kháng SPT được hiệu chỉnh cho áp lực lớp phủ các thí nghiệm tải trọng nhổ Các thí nghiệm tải trọng nhổ · Sét Tương quan với cường độ nén nở hông. Dùng cường độ cát từ thí nghiệm trong phòng Dùng cường độ cắt từ thí nghiệm hiện trường Các thí nghiệm tải trọng nhổ · Đá Chỉ liên quan tới loại đá Dùng sức kháng cắt nhỏ nhất đo trong phòng- chỉ với đá mềm Thí nghiệm dính kết đá – vữa trong phòng Thí nghiệm tải trọng nhổ	0,60 0,60 0,65 0,70 0,65 0,65 0,65 0,70 0,55 0,60 0,75 0,80
Sức kháng kéo của neo	Thường xuyên · Chảy dẻo của mặt cắt nguyên · Đứt giảm của mặt cắt thực Tạm thời · Chảy dẻo của mặt cắt nguyên Đứt gãy của mặt cắt thực	0,90 0,75 1,00 0,85
Khả năng uốn của cấu kiện thẳng đứng	· Thường xuyên · Tạm thời	0,90 1,00
Các tường đất gia cố cơ học
Sức kháng đỡ		Áp dụng Chương 10.5
Trượt		Áp dụng Chương 10.5
Sức kháng kéo của cốt gia cường bằng kim loại	Cốt gia cường kiểu dải băng · Chảy dẻo của mặt cắt nguyên trừ đi phần diện tích tổn thất · Phá hoại của mặt cắt thực trừ đi diện tích tổn thất. Cốt gia cường kiểu lưới · Chảy dẻo của mặt cắt nguyên trừ đi diện tích tổn thất · Phá hoại của mặt cắt thực trừ đi diện tích tổn thất Các mối nối · Chảy dẻo của mặt cắt nguyên trừ đi phần diện tích tổn thất. · Phá hoại của mặt cắt thực trừ đi diện tích tổn thất	0,85 0,70 0,75 0,60 0,75 0,60
Sức kháng kéo của cốt gia cường polyme trong trạng thái giới hạn cường độ	Từ kết quả thí nghiệm từ biến trong phòng trong khoảng thời gian ít nhất là 10.000 giờ. Từ kết quả thí nghiệm kéo mẫu có bề rộng lớn – ASTM D 4595 · Polyetylen · Polypopylen · polyester · polyamin · Polyetylen tỷ trọng cao	0,27 Cực hạn ứng với 5% sự biến dạng 0,05 – 0,08 0,05 – 0,08 0,11 – 0,16 0,09 – 0,14 0,09 – 0,14
Sức kháng của cốt gia cường polymer trong trạng thái giới hạn sử dụng	Từ kết quả thí nghiệm từ biến trong phòng trong khoảng thời gian ít nhất là 10.000 giờ. Từ cường độ chịu kéo trạng thái giới hạn “4b”	0,41 0,66
Sức kháng nhổ cực hạn của đất		0,90
Các tường lắp ghép từ các mô đun
Sức kháng đỡ		Áp dụng chương 10.5
Chống trượt		Áp dụng chương 10.5
Áp lực bị động		Áp dụng chương 10.5

11.5.7. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Phải nghiên cứu việc áp dụng các tổ hợp tải trọng quy định trong bảng 3.4.1-1. Tất cả các hệ số sức kháng đều phải lấy là 1,0 khi nghiên cứu trạng thái giới hạn đặc biệt trừ khi có quy định khác.

11.6. CÁC MỐ VÀ TƯỜNG CHẮN THÔNG THƯỜNG

11.6.1. CÁC XEM XÉT CHUNG

11.6.1.1. Tải trọng

Các mố và tường chắn phải được nghiên cứu đối với:

· Các áp lực ngang đối với đất và nước, bao gồm bất kỳ sự gia tải của hoạt tải và tĩnh tải.

· Trọng lượng bản thân của tường.

· Các tác động biến dạng nhiệt độ và co ngót và

· Các tải trọng động đất theo như quy định ở đây, trong chương 3 và các chỗ khác trong Bộ Tiêu chuẩn này.

Phải áp dụng các quy định của Điều 3.11.5. Đối với các tính toán về độ ổn định, các tải trọng đất phải được nhân với các hệ số tải trọng lớn nhất và/hoặc nhỏ nhất cho trong Bảng 3.4.1-2 khi thích hợp.

11.6.1.2. Các mố liền khối.

Các mố liền khối phải được thiết kế để chịu và hấp thụ các biến dạng từ biến, co ngót và nhiệt của kết cấu phần trên.

11.6.1.3. Các tác động của tải trọng lên mố

Trọng lượng của vật liệu đắp trực tiếp trên mặt nghiêng hoặc mặt phía sau có bậc, hoặc trên đáy của móng mở rộng bê tông cốt thép có thể được xem xét như là phần trọng lượng hữu hiệu của mố khi tính các tác động tải trọng vào mố.

Khi dùng các móng mở rộng, đoạn nhô ra về phía sau phải thiết kế như là một dầm hẫng được đỡ bởi thân mố và được chất tải với toàn bộ trọng lượng của vật liệu đặt phía trên, trừ khi áp dụng một phương pháp chính xác hơn.

11.6.1.4. Các tường bản cánh và tường hẫng

Các tường bản cánh có thể được thiết kế liền khối với các mố, hoặc đứng tách riêng, phân cách với tường mố bởi một khe co giãn.

Chiều dài tường bản cánh phải được tính toán theo mái dốc yêu cầu của đường bộ. Các tường bản cánh phải có chiều dài đủ để chắn nền đắp đường bộ và để bảo vệ chống xói mòn.

Thân của tường hẫng phải được thiết kế theo sơ đồ dầm hẫng ngàm ở đáy tường.

11.6.1.5. Các khe co giãn

Phải xem xét các biện pháp tạo điều kiện cho sự co và giãn của các tường bê tông.

11.6.2. CHUYỂN VỊ Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

11.6.2.1. Mố

Phải áp dụng các quy định của các Điều 10.6.2.2.3, 10.7.2.3 và 10.8.2.3 khi thích hợp.

11.6.2.2. Tường chắn thông thường

Các tiêu chuẩn đối với chuyển vị có thể chấp nhận được cho các tường chắn phải được đề ra dựa trên chức năng và loại hình tường tuổi thọ dự kiến và các hậu quả của các chuyển vị không thể chấp nhận được.

Phải áp dụng các quy định của các Điều 10.6.2.2, 10.7.2.2 và 10.8.2.2 khi thích hợp.

11.6.3. SỨC KHÁNG ĐỠ VÀ ĐỘ ỔN ĐỊNH Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

11.6.3.1. Tổng quát

Các mố và tường chắn phải được định kích thước để đảm bảo độ ổn định chống phá hoại khả năng chịu lực đỡ, lật và trượt. Khi tường được đỡ bởi móng đặt trên đất sét cũng phải nghiên cứu, độ an toàn chống phá hoại móng đặt sâu. Hình 1 tới Hình 3 chỉ ra các tiêu chuẩn ổn định cho các tường chống một số dạng phá hoại khác nhau. Khi áp lực nằm ngang của đất được tính theo lý thuyết Culông, và khi áp lực nằm ngang của đất không tác động trực tiếp lên phía sau tường, phải xét tới thành phần thẳng đứng của tải trọng tác động lên mặt phẳng thẳng đứng, từ mép móng tường kéo lên phía trên.

Hình 11.6.3.1-1- Tải trọng đất và tiêu chuẩn ổn định đối với tường dùng đất sét lớp phía sau tường lấp hoặc trong móng (tài liệu của Duncan và các tác giả khác 1990).

Hình 10.6.3.1-2- Tải trọng đất và tiêu chuẩn ổn định đối với các tường có đất lấp dạng hạt và các móng trên cát và sỏi cuội (Duncan 1990)

Hình 11.6.3.1.3- Tải trọng đất và tiêu chuẩn ổn định đối với các tường có đất lấp dạng hạt và các móng đặt trên đá, (Duncan 1990).

11.6.3.2. Sức kháng đỡ

Phải nghiên cứu sức kháng đỡ theo trạng thái giới hạn cường độ bằng cách giả định sự phân bố áp lực đất như sau:

· Nếu máy tường đặt trên đất: Một áp lực phân bố đều lên trên diện tích đáy hữu hiệu, như thể hiện trong các Hình 11.6.3.1-1 và 11.6.3.1-2.

· Nếu móng tường đặt trên đá: Một áp lực phân bố thay đổi tuyến tính trên diện tích đáy hữu hiệu, như thể hiện ở Hình 11.6.3.1-3

11.6.3.3. Độ lật

Với các móng đặt trên đất, vị trí hợp lực của các phản lực phải nằm bên trong khoảng nửa giữa của đáy.

Với các móng đặt trên đá, vị trí hợp lực của phản lực phải nằm bên trong khoảng ba phần t- của đáy.

11.6.3.4. Độ ổn định chung

Độ ổn định chung của tường chắn, mái dốc được chắn và móng đặt trên đất hoặc đá phải được đánh giá đối với tất cả các tường bằng cách dùng phương pháp phân tích cân bằng giới hạn. Có thể có yêu cầu thăm dò đặc biệt, thử nghiệm và phân tích đối với các mố cầu hoặc các tường chắn thi công phía trên các lớp trầm tích mềm.

11.6.3.5. Xói mòn phía dưới bề mặt

Phải đánh giá sự xói mòn các vật liệu dưới móng trong khi thiết kế các tường xây dựng dọc theo các con sông và suối như quy định trong Điều 2.6.4.4.2. Khi tiên liệu các điều kiện có vấn đề có thể xảy ra, thì phải đưa vào thiết kế các biện pháp bảo vệ đầy đủ.

Phải áp dụng các quy định của Điều 10.6.1.2 Độ dốc thủy lực không được vượt quá:

· Với đất bùn và đất dính: 0,20

· Với các loại đất không dính khác: 0,30

Khi có nước dò dưới tường, phải xem xét các tác động của các lực đẩy nổi và dò rỉ đối với các áp lực chủ động và bị động của đất.

11.6.3.6. Sức kháng bị động

Sức kháng bị động phải được bỏ qua khi tính toán về ổn định, trừ khi đáy tường kéo sâu dưới chiều sâu xói lớn nhất, hoặc các chiều sâu xáo trộn khác. Chỉ trong trường hợp sau, chiều sâu chôn thấp hơn số lớn hơn của các độ sâu này có thể được xem là hữu hiệu.

Khi sức kháng bị động được sử dụng để đảm bảo đầy đủ độ ổn định của tường, thì sức kháng bị động tính toán của đất phía trước các mố và các tường phải đủ để ngăn ngừa sự chuyển dịch về phía trước không thể chấp nhận được của tường.

Sức kháng bị động cần bỏ qua nếu đất tạo ra áp lực bị động là loại mềm, rời rạc hoặc bị xáo trộn, hoặc nếu sự tiếp xúc giữa đất và tường là không chặt.

11.6.3.7. Độ trượt

Phải áp dụng quy định của Điều 10.6.3.3.

11.6.4. AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU

Thiết kế kết cấu các cấu kiện riêng biệt của tường và các móng tường phải tuân theo các quy định của các Phần 5 và 6.

Phải dùng các quy định của Điều 10.6.3.1.5 để xác định sự phân bố của áp lực tiếp xúc khi thiết kế kết cấu các móng.

11.6.5. QUY ĐỊNH VỀ THIẾT KẾ ĐỘNG ĐẤT

Phải nghiên cứu tác động của động đất bằng cách sử dụng trạng thái giới hạn đặc biệt của Bảng 3.4.1-1 với hệ số sức kháng j = 1,0 và một phương pháp được chấp nhận. Quy định này chỉ nên áp dụng cho các cầu nhiều nhịp.

Đối với móng trên đất, vị trí hợp lực của các phản lực phải đặt ở khoảng giữa 0,4 của móng.

Đối với móng trên đá, vị trí hợp lực của các phản lực phải đặt ở khoảng giữa 0.6 của móng.

11.6.6.THOÁT NƯỚC

Đất lấp sau các mố và các tường chắn phải được thoát nước hoặc nếu không bố trí thoát nước được thì mố và tường phải thiết kế theo các tải trọng sinh ra do áp lực đất, cộng với toàn bộ áp lực thủy tĩnh do nước trong khối đất đắp.

11.7. TRỤ.

Các trụ phải được thiết kế để truyền các tải trọng của kết cấu phần trên và các tải trọng của bản thân trụ xuống nền móng. Các tải trọng và tổ hợp tải trọng phải theo quy định trong Phần 3.

Thiết kế kết cấu trụ phải theo đúng các quy định của các Phần 5 và 6 khi thích hợp.

11.8. TƯỜNG CÓ NEO

11.8.1 TỔNG QUÁT

Các tường có neo, thể hiện ở Hình 1, có thể xét để chống đỡ tạm thời và vĩnh cửu cho các khối đất đá ổn định và không ổn định.

Tính khả thi của việc dùng tường có neo tại nơi cá biệt nên được dựa trên sự phù hợp của các điều kiện đất đá phía dưới bề mặt trong vùng tạo ứng suất neo dính kết.

Khi đắp đất sau tường, đắp xung quanh hoặc ở trên chiều dài không dính kết, phải quy định các điều kiện thiết kế và thi công đặc biệt để tránh làm hư hại neo.

Hình 11.8.1-1- Thuật ngữ tường có neo và Hướng dẫn chiều sâu chôn neo

11.8.2. TẢI TRỌNG

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.8.1.1 trừ các tác động co ngót và nhiệt độ không cần xét.

11.8.3. CHUYỂN VỊ Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG.

Phải áp dụng các quy định của Điều 10.6.2,10,7.2 và 10.8.2.

Phải xét tới các ảnh hưởng của chuyển dịch của tường lên các thiết bị kề bên khi triển khai áp lực đất thiết kế phù hợp các quy định của Điều 3.11.5.6.

11.8.4. AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI ĐẤT

11.8.4.1. Sức kháng đỡ

Phải áp dụng các quy định của các Điều 10.6.3. 10.7.3 và 10.8.3.

Phải xác định các tải trọng tại đáy các cấu kiện tường thẳng đứng với giả định là toàn bộ các thành phần thẳng đứng của tải trọng được truyền tới đáy các cấu kiện. Ma sát bên của các cấu kiện tường không được đưa vào tính toán chịu các tải trọng thẳng đứng.

11.8.4.2. Khả năng chịu lực nhổ của neo

Phải thiết kế các neo dự ứng lực để chống lại sự nhổ theo chiều dài dính kết trong đất hoặc đá. Sức dựa trên các kết quả thử nghiệm tải trọng nhổ của neo, hoặc được tính bằng cách dùng các Bảng 1 và 2,

khi các trị số SPT đã được chỉnh lý theo các áp lực gia tải.Có thể yêu cầu thử nghiệm tại chỗ để xác định các trị số thiết kế thích hợp đối với các loại neo và các trình tự lắp đặt khác.

Bảng 11.8.4.2-1- Sức kháng đơn vị cực hạn của các neo đặt trong đất.

Loại đất

Độ chặt hoặc sức kháng SPT

Sức kháng của neo Q_a (N/mm)

Cát và cuội sỏi

Rời

Trung bình

Chặt

4-10

10-30

30-50

145

220

290

Cát

Rời

Trung bình

Chặt

4-10

10-30

30-50

100

145

190

Cát và Bùn sét

Rời

Trung bình

Chặt

4-10

10-30

30-50

100

130

Loại đất

Cường độ chịu nén nở hông (MPa)

Sức kháng của neo Q_a (N/mm)

Hỗn hợp

Sét-bùn

Cứng

Rắn

0,10-0,24

0,24-0,38

Bảng 11.8.4-2- Sức kháng đơn vị cực hạn của neo trong đá

Loại đá	Sức kháng đơn vị cực hạn của neo Q_a(N/mm)
Granít hoặc badan	730
Đá vôi đôlômít	585
Đá vôi mềm/sa thạch	440
Đá phiến và diệp thạch cứng	365
Diệp thạch mềm	145

Tải trọng của neo phải được triển khai theo chiều sâu chôn thích hợp ở ngoài mặt phá hoại nguy hiểm trong khối đất bị chắn.

Việc xác định chiều dài neo không dính kết, độ nghiêng và lớp phủ quá tải xét theo:

· Vị trí của bề mặt phá hoại xa nhất tính từ tường.

· Chiều dài nhỏ nhất yêu cầu để đảm bảo tổn thất nhỏ nhất của ứng suất neo do các chuyển vị dài hạn của đất.

· Chiều dài tới lớp đất đủ đặt neo, như thể hiện trong Hình 11.8.1-1 và

· Phương pháp đặt neo và phun vữa.

Khoảng cách các neo theo hướng nằm ngang nhỏ nhất nên là số lớn hơn 3 lần đường kính vùng dính kết hoặc 1500 mm. Nếu khoảng cách nhỏ hơn được yêu cầu để triển khai tải trọng yêu cầu, có thể xem xét cho neo có các độ nghiêng khác nhau.

11.8.4.3. Độ ổn định chung

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.3.4.

11.8.4.4. Sức kháng bị động

Phải áp dụng các quy định của các Điều 11.6.3.6 và 11.6.3.7

11.8.5. AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU

11.8.5.1. Neo

Phải tính toán thành phần nằm ngang của lực neo bằng cách sử dụng các sự phân bố áp lực đất quy định trong Điều 3.11 và bất kỳ các thành phần áp lực nằm ngang khác tác động lên tường. Lực neo tổng cộng phải được xác định theo độ nghiêng neo. Khoảng cách nằm ngang của neo và khả năng chịu lực của neo phải được lựa chọn để đạt được lực neo tổng cộng yêu cầu.

11.8.5.2. Các cấu kiện của tường thẳng đứng

Các bộ phận riêng lẻ của tường thẳng đứng phải được thiết kế để chống lại toàn bộ áp lực đất nằm ngang, gia tải. áp lực nước, các tải trọng neo và động đất, cũng như thành phần thẳng đứng của các tải trọng neo và bất kỳ tải trọng thẳng đứng nào khác. Các điểm đỡ nằm ngang có thể được coi là ở tại mỗi vị trí neo và tại đáy hố đào nếu cấu kiện thẳng đứng có độ chôn sâu đủ dưới đáy hố đào.

11.8.5.3. Tường mặt

Khoảng cách lớn nhất giữa các bộ phận riêng lẻ của tường thẳng đứng phải được xác định dựa trên độ cứng tương đối của các cấu kiện thẳng đứng và tường mặt, loại và trạng thái đất được đỡ. Tường mặt có thể được thiết kế theo giả định đỡ đơn giản giữa các cấu kiện, có hoặc không có vòm đất, hoặc giả định được đỡ liên tục qua vài neo.

11.8.6. QUY ĐỊNH VỀ THIẾT KẾ ĐỘNG ĐẤT

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.5.

11.8.7. BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN

Các neo và đầu neo hữu dự ứng lực phải được bảo vệ chống ăn mòn tùy theo các điều kiện của đất và nước ngầm tại chỗ. Mức độ và phạm vi bảo vệ chống ăn mòn là hàm số của môi trường đất và các hậu quả có thể xảy ra khi neo bị phá hoại. Bảo vệ chống ăn mòn phải được áp dụng đúng các quy định của Tiêu chuẩn Thi công, Phần 806-. Các neo đất.

11.8.8. TẠO ỨNG SUẤT VÀ THỬ NGHIỆM NEO

Tất cả các neo sản xuất phải chịu thử tải và tạo ứng suất theo đúng quy định của Tiêu chuẩn Thi công AASHTO- LRFD, Điều 6.5.5. Thử nghiệm và tạo ứng suất. Có thể quy định thử nghiệm tải trọng trước khi sản xuất khi gặp các điều kiện không bình thường, để kiểm tra sự an toàn đối với tải trọng thiết kế, hoặc để thiết lập tải trọng neo cực hạn hoặc tải trọng xảy ra từ biến thái quá.

11.8.9. THOÁT NƯỚC

Sự dò rỉ phải được kiểm soát bằng lắp đặt hệ thống thoát nước ở phía sau tường với các lỗ ra ở đáy hoặc gần đáy tường. Các panen thoát nước phải được thiết kế và cấu tạo để duy trì các đặc trưng thoát nước theo các áp lực đất thiết kế và các tải trọng gia tải và phải kéo dài từ đáy tường tới mức 300 mm dưới đỉnh tường.

11.9. TƯỜNG ĐẤT ỔN ĐỊNH BẰNG CƠ HỌC.(MSE)

11.9.1 TỔNG QUÁT

Các tường MSE có thể được xem xét ở nơi các tường trọng lực thông thường, tường hẫng hoặc tường chắn có trụ chống bê tông được xem xét, và đặc biệt ở nơi mà tổng độ lún và độ chênh lún được lường trước.

Không dùng tường MSE trong các điều kiện sau đây:

· Khi các thiết bị tiện ích khác ngoài thiết bị thoát nước của đường bộ được xây dựng ở bên trong vùng được gia cố.

· Khi sự xói mòn do lũ hoặc xói có thể làm yếu vùng đắp gia cố, hoặc bệ đỡ bất kỳ, hoặc

· Với các cốt gia cường bằng kim loại mặt phô ra trong nước mặt hoặc nước ngầm bị nhiễm bẩn do thoát nước của mỏ axit hoặc các ô nhiễm công nghiệp khác thể hiện qua độ pH thấp, chlorit và sulfat cao.

Kích thước của khối đất gia cố phải xác định trên cơ sở của:

· Các yêu cầu về độ ổn định và cường độ địa kỹ thuật như quy định trong Điều 11.9.4 đối với tường trọng lực;

· Các yêu cầu đối với sức kháng kết cấu phía trong bản thân khối đất gia cố, như quy định trong Điều 11.9.5, đối với các đơn nguyên panen và đối với sự tăng thêm sự gia cường ra ngoài vùng phá hoại giả định, và

· Các yêu cầu truyền thống đối với chiều dài gia cường không nhỏ hơn 70% chiều cao tường, hoặc 2400 mm như quy định trong Điều 11.9.5.1.4.

11.9.2. TẢI TRỌNG

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.1.1, trừ các tác động co ngót và nhiệt độ không cần xét.

11.9.3. CHUYỂN VỊ Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG.

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.2 khi thích hợp.

Với các hệ thống có diện tích panen nhỏ hơn 2,8×106 mm² và bề rộng nối lớn nhất là 19mm, mái dốc lớn nhất do chênh lún tính toán phải lấy theo số cho trong Bảng 1.

Khi các điều kiện của móng cho thấy có các độ chênh lún lớn trên khoảng cách ngang ngắn, thì phải bố trí khớp trượt thẳng đứng trên toàn bộ chiều cao.

Bảng 11.9.3-1- Quan hệ giữa chiều rộng mối nối và độ cong vênh giới hạn của mặt tường MSE

11.9.4. AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI CỦA ĐẤT

Phải đánh giá độ an toàn chống phá hoại của đất theo giả định khối đất được gia cố là vật thể cứng. Hệ số áp lực đất chủ động Ka dùng để tính áp lực đất của đất lấp nào đó trên mặt sau của khối đất gia cố phải được xác định bằng cách dùng góc ma sát của đất lấp đó. Khi không có các số liệu cụ thể có thể dùng góc ma sát lớn nhất là 300.

11.9.4.1. Độ trượt.

Phải dùng các quy định của Điều 10.6.3.3.

Hệ số ma sát trượt tại đáy của khối đất gia cố phải xác định bằng cách dùng góc ma sát của đất ở móng. Khi không có các số liệu cụ thể, có thể dùng góc ma sát lớn nhất là 300.

11.9.4.2. Sức kháng đỡ

Để tính khả năng chịu đỡ về cường độ, phải giả định một bệ móng tương đương có chiều dài là chiều dài của tường và chiều rộng là chiều dài của dải cốt gia cường tại cao độ đáy móng. Phải tính các áp lực đỡ bằng cách dùng sự phân bố áp lực đồng đều ở đáy trên chiều rộng hữu hiệu của móng xác định phù hợp với quy định của các Điều 10.6.3.1 và 10.6.3.2.

11.9.4.3. Độ lật

Phải thực hiện các quy định của Điều 11.6.3.3.

11.9.4.4. Độ ổn định chung.

Phải thực hiện các quy định của Điều 11.6.3.4.

11.9.5. AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU

11.9.5.1. Kích thước kết cấu

11.9.5.1.1. Tổng quát

Sự tính toán sơ bộ kích thước kết cấu của khối đất gia cố có thể thực hiện dựa trên cốt gia cường chống lực kéo ra ngoài vùng phá hoại, trong đó sức kháng kéo ra được quy định trong Điều 11.9.5.3

11.9.5.1.2. Cốt gia cường bằng thép trong đất

Các cấu kiện của ô lưới cốt gia cường phải có cùng kích thước theo chiều ngang và chiều dọc.

Lực nằm ngang dùng để thiết kế các liên kết với panen có thể lấy không nhỏ hơn 85% của lực tính toán lớn nhất, xác định theo quy định trong Điều 11.9.5.2.2 hoặc 11.9.5.2.3, ngoại trừ phần nửa dưới kết cấu phải lấy bằng 100% lực tính toán lớn nhất.

11.9.5.1.3. Cốt gia cường bằng polyme trong đất

Tính năng ứng suất-biến dạng- thời gian dài hạn của cốt gia cường phải được xác định từ các kết quả thử nghiệm từ biến khống chế tiến hành trong phòng thí nghiệm trong thời gian ít nhất là 10.000 h với một phạm vi các mức độ tải trọng trên các mẫu thử của sản phẩm hoàn thiện theo đúng ASTM-D 5262. Các mẫu thử phải được thử nghiệm theo phương mà tải trọng sẽ được đặt. Các kết quả thử nghiệm có thể được ngoại suy theo tuổi thọ thiết kế yêu cầu bằng cách sử dụng theo các trình tự vạch ra trong ASTM D2837.

Cường độ chịu kéo của cốt gia cường phải là số nhỏ hơn của:

· T₁ – Mức độ tải trọng cao nhất tại đó tỷ lệ biến dạng từ biến- log thời gian tiếp tục giảm theo thời gian trong phạm vi tuổi thọ yêu cầu và không xảy ra phá hoại giòn hoặc dẻo, hoặc

· T₅ – Mức độ chịu kéo mà tại đó tổng biến dạng dự kiến không vượt quá 5% trong thời gian tuổi thọ thiết kế.

Các tác động của sự lão hóa, sự phô bày ra để chia tác động hóa học và sinh học, sự nứt do ứng suất môi trường, độ chùng ứng suất, sự thủy phân và các thay đổi trong quá trình sản xuất, cũng như các tác động hư hại do thi công phải được đánh giá và ngoại suy tới tuổi thọ thiết kế yêu cầu.

11.9.5.1.4. Chiều dài nhỏ nhất của cốt gia cường đất

Đối với cả hai loại cốt gia cường dải và ô lưới, chiều dài cốt gia cường đất nhỏ nhất nên được lấy theo số lớn hơn của 70% chiều cao tường đo từ lớp đệm san bằng hoặc 2400 mm. Chiều dài gia cường phải được tăng lên đối với các gia tải và các tải trọng bên ngoài khác.

Chiều dài cốt gia cường phải đồng nhất trên suốt chiều cao của tường, trừ khi có chứng cứ xác đáng chỉ ra sự thay đổi chiều dài là hợp lý.

11.9.5.1.5. Chiều sâu chôn tường mặt trước nhỏ nhất

Trừ phi xây dựng trên nền đá, chiều sâu chôn tại mặt trước của tường theo mm không được nhỏ hơn:

· Trị số quy định trong Bảng 1, trong đó H là chiều cao kết cấu bên trên đỉnh lớp đệm san bằng theo mm.

· Chiều sâu dựa trên yêu cầu ổn định phía ngoài; và

· 600 mm.

Bảng 11.9.5.1.5-1- Chiều sâu chôn tường mặt trước nhỏ nhất

Mái dốc phía trước kết cấu		Chiều sâu chôn nhỏ nhất
Nằm ngang	Đối với tường	H/20,0
Nằm ngang	Với mô	H/10,0
3,0H : 1,0V	Tường	H/10,0
2,0H : 1,0V	Tường	H/7,0
1,5H : 1,0V	Tường	H/5,0

Phải bố trí ở trên mái dốc mặt trước tường một bậc thềm nằm ngang (hộ đạo) rộng ít nhất là 1200 mm.

11.9.5.1.6. Panen

Các tấm panen phải được thiết kế để chịu lực nằm ngang trong cốt gia cường đất tại cốt gia cường tới chỗ liên kết panen như quy định trong các Điều 11.9.5.1.2 và 11.9.5.2. Lực kéo trong cốt gia cường có thể coi như chịu áp lực đất phân bố đều trên phần sau của panen.

Chiều dày nhỏ nhất của panen tại và trong vùng lân cận của các liên kết chôn sâu phải là 140 mm và bằng 90 mm ở các chỗ khác. Lớp bảo vệ bê tông tối thiểu phải là 38mm. Phải bố trí cốt thép để chịu các điều kiện tải trọng trung bình đối với từng panen. Thép chịu nhiệt độ và co ngót phải được lấy theo quy định trong Điều 5.10.8. Cốt thép có sơn phủ êpoxy phải được xem xét ở nơi dự kiến có chất ăn mòn mạnh.

11.9.5.2. Độ ổn định bên trong

11.9.5.2.1. Tổng quát

Các tường MSE phải được đánh giá đối với sự phá hoại bên trong do các cốt gia cường bị trượt hoặc bị đứt. Lực nằm ngang tính toán tác động lên cốt gia cường tại cao độ cốt gia cường bất kỳ P_i phải là:

P_i = s_H. h_i (11.9.5.2.1-1)

trong đó:

h_i = chiều cao vùng cốt gia cố đóng góp vào tải trọng nằm ngang tới cốt gia cường ở cao độ i được xác định như là khoảng cách thẳng đứng từ điểm giữa của lớp i và lớp tiếp theo nằm phía trên tới điểm giữa của lớp i và lớp tiếp theo nằm phía dưới (mm).

s_H = ứng suất nằm ngang tính toán tại lớp thứ i, được xác định phù hợp với Điều 11.9.5.2.2 hoặc Điều 11.9.5.2.3 (MPa).

11.9.5.2.2. Các cốt gia cường không giãn dài

Độ ổn định bên trong của kết cấu được thi công với các cốt gia cường làm bằng các dải hoặc ô lưới kim loại phải được phân tích bằng cách xem xét là vùng được gia cố tại chỗ bị chia thành hai vùng, vùng chủ động và vùng kháng.

Bề mặt phá hoại phải được giả định như được quy định ở Hình 1.

Ứng suất nằm ngang tính toán s_H tại mỗi cao độ cốt gia cường phải là:

s_H = Y_P s_V k (11.9.5.2.2-1)

trong đó:

Y_P = hệ số tải trọng đối với áp lực đất trong Bản; g 3.4.1.2;

k = hệ số áp lực nằm ngang được cho ở dưới;

s_V = áp lực sinh ra do các lực thẳng đứng của hợp lực tại cao độ cốt gia cường đang được đánh giá, được xác định bằng cách sử dụng sự phân bố áp lực đồng đều trên chiều rộng hữu hiệu (L- 2e) như quy định trong Điều 10.6.3.1.5 (MPa).

Ứng suất hữu hiệu thẳng đứng, s_v, tại mỗi cao độ của cốt gia cường phải được xem xét sự cân bằng cục bộ của tất cả các lực tại chỗ ở cao độ đó;

Các kết cấu phải được thiết kế bằng cách dùng k = k_o tại H₁ trên đỉnh lớp đệm san bằng và giảm tuyến tính tới k = k_a tại chiều sâu 6000 mm như đã được chỉ rõ trong Hình 1. Phải dùng k = k_a ở dưới chiều sâu 6000 mm. Các hệ số k_a và k_o phải được giả định là cùng tồn tại, không kể tới các điều kiện đặt tải bên ngoài. Các trị số của k_a và k_o phải được lấy từ Điều 3.11.5.7 với j_t được lấy như là góc ma sát của vùng đất được gia cố. Mặt khác, các ứng suất nằm ngang tại mỗi cao độ gia cường có thể được tính bằng cách dùng các quan điểm về độ cứng kết cấu.

Góc ma sát tối đa được dùng để xác định lực nằm ngang bên trong vùng đất gia cố phải lấy bằng 34^o, trừ khi đất lấp chọn lọc cho dự án được thử nghiệm với cường độ ma sát bằng các phương pháp thử nghiệm 3 trục hoặc cắt trực tiếp tương ứng với ASTM D 2850 và AASHTO T236 (ASTM D 3080). Các hoạt tải phải được đặt tương xứng với hiệu ứng lực cực hạn trong vùng vật lý có thể đối với hoạt tải. Phải dùng các quy định của Điều 3.11.6

Hình 11.9.5.2.2-1- Xác định mặt phẳng phá hoại và các hệ số áp lực đất của tường MSE có cốt gia cường không giãn dài

11.9.5.2.3. Các cốt gia cường có thể giãn dài.

Độ ổn định bên trong đối với các kết cấu được thi công với các cốt gia cường polyme phải được phân tích bằng cách dùng phương pháp luận của phương pháp gần đúng chêm giằng phía sau. Mặt phẳng phá hoại có thể được giả định theo định nghĩa vùng áp lực đất chủ động Rankin lấy theo đường thẳng đi qua chân tường và tạo góc 45^o + j_f/2 so với đường nằm ngang, cho cả hai trường hợp đất lấp nằm ngang và đất lấp có mái dốc. Sự phân bố áp lực Rankin có thể xác định theo quy định trong Điều 3.11.5.7.

Các cốt gia cường phải được thiết kế để chống lại các áp lực thủy tĩnh và áp lực chủ động trên panen sinh ra từ tất cả các tải trọng thẳng đứng được áp dụng.

Giá trị của ka trong khối đất gia cố phải được giả định là độc lập với tất cả các tải trọng bên ngoài, trừ đất đắp dốc nghiêng. Phải dùng quy định của Điều 11.9.5.2 đối với góc ma sát lớn nhất.

Khi các thử nghiệm riêng tại chỗ được tiến hành, cường độ đất phải được đánh giá theo các mức độ ứng suất dư.

11.9.5.3. Các thông số thiết kế chịu lực nhổ.

Sức kháng nhổ phải được nghiên cứu tại mỗi cao độ. Chỉ có chiều dài nhổ hữu hiệu kéo dài ra xa các mặt phá hoại lý thuyết mới được sử dụng trong việc nghiên cứu này.

Chiều dài nhỏ nhất trong vùng kháng phải lấy bằng 900 mm. Chiều dài cốt gia cường tại tất cả các cao độ phải lấy như nhau. Chiều dài tổng cộng tối thiểu phải là 2400 mm.

Khả năng chịu lực nhổ cực hạn của các dải cốt thép trơn hoặc có gân phải được lấy như sau: Phần 11- Mố, trụ và tường chắn

P_fs = g_f*Y_sZA_s x 10^-9 (11.9.5.3-1)

trong đó:

g = gia tốc trọng trường (m/s²)

f* = hệ số ma sát biểu kiến tại mỗi cao độ cốt gia cường.

A_S = tổng diện tích bề mặt cốt gia cường ở đỉnh và ở đáy dọc theo chiều dài nhổ hữu hiệu ở ngoài mặt phẳng phá hoại quy định trong Hình 1 trừ đi bất kỳ chiều dày tổn thất nào (mm);

Z = chiều sâu bên dưới đỉnh tường hữu hiệu hoặc tới cốt gia cường (mm);

Y_s = tỷ trọng đất chưa nhân hệ số (kg/m³);

Khi không có các số liệu thử nghiệm về lực nhổ đối với các dải cốt thép có gân trong các vật liệu lấp phù hợp với Tiêu chuẩn Thi công Phần 807, phải lấy một trị số hệ số ma sát biểu kiến lớn nhất f* bằng 2,0 hoặc nhỏ hơn tại cao độ mặt đất, và có thể giả định giảm tuyến tính tới một trị số bằng với tgj_f, tại chiều sâu 6000 mm, trong đó j_f là góc ma sát của đất lấp bên trong khối gia cố.

Đối với các dải cốt thép trơn, hệ số ma sát biểu kiến phải là hằng số tại tất cả các chiều sâu và có thể lấy theo;

f* = tg y ≤ 0,4 (11.9.5.3-2)

trong đó:

y = góc ma sát cốt gia cường-đất (độ).

Đối với hệ cốt thép ô lưới có thanh ngang đặt cách nhau 150 mm hoặc lớn hơn, quan hệ tổng quát đối với khả năng nhổ cực hạn được lấy như sau:

P_fg = gN_pY_sZnA_b x 10^-9 (11.9.5.3-3)

trong đó:

g = gia tốc trọng trường (m/s²);

N_p = hệ số sức kháng bị động được lấy hoặc theo các thử nghiệm nhổ riêng cho đất lấp hoặc thay cho các số liệu thử nghiệm như vậy, lấy theo chiều sâu như đã quy định ở Hình 1;

Y_s = tỷ trọng đất không có hệ số (kg/m³);

Z = chiều sâu bên dưới đỉnh tường hữu hiệu hoặc tới cốt gia cường (mm);

n = hệ số cấu kiện đỡ ngang phía sau mặt phẳng phá hoại;

A^b = diện tích bề mặt của cốt gia cường ngang chịu đỡ trừ đi bất kỳ chiều dày tổn thất nào của các thanh đặt ngang(đường kính nhân với chiều dài) (mm²);

Hình 11.9.5.3.1- Các hệ số nhổ đối với cốt gia cường ô lưới và mạng lưới không giãn dài.

Đối với cốt gia cường ô lưới thép có khoảng cách nhỏ hơn 150 mm khả năng chịu lực nhổ P_fg phải được lấy theo:

P_fg = 2 g w l Y_s Z f_d tan j_f x 10^-9 (11.9.5.3-4)

trong đó:

g = gia tốc trọng trường (m/s²);

w = chiều rộng tấm lưới (mm);

l = chiều dài tấm lưới ở xa mặt phẳng phá hoại (mm);

Y_s = tỷ trọng của đất không hệ số (kg/m³);

Z = chiều sâu dưới đỉnh tường hữu hiệu hoặc tới cốt gia cường (mm);

f_d = hệ số sức kháng đối với trượt trực tiếp của cốt gia cường;

j_f = góc nội ma sát của vùng đất gia cố (độ).

Trị số f_d có thể giả định thay đổi từ 0,45 đối với các tấm liên tục tới 0,80 đối với các tấm thanh có khoảng cách ngang 150 mm. Các hệ số của f_d phải được xác định bằng thực nghiệm đối với mỗi kích thước ô lưới.

Đối với cốt gia cường polyme, có thể áp dụng phương trình 4 khi f_d được tăng trong khoảng ứng suất thông thường phù hợp với Phương pháp thử nghiệm GG-5 của Viện Nghiên cứu vật liệu địa tổng hợp. Hệ số f_d nhận được theo thực nghiệm có thể bị giới hạn bởi tải trọng chịu kéo trong trạng thái giới hạn T₁ đối với sản phẩm quy định trong Điều 11.9.5.1.3.

11.9.6. QUY ĐỊNH VỀ THIẾT KẾ ĐỘNG ĐẤT

11.9.6.1. Độ ổn định bên ngoài

Việc xác định độ ổn định phải được thực hiện bằng cách xét tới các lực tĩnh, lực quán tính nằm ngang P_IR và 50% lực đẩy động nằm ngang P_AE. Lực đẩy động nằm ngang P_AE phải được đánh giá bằng cách sử dụng phương pháp giả tĩnh học Mononabe-Okabe và phải tác động vào bề mặt phía sau của khối đắp gia cố tại chiều cao 0,6H tính từ đáy và lực quán tính nằm ngang vào giữa chiều cao của kết cấu. Các trị số P_AE và P_IR đối với các kết cấu lấp đất ngang có thể được xác định như sau:

A_m = (1,45-A)A (11.9.6.1-1)

P_AE = 0,375A_m g Y_s H²x 10^-9 (11.9.6.1-2)

P_IR = 0,5A_m g Y_s H² x 10^-9 (11.9.6.1-3)

trong đó:

A = gia tốc động đất lớn nhất;

A_m = hệ số gia tốc lớn nhất của tường tại trọng tâm.

g = gia tốc trọng trường (m/s²);

Y_s = tỷ trọng đất (kg/m³);

H = chiều cao tường (mm).

Đối với các kết cấu có đất lấp mặt dốc nghiêng, lực quán tính P_IR phải được dựa trên khối lượng hữu hiệu có chiều cao H₂ và chiều rộng đáy bằng 0,5H₂.

H₂ được xác định như sau:

(11.9.6.1-4)

trong đó:

i = mái dốc đất lấp (độ);

Lực quán tính phải được tính tới tác động đồng thời với một nửa lực đẩy động nằm ngang P_AE, được tính theo phương pháp giả tĩnh học Mononabe-Okabe và tác động vào 0,60H₂, trên đáy bề mặt phía sau của khối hữu hiệu.

11.9.6.2. Độ ổn định bên trong.

Cốt gia cường phải được thiết kế để chịu các lực nằm ngang phát sinh bởi lực quán tính bên trong, P_is và các lực tĩnh. Tổng lực quán tính P_is trên đơn vị chiều dài. Kết cấu phải được xem là bằng với khối lượng của vùng chủ động nhân với hệ số gia tốc lớn nhất của tường A_m. Lực quán tính này phải được phân bố tới các cốt gia cường tỷ lệ với diện tích chịu lực của chúng như sau:

	(11.9.6.2-1)
với:
	(11.9.6.2-2)

trong đó:

H_m = sự tăng của lực quán tính động tại cao độ i (N/mm) của kết cấu.

P_is = chiều rộng cốt gia cường đối với lớp thứ i (mm).

b_i’ = chiều rộng cốt gia cường đối với lớp thứ i (mm)

L_ei = chiều dài cốt gia cường hữu hiệu đối với lớp thứ i (mm).

S_{H i} = khoảng cách cốt gia cường ngang đối với lớp thứ i (mm)

Với các điều kiện tải trọng động đất,các trị số của các hệ số sức kháng có thể áp dụng được với f*, N_p và f_d, quy định trong Điều 11.9.5.3 nên được giảm tới 80% của các trị số quy định trong Điều 11.5.6.

11.9.7. MỐ MSE (ĐẤT GIA CỐ CƠ HỌC)

Các bệ móng mố cầu phải có kích thước cân xứng để đáp ứng các tiêu chuẩn về độ trượt và độ lật quy định trong các Điều 11.9.4.1 và 11.9.4.3 tương ứng và các áp lực đỡ đồng đều lớn nhất bằng cách sử dụng một chiều rộng hữu hiệu (L – 2e) của móng như quy định trong Điều 10.6.3.1.5.

Tường MSE dưới bệ móng mố phải được thiết kế theo các tải trọng bổ sung do áp lực bệ móng và các áp lực đất phụ thuộc do các tải trọng ngang tại gối cầu và từ tường phía sau. Tải trọng đặt trên bệ móng có thể được giả định là phân bố đều qua chiều rộng hữu hiệu của móng (L – 2e) tại đáy bệ móng và được truyền theo chiều sâu độ dốc 2: 1 (V: H). Các tải trọng nằm ngang phụ thêm có thể được đặt vào như là các lực cắt dọc theo đáy bệ móng, giảm đồng đều theo chiều sâu tới một điểm trên mặt tường bằng 2 lần chiều rộng hữu hiệu của bệ móng.

Lực nằm ngang tính toán tác động lên cốt gia cường tại bất kỳ cao độ cốt gia cường nào P_i phải được lấy theo:

P_i = s_Hmax h_i (11.9.7-1)

trong đó:

s_Hmax = ứng suất nằm ngang tính toán tại lớp i, theo định nghĩa trong Phương trình 2 (MPa).

h_i = chiều cao của khối đất được gia cố góp vào tải trọng nằm ngang đối với cốt gia cường tại cao độ i, tính theo khoảng cách thẳng đứng từ điểm giữa lớp thứ i và lớp nằm trên tiếp theo tới điểm giữa lớp i và lớp nằm dưới tiếp theo (mm).

Các ứng suất nằm ngang trong khối mố được gia cố phải được xác định theo sự chồng lên nhau như sau và theo quy định trong Hình 1

s_Hmax = Y_P(s_V1 k + s_V2 k_a + s_H) (11.9.7-2)

trong đó:

Y_P = hệ số tải trọng đối với áp lực đất trong Bảng 3.4.1-2

s_H = độ lớn của áp lực ngang do gia tải (MPa).

s_V1 = ứng suất thẳng đứng của đất (MPa).

s_V2 = ứng suất thẳng đứng của đất do tải trọng của bệ móng (MPa).

k = hệ số áp lực đất thay đổi giữa ko và k_a theo quy định trong Hình 11.9.5.2.2-1.

k_o = hệ số áp lực đất khi nghỉ được quy định trong Điều 3.11.5.7.

k_a = hệ số áp lực đất chủ động được quy định trong Điều 3.11.5.7.

Chiều dài hữu hiệu của cốt gia cường dùng cho các tính toán ổn định bên trong phần dưới bệ móng mố phải là số nhỏ hơn của chiêu dài cách xa đầu cuối bệ móng hoặc chiều dài cách xa một khoảng cách tính từ mặt đường bằng với 30% của (H+d), trong đó H và d được lấy như ở trong Hình 1.

Khoảng cách nhỏ nhất từ tim gối đỡ trên mố tới mép ngoài của tường mặt phải là 1000 mm. Khoảng cách nhỏ giữa mặt sau panen và bệ móng phải là 150 mm.

Phải áp dụng các quy định trong điều 10.6.2.2.

Với các kết cấu đỡ của các mố cầu, lực nằm ngang lớn nhất phải được sử dụng để thiết kế liên kết giữa panen và cốt gia cường trên suốt chiều cao kết cấu.

Tỷ trọng, chiều dài và mặt cắt ngang của cốt gia cường đất được thiết kế để đỡ tường mố phải được thực hiện trên các tường bản bản cánh với khoảng cách nằm ngang nhỏ nhất bằng 50% chiều cao của tường mố.

Với các mố được đỡ bằng cọc, các lực nằm ngang truyền tới các cọc do khả năng chịu lực ngang của cọc chịu bằng cách bố trí các cốt gia cường phụ để giằng mũ cọc vào trong khối đất hoặc dùng các cọc xiên, tường mặt phải được tách ra khỏi các tải trọng ngang gắn với độ uốn ngang của cọc. Phải bố trí một khoảng cách tối thiểu 450 mm giữa mặt tường và cọc. Các cọc phải được quy định đóng trước khi thi công tường và có ống bọc qua nền đắp khi cần thiết.

Sự cân bằng của hệ nên được kiểm tra tại mỗi cao độ cốt gia cường phía dưới gối cầu. Do các áp lực đỡ gần chỗ nối với panen tương đối lớn; sự đầy đủ và khả năng chịu lực cực hạn của các chỗ nối panen nên được xác định bằng cách tiến hành các thực nghiệm uốn nhổ trên panen có kích thước thật.

Hình 11.9.7-1- Các ứng suất nằm ngang ở mố

11.9.8. CÁC XEM XÉT VỀ TUỔI THỌ THIẾT KẾ.

11.9.8.1. Cốt gia cường bằng thép.

Việc thiết kế các cốt gia cường bằng thép mạ trong đất và các chỗ nối phải được thực hiện trên cơ sở chiều dày E_c như sau:

E_c = E_n – E_s (11.9.8.1-1)

trong đó:

E_c = chiều dày của cốt gia cường kim loại tại thời điểm hết tuổi thọ sử dụng (mm).

E_n = chiều dày danh định của cốt gia cường thép khi thi công (mm).

E_s = chiều dày tổn thất của kim loại dự kiến bị mất bởi sự ăn mòn đồng đều trong tuổi thọ sử dụng kết cấu (mm).

Đối với việc thiết kế kết cấu, độ dày tổn thất phải được dự tính cho mỗi bề mặt lộ ra như sau:

· Tổn thất lớp mạ = 0,015 mm/năm cho 2 năm đầu tiên.

= 0,004 mm/năm cho các năm tiếp theo.

· Tổn thất thép các bon= 0,012mm/năm khi mất hết lớp kẽm mạ.

Các lớp phủ chống ăn mòn khác, nếu được quy định, phải sử dụng loại sơn tĩnh điện, sơn keo êpoxy với các chiều dày phủ nhỏ nhất 0,40 mm phù hợp với các yêu cầu của AASHTO M284M.

11.9.8.2. Cốt gia cường bằng pôlime

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.9.5.1.3

11.9.9. THOÁT NƯỚC

Phải xem xét các biện pháp thoát nước phía trong đối với toàn bộ các kết cấu để phòng sự bão hòa của đất lấp gia cố và ngăn chặn các dòng nước mặt bất kỳ chứa các chất xâm thực.

Các tường MSE trong các khu vực đào và các chỗ đắp bên sườn đồi có các mức nước ngầm đã được thiết lập phải được thi công với các lớp tiêu nước ở phía sau và phía dưới vùng gia cố.

11.9.10. XÓI MÒN DƯỚI BỀ MẶT

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.3.5

11.9.11. CÁC ĐIỀU KIỆN ĐẶT TẢI ĐẶC BIỆT

Trong thiết kế, các tải trọng tập trung thẳng đứng có thể giả định phân bố đều theo chiều sâu của khối đất gia cố bằng cách sử dụng góc phân bố bằng 2 theo chiều đứng và bằng 1,0 theo chiều nằm ngang.

Phải xem xét các tải trọng xe theo quy định của Điều 3.11.6.2.

Đối với các kết cấu bố trí dọc theo các con sông hoặc suối, áp lực thủy tĩnh chênh nhỏ nhất là 900 mm phải được xem xét khi thiết kế. Tải trọng này phải được đặt ở mức nước cao. Phải sử dụng trọng lượng đơn vị hữu hiệu trong các tính toán về ổn định bên trong và bên ngoài bằng cách bắt đầu từ các cao độ ở ngay dưới sự tác dụng của áp lực chênh thủy tĩnh.

Các lan can và hàng rào chắn xe phải thỏa mãn yêu cầu thử nghiệm va chạm như được quy định trong Phần 13.

11.10. CÁC TƯỜNG CHẾ TẠO SẴN THEO MÔ ĐUN

Hệ thống tường chế tạo sẵn theo mô đun có thể xét dùng ở nơi nào có xem xét sử dụng các tường trọng lực thông thường, tường hẫng hoặc các tường chắn bê tông có thanh chống.

Hệ tường chế tạo sẵn theo mô đun không được dùng trong các điều kiện sau đây:

· Trên đường cong có bán kính nhỏ hơn 240 000 mm, trừ khi đường cong có thể được thay bởi các đường cong chuyển tiếp.

· Các hệ mô-đun bằng thép được dùng khi nước ngầm hoặc nước chảy trên mặt nhiễm a- xít.

11.10.1. TẢI TRỌNG

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.1.1, trừ khi các tác động co ngót và nhiệt độ không cần phải xem xét. Khi đằng sau các mô-đun chế tạo sẵn hình thành một mặt phẳng không đều, mặt phẳng giật cấp, áp lực đất phải được tính toán theo bề mặt phẳng kéo từ phía trên góc đằng sau của mô đun đỉnh tới gót sau thấp hơn của mô-đun đáy.

Trị số k_a dùng để tính lực đẩy ngang sinh ra do đất lấp bất kỳ và các tải trọng khác phía sau tường phải được tính toán dựa trên góc ma sát của đất lấp, phía sau mô-đun. Nếu khối lượng đất lấp kết cấu được dùng đắp đằng sau các mô-đun chế tạo sẵn là đầy đủ, góc ma sát j_f có thể lấy bằng 34^o. Trong trường hợp thiếu các số liệu cụ thể, phải dùng góc ma sát lớn nhất là 30^o.

11.10.2. CHUYỂN VỊ Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.2 khi thích hợp.

Độ lún chênh dọc tính toán dọc theo mặt tường phải có độ dốc nhỏ hơn 1/200

11.10.3. AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI ĐẤT

1.10.3.1. Tổng quát.

Đối với sự ổn định lật và trượt, hệ thống phải được giả định chịu tác động như là một vật thể cứng. Phải xác định độ ổn định tại mỗi cao độ mô-đun.

Phải bỏ qua các áp lực bị động trong các tính toán về ổn định, trừ khi đáy tường kéo dài xuống dưới chiều sâu xói lớn nhất, chiều sâu tan băng hoặc rối loạn khác. Riêng đối với trường hợp này, số lớn hơn của các độ sâu này có thể được xét cho sức kháng bị động hữu hiệu.

11.10.3.2. Độ trượt

Phải áp dụng các quy định của Điều 10.6.3.3.

Trong các tính toán về độ ổn định trượt có thể xem là sự ma sát giữa khối đắp và đất nền và sự ma sát giữa các mô đun ở đáy hoặc đế móng và đất nền là hữu hiệu quả trong việc chống trượt. Hệ số ma sát trượt giữa khối đắp là đất và đất nền tại đáy móng phải là số nhỏ hơn của jf của khối đất đắp và jf của đất nền. Hệ số ma sát trượt giữa các mô-đun đáy hoặc đế móng và đất nền tại đáy tường phải được giảm bớt theo sự cần thiết để xét tới các vùng tiếp xúc phẳng nhẵn.

Khi thiếu các số liệu cụ thể, j_f phải dùng góc ma sát lớn nhất là 30^o.

Hình 11.10.3.2-1- Các bề mặt áp lực liên tục của tường chế tạo sẵn theo mô-đun

Hình 11.10.3.2-2- Các bề mặt áp lực không đều của tường chế tạo sẵn theo mô đun.

11.10.3.3. Sức kháng đỡ

Phải áp dụng các quy định của Điều 10.6.3.

Sức kháng đỡ phải được tính toán bằng cách giả định là các tải trọng tĩnh và các tải trọng áp lực đất được đỡ bởi điểm trên đơn vị chiêu dài tại phía sau và trước của mô-đun hoặc tại các chân ở đáy, ít nhất là 80% trọng lượng đất bên trong các mô-đun phải được xét được truyền tới các điểm gối đỡ phía trước và phía sau. Phải xét tất cả trọng lượng đất bên trong các mô-đun nếu các điều kiện nền móng yêu cầu một bệ móng theo tổng diện tích mô-đun.

11.10.3.4. Độ lật.

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.3.3.

Tối đa là 80% của khối lấp bằng đất phía trong các mô-đun là hữu hiệu trong việc chống lại các mô men lật

11.10.3.5. Sự xói mòn dưới bề mặt

Tường loại thùng có thể dùng chỉ ở trong vùng nhạy cảm với xói chỉ khi nào có hồ sơ chứng minh là thích hợp và thỏa mãn yêu cầu của Chủ Đầu tư.

11.10.3.6. Ổn định chung.

Phải áp dụng các quy định của Điều 11.6.3.4.

11.10.3.7. Sức kháng bị động và độ trượt.

Phải áp dụng các quy định của Điều 10.6.3.3 và 10.6.3.6 khi thích hợp.

11.10.4. AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU

Các đơn nguyên mô đun chế tạo sẵn phải được thiết kế với các áp lực đất tính toán ở phía sau tường và với các áp lực đất tính toán tăng thêm bên trong các mô-đun. Các bề mặt sau phải được thiết kế cho cả các áp lực đất tính toán tăng thêm bên trong các mô-đun trong khi thi công và sự chênh lệch giữa các áp lực đất tính toán ở phía sau và bên trong các mô-đun sau khi thi công. Các yêu cầu về cường độ và cốt thép đối với các mô đun bê tông phải theo đúng Phần 5.

Các yêu cầu về cường độ đối với các mô-đun thép phải phù hợp với Phần 6. Mặt cắt thực dùng để thiết kế phải được giảm bớt theo Điều 11.9.8.1..

Các áp lực thùng tính toán phải là như nhau đối với mỗi mô-đun và không được nhỏ hơn:

P_b = g YY_sb x 10^-9 (11.10.4-1)

trong đó:

P_b = áp lực tính toán phía trong mô-đun thùng (MPa)

g = gia tốc trọng trường (m/s²);

Y_s = tỷ trọng đất (kg/m³);

Y = hệ số tải trọng quy định trong Bảng 3.4.1.2;

b = chiều rộng của mô-đun thùng (mm).

Các cốt thép phải được bố trí đối xứng trên cả hai mặt, trừ khi bảo đảm nhận biết đúng mỗi mặt để ngăn ngừa đảo ngược các đơn nguyên. Các góc phải được tăng cường đầy đủ.

11.10.5. MỐ

Các bệ mố thi công trên các đơn nguyên mô đun phải được thiết kế bằng cách xét tới áp lực đất và các áp lực nằm ngang phụ thêm từ dầm bệ mố và các áp lực đặt trên tường sau. Mô đun ở đỉnh phải được định kích thước đủ ổn định dưới tác động tổ hợp của áp lực đất thông thường và phụ thêm. Bề rộng tối thiểu của mô đun trên cùng phải là 1800 mm. Đường tim gối đỡ phải được đặt cách mặt phía ngoài của mô đun trên cùng chế tạo sẵn ít nhất là 600 mm..

Bệ dầm mố phải được đỡ bởi mô-đun trên cùng, và đúc Liền nó. Bề dày mặt trước của mô-đun trên cùng phải được thiết kế chịu các lực uốn do các áp lực đất phụ gây ra. Các tải trọng trên dầm bệ mố phải được truyền tới cao độ móng và phải được xét tới khi thiết kế móng.

Phải áp dụng các quy định về độ lún chênh lệch đề ra trong Điều 11.9.3.

11.10.6. THOÁT NƯỚC

Trong các vùng đào và đắp bên sườn đồi, các đơn nguyên mô-đun chế tạo sẵn phải được thiết kế với một rãnh liên tục dưới bề mặt đặt tại, hoặc gần cao độ đế móng và có cửa thoát theo yêu cầu. Trong các vùng đào hặc đắp bên sườn đồi có các mức nước ngầm đã xác định được hoặc có khả năng phát sinh ở trên cao độ đế móng, phải bố trí một lớp thoát nước liên tục và nối với hệ thống rãnh thoát dọc.

Đối với các hệ thống có các mặt trước hở thì phải bố trí một hệ thống thoát nước mặt ở trên đỉnh tường.

Phần 12 –

KẾT CẤU VÙI VÀ ÁO HẦM

12.1. PHẠM VI

Phần này quy định các yêu cầu để lựa chọn các đặc trưng và kích cỡ các kết cấu vùi như cống và bản thép dùng để chống khi đào hầm trong đất.

Hệ thống kết cấu vùi được xem xét ở đây là: ống kim loại, ống bằng kết cấu bản, kết cấu bản có khẩu độ lớn, kết cấu hộp bản, ống bê tông cốt thép, vòm bê tông cốt thép đúc tại chỗ và đúc sẵn, kết cấu hộp và e líp, ống bằng nhựa dẻo nóng.

Loại bản áo hầm được xem xét là các pa nen thép uốn nguội.

12.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Bào mòn – Phần mặt cắt hoặc lớp phủ của cống bị mất đi do tác động cơ học của nước truyền tải trọng lòng lơ lửng của cát, sỏi và các hạt cỡ sỏi cuội ở tốc độ cao với sự chảy rối đáng kể.

Kết cấu vùi – Thuật ngữ chung chỉ kết cấu được xây dựng bằng phương pháp đắp nền hoặc đào hào.

Sự ăn mòn, gỉ – Phần mặt cắt và lớp phủ của kết cấu vùi bị mất đi do các quá trình hóa học và/hoặc điện – hóa học.

Cống – Một kết cấu vùi hình cong hoặc hình chữ nhật để thoát nước, xe cộ, trang thiết bị hoặc người đi bộ.

(FEM) – Phương pháp phần tử hữu hạn

Chiều rộng của hào hẹp – Khẩu độ bên ngoài của ống cứng cộng 300 mm.

Tỷ lệ chiếu – Tỷ lệ về cự ly thẳng đứng giữa đỉnh phía ngoài của ống và mặt đất hoặc mặt móng với chiều cao thẳng đứng của mép ngoài của ống, chỉ áp dụng cho ống bê tông cốt thép.

Lớp bọc bằng đất – Vùng đất được lấp lại một cách có kiểm tra xung quanh kết cấu cống để đảm bảo sự làm việc cần thiết dựa trên những xem xét về sự tương tác đất – kết cấu.

Hệ tương tác đất – kết cấu – Kết cấu vùi có thuộc tính kết cấu bị ảnh hưởng bởi sự tương tác với lớp bọc bằng đất.

Hầm – Khoảng trống nằm ngang hoặc gần như nằm ngang trong đất được đào theo hình đã thiết kế trước bằng phương pháp tuy nen, không bao gồm phương pháp cắt-và-phủ. (đào hào).

12.3. CÁC KÝ HIỆU

A = diện tích tường (mm²/mm); hằng số phụ thuộc vào hình dạng của ống (12.7.2.3)

A_L = tổng tải trọng trục trong một nhóm trục(KIP); tổng tải trọng trục trên một trục đơn hay trục đôi (N) (12.9.4.2) (12.9.4.3).

A_smax = diện tích cốt thép chịu uốn tối đa không kể cốt đai (mm²/mm) (12.10.4.2.4c)

A_T = diện tích của phần trên cùng của kết cấu nằm trên đường chân vòm (mm²) (12.8.4.2)

A_vr = diện tích cốt thép đai để chịu lực kéo hướng tâm trên bề rộng mặt cắt ở mỗi hàng cốt đai trên cự ly chu vi S (mm²/mm) (12.10.4.2.6)

A_vs = diện tích cốt đai yêu cầu cho cốt thép chịu cắt (mm²/mm) (12.10.4.2.6)

B_c = đường kính ngoài hoặc chiều rộng của kết cấu (mm) (12.6.6.3)

B’_c = chiều cao đứng từ mép đến mép của ống (mm) (12.6.6.3)

B_d = chiều rộng ngang của hào ở đỉnh ống (mm) (12.10.2.1.2)

B_FE = hệ số nền dưới tải trọng đất (12.10.4.3.1)

B_FLL = hệ số nền dưới hoạt tải (12.10.4.3.1.)

C_A = hằng số tùy thuộc vào hình dạng ống (12.10.4.3.2a)

C_c = hệ số tải trọng cho phần nhô ống dương (12.10.4.3.2a)

C_d = hệ số tải trọng cho thi công đào hào (12.10.2.1.2)

C_dt = hệ số tải trọng cho thi công hầm (12.13.2.1)

C_H = hệ số điều chỉnh cho chiều cao lớp phủ mỏng trên cống hộp kim loại (12.9.4.4)

C_II = hệ số điều chỉnh hoạt tải cho các tải trọng trục, tải trọng của các trục đôi và các trục không phải 4 bánh = C1C2AL (12.9.4.2)

C_N = thông số là hàm số của tải trọng thẳng đứng và phản lực thẳng đứng (12.10.4.3.2a)

C_s = độ cứng thi công của bản áo hầm (N/mm) (12.5.6.4)

C₁ = 1,0 đối với trục đơn 0,5 + S/15000 £ 1,0 đối với các trục đôi; hệ số điều chỉnh theo số trục; (12.9.4.2) (12.9.4.3)

C₂ = hệ số điều chỉnh theo số bánh xe trên một trục thiết kế quy định trong Bảng 1, hệ số điều chỉnh theo số bánh xe trên một trục (12.9.4.2) (12.9.4.3)

c = cự ly từ mặt trong đến trục trung hòa của ống nhựa (mm); cự ly từ mặt trong đến trục trung hòa (mm) (12.12.3.7) (12.12.3.6)

D = chiều dài của đoạn chân thẳng của nạnh chống (mm); đường kính ống (mm); sức chịu tải D yêu cầu đối với ống bê tông cốt thép (N/mm) (12.9.4.1) (12.6.6.2) (12.10.4.3.1)

D-Load = sức chịu tải của ống từ thí nghiệm chịu tải theo 3 cạnh để gây ra vết nứt 0.25mm (N/mm) (12.10.4.3)

D_e = đường kính hữu hiệu của ống nhựa (mm) (12.12.3.7)

D_i = đường kính trong của ống (mm) (12.10.4.3.1)

d = cự ly từ mặt chịu ép đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo (mm) (12.10.4.2.4a)

E = mô đun đàn hồi dài hạn (50 năm) của chất dẻo (MPa) (12.12.3.3)

E_m = mô đun đàn hồi của kim loại (MPa) (12.7.2.4)

F_c = hệ số do hiệu ứng cong lên lực kéo chéo, cắt và cường độ trong các cấu kiện cống (12.10.4.2.5)

F_cr = hệ số để điều chỉnh khống chế nứt liên quan tới chiều rộng vết nứt trung bình tối đa 0,25mm phù hợp với F_cr = 1,0 (12.10.4.2.4d)

F_d = hệ số về hiệu ứng của chiều sâu vết nứt dẫn đến tăng lực kéo chéo, lực cắt và cường độ với việc giảm d (12.10.4.2.5)

F_e = hệ số tương tác đất – kết cấu cho thi công nền đắp (12.10.2.1)

FF = hệ số uốn (nm/N) (12.5.6.3) (12.7.2.6)

F_n = hệ số xét hiệu ứng lực đẩy đến cường độ cắt (12.10.4.2.5)

F_rp = hệ số chế tạo và vật liệu tại chỗ ảnh hưởng đến cường độ chịu kéo hướng tâm của ống (12.10.4.2.3)

F_rt = hệ số xét hiệu ứng kích cỡ ống đến cường độ chịu kéo hướng tâm (12.10.4.2.4c)

F_t = hệ số tương tác đất – kết cấu đối với thi công đào hào (12.10.2.1)

F_u = cường độ chịu kéo tối thiểu theo quy định (MPa) (12.7.2.4)

F_vp = hệ số chế tạo và vật liệu tại chỗ ảnh hưởng đến cường độ chịu cắt của ống (12.10.4.2.3)

F_y = cường độ chảy dẻo của kim loại (MPa) (12.7.2.3)

f_c = cường độ chịu nén của bê tông (MPa) (12.4.2.2.)

f_cr = ứng suất oằn tới hạn (MPa) (12.7.2.4)

f_y = điểm giới hạn chảy tối thiểu quy định cho cốt thép(MPa) (12.10.4.2.4a)

H = chiều cao của lớp phủ tính từ đỉnh cống hộp đến đỉnh mặt đường (mm); chiều cao của lớp phủ trên đỉnh; chiều cao của lớp đất đắp trên đỉnh ống hay hộp (mm) (12.9.4.2) (12.9.4.4) (12.10.2.1)

HAF = hệ số vòm theo hướng ngang (12.10.2.1)

H₁ = chiều cao lớp phủ trên bệ móng tính đến bề mặt xe chạy (mm) (12.8.4.2)

H₂ = chiều cao lớp phủ từ đường chân vòm kết cấu đến bề mặt xe chạy (mm) (12.8.4.2)

h = chiều dày vách ống (mm); chiều cao mặt đất trên đỉnh ống (mm) (12.10.4.2.4a)

h_w = chiều cao mặt nước ở phía trên đỉnh ống (mm) (12.12.3.6)

l = mô men quán tính (mm⁴/mm) (12.7.2.6)

ID = đường kính trong (mm) (12.6.6.3)

K = tỷ lệ giữa đơn vị áp lực đất nằm ngang hữu hiệu trên đơn vị áp lực đất thẳng đứng hữu hiệu tức là hệ số Rankine của áp lực đất chủ động (12.10.4.2)

k = hệ số độ cứng của đất (12.7.2.4) (12.13.3.3)

L = chiều dài của sườn tăng cường ở chân (mm)(12.9.4.1)

L_w = chiều rộng làn xe (mm) (12.8.4.2)

M_dl = mô men tĩnh tải (N.mm/mm); tổng mô men danh định tại đỉnh và nách do tĩnh tải (N.mm/mm) (12.9.4.2)

M_dlu = mô men tính toán do tĩnh tải theo quy định của Điều 12.9.4.2 (N.mm) (12.9.4.3)

M_ll = mô men hoạt tải (N.mm/mm); tổng mô men danh định tại đỉnh và nách do hoạt tải (N.mm/mm) (12.9.4.2)

M_llu = mô men hoạt tải theo quy định của Điều 12.9.4.2 (N.mm) (12.9.4.3)

M_nu = mô men tính toán tác dụng lên bề rộng mặt cắt “b” đã biến điều chỉnh có xét đến hiệu ứng của lực đẩy nén hay kéo (N.mm/mm) (12.10.4.2.5)

M_pc = khả năng chịu mô men dẻo của đỉnh vòm (N.mm/mm) (12.9.4.3)

M_ph = khả năng chịu mô men dẻo của nách (N.mm/mm) (12.9.4.3)

M_s = mô đun của đất (MPa); Mô men uốn ở trạng thái giới hạn sử dụng (N.mm/mm) (12.12.3.6) (12.10.4.2.4d)

M_u = mô men cực hạn tác động trên bề rộng mặt cắt ngang (N.mm/mm) (12.10.4.2.4a)

N_s = lực đẩy hướng tâm tác động trên chiều rộng mặt cắt ở trạng thái giới hạn sử dụng (N/mm) (12.10.4.2.4d)

N_u = lực đẩy hướng tâm tác động trên chiều rộng mặt cắt ở trạng thái giới hạn cường độ (N/mm) (12.10.4.2.4a)

n = số các làn xe liền kề nhau (12.8.4.2)

P_c = phần mô men trong tổng mô men do vòm cống hộp kim loại chịu (12.9.4.3)

P_L = áp lực tính toán ở đỉnh (MPa) (12.7.2.2.)

P₁ = áp lực nằm ngang tại khoảng cách d₁ từ kết cấu (MPa) (12.8.5.3)

p = tỷ lệ phần nhô dương (12.10.4.3.2a)

p’ = tỷ lệ phần nhô âm (12.10.4.3.2a)

q = tỷ lệ giữa tổng áp lực ngang trên tổng áp lực đứng (12.10.4.3.2a)

R = đường tên của kết cấu (mm); chiều cao của cống hộp hay kết cấu bản nhịp dài (mm); bán kính của ống (mm) (12.8.4.1) (12.9.4.1) (12.12.3.6)

R_AL = hệ số hiệu chỉnh tải trọng trục (12.9.4.6)

R_c = hệ số hiệu chỉnh cường độ bê tông (12.9.4.6)

R_d = tỷ lệ của hệ số sức kháng quy định ở Điều 5.5.4.2 cho lực cắt và mô men (12.1.4.2.4c)

R_f = hệ số liên quan tới yêu cầu về chiều dày bản giảm tải dùng cho kết cấu hộp khi chiều dài nhịp nhỏ hơn 8000 mm (12.9.4.6)

R_H = thành phần phản lực nằm ngang (N/mm) (12.8.4.2)

R_h = hệ số triết giảm mô men ở nách (12.9.4.3)

R_n = sức kháng danh định (N/mm) (12.5.1)

R_r = sức kháng tính toán (N/mm) (12.5.1)

R_T = bán kính vòm đỉnh của kết cấu bản nhịp lớn (mm) (12.8.3.2)

R_v = thành phần phản lực thẳng đứng tại móng (N/mm) (12.8.4.2)

r = bán kính quay (mm); Bán kính đường tim của tường ống bê tông (mm) (12.7.2.4) (12.10.4.2.5)

r_c = bán kính của đỉnh vòm (mm)(12.9.4.1)

r_h = bán kính của nách vòm (mm)(12.9.4.1)

r_s = bán kính của cốt thép phía trong (mm) (12.10.4.2.4c)

r_sd = thông số về tỷ lệ lún (12.10.4.3.2a)

S = đường kính ống, hầm, hay hộp cũng như khẩu độ nhịp (mm); khẩu độ kết cấu giữa các chân vòm của kết cấu bản nhịp lớn (mm); khẩu độ cống hộp (12.6.6.3) (12.8.4.1) (12.9.4.2)

S_i = đường kính trong hay khẩu độ ngang của ống (mm) (12.10.4.2.4b)

S_l = cự ly của cốt thép tròn (mm) (12.10.4.2.4d)

s_v = cự ly của các cốt đai (mm) (12.10.4.2.6)

T = tổng lực đẩy do tĩnh tải và hoạt tải trong kết cấu (N/mm) (12.8.5.3)

T_L = lực đẩy tính toán (N/mm) (12.7.2.2)

t = chiều dày cần thiết của bản bê tông xi măng giảm tải (mm) (12.9.4.6)

t_b = chiều dày cơ bản của bản bê tông xi măng giảm tải (mm); chiều dày tính của lớp bảo vệ cốt thép (mm) (12.9.4.6) (12.10.4.2.4d)

V = phản lực ở chân, theo hướng cạnh (thẳng) của cống hộp (N/mm) (12.9.4.5)

VAF = hệ số vòm thẳng đứng (12.10.2.1)

V_c = lực cắt tính toán tác động lên chiều rộng mặt cắt gây nên phá hoại do kéo chéo không có cốt thép đai (N/mm) (12.10.4.2.6)

V_DL = g [H₂(S)AT] g_s/(2 x 10⁹) (12.8.4.2)

V_LL = n_AL/(2400 + 2 H₁) (12.8.4.2)

V_n = sức kháng cắt danh định của mặt cắt ống không có cốt đai hướng tâm trên đơn vị chiều

V_r = sức kháng cắt tính toán cho đơn vị chiều dài (N/mm) (12.10.4.2.5)

V_u = Lực cắt cực hạn tác động lên chiều rộng mặt cắt (N/mm) (12.10.4.2.5)

W_E = tổng tải trọng đất trên ống hoặc vách (N/mm) (12.10.2.1)

W_F = tải trọng chất lỏng trong ống (N/mm) (12.10.4.3.1)

W_L = tổng hoạt tải trên ống hoặc vách (N/mm) (12.10.4.3.1)

W_T = tổng tĩnh tải và hoạt tải trên ống hoặc vách (N/mm) (12.10.4.3.1)

x = thông số là hàm của diện tích của hình chiếu đứng của ống trên đó áp lực ngang chủ động tác động (12.10.4.3.2a)

g_s = Tỷ trọng đất lấp (kg/m³); Tỷ trọng đất (kg/m³); (12.9.2.2) (12.9.4.2)

D = góc xoay của kết cấu (Độ); bán kính của nách bao gồm cả phần góc (Độ) (12.8.4.2) (12.9.4.1)

m’ = hệ số ma sát giữa ống và đất (12.10.2.1.2)

j = hệ số sức kháng (12.5.1)

j_f = hệ số sức kháng uốn (12.10.4.2.4c)

j_fs = hệ số ma sát giữa vật liệu lấp và vách hào (12.10.4.3.2a)

j_r = hệ số sức kháng do kéo hướng tâm (12.10.4.2.4c)

y = gốc ở tâm ống đối diện với phân bố giả định của phản lực bên ngoài (Độ) (12.10.4.2.1)

12.4. TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT VÀ VẬT LIỆU

12.4.1. XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT

12.4.1.1. Tổng quát

Phải tiến hành thăm dò dưới mặt đất để xác định sự hiện diện và ảnh hưởng của các điều kiện địa chất và môi trường đến sự làm việc của kết cấu vùi.Với kết cấu vùi tựa trên móng và với cống vòm dạng ống và ống đường kính lớn cần tiến hành khảo sát móng để đánh giá khả năng của vật liệu móng chịu tác động của tải trọng và thỏa mãn những đòi hỏi dịch chuyển của kết cấu.

12.4.1.2. Đất nền

Cần xem xét loại đất và thuộc tính của đất nền đối với sự ổn định của nền và lún dưới tác dụng của tải trọng.

12.4.1.3. Đất lấp quanh

Loại đất, tỷ trọng sau đầm nén và các đặc tính cường độ của đất bao quanh kết cấu vùi phải được xác định. Đất lấp bao gồm đất bao quanh cần phù hợp các yêu cầu của AASHTO M 145 như sau:

· Đối với ống mềm tiêu chuẩn và kết cấu bê tông: A-1, A-2 hoặc A3 (GW, GP, SW, SP, GM, SM, SC, GC)

· Đối với cống hộp kim loại và kết cấu có nhịp lớn với lớp phủ nhỏ hơn 3600 mm: A-1, A-2-4, A-2-5 hoặc A-3 (GW, GP, SW, SP, GM, SM, SC, GC)

· và đối với kết cấu kim loại nhịp lớn có lớp phủ không nhỏ hơn 3600 mm: A-1 hoặc A-3 (GW, GP, SW, SP, GM, SM).

12.4.2. VẬT LIỆU

12.4.2.1. Cống nhôm và kết cấu bản

Nhôm làm cống kim loại gợn sóng và vòm ống cần phù hợp với các yêu cầu của Quy định về vật liệu AASHTO M 196 (ASTM B 745). Nhôm làm ống kết cấu bản, vòm ống, vòm và kết cấu hộp cần thỏa mãn các yêu cầu của Quy định về vật liệu AASHTO M 219 M (ASTM B 746M).

12.4.2.2. Bê tông

Bê tông cần phù hợp Điều 5.4 trừ f’_c có thể dựa vào lõi.

12.4.2.3. ống cống bê tông đúc sẵn

Ống cống bê tông đúc sẵn phải phù hợp với các yêu cầu của AASHTO M170 m (ASTM C 76M).

Có thể sử dụng bề dày thiết kế của vách không giống kích thước vách tiêu chuẩn với điều kiện phải thiết kế phù hợp với mọi yêu cầu của Phần 12.

12.4.2.4. Kết cấu bê tông đúc sẵn

Vòm, kết cấu e-líp và hộp bê tông đúc sẵn cần phù hợp các yêu cầu của AASHTO M 206 M (ASTM C 506), M207M (ASTM C507), M 259 M (ASTM C 789 M), và M 273 M (ASTM C 850 m)

12.4.2.5. Ống cống thép và kết cấu bản

Thép làm ống cống kim loại gợn sóng và vòm cống cần phù hợp các yêu cầu của Quy định về vật liệu AASHTO M 36M (ASTM A 760 m). Thép làm cống bản, vòm cống, vòm và kết cấu hộp cần thỏa mãn các yêu cầu của AASHTO M167M (ASTM A 761M).

12.4.2.6. Cốt thép

Cốt thép cần phù hợp với các yêu cầu của Điều 5.4.3 và phù hợp với một trong các Quy định về vật liệu sau đây: AASHTO M31 (ASTM A 615M), M 32 (ASTM A 82), M 55 (ASTM 185), M 221(ASTM A 497) hoặc M 225(ASTM A 496).

Với sợi trơn và tấm lưới sợi hàn trơn cường độ chảy có thể lấy bằng 450 MPa. Với tấm lưới sợi hàn có gờ cường độ chảy có thể lấy bằng 480 MPa.

12.4.2.7. ống nhựa dẻo nóng

Ống nhựa có thể là vách cứng, gợn sóng hoặc profin và có thể làm bằng polyetylen – (PE) hoặc polyvinyl clorit (PVC).

Ống PE cần phù hợp với các yêu cầu của ASTM F 714 cho ống vách cứng, của AASHTO M294 cho ống gợn sóng và ASTM F 894 cho ống vách profin.

Ống PVC cần phù hợp với các yêu cầu của AASHTO M 278 cho ống vách cứng, ASTM F 679 cho ống vách cứng và AASHTO M 304 cho ống vách profin.

12.5. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VÀ HỆ SỐ SỨC KHÁNG

12.5.1. TỔNG QUÁT

Kết cấu vùi và móng của nó phải được thiết kế bằng phương pháp thích hợp được quy định ở các Điều 12.7 đến 12.12 sao cho chúng chịu được các tải trọng tính toán bởi các tổ hợp tải trọng quy định ở các Điều 12.5.2 và 12.5.3.

Sức kháng tính toán R_r’, cần được tính toán cho mỗi trạng thái giới hạn như sau:

R_r = j R_n (12.5.1-1)

ở đây:

R_n = sức kháng danh định

j = hệ số sức kháng quy định trong Bảng 12.5.5-1.

12.5.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Kết cấu vùi phải được tính toán với Tổ hợp tải trọng sử dụng quy định trong Bảng 3.4.1-1 về:

· Độ võng của kết cấu kim loại, bản vách hầm và ống nhựa, dẻo nóng, và

· Chiều rộng vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép.

12.5.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

Kết cấu vùi và vách hầm phải được tính toán với với tải trọng thi công và tổ hợp tải trọng về cường độ

· Với kết cấu kim loại:

+ diện tích vách

+ oằn

+ phá hoại của mối nối

+ giới hạn độ uốn trong thi công

+ uốn của kết cấu hộp

· Với kết cấu bê tông:

+ uốn,

+ cắt

+ nén

+ kéo hướng tâm

· Với ống nhựa dẻo nóng:

+ diện tích vách

+ oằn

+ giới hạn độ uốn

· Với bản vách hầm:

+ diện tích vách

+ oằn

+ cường độ mối nối

+ độ cứng thi công

12.5.4. ĐIỀU CHỈNH TẢI TRỌNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG

Điều chỉnh tải trọng cần được áp dụng cho kết cấu vùi và vách hầm như quy định ở Điều 1.3 trừ điều chỉnh tải trọng thi công cần lấy bằng 1,0. Với trạng thái giới hạn cường độ, kết cấu vùi phải được xem là không dư dưới đất đắp và dư dưới hoạt tải và lực xung kích. Tính quan trọng trong khai thác cần được xác định trên cơ sở chức năng liên tục và an toàn của con đường.

12.5.5. HỆ SỐ SỨC KHÁNG

Hệ số sức kháng cho kết cấu vùi phải lấy theo Bảng 12.5.5-1. Các giá trị về hệ số cường độ cho thiết kế địa kỹ thuật của móng kết cấu vùi phải lấy theo quy định trong Phần 10.

Bảng 12.5.5.1- Hệ số sức kháng của kết cấu vùi

Loại hình kết cấu

Hệ số sức kháng

Ống kim loại, vòm và kết cấu vòm – ống

1,0

Ống dạng xoắn với mối nối chốt hoặc hàn hoàn toàn:

· Diện tích vách tối thiểu và oằn:

Ống tròn với mối nối hàn chấm, tán ri vê hoặc bắt bu lông

· Diện tích vách tối thiểu và ổn định do uốn

· Cường độ mối nối tối thiểu

0,67

Ống bản kết cấu:

· Diện tích vách tối thiểu và oằn

· Cường độ mối nối tối thiểu

· Sức chịu của móng vòm – ống

0,67

Tham khảo Phần 10

Bản kết cấu nhịp lớn và kết cấu bản vách hầm

0,67

Tham khảo Phần 10

· Diện tích vách tối thiểu

· Cường độ mối nối tối thiểu

· Sức chịu của móng vòm – ống

Hộp bằng kết cấu bản

1,0

Tham khảo Phần 10

· Cường độ mô men dẻo

· Sức chịu của móng vòm ống

Ống bê tông cốt thép

0,9

0,82

1,0

0,9

Phương pháp thiết kế trực tiếp:

Lắp đặt loại 1

· Uốn

· Cắt

· Kéo hướng tâm

Các loại lắp đặt khác

· Uốn

· Cắt

· Kéo hướng tâm

Kết cấu hộp bê tông cốt thép đổ tại chỗ

0,90

0,85

· uốn

· cắt

Kết cấu hộp bê tông cốt thép đúc sẵn

1,00

0,90

· Uốn

· Cắt

Các kết cấu có 3 cạnh đúc sẵn bằng bê tông

0,95

0,90

· Uốn

· Cắt

Ống nhựa dẻo nóng

1,00

Ống PE và PVC

· diện tích vách tối thiểu và oằn

12.5.6. GIỚI HẠN ĐỘ UỐN VÀ ĐỘ CỨNG THI CÔNG

12.5.6.1. ống kim loại gợn sóng và kết cấu bản

Hệ số độ uốn của ống kim loại gợn sóng và kết cấu bản không được vượt quá các trị số ở Bảng 1.

Bảng 12.5.6.1-1- Giới hạn về hệ số độ uốn

LOẠI VẬT LIỆU XÂY DỰNG

KÍCH CỠ GỢN SÓNG (MM)

HỆ SỐ ĐỘ UỐN (MM/N)

Ống thép

6,35

12,7

25,4

0,25

0,19

Ống nhôm

6,35 và 12,7

Bề dày vật liệu 1,52

Bề dày vật liệu 1,90

Các chiều dày khác

25,4

0,18

0,35

0,53

0,34

Bản thép

150 x 50

Ống

Vòm-ống

Vòm

0,11

0,17

Bản nhôm

230 x 64

Ống

Vòm – ống

Vòm

0,14

0,21

0,41

12.5.6.2. Ống kim loại sườn xoắn ốc và vòm ống

Hệ số độ uốn của ống kim loại có sườn xoắn ốc và vòm-ống không vượt quá các trị số ở Bảng 1, việc đắp nền phù hợp với các quy định của Điều 12.6.6.2 và 12.6.6.3, việc đào hào phù hợp với các quy định của Điều 12.6.6.1 và 12.6.6.3.

Bảng 12.5.6.2-1- Giới hạn về hệ số độ uốn

Vật liệu	Điều kiện	Kích thước gợn sóng (mm)	Hệ số độ uốn (mm/N)
Thép	Nền đắp	19 x 19 x 190 19 x 25 x 290	0,039 I^1/3 0,031 I^1/3
Thép	Đào hào	19 x 19 x 190 19 x 25 x 290	0,045 I^1/3 0,037 I^1/3
Nhôm		19 x 19 x 190 19 x 25 x 290	0,056 I^1/3 0,039 I^1/3
Nhôm		19 x 19 x 190 19 x 25 x 290	0,067 I^1/3 0,048 I^1/3

Các trị số mô men quán tính I của ống thép và nhôm và vòm-ống lấy theo các Bảng A12-2 và A12-5.

12.5.6.3. Ống nhựa dẻo nóng

Hệ số độ uốn FF của ống nhựa không được vượt quá 0,54 mm/N.

12.5.6.4. Bản vỏ hầm bằng thép

Độ cứng thi công Cs-N/mm không được nhỏ hơn các trị số dưới đây:

· Bản vách hai gờ: C_s ³ 8,75 (N/mm)

· Bản vách bốn gờ: C_s ³ 19,5 (N/mm)

12.6. ĐẶC TRƯNG THIẾT KẾ CHUNG

12.6.1. TẢI TRỌNG

Kết cấu vùi phải được thiết kế chịu hiệu ứng do áp lực đất nằm ngang và thẳng đứng, tải trọng mặt đường, hoạt tải và lực xung kích gây nên. Tải trọng tương đương của đất và hoạt tải ở trên đỉnh và tải trọng kéo xuống (do ma sát âm) cũng phải được ước tính khi điều kiện thi công và tại chỗ cho phép. Lực nổi của nước phải được tính cho phần ở dưới mặt nước của kết cấu vùi để kiểm tra sự nổi ở Điều 3.7.2. Tải trọng động đất chỉ cần xét khi kết cấu vùi cắt qua đứt gãy đang hoạt động.

Với áp lực đất thẳng đứng phải áp dụng hệ số tải trọng tối đa ở Bảng 3.4.1-2.

Tải trọng bánh xe phải được phân bố qua đất đắp theo quy định của Điều 3.6.1.2.6.

12.6.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

12.6.2.1. Chuyển vị cho phép

Tiêu chuẩn chuyển vị cho phép của kết cấu vùi phải được nghiên cứu trên cơ sở chức năng và loại hình kết cấu, tuổi thọ phục vụ dự kiến và những hậu quả của các dịch chuyển không chấp nhận được.

12.6.2.2. Độ lún

12.6.2.2.1. Tổng quát

Độ lún phải được xác định theo chỉ dẫn ở Điều 10.6.2. Việc xem xét phải được dành cho những chuyển động tiềm tàng do:

· Lún khác nhau theo chiều dọc ống,

· Lún khác nhau giữa ống và đất lấp,

· Lún của móng và lún do tải trọng không cân ở đoạn dưới mái nền đắp của cống chéo.

12.6.2.2.2. Độ lún khác nhau theo chiều dọc

Độ lún khác nhau dọc theo chiều dài kết cấu vùi phải được xác định phù hợp với Điều 10.6.2.2.3. ống và cống dễ bị lún khác nhau theo chiều dọc phải làm mối nối chắc chắn chịu các lực tách.

Có thể quy định độ vồng thi công để đảm bảo dòng chảy trong tuổi thọ phục vụ của kết cấu.

12.6.2.2.3. Độ lún khác nhau giữa kết cấu và đất lấp

Ở nơi có thể phát sinh lún khác nhau giữa kết cấu và đất đắp ở bên của kết cấu vòm, móng cần được thiết kế cho lún có chú ý tới đất lấp.

Ống có vòm ngược không được đặt trên móng sẽ lún ít hơn là đất lấp bên cạnh, cần làm nền đồng nhất bằng vật liệu hạt được đầm nén vừa phải.

12.6.2.2.4. Độ Lún của móng

Móng phải được thiết kế cho lún đồng đều về chiều dọc và chiều ngang. Lún của móng cần đủ lớn để bảo vệ chống lực kéo xuống có thể có do lún của đất lấp bên cạnh gây nên. Nếu gặp phải vật liệu nền xấu cần xem xét việc đào tất cả hoặc một phần vật liệu không chấp nhận được và thay bằng vật liệu chấp nhận được và được đầm nén.

Thiết kế móng cần phù hợp với các quy định của Điều 10.6.

Phản lực móng của kết cấu cống hộp kim loại phải được xác định theo quy định trong Điều 12.9.4.5.

Các hiệu ứng của chiều sâu móng phải được xét đến trong thiết kế móng vòm. Phản lực móng phải lấy tiếp tuyến với điểm liên kết giữa vòm và móng và phản lực này phải bằng lực nén của vòm ở móng.

12.6.2.2.5. Tải trọng không cân bằng

Kết cấu vùi chéo góc với tuyến đường và kéo dài qua nền đắp phải được thiết kế có xét đến ảnh hưởng của tải trọng không đối xứng lên mặt cắt kết cấu.

12.6.2.3. Lực đẩy nổi

Phải xét lực đẩy nổi lên khi kết cấu được đặt dưới mức nước ngầm cao nhất có thể xuất hiện.

12.6.3. ĐỘ AN TOÀN CHỐNG PHÁ HOẠI CỦA ĐẤT

12.6.3.1. Sức kháng đỡ và ổn định

Kết cấu ống và móng của kết cấu vùi phải được khảo sát về sức chịu tải phá hoại và xói lở của đất lấp do những thay đổi về thủy lực.

12.6.3.2. Đất lấp ở góc của vòm ống kim loại

Đất lấp ở góc của vòm ống kim loại phải được thiết kế có xét đến áp lực góc lấy bằng lực đẩy của vòm chia cho bán kính của góc vòm-ống. Lớp đất xung quanh các góc của vòm ống phải chịu áp lực này. Có thể quy định việc lấp bằng đất kết cấu được đầm tới độ chặt cao hơn bình thường.

12.6.4. THIẾT KẾ THỦY LỰC

Cần áp dụng tiêu chuẩn thiết kế quy định ở Điều 2.6 và trong chương 10 để xem xét về thiết kế thủy lực.

12.6.5. XÓI LỞ

Phải thiết kế kết cấu vùi sao cho không có dịch chuyển của bộ phận kết cấu nào sẽ xảy ra do xói lở.

Ở vùng xói lở là mối lo ngại thì tường bản bản cánh phải được kéo đủ dài để bảo vệ bộ phận kết cấu của lớp đất bao quanh kết cấu. Với kết cấu đặt trên lớp trầm tích dễ bị xói cần dùng tường ngăn đặt quá dưới độ sâu xói tối đa có thể xảy ra hoặc lát lòng. Móng của kết cấu phải đặt thấp hơn độ sâu xói tối đa ít nhất 600 mm.

12.6.6. ĐẤT BAO

12.6.6.1. Lắp đặt bằng cách đào hào

Chiều rộng tối thiểu của hào cần có khoảng cách giữa ống và tường hào để đủ chỗ lắp đặt và đầm vật liệu lấp thỏa đáng và an toàn.

Hồ sơ hợp đồng cần đòi hỏi phải đảm bảo sự ổn định của hào hoặc bằng làm tường hào dốc hoặc có chống đối với tường hào dốc hơn phù hợp của địa phương.

12.6.6.2. Lắp đặt bằng cách đắp nền

Chiều dày tối thiểu của lớp đất bao cần đủ để đảm bảo sự hạn chế ngang của kết cấu vùi. Tổ hợp cả chiều dày lớp đất bao và nền đắp cần đủ để chịu tất cả các tải trọng trên cống và phù hợp với các yêu cầu về định nghĩa quy định ở Điều 12.6.2.

12.6.6.3. Lớp đất phủ tối thiểu

Lớp phủ của lớp đáy móng đường bằng hạt được đầm nén tốt lấy từ đỉnh mặt đường cứng hoặc đáy mặt đường mềm không được nhỏ hơn quy định ở Bảng 1, ở đây:

S = đường kính ống (mm)

B_c = đường kính ngoài hoặc chiều rộng của kết cấu (mm)

B’_c = chiều cao đứng từ mép đến mép ngoài ống (mm)

ID = đường kính trong (mm).

Bảng 12.6.3-1- Lớp đất phủ tối thiểu

Loại hình	Điều kiện	Lớp phủ tối thiểu
Ống kim loại gợn sóng	–	S/8 ³ 300 mm
Ống kim loại có gờ xoắn ốc	Ống thép	S/4 ³ 300 mm
	Ống nhôm Khi S ≤ 1200 mm	S/2 ³ 300 mm
	Ống nhôm khi S > 1200 mm	S/2,75 ³ 600 mm
Kết cấu ống bản	–	S/8 ³ 300 mm
Kết cấu ống bản nhịp lớn	–	Tham khảo Bảng 12.8.3.1.1-1
Kết cấu hộp bản	–	430 mm như quy định ở Điều 12.9.1
Ống bê tông cốt thép	Chỗ không thảm và dưới mặt đường mềm	B_c/8 hoặc B’_c/8 trị số nào ³ 300 mm
Ống bê tông cốt thép	Đắp bằng vật liệu rời đầm chặt dưới mặt đường cứng	230 mm
Ống nhựa	–	ID/8 ³ 300 mm

Nếu không có lớp đất phủ thì đỉnh của kết cấu hộp bằng bê tông đúc sẵn hoặc đúc tại chỗ phải được thiết kế chịu tác động trực tiếp của tải trọng xe.

12.6.7. CỰ LY TỐI THIỂU GIỮA CÁC ỐNG CỦA CỐNG CÓ NHIỀU CỬA

Cự ly giữa các ống của cống có nhiều cửa phải đủ để có thể đặt ống tốt và đầm đất ở dưới hông hoặc giữa các ống.

Hồ sơ hợp đồng nên yêu cầu đất lấp phải phối hợp với việc giảm thiểu tải trọng không cân giữa các kết cấu nhiều cửa đặt cạnh nhau. Khi có thể đất lấp phải giữ cao bằng nhau khắp cả loạt kết cấu. Hiệu ứng của độ dốc dọc lớn của đường lên cả loạt kết cấu phải được khảo sát về ổn định của kết cấu mềm chịu tải trọng không cân.

12.6.8. XỬ LÝ ĐẦU CỐNG

12.6.8.1. Tổng Quát

Phải chú ý đặc biệt tới bảo vệ ở cuối mái ta luy khi có nước dềnh hoặc khi có thể xảy ra xói hoặc nước đẩy lên. Cần xem xét xử lý về an toàn giao thông như làm lưới sắt đủ khỏe về kết cấu phù hợp với mái nền đắp, kéo dài cống ra ngoài điểm nguy hiểm, hoặc làm lan can.

12.6.8.2. Cống mềm xây chéo

Phải xử lý đầu cống mềm đặt chéo so với tim đường và kéo dài qua nền đắp hoặc bằng cách đắp thêm để đảm bảo tải trọng đối xứng ở hai đầu ống hoặc tường đầu phải thiết kế cho chịu lực đẩy ở phía bị cắt.

12.6.9. CÁC ĐIỀU KIỆN GỈ VÀ BÀO MÒN

Phải xem xét sự xuống cấp của sức bền kết cấu do gỉ và bào mòn.

Nếu việc thiết kế của cống kim loại và cống nhựa là do các hệ số độ uốn trong lắp đặt khống chế thì có thể giảm hoặc loại trừ các đòi hỏi và bảo vệ chống gỉ và bào mòn miễn là cống xuống cấp có đủ độ bền chịu tải trọng trong suốt tuổi thọ của kết cấu.

12.7. ỐNG KIM LOẠI, KẾT CẤU VÒM ỐNG VÀ VÒM

12.7.1. TỔNG QUÁT

Các quy định ở đây được áp dụng cho thiết kế kết cấu vùi dạng ống kim loại gợn sóng và có sườn xoắn ốc và ống bản kết cấu.

Ống kim loại gợn sóng và vòm ống có thể dùng tán, hàn hoặc khóa nối các tấm gợn sóng dạng tròn hoặc xoắn ốc. ống bản kết cấu, vòm ống và vòm chỉ được bắt bu lông các tấm gợn sóng dạng tròn.

Tỷ lệ chiều cao trên chiều dài nhịp của vòm bản kết cấu không được nhỏ hơn 0,3.

Các quy định của Điều 12.8 cần áp dụng cho kết cấu có bán kính lớn hơn 4000 mm.

12.7.2. An toàn chống phá hoại kết cấu

Ống kim loại gợn sóng và xoắn ốc, vòm-ống và ống bản kết cấu phải được khảo sát ở trạng thái giới hạn cường độ về:

· Diện tích vách ống,

· Cường độ ổn định do uốn (oằn), và

· Sức bền mối nối cho kết cấu có mối nối dọc.

12.7.2.1. Các đặc trưng mặt cắt

Kích thước và các đặc trưng của các mặt cắt ống, chiều dài nối tối thiểu, các yêu cầu cơ học và hóa học của các mặt cắt ống và vòm ống bằng thép và nhôm gợn sóng, ống bản kết cấu bằng thép và nhôm gợn sóng vòm- ống và vòm có thể lấy trong Phụ lục A12.

12.7.2.2. Lực nén

Lực nén tính toán T_L cho đơn vị chiều dài của vách được lấy như sau:

(12.7.2.2-1)

ở đây:

T_L = lực nén tính toán trên một đơn vị chiều dài (N/mm)

S = khẩu độ ống (mm)

P_L = áp lực tính toán ở đỉnh (MPa)

12.7.2.3. Sức kháng của vách

Sức kháng hướng trục tính toán R_n cho đơn vị chiều dài của vách không xét đến oằn được lấy như sau:

P_n = j F_y A (12.7.2.3-1)

ở đây:

A = diện tích vách (mm²/mm)

F_y = cường độ chảy của kim loại (MPa)

j = hệ số sức kháng theo Điều 12.5.5

12.7.2.4. Sức kháng oằn

Diện tích vách tính theo công thức 12.7.2.3-1 cần được khảo sát về ổn định. Nếu f_cr < F_y thì A phải được tính lại bằng dùng f_cr thay cho F_y

Nếu
thì:		(12.7.2.4-1)
Nếu
thì:		(12.7.2.4-2)

ở đây:

E_m = mô đun đàn hồi của kim loại (MPa)

F_u = cường độ kéo của kim loại (MPa)

r = bán kính xoay của gợn sóng (mm)

k = hệ số độ cứng của đất lấy bằng 0,22.

S = đường kính của ống hoặc khẩu độ của kết cấu bản (mm)

12.7.2.5. Sức kháng của mối nối

Với ống được chế tạo có mối nối dọc, sức kháng danh định của mối nối phải đủ để chịu lực nén tính toán T_L trong vách ống.

12.7.2.6. Các yêu cầu về cẩu lắp

Độ uốn khi cẩu phải được biểu thị bằng hệ số uốn xác định theo:

FF = (12.7.2.6-1)

ở đây:

S = đường kính của ống hoặc khẩu độ của kết cấu bản (mm)

I = mô men quán tính của vách (mm⁴/mm)

Các trị số của hệ số uốn về cẩu lắp không được vượt quá các trị số ở Điều 12. 5.6 cho kết cấu ống và ống bản bằng thép và nhôm.

12.7.3. ỐNG LÓT TRƠN

Ống kim loại gợn sóng gồm tấm lót trơn và vỏ gợn sóng liên kết làm một ở các mối nối xoắn ốc cách nhau không quá 760 mm có thể thiết kế trên cùng một cơ sở như ống kim loại gợn sóng tiêu chuẩn có cùng vỏ gợn sóng và trọng lượng trên mm không nhỏ hơn tổng trọng lượng trên mm của tấm lót và vỏ gợn sóng dạng xoắn ốc.

Bước gợn sóng không vượt quá 75 mm và chiều dày của vỏ không nên thấp hơn 60% tổng chiều dày của ống tiêu chuẩn tương đương.

12.7.4. THANH TĂNG CƯỜNG CHO KẾT CẤU BẢN

Có thể tăng cường độ cứng và sức kháng uốn của kết cấu bản bằng cách làm thêm các thanh tăng cường vòng tròn cho các đỉnh kết cấu. Các thanh tăng cường phải đối xứng và vượt từ điểm dưới 1/4 cạnh bên này của kết cấu qua đỉnh đến điểm tương ứng của phía bên kia của kết cấu.

12.7.5. THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT

Hồ sơ hợp đồng cần yêu cầu việc thi công và lắp đặt phù hợp với Phần 26 của Tiêu chuẩn Thi công cầu AASHTO LRFG.

12.8. KẾT CẤU BẢN NHỊP LỚN

12.8.1. TỔNG QUÁT

Các quy định ở đây và ở Điều 12.7 được áp dụng để thiết kế kết cấu bản kim loại gợn sóng nhịp lớn bị vùi.

Các dạng ở Hình 1 dưới đây được coi là kết cấu bản nhịp lớn:

· Kết cấu ống bản và vòm đòi hỏi việc dùng các đặc trưng ghi ở Điều 12.8.3.5 và

· Các hình dạng đặc biệt với mọi kích thước có bán kính đường cong ở đỉnh hoặc sườn bản lớn hơn 4000 mm. Cống hộp kim loại không được coi là kết cấu nhịp lớn và được ghi ở Điều 12.9.

Hình 12.8.1-1- Các hình dạng nhịp lớn

12.8.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Không cần yêu cầu về chỉ tiêu trạng thái giới hạn sử dụng.

12.8.3. AN TOÀN CHỐNG HƯ HỎNG KẾT CẤU

Phải áp dụng quy định của Điều 12.7 trừ các yêu cầu về ổn định và độ uốn được mô tả ở đây.

Kích thước và đặc trưng của mặt cắt kết cấu, chiều dài nối tối thiểu các yêu cầu về cơ học và hóa học và các tính chất của bu lông cho mặt cắt bản có nhịp lớn phải lấy theo phụ lục A12 hoặc quy định ở đây.

12.8.3.1. Tính chất mặt cắt

12.8.3.1.1. Mặt cắt

Phải áp dụng các quy định của Điều 12.7 trừ quy định được nêu.

Các kết cấu không mô tả ở đây phải được coi là thiết kế đặc biệt.

Khi áp dụng Bảng A12-3. Các yêu cầu tối thiểu về đặc trưng mặt cắt phải lấy theo Bảng 1. Có thể dùng lớp phủ nhỏ hơn trị số tương ứng với chiều dày bản tối thiểu tùy theo bán kính ở Bảng 1 nếu dùng sườn để tăng cường bản. Nếu dùng sườn thì chiều dày bản không nên giảm dưới trị số tối thiểu cho bán kính đó, và mô men quán tính của mặt cắt bản và sườn không được nhỏ hơn mô men quán tính của bản không có sườn dày hơn theo cùng chiều cao đất đắp. Dùng lớp đất phủ nhỏ hơn trị số tối thiểu tùy theo bán kính cần được thiết kế đặc biệt.

Không được thiết kế ngoài quy định ở Bảng 1 trừ khi được chứng minh bằng hồ sơ chấp nhận được đối với Chủ đầu tư.

Bảng12.8.3.1.1-1- Các yêu cầu tối thiểu đối với các đặc trưng chấp nhận được của nhịp lớn

Chiều dày tối thiểu của đỉnh vòm (mm)
Bán kính đỉnh (mm)	≤ 4500	4500-5200	5200-6100	6100-7000	7000-7600
150 mm x 50 mm Bán thép gợn sóng. – Chiều dày tối thiểu của đỉnh vòm (mm)	2,82	3,56	4,32	5,54	6,32
Các giới hạn hình học
Cần áp dụng các giới hạn hình học dưới đây: · bán kính bản tối đa – 7600 mm · góc ở giữa đỉnh vòm tối đa – 80.0^o · tỷ lệ tối thiểu giữa bán kính đỉnh vòm và chân vòm – 2 · tỷ lệ tối đa giữa bán kính đỉnh vòm và chân vòm – 5
Chiều dày tối thiểu của đất phủ (mm)
Bán kính đỉnh (mm)	≤ 4500	4500-5200	5200-6100	6100-7000	7000-7600
Chiều dày thép không có sườn(mm)
2,82	750	–	–	–	–
3,56	750	900	–	–	–
4,32	750	900	900	–	–
4,78	750	900	900	–	–
5,54	600	750	750	900	–
6,32	600	600	750	900	1200
7,11	600	600	750	900	1200

12.8.3.1.2. Kiểm tra hình dạng

Không áp dụng các yêu cầu của Điều 12.7.2.4 và 12.7.2.6 cho thiết kế kết cấu bản nhịp lớn.

12.8.3.1.3. Các yêu cầu về cơ học và hóa học

Áp dụng các Bảng A12-3, A12-8 và A12-10.

12.8.3.2. Lực đẩy tính toán

Lực đẩy tính toán ở vách phải được xác định bằng công thức 12.7.2.2-1, trị số S trong công thức cần thay bằng hai lần trị số của bán kính đỉnh vòm R_T.

12.8.3.3. Diện tích vách

Áp dụng các quy định của Điều 12.7.2.3

12.8.3.4. Cường độ mối nối

Áp dụng các quy định của Điều 12.7.2.5

12.8.3.5. Các đặc trưng đặc biệt có thể chấp nhận được

12.8.3.5.1. Các thanh tăng cứng dọc liên tục

Các thanh tăng cứng dọc liên tục phải được liên kết với bản gợn sóng ở hai chân đỉnh vòm. Thanh tăng cường có thể làm bằng kim loại hoặc bê tông riêng lẻ hoặc tổ hợp.

12.8.3.3.5.2. Sườn tăng cường

Sườn tăng cường bằng các dạng kết cấu có thể dùng để tăng cường kết cấu bản. Khi dùng phải:

· Uốn cong phù hợp với độ cong của bản,

· Bắt chặt vào kết cấu để đảm bảo cùng làm việc với bản gợn sóng,

· Và đặt theo cự ly đủ để tăng mô men quán tính của mặt cắt theo yêu cầu của thiết kế.

12.8.4. AN TOÀN CHỐNG HƯ HỎNG KẾT CẤU – THIẾT KẾ NỀN MÓNG

12.8.4.1.Giới hạn lún

Phải khảo sát địa chất ở hiện trường để xác định các điều kiện hiện trường thỏa mãn các yêu cầu cho cả kết cấu và vùng đắp đất nguy hiểm ở mỗi bên kết cấu để được chống đỡ tốt. Thiết kế phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 12.6.2.2 khi thiết lập các tiêu chuẩn về lún cần xét đến các yếu tố dưới đây:

· Khi đắp vượt trên đỉnh kết cấu, phải giới hạn độ lún tương đối giữa phần đỡ đất lấp và kết cấu để khống chế các lực kéo xuống. Nếu phần đất lấp ở bên bị lún nhiều hơn kết cấu, có thể phải tính toán chi tiết.

· Phải giới hạn độ lún dọc theo đường tim dọc của kết cấu vòm để duy trì độ dốc và loại trừ nứt móng vòm.

· Chênh lệch lún tính toán của kết cấu giữa chân vòm này và chân vòm kia D phải thỏa mãn:

(12.8.4.1-1)

trong đó:

S = khẩu độ kết cấu giữa các điểm chân vòm của các kết cấu loại bản có nhịp dài (mm)

R = đường tên của kết cấu (mm)

Có thể yêu cầu các giới hạn lún nghiêm ngặt hơn nếu cần thiết để bảo vệ mặt đường hay để giới hạn độ võng chênh lệch theo chiều dọc.

12.8.4.2. Các phản lực tại chân của kết cấu vòm

Có thể lấy các phản lực ở bệ móng bằng:

R_v = (V_DL+ V_LL) cosD (12.8.4.2-1)

R_H = (V_DL + V_LL) sinD (12.8.4.2-2)

trong đó:

n = Số nguyên 2 [H₁/L_w + 2] ≤ Số làn xe liền kề nhau

Với:

R_V = thành phần phản lực thẳng đứng tại bệ móng kết cấu.

R_H = thành phần phản lực nằm ngang tại bệ móng.

D = góc xoay của kết cấu (Độ).

A_L = tải trọng trục (N) lấy bằng 50% của toàn bộ tải trọng trục có thể đồng thời đặt vào kết cấu, nghĩa là:

· 145 000 N đối với trục xe tải thiết kế.

· 220 000 N đối với cặp trục đôi thiết kế

A_T = diện tích phần phía trên của kết cấu nằm trên chân vòm (mm²)

H₁ = chiều cao đất lấp tính từ bệ móng kết cấu đến bề mặt xe chạy (mm).

H₂ = chiều cao đất lấp tính từ chân vòm của kết cấu đến bề mặt xe chạy (mm)

L_W = chiều rộng làn xe (mm)

g_S = tỷ trọng đất (kg/m³)

g = gia tốc trọng trường (m/sec²)

S = khẩu độ (mm)

Sự phân bố hoạt tải qua nền đắp phải dựa trên cơ sở của bất kỳ phương pháp phân tích nào được chấp nhận.

12.8.4.3. Thiết kế bệ móng

Bệ móng bê tông cốt thép phải được thiết kế theo Điều 10.6 và phải xác định kích thước thỏa mãn các yêu cầu về độ lún theo Điều 12.8.4.1.

12.8.5. AN TOÀN CHỐNG hư HỎNG KẾT CẤU – THIẾT KẾ ĐẤT LẤP BAO XUNG QUANH

12.8.5.1. Tổng quát

Vật liệu lấp kết cấu trong phần bao xung quanh kết cấu phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 12.4.1.3 đối với kết cấu khẩu độ dài. Chiều rộng của phần bao ở mỗi bên của kết cấu phải được xác định để giới hạn sự thay đổi về hình dạng trong khi thi công ngoài đường bao và khống chế được các độ võng ở trạng thái giới hạn sử dụng.

12.8.5.2. Các yêu cầu thi công

Phần đất bao lấp kết cấu phải hoặc là được kéo dài đến vách hồ đào và được đầm chặt hoặc được kéo dài tới một khoảng cách phù hợp để bảo vệ hình dạng kết cấu do chịu tải trọng thi công. Có thể lấp đất vào phần chiều rộng hố đào còn lại bằng loại đất thích hợp và đầm chặt thỏa mãn các yêu cầu của Điều 12.8.5.3. Trong điều kiện nền đắp, chiều rộng lấp đất kết cấu nhỏ nhất phải bằng 1800 mm. Nếu dùng các vật liệu đắp khác nhau ở cạnh nhau không đảm bảo các tiêu chuẩn độ lọc nước địa kỹ thuật thì phải dùng vải địa kỹ thuật thích hợp để tránh hiện tượng vật liệu đắp bị di chuyển.

12.8.5.3. Các yêu cầu sử dụng

Chiều rộng của phần bao mỗi bên kết cấu phải đủ để giới hạn biến dạng nén ngang là 1% của khẩu độ kết cấu ở mỗi bên của kết cấu.

Khi xác định biến dạng nén ngang, phải dựa trên cơ sở tính toán bề rộng và chất lượng của vật liệu vùi lấp kết cấu đã được lựa chọn cũng như vật liệu nền đắp tại chỗ hoặc các vật liệu đắp khác trong phạm vi mỗi bên của kết cấu lấy rộng ra một khoảng cách bằng đường tên của kết cấu, cộng với chiều cao đất phủ trên nó như thể hiện trong Hình 1.

Các lực tác dụng hướng tâm ra ngoài phần vòm ở góc có bán kính nhỏ của kết cấu với một khoảng cách d₁ tính từ kết cấu có thể lấy bằng:

P₁ = (12.8.5.3-1)

trong đó:

P₁ = áp lực nằm ngang ở một khoảng cách d₁ tính từ kết cấu (MPa).

d₁ = khoảng cách tính từ kết cấu (mm).

T = toàn bộ lực đẩy do tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên kết cấu theo (Điều 12.8.3.2) (N/mm).

R_c = bán kính ở góc của kết cấu (mm).

Chiều rộng phần bao kề giáp ống d có thể lấy bằng:

d = – R_c(12.8.5.3-2)

trong đó:

d = chiều rộng phần bao cần thiết liền kề kết cấu (mm).

P_Brg = áp lực tựa cho phép để giới hạn ứng biến nén ở vách hố đào hay nền đắp (MPa).

Phần bao đất lấp kết cấu phải lấy liên tục trên đỉnh kết cấu cho đến trị số nhỏ hơn của:

· Cao độ phủ lấp nhỏ nhất quy định cho kết cấu đó,

· Mặt đáy của mặt đường hay mặt đáy lớp móng đường bằng đất loại hạt, khi lớp móng này nằm dưới lớp mặt đường, hoặc

· Mặt đáy của bất cứ bản giảm tải nào hay kết cấu tương tự tại đó có bản giảm tải.

Hình 12.8.5.3-1- Phần bao đất lấp kết cấu điển hình và phạm vi vùng ảnh hưởng của kết cấu.

12.8.6. AN TOÀN CHỐNG hư HỎNG KẾT CẤU VÀ THIẾT KẾ XỬ LÝ PHẦN ĐẦU CỐNG

12.8.6.1.Tổng quát

Phải xem việc thiết kế và chọn phương án xử lý phần đầu kết cấu là một phần không tách rời với thiết kế kết cấu.

12.8.6.2. Các loại đầu cống có vỏ tiêu chuẩn

Các loại đầu cống tiêu chuẩn dùng cho các vỏ kiểu bản gợn sóng phải lấy theo Hình 1.

Hình 12.8.6.2-1- Các loại Đầu cống tiêu chuẩn

Khi dùng đầu vát có bậc phải xét đến những yêu cầu dưới đây:

· Phần nâng cao của bậc trên cùng phải bằng hay lớn hơn đường tên của phần vòm trên nghĩa là các tấm bản ở phần vòm trên không được cắt đi.

· Đối với các kết cấu có bản vòm ngược ở đáy thì bậc dưới cùng phải thỏa mãn các yêu cầu của bậc trên cùng.

· Đối với các vòm, bậc dưới cùng phải cao ít nhất 150 mm.

· Phần dốc của các tấm bản bị cắt nói chung phải dốc hơn 3: 1.

· Mép cạnh trên của các tấm bản bị cắt phải được liên kết bằng bu lông và được chống đỡ bởi một vòng đai dốc bằng bê tông, bởi lớp lát mặt ngoài mái dốc hay bằng cách tương tự.

Các đầu kết cấu bị vát hoàn toàn chỉ được sử dụng khi có thiết kế đặc biệt. Những kết cấu có đáy vòm ngược phải có phần bậc dưới phù hợp với các yêu cầu đối với các đầu cong kiểu vát có bậc.

Mép cắt vát của mọi tấm bản phải được chống đỡ bởi một vòng đai dốc bằng bê tông cứng thích hợp.

Các phần đầu bị cắt chéo phải được liên kết đầy đủ và được chống đỡ bởi một tường đầu bằng BTCT hay kết cấu cứng khác. Tường đầu phải kéo dài tới một khoảng cách thích hợp trên đỉnh kết cấu để có khả năng chống lại các lực đẩy nén vòng từ các tấm bản. Ngoài các áp lực chủ động thẳng góc của đất và áp lực do hoạt tải, phải thiết kế tường đầu để chống lại thành phần áp lực hướng tâm do kết cấu tác động vào theo quy định của Điều 12.8.5.

12.8.6.3. Chống đỡ cân bằng

Khi thiết kế và cấu tạo, phải đảm bảo cho đất bao quanh chống đỡ được tương đối cân bằng hai bên. Thay vì việc thiết kế đặc biệt, phải đảm bảo cho các phần dốc chạy vuông góc ngang qua kết cấu không được vượt quá 10% cho chiều cao lớp phủ bằng hay ít hơn 3000 mm và 15% cho các lớp phủ cao hơn.

Nếu kết cấu đặt chéo với nền đắp, phần đất đắp phải được cấu tạo vênh đi sao cho đảm bảo chống đỡ cân bằng và cung cấp một bề rộng đất lấp và bề rộng nền cần thiết để giữ đầu cống.

12.8.6.4. Bảo vệ thủy lực

12.8.6.4.1. Tổng quát

Phải tuân thủ các quy định bảo vệ kết cấu về phương diện thủy lực, bao gồm bảo vệ phần bao đất lấp kết cấu, móng và vỏ kết cấu cũng như các vật liệu đắp khác trong phạm vi chịu ảnh hưởng bởi kết cấu.

12.8.6.4.2. Bảo vệ đất lấp

Khi thiết kế hay lựa chọn cấp phối đất đắp, phải xét đến các tổn thất đối với tính nguyên vẹn của đất lấp do việc đặt ống, Nếu dùng vật liệu dễ trôi thì kết cấu và phần đầu của đất bao phải đảm bảo được cách ly đầy đủ để khống chế việc đất di chuyển và/hoặc thẩm lậu.

12.8.6.4.3. Các tường chân khay

Mọi kết cấu thủy lực có bản đáy kiểu vòm ngược hoàn toàn phải được thiết kế và cấu tạo có các tường chân khay ở thượng lưu và hạ lưu. Các tấm bản vòm ngược phải được liên kết bu lông với các tường chân khay bằng bu lông f 20 mm với cự ly tim đến tim là 500 mm.

Phải khai triển tường chân khay tới chiều sâu thích đáng để giới hạn tính thẩm lậu thủy lực để khống chế lực đẩy ngược theo quy định của Điều 12.8.6.4.4 và xói lở theo Điều 12.8.6.4.5.

12.8.6.4.4. Lực nâng thủy lực

Phải xét lực nâng đối với các kết cấu thủy lực có bản đáy vòm ngược hoàn toàn khi mức nước thiết kế trong ống có thể hạ đột ngột. Thiết kế phải có các phương tiện để giới hạn gradien thủy lực khi mực nước ở phần đất lấp cao hơn ở trong cống, đảm bảo cho bản đáy vòm ngược không bị oằn và giữ cho kết cấu không bị nổi lên. Có thể tính oằn theo quy định trong Điều 12.7.2.4 với khẩu độ kết cấu bằng hai lần bán kính của bản đáy vòm ngược.

12.8.6.4.5. Xói lở

Thiết kế chống xói lở phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 12.6.5. Nếu gặp phải loại đất dễ bị xói, có thể dùng các phương tiện chống xói lở truyền thống để thỏa mãn các yêu cầu này.

Không cần dùng các móng sâu như móng cọc hay giếng chìm trừ phi phải thiết kế đặc biệt đảm bảo xét đến lún chênh lệch và không đủ khả năng chống đỡ chắn giữ phần đất lấp khi xảy ra xói lở dưới bệ cọc.

12.8.7. BẢN BÊ TÔNG GIẢM TẢI

Có thể dùng các bản bê tông giảm tải để giảm mô men trong các kết cấu nhịp dài.

Chiều dài của bản bê tông giảm tải phải lấy ít nhất là lớn hơn khẩu độ kết cấu 600 mm. Phải kéo dài bản giảm tải qua phần chiều rộng chịu tải trọng của xe cộ và phải xác định chiều dày của chúng theo quy định trong Điều 12.9.4.6.

12.8.8. THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT

Hồ sơ thi công phải yêu cầu thi công và lắp đặt phù hợp với Phần 26 của Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFG.

12.9. KẾT CẤU HỘP BẢN

12.9.1. TỔNG QUÁT

Phương pháp thiết kế ở đây được giới hạn cho lớp phủ từ 430 đến 1500 mm.

Các quy định của điều này áp dụng cho thiết kế kết cấu hộp bản, từ đây về sau gọi là “Cống hộp kim loại”. Các quy định của Điều 12.7 và 12.8 không được áp dụng cho thiết kế cống hộp trừ khi được ghi rõ.

Nếu dùng sườn tăng cường để tăng sức kháng uốn và khả năng chịu mô men của bản thì thanh tăng cường ngang cần làm bằng mặt cắt thép hoặc nhôm được uốn theo bản kết cấu. Sườn phải được bắt bu lông vào bản để phát triển sức kháng uốn của mặt cắt liên hợp. Cự ly giữa các sườn không nên vượt quá 600 mm ở đỉnh và 1370 mm ở thành cống. Mối nối sườn cần phát triển được sức kháng uốn dẻo theo yêu cầu tại mối nối.

12.9.2. TẢI TRỌNG

Áp dụng các quy định của Điều 3.6.1 cho hoạt tải.

Tỷ trọng của đất lấp khác 1900 kg/m³ có thể xét theo Điều 12.9.4.3.

12.9.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Không cần áp dụng chỉ tiêu trạng thái giới hạn sử dụng trong thiết kế kết cấu cống hộp.

12.9.4. AN TOÀN CHỐNG HƯ HỎNG KẾT CẤU

12.9.4.1. Tổng quát

Sức kháng của cống hộp gợn sóng phải được xác định ở trạng thái giới hạn cường độ phù hợp với các Điều 12.5.3, 12.5.4 và 12.5.5 và các yêu cầu ở đây.

Mặt cắt cống hộp tác dụng các điều này được định rõ trong Hình 1 và Bảng 1. Cần áp dụng Bảng A12.10.

Hình 12.9.4.1-1- Hình học cống hộp

Bảng 12.9.4.1-1- Yêu cầu hình học cống hộp

Nhịp, S: 2670 mm đến 7750 mm

Chiều cao, R: 760 mm đến 3200 mm

Bán kính đỉnh, r_c ≤ 7560 mm

Bán kính hông, r_h ³ 760 mm

Góc hông cong, D: 50^o đến 70^o

Chiều dài chân, D: đo từ đáy bản có thể thay đổi từ 120 mm đến 1800 mm

Chiều dài tối thiểu của sườn ở chân L nhỏ hơn 480 mm hoặc (D – 75) mm hoặc đến 75 mm trên đỉnh chân móng bê tông.

Sức kháng uốn của kết cấu hộp bản gợn sóng phải được xác định bằng cường độ chảy theo quy định của bản gợn sóng.

Sức kháng uốn của kết cấu hộp bản có đoạn có sườn phải được xác định bằng giá trị theo quy định của cả sườn và vỏ gợn sóng. Chỉ có thể dùng của trị số tính toán trong thiết kế sau khi được khẳng định bằng thí nghiệm uốn đại diện. Mối nối sườn cần phát triển được sức kháng uốn dẻo theo yêu cầu tại mối nối.

12.9.4.2. Mô men do tải trọng tính toán

Mô men hoạt tải và tĩnh tải chưa có hệ số ở phần nách và phần đỉnh vòm M_dl và M_g có thể lấy như sau:

	(12.9.4.2-1)
	(12.9.4.2-2).

trong đó:

M_dl = tổng mô men tĩnh tải danh định ở đỉnh và nách (N.mm/mm).

M_ll = tổng mô men hoạt tải danh định ở đỉnh và nách (N.mm/mm)

S = khẩu độ cống hộp (mm)

g_S = tỷ trọng đất (kg/m³)

H = chiều cao phần phủ lấp tính từ đường tên cống hộp đến đỉnh của mặt đường (mm)

C_ll = hệ số điều chỉnh hoạt tải đối với các tải trọng trục, trục đôi và các trục khác với có 4 bánh xe

= C₁C₂A_L

A_L = Tổng tải trọng trục trong nhóm trục (N)

C₁ = 1,0 đối với trục đơn, 0,5 + S/1500 ≤ đối với các trục đôi.

C₂ = hệ số điều chỉnh đối với số bánh xe trên 1 trục thiết kế theo quy định của Bảng 1.

trong đó:

(12.9.4.2-4)

K₂ = 5,8 x 10^-6 H² – 0,0013H + 5,05 đối với 400 ≤ H ≤ 900

K₂ = 0,0062H + 3 đối với 900 ≤ H ≤ 1500

Bảng 12.9.4.2-1- Các giá trị hệ số điều chỉnh (C2) đối với số bánh xe trên mỗi trục

Số các bánh xe trên nhóm trục quy ước	Chiều dày phủ lấp
Số các bánh xe trên nhóm trục quy ước	400	600	900	1500
2	1,18	1,21	1,24	1,02
4	1,00	1,00	1,00	1,00
8	0,63	0,70	0,82	0,93

Trừ phi có quy định khác, xe tải thiết kế theo quy định của Điều 3.6.1.2.2 cần được giả thiết có 4 bánh xe trên một trục. Cần giả thiết trục đôi thiết kế quy định trong điều 3.6.1.2.3 là một nhóm trục gồm 2 trục với 4 bánh xe trên mỗi trục.

Phải xác định các mô men tính toán M_dlu và M_llu theo Điều 12.9.4.3 như Bảng 3.4.1-1 quy định, trừ phi dùng hệ số hoạt tải để tính M_llu phải bằng 2,0. Phải xác định các phản lực tính toán bằng cách đưa vào các hệ số phản lực quy định trong Điều 12.9.4.5.

12.9.4.3. Sức kháng mô men dẻo

Sức kháng mô men dẻo của đỉnh M_pc và sức kháng mô men dẻo của hông M_ph không được nhỏ hơn tổng theo tỷ lệ của mô men tĩnh và hoạt tải đã điều chỉnh.

Các trị số M_pc và M_ph phải được xác định như sau:

M_pc ³ C_H P_c [M_dlu + M_llu] (12.9.4.3-1)

M_ph ³ C_H [1- P_c] [M_dlu + R_h M_llu (12.9.4.3-2)

trong đó:

C_H = hệ số lớp đất phủ ở đỉnh lấy theo Điều 12.9.4.5

P_c = phạm vi cho phép của tỷ lệ của tổng mô men do đỉnh cống chịu cho ở Bảng 1

R_h = trị số chấp nhận được của hệ số chiết giảm mô men ở hông cho ở Bảng 2

M_dlu = mô men do tĩnh tải tính toán ở Điều 12.9.4.2 (N mm)

M_llu = mô men do hoạt tải ở Điều 12.9.4.2 (N mm)

Bảng 12.9.4.4-1 Trị số tỷ lệ mô men ở đỉnh Pc

Nhịp (mm)	Phạm vi cho phép của P_c
< 3000	0,55 – 0,70
3000 – 4500	0,50 – 0,70
4500 – 6000	0,45 – 0,70
6000 – 8000	0,45 – 0,60

Bảng 12.9.4.4-2. Trị số giảm mô men ở hông R_H

	Chiều cao lớp phủ (mm)
	400	600	900	1200 – 1500
R_h	0,66	0,74	0,87	1,00

12.9.4.4. Hệ số đất phủ ở đỉnh C_H

Với chiều cao lớp phủ lớn hơn 1000 mm, hệ số đất phủ ở đỉnh C_H lấy bằng 1,0.

Với chiều cao lớp phủ trên đỉnh ở giữa 420 và 1000 mm, hệ số đất phủ ở đỉnh lấy bằng:

(12.9.4.4-1)

ở đây:

H = chiều cao lớp phủi trên đỉnh (mm)

12.9.4.5. Phản lực móng

Phải xác định phản lực ở móng cống hộp bằng:

(12.9.4.5-1)

ở đây:

g = gia tốc trọng trường (m/s²)

V = phản lực móng chưa có hệ số hóa (N/mm)

g_s = tỷ trọng đất lấp (kg/m³)

H = chiều cao lớp phủ trên đỉnh (mm)

R = chiều cao cống (mm)

S = chiều dài nhịp (mm)

A_L = tổng tải trọng trục (N)

12.9.4.6. Bản bê tông giảm tải

Có thể dùng bản giảm tải để giảm mô men uốn trong cống hộp. Bản giảm tải không được tiếp xúc với đỉnh cống như ở Hình 1.

Chiều dài của bản bê tông giảm tải phải lớn hơn khẩu độ cống ít nhất 600 mm và đủ để nhô khỏi mỗi bên hông cống 300 mm. Bản giảm tải cần đặt suốt chiều rộng chịu tải trọng xe.

Chiều dày của bản giảm tải bê tông cốt thép phải xác định theo:

t = t_b R_AL R_c R_f (12.9.4.6-1)

ở đây:

t = chiều dày tối thiểu của bản (mm)

t_b = chiều dày cơ bản của bản lấy theo Bảng 1 (mm)

R_AL = hệ số điều chỉnh tải trọng trục trong Bảng 2.

R_c = hệ số điều chỉnh cường độ bê tông trong Bảng 3.

R_f = hệ số lấy bằng 1,2 cho kết cấu hộp có nhịp nhỏ hơn 8000 mm.

Hình 12.9.4.6-1- Cống hộp kim loại có bản giảm tải bằng bê tông

Bảng 12.9.4.6-2- Chiều dày cơ bản t_b (mm) (Duncan, và người khác 1985)

Phân loại thống nhất của nền đất dưới bản (subgade)	Độ chặt tương đối % của tỷ trọng khô tối đa của tiêu chuẩn AASHTO
	100	95	90
	Chiều dày cơ bản của bản (mm)
GW, GP, SW, SP hoặc SM	190	200	220
SM-SC hoặc SC	200	220	230
ML hoặc CL	220	230	240

Bảng 12.9.4.6-2- Hệ số điều chỉnh tải trọng trục RAL(Duncan, và người khác 1985)

Tải trọng trục đơn (N)	R_AL
45 000	0,6
90 000	0,8
135 000	0,97
142 000	1,00
128 000	1,05
200 000	1,10
222 000	1,15

Bảng 12.9.4.6-3- Hệ số điều chỉnh cường độ bê tông Rc (Duncan, và người khác 1985)

Cường độ nén của bê tông f’_c (MPa)	R_c
21	1,19
24	1,15
28	1,10
31	1,05
34	1,01
38	0,97
41	0,94

12.9.5. THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT

Hồ sơ hợp đồng phải yêu cầu thi công và lắp đặt theo đúng Phần 603 của Tiêu chuẩn thi công.

12.10. ỐNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

12.10.1. TỔNG QUÁT

Phải áp dụng các quy định ở đây cho việc thiết kế kết cấu đối với các ống bê tông cốt thép đúc sẵn được vùi có các hình dạng vòm, ellip, tròn.

Có thể thiết kế kết cấu cho các loại ống nói trên theo một trong hai phương pháp sau:

· Phương pháp thiết kế trực tiếp theo trạng thái giới hạn cường độ theo quy định trong Điều 12.10.4.2 hoặc

· Phương pháp thiết kế gián tiếp theo trạng thái giới hạn sử dụng theo quy định trong Điều 12.10.4.3

12.10.2. TẢI TRỌNG

12.10.2.1. Các cách lắp đặt tiêu chuẩn

Trong hồ sơ hợp đồng phải quy định tầng đệm móng và phần đất lấp phù hợp với quy định của Điều 27.5.2 của tiêu chuẩn thi công AASHTO LRFD.

Yêu cầu về độ chặt tối thiểu và chiều dày lớp đệm dùng cho các cách đắp nền tiêu chuẩn và thi công đào hào tiêu chuẩn phải theo quy định của Bảng 1 và 2 tương ứng.

Bảng 12.10.2.1-1- Đất dùng cho lắp đặt ống trong đắp nền tiêu chuẩn và các yêu cầu đầm nén tối thiểu

Loại lắp đặt	Chiều dày lớp đệm	Phần nách và phần ngoài lớp đệm	Phần thành bên phía dưới
Loại 1	Đối với nền đất, tối thiểu Bc/600 mm, không ít hơn 75mm Đối với nền đá, tối thiểu Bc/300 mm, không ít hơn 150 mm	95% SW	90% SW, 95% ML hay 100% CL
Loại 2 – Các lắp đặt dùng cho ống ellip nằm, ellip đứng hay ống vòm	Đối với nền đất, tối thiểu Bc/600 mm, không ít hơn 75mm Đối với nền đá, tối thiểu Bc/300 mm, không ít hơn 150 mm	90% SW hay 95% ML	85% SW, 90% ML hay 95% CL
Loại 3 – Các lắp đặt dùng cho ống ellip nằm, ellip đứng hay ống vòm	Đối với nền đất, tối thiểu Bc/600 mm không ít hơn 75mm Đối với nền đá, tối thiểu Bc/300 mm không ít hơn 150 mm	85% SW, 90% ML hay 95% CL	85% SW, 90% ML hay 95% CL
Loại 4	Đối với nền đất, không cần lớp đệm. Đối với nền đá, tối thiểu Bc/300 mm, không ít hơn 150 mm	Không cần đầm lèn, trừ phi CL dùng 85% CL	Không cần đầm lèn, trừ phi CL dùng 85% CL

Các giải thích sau đây dùng cho Bảng 1:

· Các ký hiệu về đầm lèn và loại đất nghĩa là “95 phần trăm SW” phải lấy theo loại vật liệu đất SW với độ chặt Proctor tiêu chuẩn nhỏ nhất bằng 95% các giá trị proctor cải tiến tương đương được cho trong Bảng 3.

· Phần đất nằm ở vùng ngoài lớp đệm móng, ở nách và phần dưới, ngoài phần trong vòng Bc/3 tính từ các chân vòm của ống, phải được đầm chặt ít nhất bằng độ chặt của phần lớn vùng đất đắp lấp phủ trên ống.

· Chiều rộng ít nhất của phần dưới thấp của hố đào phải lấy bằng 1,33 Bc hoặc rộng hơn, nếu cần có không gian thích hợp để đạt được độ chặt quy định đối với vùng nách và đệm móng.

· Đối với phần dưới hố đào có các vách đất tự nhiên, phải đảm bảo độ rắn chắc của bất kỳ phần đất nằm bên dưới của vách dưới của hố đào ít nhất có độ rắn chắc tương đương với các yêu cầu đầm lèn quy định cho vùng bên sườn phía dưới và có độ rắn chắc như hầu hết phần đất lấp phủ bên trên kết cấu.Nếu không đảm bảo như vậy, phải đào đổ đi và thay bằng đất đầm chặt cho đến cao trình quy định.

Bảng 12.10.2.1-2- Đất dùng cho lắp đặt kết cấu trong đào hào tiêu chuẩn và các yêu cầu đầm nén tối thiểu

Loại lắp đặt	Chiều dày lớp đệm	Phần nách và phần ngoài lớp đệm	Phần thành bên ở phía dưới
Loại 1	Đối với nền đất, tối thiểu BC/600 mm, không ít hơn 75mm, Đối với nền đá, tối thiểu BC/300 mm, không ít hơn 150 mm	95% SW	90% SW, 95% ML hay 100% CL hoặc đất thiên nhiên có độ rắn chắc đồng đều
Loại 2 – Các lắp đặt dùng cho ống ellip nằm, ellip đứng hay ống vòm	Đối với nền đất, tối thiểu BC/600 mm, không ít hơn 75mm Dùng cho nền đá, tối thiểu BC/300 mm,Không ít hơn 150 mm	90% SW hay 95% ML	95% ML,95%CL hay đất thiên nhiên có độ rắn chắc đồng đều
Loại 3 – Các lắp đặt dùng cho ống ellip nằm, ellip đứng hay ống vòm	Đối với nền đất, tối thiểu BC/600 mm, không ít hơn 75mm Đối với nền đá, tối thiểu BC/300 mm, Không ít hơn 150 mm	85 % SW, 90% ML hay 95% CL	85% SW, 90% ML, 95% CL hay đất thiên nhiên có độ rắn chắc đồng đều
Loại 4	Đối với nền đất, không cần lớp đệm. Đối với nền đá, tối thiểu Bc/300 mm không ít hơn 150 mm	Không cần đầm lèn, trừ phi CL dùng 85% CL	85% SW, 90% ML, 95% CL hay đất thiên nhiên có độ rắn chắc đồng đều

Các giải thích sau đây dùng cho Bảng 2:

· Các ký hiệu về đầm lèn và loại đất nghĩa là “95% SW” phải lấy theo loại vật liệu đất SW với độ chặt Protor tiêu chuẩn nhỏ nhất bằng 95% các giá trị Protor cải tiến tương đương được cho trong Bảng 3

· Cao độ đỉnh hố đào không được thấp hơn cao độ trắn dọc hoàn thiện là 0,1H; đối với lòng đường đỉnh của nó không được thấp hơn đáy của vật liệu làm móng mặt đường là 300 mm.

· Đất nằm trong vùng đệm móng và vách kết cấu phải được đầm lèn ít nhất có độ chặt như quy định đối với hầu hết đất của vùng đất lấp.

· Nếu cần có không gian thích hợp để đạt được độ đầm chặt quy định trong vùng nách và phần đệm móng thì bề rộng hố đào phải rộng hơn trị số trong Hình 1 và 2.

· Đối với vách của các hố đào có mái dốc trong vòng 10 độ so với đường thẳng đứng thì độ đầm chặt hay độ rắn chắc của đất ở vùng vách hố đào và vùng thành bên ở phía dưới không cần xem xét.

· Đối với các vách hố đào có mái dốc lớn hơn 10 độ bao gồm cả phần nền đắp thì phải đầm lèn phần vách bên ở phía dưới ít nhất đạt được độ đầm chặt theo quy định đối với đất trong vùng đất lấp.

Phải xác định tải trọng của đất không có hệ số W_E như sau:

W_E = g F_e g_s B_c H x10^-9 (12.10.2.1-1)

trong đó:

W_E = tải trọng của đất (N/mm)

F_e = hệ số tương tác đất- kết cấu đối với cách lắp đặt được định nghĩa ở đây.

B_c = kích thước nằm ngang ống đo theo mặt ngoài đến mặt ngoài (mm)

g = gia tốc trọng trường (m/s²)

H = chiều cao của phần đất đất lấp trên ống (mm)

g_s = tỷ trọng của đất (kg/m³)

Phải lấy trọng lượng đơn vị của đất dùng để tính tải trọng do đất gây ra bằng trọng lượng đơn vị đối với đất được quy định dung cho việc lắp đặt ống nhưng không được lấy ít hơn 1760 kg/m³.

Các lắp đặt tiêu chuẩn dùng cho cả hai nền đắp và đào hào phải được thiết kế cho phần nhô (dương) theo các điều kiện tải trọng nền đắp, trong đó phải lấy Fe bằng các hệ số hiệu ứng vòm thẳng đứng VAF quy định trong Bảng 1 dùng cho từng loại lắp đặt tiêu chuẩn.

Đối với các lắp đặt tiêu chuẩn, phải dùng phân bố áp lực đất theo phân bố HEGER như cho trong Hình 1 và Bảng 3 đối với từng cách lắp đặt tiêu chuẩn.

Hình 12.10.2.1-1- Phân bố áp lực HEGER và các hệ số hiệu ứng vòm

Bảng 12.10.2.1-3- Các hệ số dùng theo Hình 1

	Loại lắp đặt
	1	2	3	4
VAF	1,35	1,40	1,40	1,45
HAF	0,45	0,40	0,37	0,30
A1	0,62	0,85	1,05	1,45
A2	0,73	0,55	0,35	0,00
A3	1,35	1,40	1,40	1,45
A4	0,19	0,15	0,10	0,00
A5	0,08	0,08	0,10	0,11
A6	0,18	0,17	0,17	0,19
a	1,40	1,45	1,45	1,45
b	0,40	0,40	0,36	0,30
c	0,18	0,19	0,20	0,25
e	0,08	0,10	0,12	0,00
f	0,05	0,05	0,05	–
u	0,80	0,82	0,85	0,90
v	0,80	0,70	0,60	–

Giải thích sau phải dùng cho Bảng 3:

· VAF và HAF là các hệ số hiệu ứng vòm thẳng đứng và nằm ngang. Các hệ số này biểu thị toàn bộ các tải trọng đất thẳng đứng và nằm ngang, trị số không thứ nguyên tác dụng lên ống.

· Tổng các tải trọng thực tế thẳng đứng và nằm ngang bằng (VAF) x (PL) và (HAF) x (PL) trong đó PL là tải trọng của lăng thể.

· Các hệ số A1 đến A6 biểu thị tích phân của các thành phần áp lực đất không thứ nguyên thẳng đứng và nằm ngang thuộc các thành phần đã chỉ rõ của các biểu đồ áp lực thành phần tức là diện tích dưới các biểu đồ áp lực thành phần.

· Giả thiết áp lực thay đổi hoặc là theo parabôn, hoặc là đường thẳng như thể hiện trên Hình 1 với các đại lượng không thứ nguyên ở các điểm khống chế được biểu thị bằng h₁, h₂, uh₁, uh₂, a và b

· Các giá trị kích thước không thứ nguyên nằm ngang và thẳng đứng của các vùng áp lực thành phần được xác định bởi các hệ số c, d, e, uc, vd và f, trong đó:

d = (0,5-c-e) (12.10.2.1-2)

	(12.10.2.1-3)
	(12.10.2.1-4)

12.10.2.2. Trọng lượng của chất lỏng trong ống

Khi thiết kế phải xét trọng lượng chưa nhân hệ số của chất lỏng, W_F trong ống trên cơ sở tỷ trọng chất lỏng là 1000kg/m³ nếu không có quy định khác.

Đối với các lắp đặt tiêu chuẩn, trọng lượng chất lỏng phải được chống đỡ bởi áp lực đất thẳng đứng được giả thiết có phân bố lên phần bên dưới của ống giống như trong Hình 12.10.2.1-1 đối với tải trọng đất.

12.10.2.3. Các hoạt tải

Phải lấy hoạt tải theo quy định của Điều 3.6 và phân bố qua lớp đất phủ theo quy định trong Điều 3.6.1.2.6. Đối với các lắp đặt tiêu chuẩn, phải giả thiết hoạt tải trên ống phân bố đều theo chiều thẳng đứng trên đỉnh ống và phân bố lên đáy ống tương tự như trong Hình 12.10.2.1-1.

12.10.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

12.10.3.1. Khống chế bề rộng vết nứt trong bê tông

Phải tính toán chiều rộng các vết nứt trên vách ở trạng thái giới hạn sử dụng cho mô men và lực nén. Nói chung chiều rộng vết nứt không được vượt quá 0,25 mm.

12.10.4. AN TOÀN CHỐNG hư HỎNG KẾT CẤU

12.10.4.1. Tổng quát

Phải xác định sức kháng của kết cấu ống bê tông cốt thép bị vùi chống lại hư hỏng kết cấu ở trạng thái giới hạn cường độ cho:

· Uốn

· Nén

· Cắt

· Kéo hướng tâm

Phải xác định các kích thước mặt cắt cống hoặc bằng phương pháp thiết kế trực tiếp căn cứ vào tính toán, hoặc gián tiếp căn cứ theo kinh nghiệm.

Khi hồ sơ hợp đồng quy định dùng lưới cốt 1/4 vòng tròn, cốt đai và lồng cốt thép ellip, thì phải quy định hướng lắp đặt ống và thiết kế phải tính đến khả năng bị đặt sai hướng một góc là 10^otrong khi lắp đặt ống.

12.10.4.2. Phương pháp thiết kế trực tiếp

12.10.4.2.1. Tải trọng và phân bố áp lực

Tổng tải trọng thẳng đứng tác động lên ống phải được xác định theo Điều 12.10.2.1.

Phân bố áp lực lên ống do tải trọng và phản lực móng phải được xác định từ phân tích đất, kết cấu hoặc từ phương pháp gần đúng hợp lý, cả hai đều được phép dùng sơ đồ áp lực biển số ở Hình 1 và phương pháp phân tích ống.

Hình 12.10.4.2.1-1- Gợi ý về phân bố áp lực thiết kế quanh ống bê tông vùi để phân tích theo thiết kế trực tiếp

12.10.4.2.2. Phân tích hiệu ứng lực vòng ống

Hiệu ứng lực trong ống phải xác định hoặc bằng phân tích đàn hồi của vòng ống dưới phân bố áp lực được giả định hoặc phân tích đất-kết cấu.

12.10.4.2.3. Hệ số chế tạo và vật liệu

Hệ số chế tạo và vật liệu, F_rP cho kéo hướng tâm và F_vP cho cường độ cắt được lấy bằng 1.0 cho thiết kế ống bê tông cốt thép chế tạo tại nhà máy. Có thể dùng các trị số lớn hơn nếu có đủ chứng cứ thí nghiệm phù hợp với AASHTO M 242 M (ASTM C 655M)

12.10.4.2.4. Sức kháng uốn ở trạng thái giới hạn cường độ

12.10.4.2.4a. Cốt thép vòng

Cốt thép chịu uốn trên mm dài cần thỏa mãn:

(12.10.4.2.4a-1)

trong đó:

g = 0.85 f’_c (12.10.4.2.4a-2)

ở đây:

A_s = diện tích cốt thép trên mm chiều dài ống (mm²/mm)

f_y = cường độ chảy theo quy định của cốt thép (MPa)

d = cự ly từ mặt chịu nén tới trọng tâm cốt thép kéo (mm)

h = chiều dày vách ống (mm)

M_u = mô men do tải trọng tính toán (N-mm/ mm)

N_u = lực nén do tải trọng tính toán là dương khi nén (N/mm)

j = hệ số sức kháng uốn cho trong Điều 12.5.5.

12.10.4.2.4b. Cốt thép tối thiểu

Diện tích cốt thép, A_s, trên mm chiều dài ống không được nhỏ hơn:

· Cho mặt trong ống có hai lớp cốt thép:
	(12.10.4.2.4b-1)
· Cho mặt ngoài ống có hai lớp cốt thép:
	(12.10.4.2.4b-2)
· Với cốt thép hình e-lip trong ống tròn và với ống tròn có đường kính bằng hoặc nhỏ hơn 840 mm chỉ có một vòng cốt thép ở một phần ba vách ống:
	(12.10.4.2.4b-3)

ở đây:

S_i = đường kính trong hoặc khẩu độ ngang của ống (mm)

h = chiều dày vách ống (mm)

f_y = cường độ chảy của cốt thép (MPa)

12.10.4.2.4c. Cốt thép chịu uốn tối đa không có cốt đai

Cốt thép chịu uốn không có cốt đai trên mm chiều dài ống phải thỏa mãn:

· với thép bên trong chịu kéo hướng tâm:

(12.10.4.2.4c-1)

ở đây:

r_s = bán kính của thép phía trong (mm)

f’_c = cường độ nén của bê tông (MPa)

f_y = cường độ chảy của quy định của cốt thép (MPa)

R_j = j_r/j_f tỷ lệ của hệ số sức kháng đối với kéo hướng tâm và mô men trong Điều 12.5.5

F_rp = 1,0 trừ khi giá trị lớn hơn được minh chứng bằng số liệu thí nghiệm và được kỹ sư duyệt

trong đó:

· Với 300 mm ≤ S_i ≤ 1830 mm

F_n = 1 + 0,000328 (1830 – S_i)

· Với 1830 mm ≤ S_i ≤ 3660 mm

· Với S_i > 3660 mm

F_rt = 0,80

· Với cốt thép chịu nén:

(12.10.4.2.4c-2)

trong đó:

g’ = f’_c [0,85 – 0,0073 (f’_c – 28)] (12.10.4.2.4c-3)

0,85 f’_c ³ g’ ³ 0,65 f’_c (12.10.4.2.4c-4)

ở đây:

j = hệ số sức kháng uốn lấy trong Điều 5.5.4.2

12.10.4.2.4d. Cốt thép do khống chế bề rộng vết nứt

Hệ số bề rộng vết nứt, F_cr, có thể xác định theo:

· Nếu N_s là nén được lấy là dương và:

	(12.10.4.2.4d-1)
· Nếu Ns là kéo được lấy là âm và:
	(12.10.4.2.4d-2)
trong đó:
	(12.10.4.2.4d-3)
	(12.10.4.2.4d-4)
	(12.10.4.2.4d-5)
	(12.10.4.2.4d-6)

ở đây:

M_s = mô men uốn ở trạng thái giới hạn sử dụng (N-mm/mm)

N_s = lực nén hướng tâm ở trạng thái giới hạn sử dụng (N/mm)

d = cự ly từ mặt bị nén đến trọng tâm cốt thép kéo (mm)

h = chiều dày vách (mm)

f’_c = cường độ nén quy định của bê tông (MPa)

C₁ = hệ số khống chế nứt cho các loại cốt thép khác nhau ở Bảng 1

A_s = diện tích cốt thép mm²/mm

t_b = lớp bảo vệ cốt thép (mm)

S_i = cự ly cốt thép tròn (mm)

n = 1,0 khi cốt thép kéo là một lớp

n = 2,0 khi cốt thép kéo gồm nhiều lớp

j = hệ số sức kháng uốn như quy định trong Điều 12.5.5

Bảng 12.10.4.2.4d-1 -Hệ số kiểm tra nứt

Loại	Cốt thép	C₁
1	Sợi trơn hoặc thanh trơn	1,0
2	Tấm sợi trơn hàn với cự ly tối đa theo chiều dọc bằng 200 mm	1,5
3	Tấm sợi có gờ hàn, sợi có gờ, thanh cốt thép bất kỳ với cốt đai neo lại.	1,9

Với cốt thép loại 2 trong Bảng 1 có t²_b S_i/n > 50000 thì hệ số chiều rộng vết nứt F_cr cũng phải khảo sát bằng các hệ số B₁ và C₁ quy định cho loại 3 và phải dùng trị số F_cr nào lớn hơn.

Có thể dùng trị số C₁ lớn hơn nếu có minh chứng bằng số liệu thí nghiệm và được Kỹ sư chấp thuận.

12.10.4.2.4e. Lớp bê tông bảo vệ tối thiểu

Cần áp dụng các quy định của Điều 5.12.3 về lớp bê tông bảo vệ tối thiểu, trừ các quy định sau:

· Nếu chiều dày vách ống nhỏ hơn 63 mm, lớp bảo vệ không được mỏng hơn 20 mm và

· Nếu chiều dày vách ống không nhỏ hơn 63 mm, lớp bảo vệ không mỏng hơn 26 mm.

12.10.4.2.5. Sức kháng cắt không có cốt đai

Phải khảo sát mặt cắt về lực cắt ở mặt cắt nguy hiểm khi M_u/(V_uj d) = 3,0. Sức kháng cắt tính toán không có cốt đai V_r được lấy bằng:

V_r = j V_n (10.10.4.2.5-1)

trong đó:

	(12.10.4.2.5-2)
	(12.10.4.2.5-3)
· Với các ống có hai lồng cốt thép hoặc một lồng cốt elip
	(12.10.4.2.5-4)
· Đối với ống có đường kính vượt quá 915mm có một lồng cốt thép tròn đơn
	(12.10.4.2.5-5)
Nếu N_u là nén, nó được dùng dấu dương và:
	(12.10.4.2.5-6)
Nếu N_u là kéo, nó được dùng dấu âm và:
	(12.10.4.2.5-7)
	(12.10.4.2.5-8)
	(12.10.4.2.5-9)

Dấu đại số ở Phương trình 8 lấy là dương khi ứng suất kéo ở mép bên trong ống và là âm khi nó ở mép bên ngoài ống.

ở đây:

f’_cmax = 48 MPa

d = cự ly từ mặt chịu nén đến trọng thép kéo (mm)

j = hệ số sức kháng cắt ở Điều 5.5.4.2

r = bán kính tâm vách ống bê tông (mm)

N_u = lực nén do tải trọng tính toán (N/mm)

V_u = lực cắt do tải trọng tính toán (N/mm)

F_vp = hệ số chế tạo và vật liệu trong Điều 12.10.4.2.3

Nếu sức kháng cắt tính toán ở đây không đủ thì phải làm các cốt đai hướng tâm phù hợp với Điều 12.10.4.2.6.

12.10.4.2.6. Sức kháng cắt có cốt đai hướng tâm

Cốt thép chịu kéo và thép cốt đai chịu cắt hướng tâm không được nhỏ hơn:

· Với kéo hướng tâm:

	(12.10.4.2.6-1)
S_v ≤ 0,75 j_v d	(12.10.4.2.6-2)
· Với cắt
	(12.10.4.2.6-3)
S_v ≤ 0,75 j_r d	(12.10.4.2.6-4)
trong đó:
	(12.10.4.2.6-5)

ở đây:

M_u = mô men uốn do tải trọng tính toán (N.mm/mm)

M_nu = mô men tính toán tác dụng lên chiều rộng mặt cắt “b” để điều chỉnh các hiệu ứng của lực nén hoặc kéo (N.mm/mm)

N_u = lực nén do tải trọng tính toán (N/mm)

V_u = lực cắt do tải trọng tính toán (N/mm)

V_c = sức kháng cắt của mặt cắt bê tông (N/mm)

d = cự ly từ mặt chịu nén tới trọng tâm cốt thép kéo (mm)

f_y = cường độ chảy theo quy định của cốt thép, trị số của fy phải lấy số nhỏ hơn của cường độ chảy của cốt đai hoặc khả năng neo của nó (MPa)

r_s = bán kính của cốt thép bên trong (mm)

s_v = cự ly giữa các cốt đai (mm)

V_r = sức kháng cắt tính toán của mặt cắt ống không có cốt đai hướng tâm trên đơn vị chiều dài ống (N/mm)

A_vr = diện tích cốt thép đai chịu kéo hướng tâm trên đơn vị chiều rộng mặt cắt của mỗi hàng cốt đai ở cự ly tròn “sv” (mm²/mm)

A_vs = diện tích cần thiết cho cốt thép đai (mm²/mm)

f’_c = cường độ nén của bê tông (MPa)

j_v = hệ số kháng cắt trong Điều 12.5.5

j_r = hệ số kháng kéo hướng tâm trong Điều 12.5.5

F_c = hệ số độ cong xác định theo Phương trình 12.10.4.2.5-6

12.10.4.2.7. Neo cốt thép đai

12.10.4.2.7a. Neo cốt đai chịu kéo hướng tâm

Khi dùng các cốt đai chịu kéo hướng tâm, phải neo các cốt đai vòng quanh từng đường cuộn tròn của lồng cốt thép bên trong để khai triển sức kháng của cốt đai và phải neo chúng xung quanh lồng ngoài hoặc phải được chôn vào vùng chịu nén một đoạn dài đủ để phát triển sức kháng cần thiết của cốt đai.

12.10.4.2.7b. Neo cốt đai chịu cắt

Trừ khi có quy định ở đây, trong trường hợp không yêu cầu cốt đai chịu kéo hướng tâm mà chỉ yêu cầu chịu cắt thì cự ly theo chiều dọc của chúng phải đảm bảo neo quanh mỗi vòng tròn chịu kéo hoặc mọi vòng tròn chịu kéo khác. Cự ly của các cốt đai này không được vượt quá 150 mm.

12.10.4.2.7c. Độ chôn sâu của các đai

Các cốt đai dùng để chống lại các lực ở các vùng bản đáy vòm ngược và vùng đỉnh vòm phải được neo đầy đủ vào phía đối diện của vách ống để khai triển được sức kháng cần thiết của cốt đai.

12.10.4.3. Phương pháp thiết kế gián tiếp

12.10.4.3.1. Sức kháng đỡ

Phải xác định tải trọng đất và hoạt tải trên ống phù hợp với Điều 12.10.2 và so sánh với tải trọng dư sức kháng đỡ ba mép của ống. Phải áp dụng trạng thái giới hạn sử dụng với các tiêu chuẩn chấp nhận được về bề rộng vết nứt quy định ở đây.

Tải trọng D cho các lớp kích thước ống phải được xác định phù hợp với AASHTO M 242 (ASTM C655M)

Sức kháng đỡ ba mép của ống cống bê tông cốt thép phù hợp với chiều rộng vết nứt 0,25 mm quan sát được qua thí nghiệm không được nhỏ hơn tải trọng thiết kế được xác định cho lắp đặt ống lấy bằng:

(12.10.4.3.1-1)

trong đó:

B_FE = hệ số nền cho tải trọng đất quy định trong Điều 12.10.4.3.2a hay Điều 12.10.4.3.2b

B_FLL = hệ số nền cho hoạt tải quy định trong Điều 12.10.4.3.2c

S_i = đường kính trong của ống (mm)

W_E = tổng tải trọng đất chưa nhân hệ số được quy định trong Điều 12.10.2.1 (N/mm)

W_F = tổng tải trọng chất lỏng chưa nhân hệ số trong ống được quy định trong Điều 12.10.2.3 (N/mm)

W_L = toàn bộ hoạt tải chưa nhân hệ số trên một đơn vị chiều dài ống được quy định trong Điều 12.10.2.4 (N/mm)

Đối với các lắp đặt loại 1, các tải trọng D tính ở trên phải được nhân với hệ số lắp đặt bằng 1,10

12.10.4.3.2. Hệ số nền

Trong hồ sơ hợp đồng phải yêu cầu độ chặt tối thiểu quy định trong các Bảng 12.10.2.1-1 và 12.10.2.1- 2.

12.10.4.3.2a. Hệ số nền cho tải trọng đất đối với ống tròn

Các hệ số nền cho tải trọng đất, B_FE dùng cho ống tròn có đường kính liệt kê trong Bảng 1.

Đối với các đường kính ống khác so với những con số liệt kê trong Bảng 1, các hệ số nền trong điều kiện nền đắp B_FE có thể xác định theo cách nội suy.

Bảng 12.10.4.3.2a-1- Các hệ số nền cho ống tròn

Đường kính ống danh định (mm)	Các lắp đặt tiêu chuẩn
Đường kính ống danh định (mm)	Loại 1	Loại 2	Loại 3	Loại 4
300	4,4	3,2	2,5	1,7
600	4,2	3,0	2,4	1,7
900	4,0	2,9	2,3	1,7
1800	3,8	2,8	2,2	1,7
3600	3,6	2,8	2,2	1,7

12.10.4.3.2b. Hệ số nền cho tải trọng đất đối với ống vòm và ống ellip

Phải lấy hệ số nền cho lắp đặt ống vòm và ellip theo công thức:

(12.10.4.3.2b-1)

trong đó:

C_A = hằng số tương ứng với hình dạng ống theo quy định của Bảng 1

C_N = thông số, là hàm số phân bố của tải trọng thẳng đứng và phản lực thẳng đứng, theo quy định của Bảng 1

x = thông số, là hàm số của diện tích của phần hình chiếu thẳng đứng của ống trên đó áp lực ngang là hữu ích theo quy định Bảng 1

q = tỷ số của toàn bộ áp lực ngang với toàn bộ tải trọng đất lấp thẳng đứng theo quy định ở đây

Các giá trị tính toán của C_A và x theo Bảng 1

Bảng 12.10.4.3.2b-1- Các giá trị tính toán của các thông số trong phương trình hệ số nền

Hình dạng ống	C_A	Loại lắp đặt	C_N	Tỷ số hình chiếu, P	x
Vòm và ellip nằm	1,337	2	0,630	0,9 0,7	0,421 0,369
Vòm và ellip nằm	1,337	3	0,763	0,5 0,3	0,268 0,148
Ellip đứng	1,021	2	0,516	0,9 0,7	0,718 0,639
Ellip đứng	1,021	3	0,615	0,5 0,3	0,457 0,238

Giá trị của thông số q được lấy như sau:

· Đối với ống vòm và ống ellip nằm:

(12.10.4.3.2b-2)

· Đối với ống ellip đứng:

(12.10.4.3.2b-3)

trong đó:

p = tỷ số hình chiếu, tỷ số của khoảng cách thẳng đứng tính từ đỉnh ngoài của ống đến mặt lớp lót nền với chiều cao phía ngoài thẳng đứng của ống,

12.10.4.3.2c. Các hệ số nền cho hoạt tải

Các hệ số nền cho hoạt tải W_L dùng cho cả ống tròn và vòm và ống ellip đều được lấy trong Bảng 1

Nếu B_FE nhỏ hơn B_FLL thì dùng B_FE thay cho B_FLL khi tính hệ số nền cho hoạt tải. Đối với ống có đường kính không được liệt kê trong bảng 1, có thể xác định hệ số nền theo cách nội suy.

Bảng 12.10.4.3.2c-1- Các hệ số nền B_FLL dùng cho xe tải thiết kế

Chiều cao lấp đất (mm)	Đường kính ống danh định mm
	300	600	900	1200	1500	1800	2100	2400	2700	3000	3600
150	2,2	1,7	1,4	1,3	1,3	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1
300	2,2	2,2	1,7	1,5	1,4	1,3	1,3	1,3	1,1	1,1	1,1
450	2,2	2,2	2,1	1,8	1,5	1,4	1,4	1,3	1,3	1,3	1,1
600	2,2	2,2	2,2	2,0	1,8	1,5	1,5	1,4	1,4	1,3	1,3
750	2,2	2,2	2,2	2,2	2,0	1,8	1,7	1,5	1,4	1,4	1,3
900	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	1,8	1,7	1,5	1,5	1,4
1050	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	1,9	1,8	1,7	1,5	1,4
1200	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,1	1,9	1,8	1,7	1,5
1350	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,0	1,9	1,8	1,7
1500	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,0	1,9	1,8
1650	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,0	1,9
1800	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,1	2,0
1950	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2

12.10.4.4. Khai triển lưới cốt thép 1/4 vòng tròn

12.10.4.4.1. Lồng cốt thép tối thiểu

Thay cho việc phân tích chi tiết, khi dùng lưới cốt thép 1/4 vòng tròn, thì diện tích của lồng cốt thép chủ không được nhỏ hơn 25 phần trăm của diện tích yêu cầu ở điểm có mô men cực đại.

12.10.4.4.2. Chiều dài khai triển của lưới cốt sợi hàn

Trừ khi ở đây có thay đổi, phải áp dụng Điều 5.11.2.5

12.10.4.4.3. Khai triển lưới cốt thép 1/4 vòng tròn bao gồm cả lưới cốt sợi hàn

Độ chôn sâu của đoạn cốt dọc ngoài cùng ở mỗi đầu của cuộn vòng tròn không được nhỏ hơn:

· Giá trị lớn hơn giữa 12 lần đường kính thanh cuộn tròn và ba phần tư chiều dày vách ống và đi ra ngoài điểm tại đó cốt lưới 1/4 vòng tròn không cần nữa bởi góc đinh hướng và

· Khoảng cách ra bên ngoài điểm có ứng suất uốn lớn nhất do bởi góc đinh hướng cộng với chiều dài khai triển L_d trong đó L_d được quy định theo Điều 5.11.2.5.2.

· Lưới sợi phải chứa không ít hơn 2 cốt dọc với 1 khoảng cách lớn hơn 25mm so với khoảng cách được xác định bởi góc đinh hướng từ một trong hai bên của điểm yêu cầu cốt thép chịu uốn nhiều nhất.

· Điểm chôn sâu của thanh dọc ngoài cùng của lưới sợi ít nhất phải đảm bảo một khoảng cách được xác định bởi góc định hướng và vượt qua điểm tại đó lượng cốt thép được tiếp tục kéo dài không ít hơn hai lần diện tích yêu cầu chịu uốn.

12.10.4.4.4. Sự khai triển lưới 1/4 vòng tròn bao gồm các thanh có gờ, sợi thép có gờ hay lưới cốt sợi có gờ

Khi dùng các thanh có gờ, sợi có gờ hay lưới cốt sợi có gờ thì các thanh uốn tròn trong lưới cốt 1/4 vòng tròn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

· Các thanh cuộn tròn phải kéo dài vượt quá điểm tại đó chúng không còn yêu cầu bởi góc định hướng cộng với số lớn hơn giữa 12 đường kính sợi (hay thanh) và ba phần tư chiều dày vách của ống.

· Các thanh cuộn tròn phải kéo dài ra cả 2 phía của điểm có ứng suất chịu uốn cực đại, không nhỏ hơn góc định hướng cộng với chiều dài khai triển L_hd theo quy định của Điều 5.11.2.5.1 và được điều chỉnh bởi hệ số hoặc các hệ số điều chỉnh thích hợp.

· Các thanh cuộn tròn phải kéo dài ít nhất 1 khoảng cách được xác định bởi góc đinh hướng vượt quá điểm tại đó lượng cốt thép được tiếp tục kéo dài không ít hơn hai lần diện tích yêu cầu chịu uốn.

12.10.5. THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT

Hồ sơ hợp đồng cần phải cầu thi công và lắp đặt phù hợp với Phần 27 “Cống bê tông” của Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFG.

12.11. CỐNG HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC TẠI CHỖ VÀ ĐÚC SẴN VÀ VÒM BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC TẠI CHỖ

12.11.1. TỔNG QUÁT

Các quy định ở đây phải được áp dụng cho thiết kế kết cấu cống hộp bê tông cốt thép đúc tại chỗ và đúc sẵn và vòm bê tông cốt thép đúc tại chỗ với vành vòm liên khối với chân vòm.

Thiết kế phải phù hợp với các điều có thể áp dụng của Tiêu chuẩn này trừ quy định khác ở đây.

12.11.2. TẢI TRỌNG VÀ PHÂN BỐ HOẠT TẢI

12.11.2.1. Tổng Quát

Phải áp dụng tải trọng và tổ hợp tải trọng ghi ở Bảng 3.4.1-1. Phải xét hoạt tải như quy định trong Điều 3.6.1.3. Phân bố tải trọng bánh xe và lực tập trung đối với cống có lớp phủ nhỏ hơn 600 mm phải được lấy như đối với bản mặt cầu trong Điều 5.14.4. Yêu cầu về cốt thép phân bố ở phía dưới của bản phía trên của cống đó phải làm theo quy định ở Điều 9.7.3.2.

Phân bố tải trọng bánh xe đối với cống có lớp phủ bằng hoặc lớn hơn 600 mm phải theo quy định ở Điều 3.6.1.2.6.

Lực xung kích đối với kết cấu vùi phải phù hợp với Điều 3.6.2.2.

12.11.2.2. Điều chỉnh tải trọng đất do tương tác đất – kết cấu

12.11.2.2.1. Các điều kiện đắp nền và đào hào

Thay cho việc phân tích chính xác, có thể tính toàn bộ tải trọng đất chưa nhân hệ số W_E tác dụng lên cống như sau:

· Đối với các lắp đặt theo kiểu đắp nền đường

W_E = gF_e g_s B_c H x 10^-9(12.11.2.2.1-1)

trong đó:

	(12.11.2.2.1-2)
· Đối với các lắp đặt theo kiểu đào hào
W_E = g F_t g_s B_c H x 10^-9	(12.11.2.2.1-3)
trong đó:

trong đó:

g = gia tốc trọng trường (m/s²)

W_E = toàn bộ tải trọng đất chưa nhân hệ số (N/mm)

B_c = chiều rộng tính theo mặt ngoài của cống theo quy định ở Hình 1 hay 2 khi thích hợp (mm)

H = chiều cao phần đất lấp theo quy định ở Hình 1 và 2 (mm)

F_e = hệ số tương tác đất – kết cấu dùng cho cách lắp đặt đắp nền được quy định ở đây

Ft = hệ số tương tác đất – kết cấu dùng cho cách lắp đặt đào hào được quy định ở đây

g_s = tỷ trọng đất lấp (kg/m³)

B_d = chiều rộng nằm ngang của hố đào quy định theo Hình 2 (mm)

C_d = hệ số quy định trong Hình 3

F_e không vượt quá 1,15 khi lắp đặt với đất đầm dọc hai bên của mặt cắt hộp, hoặc 1,40 khi lắp đặt với đất không đầm chặt dọc hai bên của mặt cắt hộp.

Khi lắp đặt kiểu đào hào mà bề rộng hào lớn hơn kích thước nằm ngang của cống quá 300 mm, F_t phải lấy không quá trị số đã được chọn đối với lắp đặt kiểu đắp nền.

Hình 12.11.2.2.1-1- Điều kiện nền đắp – các mặt cắt hộp bê tông đúc sẵn

Hình 12.11.2.2.1-2- Điều kiện đào hào – các mặt cắt hộp bê tông đúc sẵn

Hình 12.11.2.2.1-3- Hệ số C_d dùng cho các lắp đặt thuộc đào hào

12.11.2.2. Các lắp đặt khác

Đối với các phương pháp lắp đặt không thuộc đắp nền hay đào hào có thể được dùng để chiết giảm tải trọng tác dụng lên cống, bao gồm các phương pháp lắp đặt dương một phần, không nhô (0,0), nhô (âm), hố dẫn và kích đẩy.

Tải trọng dùng cho các lắp đặt loại này có thể được xác định theo các phương pháp được chấp nhận dựa trên các thí nghiệm, phân tích tương tác đất – kết cấu hay các kinh nghiệm đã qua.

12.11.2.3. Phân bố các tải trọng tập trung lên bản đáy của cống hộp

Chiều rộng của dải bản trên đỉnh dùng để phân bố các tải trọng bánh xe tập trung quy định trong Điều 12.11.2 cũng phải dùng để xác định các mô men, lực cắt và lực nén ở các tường bên và bản đáy.

12.11.2.4. Phân bố của các tải trọng tập trung trong các cống hộp chéo

Không cần điều chỉnh hiệu ứng chéo đối với phân bố tải trọng bánh xe theo Điều 12.11.2.3.

12.11.3. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.7.3.4 để khống chế bề rộng vết nứt trong cống hộp đúc tại chỗ và đúc sẵn cũng như vòm bê tông cốt thép đúc tại chỗ.

12.11.4. AN TOÀN CHỐNG HƯ HỎNG KẾT CẤU

12.11.4.1. Tổng quát

Tất cả các mặt cắt phải được thiết kế ở trạng thái giới hạn cường độ với tải trọng tính toán quy định trong Bảng 3.4.1-1 trừ những điều chỉnh ở đây. Phải kiểm tra cắt trong cống phù hợp với Điều 5.14.5.3.

12.11.4.2. Mô men thiết kế cho cống hộp

Khi mà nách của kết cấu liền khối được quy định vát 45^o thì cốt thép âm trong tường và bản có thể thiết kế theo mô men uốn ở mặt cắt giữa nách và bản. Nền không phải áp dụng các quy định của Phần 5.

12.11.4.3. Cốt thép tối thiểu

12.11.4.3.1. Kết cấu đúc tại chỗ

Cốt thép ở tất cả các mặt cắt chịu uốn, bao gồm mặt trong của tường, không được ít hơn quy định trong Điều 5.7.3.3.2. Cốt thép chịu co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần mặt trong của tường và bản phù hợp với Điều 5.10.8.

12.11.4.3.2. Kết cấu hộp đúc sẵn

Ở tất cả các mặt chịu kéo uốn tỷ lệ giữa cốt thép chịu uốn chính theo hướng nhịp trên tổng diện tích bê tông không được nhỏ hơn 0,002. Cốt thép tối thiểu này phải được đặt ở mặt trong của tường và ở mỗi hướng của bản đỉnh hộp có lớp phủ nhỏ hơn 600 mm.

Không áp dụng các quy định của Điều 5.10.8 cho mặt cắt hộp bê tông đúc sẵn được sản xuất với chiều dài không quá 5000 mm. Nếu làm dài quá 5000 mm thì cốt thép dọc tối thiểu cho co ngót và nhiệt độ phải phù hợp với Điều 5.10.8.

12.11.4.4. Lớp bảo vệ tối thiểu cho kết cấu hộp đúc sẵn

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.12.3 trừ các quy định ở đây cho kết cấu hộp đúc sẵn.

Nếu chiều cao lớp phủ bằng hoặc nhỏ hơn 600 mm thì lớp bảo vệ ở bản đỉnh phải bằng 50 mm cho mọi loại cốt thép.

Khi dùng tấm sợi thép hàn, lớp bảo vệ tối thiểu phải lớn hơn ba lần đường kính của sợi thép hoặc 25mm.

12.11.5. THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT

Hồ sơ hợp đồng cần yêu cầu thi công và lắp đặt phù hợp với Phần 27 “Cống bê tông” của Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFG.

12.12. ỐNG NHỰA DẺO NÓNG

12.12.1. TỔNG QUÁT

Các quy định ở đây phải được áp dụng cho thiết kế kết cấu ống nhựa vùi có vách cứng, gợn sóng hoặc profin làm bằng nhựa polyetylen PE hoặc polyvinil clorit PVC.

12.12.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Phải giới hạn xoắn cục bộ tối đa cho phép của ống nhựa được lắp đặt trên cơ sở những yêu cầu khai thác và ổn định chung trong lắp đặt. Biến dạng kéo của thớ biên không được vượt quá biến dạng dài hạn cho phép trong Bảng 12.12.3.3-1. Biến dạng kéo tịnh phải là chênh số học giữa biến dạng kéo do uốn và biến dạng nén vòng.

12.12.3. AN TOÀN CHỐNG HƯ HỎNG KẾT CẤU

12.12.3.1. Tổng quát

Kết cấu ống nhựa vùi phải được khảo sát ở trạng thái giới hạn cường độ đối với lực nén và oằn.

12.12.3.2. Đặc trưng mặt cắt

Các đặc trưng mặt cắt của ống gợn sóng PE, ống có sườn PE và ống có sườn PVC có thể lấy tương ứng trong các Bảng A12-11 đến A12-13 trong Phụ lục A12.

12.12.3.3. Các yêu cầu hóa học và cơ học

Các tính chất cơ học dùng trong thiết kế cho ở Bảng 1.

Trừ đối với ổn định oằn việc lựa chọn các yêu cầu về tính chất cơ học ban đầu hay 50 năm, tùy theo từng trường hợp áp dụng cụ thể phải do Kỹ sư xác định. Kiểm tra về ổn định oằn phải dựa trên trị số mô đun đàn hồi 50 năm.

Bảng 12.12.3.3-1- Tính chất cơ học của ống nhựa

Loại ống	Loại có ngăn (Cell) tối thiểu	Biến dạng dài hạn cho phép %	Ban đầu		50 năm
Loại ống	Loại có ngăn (Cell) tối thiểu	Biến dạng dài hạn cho phép %	F_u min (PMa)	E min (PMa)	F_u min (PMa)	E min (PMa)
Ống PE vách cứng ASTM F714	ASTM D3350, 335434C	5,0	20,7	758	9,93	152
Ống PE gợn sóng AASHTO 294	ASTM D3350, 335420C	5,0	20,7	758	6,21	152
Ống PE profin ASTMF894	ASTM D3350, 334433C	5,0	20,7	552	7,72	138
Ống PE profin ASTMF894	ASTM D3350, 335434C	5,0	20,7	758	9,93	152
Ống PVC vách cứng AASHTO M278 ASTMF679	ASTM D1784, 12454C	5,0	48,3	2760	25,5	965
Ống PVC vách cứng AASHTO M278 ASTMF679	ASTM D1784, 12364C	3.5	41,4	3030	17,9	1090
ống PVC profin AASHTO M304	ASTM D1784, 12454C	5.0	48,3	2760	25,5	965
ống PVC profin AASHTO M304	ASTM D1784, 12364C	3.5	41,4	3030	17,9	1090

12.12.3.4. Lực nén

Lực nén tính toán trên đơn vị chiều dài của vách kết cấu ống nhựa vùi lấy bằng:

(12.12.3.4-1)

trong đó:

T_L = lực nén tính toán trên đơn vị chiều dài (N/mm)

S = đường kính ống (mm)

P_L = áp lực thẳng đứng tính toán trên đỉnh (MPa)

12.12.3.5. Sức kháng của vách

Sức kháng tính toán của vách đối với lực nén R_r lấy bằng:

R_r = j A F_u (12.12.3.5-1)

ở đây:

F_u = cường độ kéo (MPa) lấy theo Bảng 12.12.3.3-1

j = hệ số sức kháng trong Điều 12.5.5

A = diện tích vách (mm²/mm)

12.12.3.6. Ổn định oằn

Phải khảo sát về ổn định oằn đối với vách ống. Nếu f_cr < F_u thì phải tính lại trị số A bằng f_cr thay cho F_u.

	(12.12.3.6-1)
trong đó:
	(12.12.3.6-2)
	(12.12.3.6-3)

ở đây:

f_cr = cường độ oằn của vách ống (MPa)

c = cự ly từ mặt ngoài đến trục trung hòa (mm)

M_s = mô đun của đất (MPa)

E = mô đun đàn hồi dài hạn trong Bảng 12.12.3.3.1-1 (MPa)

I = mô men quán tính (mm⁴/mm)

ID = đường kính trong (mm)

h_w = chiều cao mặt nước trên ống (mm)

h = chiều cao mặt đất trên ống (mm)

Với đất lấp bên phù hợp với Điều 12.6.6.3 có thể dùng trị số 11,7MPa cho M_s trong Phương trình 1.

12.12.3.7. Các yêu cầu về cẩu lắp

Hệ số uốn FF bằng mm/N lấy bằng:

(12.12.3.7-1)

ở đây:

I = mô men quán tính (mm⁴/mm)

E = mô đun đàn hồi (MPa)

S = đường kính ống (mm)

Hệ số uốn FF phải được giới hạn theo quy định trong Điều 12.5.6.3.

12.12.3.8. Sức kháng oằn cục bộ của vách ống

Sức kháng oằn của vách ống dạng gợn sóng và profin phải được kiểm tra bằng thí nghiệm.

12.13. TẤM VỎ HẦM BẰNG THÉP

12.13.1. TỔNG QUÁT

Phải áp dụng các quy định trong điều này cho việc thiết kế kết cấu đối với các tấm vỏ hầm bằng thép. Việc thi công phải tuân theo Phần 25 “Vỏ hầm bằng thép và bê tông” của Tiêu chuẩn Thi công cầu AASHTO LRFG.

Tấm vỏ hầm có thể được cấu tạo theo kiểu hai bản cánh được làm gợn sóng toàn bộ với các mối nối chồng theo chiều dọc hoặc có thể cấu tạo kiểu 4 bản cánh gợn sóng một phần và được nối dọc bằng mặt bích. Cả hai loại đều phải dùng bu lông liên kết để tạo thành các vành khuyên tròn.

12.13.2. TẢI TRỌNG

Không được áp dụng các quy định về tải trọng đất theo Điều 3.11.5 cho kết cấu hầm.

12.13.2.1. Tải trọng đất

Phải áp dụng quy định của Điều 12.4.1. Nếu không áp dụng các phương pháp phân tích đất chính xác hơn thì áp lực của đất có thể lấy như sau:

W_E = g C_dt g_S S x 10^-9 (12.3.2.1-1)

trong đó:

g = gia tốc trọng trường (m/S²)

c_dt = hệ số tải trọng dùng cho xây lắp hầm được quy định theo Hình 1

g_S = tỷ trọng toàn bộ của đất (kg/m³).

W_E = áp lực đất ở đỉnh (MPa).

S = đường kính hay khẩu độ nhịp của hầm (mm)

Hình 12.13.2.1-1- Biểu đồ dùng cho hệ số Cdt dùng cho hầm trong đất

trong đó:

H = chiều cao của phần đất trên đỉnh hầm (mm)

12.13.2.3. Hoạt tải

Phải áp dụng các quy định của Điều 12.6.1

12.13.2.3. Áp lực phun vữa

Nếu áp lực phun vữa lớn hơn tải trọng thiết kế đã tính thì tải trọng thiết kế WT tác dụng lên vỏ hầm phải bằng áp lực phun vữa.

12.13.3. AN TOÀN CHỐNG HƯ HỎNG KẾT CẤU

12.13.3.1. Các đặc trưng mặt cắt

Tấm vỏ hầm bằng thép phải thỏa mãn các yêu cầu tối thiểu của Bảng 1 đối với các đặc trưng mặt cắt ngang. Bảng 2 dùng cho sức kháng của mối nối và Bảng 3 dùng cho các đặc trưng cơ học.

12.13.3.2. Diện tích vách

Phải áp dụng các yêu cầu của các Điều 12.7.2.2 và 12.7.2.3 bằng cách sử dụng diện tích hữu hiệu trong Bảng 12.13.4.1-1.

12.13.3.3. Ổn định oằn

Phải áp dụng các yêu cầu của Điều 12.3.2.2 và 12.7.2.4 trừ phi hệ số độ cứng của đất k có thể thay đổi từ 0,22 đến 0,44 phụ thuộc vào chất lượng và mức sử dụng vật liệu chèn lấp.

12.13.3.4. Sức kháng của mối nối

Phải áp dụng các yêu cầu của Điều 12.7.2.5.

12.13.3.5. Độ cứng trong thi công

Độ cứng trong thi công phải được chỉ định bằng hệ số độ cứng xây dựng bằng:

C_s = (12.13.3.5-1)

trong đó:

S = đường kính hay khẩu độ nhịp

E = mô đun dàn hồi (MPa)

I = mô men quán tính (mm⁴/mm)

Các giá trị của C_s theo phương trình 1 không được ít hơn các giá trị dùng cho tấm vỏ hầm bằng thép trong điều 12.5.6.4.

Bảng 12.13.3.1-1- Các đặc trưng mặt cắt ngang – tấm vỏ hầm bằng thép

Tấm vỏ hầm kiểu 2 bản cánh
Chiều dày (mm)		Diện tích hữu hiệu (mm²/mm)		Mô men quán tính (mm²/mm)		Bán kính hồi chuyển
1,91		2,44		557		15,12
2,67		3,43		808		15,29
3,43		4,42		1048		15,39
4,17		5,42		1296		15,47
4,55		5,92		1428		15,52
5,31		6,91		1692		15,63
6,08		7,92		1932		15,63
Tấm vỏ hầm kiểu 4 bản cánh
Chiều dày (mm)	Diện tích (mm²/mm)		Diện tích hữu hiệu (mm²/mm)		Mô men quán tính (mm⁴/mm)		Bán kính hồi chuyển
2,67	3,38		1,70		689		14,3
3,04	3,86		1,93		803		14,4
3,43	4,32		2,16		901		14,4
4,17	5,31		2,67		1150		14,7
4,55	5,77		2,90		1230		14,1
5,31	6,71		3,35		1430		14,6
6,07	7,62		3,81		1970		14,1
6,35	7,85		3,94		1660		14,5
7,94	9,80		4,90		2020		14,3
9,53	11,68		5,84		2340		14,2

Bảng 12.13.3.1-2- Cường độ mối nối dọc tối thiểu với các yêu cầu về bu lông và đai ốc cho tấm vỏ hầm bằng thép

Chiều dày tấm (mm)	Tấm 2 bản cánh			Tấm 4 bản cánh
	Các bu lông mối nối dọc		Cường độ cực hạn của mối nối (N/mm)	Các bu lông nối dọc		Cường độ cực hạn của mối nối (N/mm)
	Đường kính (mm)	Vật liệu ASTM	Cường độ cực hạn của mối nối (N/mm)	Đường kính (mm)	Vật liệu ASTM	Cường độ cực hạn của mối nối (N/mm)
1,91	16	A 307	292	–	–	–
2,67	16	A 307	438	13	A 307	380
3,43	16	A 307	686	13	A 307	628
4,17	16	A 307	803	13	A 307	730
4,55	16	A 307	905	16	A 307	788
5,31	16	A 449	1270	16	A 307	978
6,07	16	A 449	1343	16	A 307	1183
7,95	16	–	–	16	A 307	1679
9,53	16	–	–	16	A 307	1737

Mọi đai ốc phải phù hợp với A 307, cấp A hoặc tốt hơn.

Các bu lông mối nối theo đường vòng tròn phải phù hợp với ASTM A 307 hoặc tốt hơn đối với mọi chiều dày tấm bản.

Bảng 12.13.3.1-3- Các đặc trưng cơ học – Tấm bản vách hầm bàng thép
(Tấm bản trước khi được tạo hình uốn nguội)

Cường độ kéo nhỏ nhất	290 MPa
Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất	193 MPa
Độ dãn dài, 50 mm	30%
Mô đun đàn hồi	200000 MPa

12.14. CÁC KẾT CẤU CÓ 3 CẠNH BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN

12.14.1. TỔNG QUÁT

Phải áp dụng các điều quy định ở đây cho việc thiết kế các kết cấu ba cạnh bằng bê tông cốt thép đúc sẵn tựa lên nền móng bằng bê tông.

12.4.2. VẬT LIỆU

12.14.2.1. Bê tông

Bê tông phải phù hợp với Điều 5.4.2, trừ việc đánh giá fc ‘ cũng có thể dựa trên các lõi thử.

12.14.2.2. Cốt thép

Cốt thép phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 5.4.3 trừ đối với lưới sợi thép hàn có thể sử dụng cường độ chảy dẻo là 450 MPa. Đối với lưới cốt sợi, cự ly các sợi dọc phải lấy tối đa là 200 mm, cự ly lưới sợi hàn uốn tròn không được lớn hơn 100 mm hay ít hơn 50 mm. Nếu áp dụng dự ứng lực, phải theo Phần 5.9.

12.14.3. LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ CỐT THÉP

Lớp bê tông bảo vệ cốt thép trong kết cấu đúc sẵn có ba cạnh sử dụng lưới sợi hàn phải được lấy bằng ba lần đường kính sợi nhưng không được ít hơn 25mm. Trừ phi cốt thép ở phần đỉnh của bản trên được lấp đất ít hơn 600 mm, khi đó phải lấy lớp bảo vệ tối thiểu bằng 50 mm.

12.14.4. CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

Trừ phi được quy định ở đây, hình dạng của các kết cấu ba cạnh đúc sẵn có thể thay đổi về khẩu độ nhịp, đường tên, chiều dày vách kích thước nách và độ cong. Nhà sản xuất phải quy định các đặc trưng hình học cụ thể. Chiều dày vách phải dùng tối thiểu là 200 mm đối với khẩu độ nhịp dưới 7300 mm và là 250 mm đối với khẩu độ nhịp lớn hơn và bằng 7300 mm.

12.14.5. THIẾT KẾ

12.14.5.1. Tổng quát

Thiết kế phải phù hợp với các phần của các tiêu chuẩn này, trừ phi có quy định khác ở đây. Việc phân tích phải dựa trên mối nối bằng chốt ở bệ móng và phải tính đến các chuyển vị của bệ móng dự kiến.

12.14.5.2. Sự phân bố các hiệu ứng của tải trọng tập trung tại các cạnh

Chiều rộng của dải bản đỉnh kết cấu để phân bố các tải trọng bánh xe tập trung cũng phải được sử dụng để xác định các mô men uốn, lực cắt, lực đẩy vào các cạnh. Chiều rộng dải không được vượt quá chiều dài của cấu kiện đúc sẵn.

12.14.5.3. Sự phân bố của các tải trọng tập trung trong các cống Đặt chéo

Phải phân bố các tải trọng bánh xe lên các cống chéo theo các quy định tương tự như đối với các ống có cốt thép chủ song song với hướng giao thông. Đối với các cấu kiện cống chéo với các góc lớn hơn 15^ophải xét đến ảnh hưởng góc chéo khi phân tích kết cấu.

12.14.5.4. Sự truyền lực cắt tại các mối nối ngang giữa các phân đoạn cống

Phải làm các khóa chống cắt ở mặt đỉnh của các kết cấu giữa các cấu kiện đúc sẵn có phần đỉnh hình phẳng nằm dưới lớp phủ mỏng.

12.14.5.5. Chiều dài nhịp

Khi xét đến các nách đổ tại chỗ nghiêng 45^o, có thể tính cốt thép chịu mô men âm trong các vách và các bản, căn cứ vào mô men uốn ở chỗ giao của nách và cấu kiện có chiều dày không đổi.

12.14.5.6. Các hệ số sức kháng

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.5.4.2 và 1.2.5.5 cho thích hợp

12.14.5.7. Kiểm tra nứt

Phải áp dụng các quy định của Điều 5.7.3.4 đối với các kết cấu bị vùi.

12.14.5.8. Cốt thép tối thiểu

Không được áp dụng các quy định của Điều 5.10.8.2 cho các kết cấu đúc sẵn 3 cạnh.

Cốt thép chịu uốn chính theo hướng khẩu độ nhịp phải đảm bảo tỷ lệ diện tích của cốt thép với diện tích nguyên của bê tông tối thiểu bằng 0,002. Lượng cốt thép tối thiểu này phải đảm bảo tại mọi mặt cắt chịu kéo uốn, ở mặt trong của vách và theo mỗi chiều ở lớp trên của các bản của các cấu kiện ba cạnh với đất lấp ít hơn 600mm.

12.14.5.9. Kiểm tra độ võng ở trạng thái giới hạn sử dụng

Các giới hạn độ võng dùng cho các kết cấu bê tông được quy định trong Điều 2.5.2.6.2 là bắt buộc và sử dụng cho người đi bộ được giới hạn ở các vùng đô thị.

12.14.5.10. Thiết kế bệ móng

Khi thiết kế phải xét đến các chuyển vị chênh lệch nằm ngang và thẳng đứng cũng như góc xoay của bệ móng. Phải áp dụng các điều trong Phần 5 và 10 cho việc thiết kế móng

12.14.5.11. Lấp đất kết cấu

Quy định về yêu cầu lấp đất phải tuân theo các giả thiết về thiết kế đã áp dụng. Các hồ sơ hợp đồng cần yêu cầu độ đầm chặt tối thiểu của đất lấp là 90 phần trăm độ chặt Proctor tiêu chuẩn để ngăn ngừa lún mặt đường chỗ tiếp giáp kết cấu. Có thể yêu cầu độ chặt đàm nén cao hơn của đất lấp trên kết cấu k0.hi sử dụng hệ thống tương tác kết cấu đất.

12.14.5.12. Bảo vệ chống xói lở và xem xét đối với đường thủy

Phải áp dụng các quy định của Điều 2.6 cho thích hợp.

Bảng A 12-1- Ống thép gợn sóng – đặc điểm mặt cắt ngang

39 x 6,4 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
0,71	0,64	–	–
0,86	0,80	–	–
1,0	0,97	2,07	4,15
1,3	1,29	2,09	5,64
1,6	1,61	2,11	7,19
2,0	2,01	2,15	9,29
2,8	2,82	2,23	14,0
3,5	3,63	2,33	19,8
4,3	4,45	2,46	26,8

63 x 13 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,02	0,98	4,32	18,4
1,32	1,31	4,34	24,6
1,63	1,64	4,35	31,0
2,01	2,05	4,37	39,2
2,77	2,87	4,42	56,1
3,51	3,69	4,49	74,3
4,27	4,52	4,56	93,8

Table A 12-1 (tiếp theo)

127 x 26 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,63	1,68	9,29	145
2,01	2,10	9,30	182
2,77	2,94	9,34	256
3,51	3,79	9,38	333
4,27	4,63	9,43	411

Bảng A 12-2 – Ống thép kiểu lò xo xoắn – Đặc điểm mặt cắt ngang

20 x 20 x 190 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,63	1,08	7,37	58,8
2,01	1,51	7,16	77,7
2,77	2,52	6,81	117
3,51	3,66	6,58	158

20 x 26 x 192 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,63	0,79	9,73	75,1
2,01	1,11	9,47	99,6
2,77	1,87	9,02	152

20 x 26 x 192 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,63	0,79	9,73	75,1
2,01	1,11	9,47	99,6
2,77	1,87	9,02	152

Chú ý: Đặc tính mặt cắt hữu hiệu được lấy theo cường độ biến dạng lớn nhất.

Bảng A 12-3 – Tấm kết cấu kim loại – Đặc tính mặt cắt ngang

152 x 50 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
2,82	3,29	17,3	990
3,56	4,24	17,4	1280
4,32	5,18	17,4	1580
4,78	5,80	17,5	1770
5,54	6,77	17,5	2080
6,32	7,73	17,6	2400
7,11	8,72	17,7	2720

Bảng A 12-4 – Ống nhôm uốn gợn sóng – đặc tính mặt cắt ngang

38 x 6,5 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,22	1,29	2,10	5,64
1,52	1,61	2,11	5,72

68 x 13 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,52	1,64	4,35	31,0
1,91	2,05	4,37	39,2
2,67	2,87	4,42	56,1
3,43	3,69	4,49	74,3
4,17	4,51	4,56	93,8

Bảng A 12-4 (tiếp theo)

78 x 26 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,52	1,88	8,68	142
1,91	2,37	8,70	178
2,67	3,30	8,76	253
3,43	4,42	8,82	331
4,17	5,20	8,89	411

155 x 25 mm kích cỡ uốn
Độ dày hữu hiệu (mm)	A (mm²/mm)	Diện tích hữu hiệu (mm²/mm)	r (mm)
1,52	1,64	0,82	9,22
1,91	2,05	1,02	9,22
2,67	2,87	1,44	9,24
3,43	3,69	1,85	9,26
4,17	4,52	2,26	9,29

Bảng A 12-5 – ống nhôm kiểu lò xo xoắn – Đặc tính mặt cắt ngang

20 x 20 x 191 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,52	0,88	7,70	52,4
1,91	1,21	7,59	69,8
2,67	1,95	7,37	106
3,43	2,76	7,21	143

Bảng A 12-5 (tiếp theo)

20 x 26 x 292 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	A (mm²/mm)	r (mm)	l (mm⁴/mm)
1,52	0,66	10,06	66,9
1,91	0,90	9,93	89,3
2,67	1,48	9,65	137
3,43	1,48	9,37	137

Ghi chú: Đặc tính mặt cắt hữu hiệu lấy theo cường độ biến dạng lớn nhất.

Bảng A 12-6 – Ống hoặc tấm kết cấu nhôm uốn lượn sóng – Đặc tính mặt cắt ngang

230 x 64 mm kích cỡ uốn
Độ dày (mm)	Diện tích (mm²/mm)	Bán kính tròn xoay r (mm)	Mô men của Inertia, l (mm⁴/mm)
2,54	2,97	21,43	1360
3,18	3,70	21,45	1700
3,81	4,45	21,46	2050
4,45	5,18	21,47	2390
5,08	5,93	21,49	2740
5,72	6,67	21,51	3080
6,35	7,41	21,52	3430

Bảng A 12-7- Ống thép hoặc nhôm uốn lượn sóng có cường độ nhỏ nhất theo chiều dọc có tán ri-vê hoặc hàn tại chỗ

64 và 67 x 13 mm ống nhôm uốn lượn sóng
Độ dày (mm)	Kích cỡ đinh ri-vê	Tán ri-vê đơn	Tán ri-vê kép
1,52	7,94	131	204
1,91	7,94	131	263
2,67	9,53	228	460
3,43	9,53	237	482
4,17	9,53	245	496

Bảng A 12-7 (tiếp theo)

76 x 26 mm ống thép uốn lượn sóng
Độ dày (mm)	Kích cỡ đinh ri-vê (mm)	Tán đinh ri-vê kép (N/mm)
1,52	9,53	241
1,91	9,53	299
2,67	12,7	409
3,43	12,7	613
4,17	12,7	796

152 x 26 mm ống nhôm uốn lượn sóng
Độ dày (mm)	Kích cỡ đinh ri-vê (mm)	Tán đinh ri-vê kép (N/mm)
1,52	12,7	234
1,91	12,7	291
2,67	12,7	407
3,43	12,7	524
4,24	12,7	635

64 và 67 x 13 mm ống nhôm uốn lượn sóng
Độ dày (mm)	Kích cỡ đinh ri-vê (mm)	Tán ri-vê đơn (N/m)	Tán ri-vê kép (Nm)
1,63	7,94	244	315
2,01	7,94	266	435
2,77	9,53	342	683
3,51	9,53	358	715
42,7	9,53	374	749

Bảng A 12-7 (tiếp theo)

76 x 26 MM ỐNG THÉP UỐN LƯỢN SÓNG
Độ dày (mm)	Kích cỡ đinh ri-vê (mm)	Tán đinh ri-vê kép (N/m)
1,63	9,53	419
2,01	9,53	521
2,77	11,1	774
3,51	11,1	930
4,27	11,1	1030

Bảng A 12-8 – Tấm kết cấu nhôm và thép có cường độ nhỏ nhất theo chiều dọc

152 X 50 MM ỐNG THÉP KẾT CẤU PHẲNG
Độ dày bu lông (mm)	Đường kính bu lông	13 bu lông/m (N/mm)	20 bu lông/m (N/mm)	26 bu lông/m (N/mm)
2,77	19,1	628	–	–
3,51	19,1	905	–	–
4,27	19,1	1180	–	–
4,78	19,1	1360	–	–
5,54	19,1	1640	–	–
6,32	19,1	1930	–	–
7,11	19,1	2100	2630	2830

Bảng A 12-8 (tiếp theo)

230 X 64 MM ỐNG KẾT CẤU NHÔM PHẲNG
Độ dày (mm)	Đường kính bu lông (mm)	Bu lông thép 18 bu lông/m (N/mm)	Bu lông nhôm, 18 bu lông/m (N/mm)
2,54	20	409	385
3,18	20	599	508
3,81	20	790	648
4,45	20	930	771
5,08	20	1070	771
5,72	20	1220	771
6,35	20	1360	771

Bảng A 12-9 – Đặc tính cơ khí và lõi thép lò xo dùng cho ống thép uốn lượn sóng và ống kết cấu phẳng

Vật liệu	CƯỜNG ĐỘ LỰC KÉO TỐI, F_u THIỂU (MPA)	ỨNG SUẤT CHẢY TỐI THIỂU, F_Y (MPA)	MÔ ĐUN DẺO, E_M(MPA)
Nhôm ⁽¹⁾	214	165	69000
Thép ⁽²⁾	310	228	200000

Sẽ phải đáp ứng yêu cầu của AASHTO M 197 (ASTM B 744M)

Sẽ phải đáp ứng yêu cầu AASHTO M 167 (ASTM B 761M), và M 246M (ASTM A742M)

Bảng A 12-10 – Đặc tính cơ khí – tấm thép và nhôm uốn

VẬT LIỆU	CƯỜNG ĐỘ LỰC KÉO TỐI THIỂU (MPA)	ỨNG SUẤT CHẢY TỐI THIỂU (MPA)	MÔ ĐUN DẺO (MPA)
ĐỘ DÀY TẤM NHÔM ⁽¹⁾
2.54-4.44	241	165	69000
4.45-6.35	234	165	69000
ĐỘ DÀY TẤM THÉP (2)
TẤT CẢ	310	228	200000

(1) Sẽ phải đáp ứng yêu cầu AASHTO M 219 (ASTM B 746M) Alloy 5052

(2) Sẽ phải đáp ứng yêu cầu AASHTO M 167 (ASTM B 761M)

Bảng A 12-11-PE – Ống uốn nhựa tổng hợp (ASSHTO M 294)

Kích cỡ danh định (mm)	Đường kính trong min (mm)	Đường kính ngoài max (mm)	Min. A (mm²/mm)	Min, C (mm)	Min. l (mm⁴/mm)
305	300	373	3.17	8.89	393
380	376	457	4.02	11.4	869
455	450	546	4.87	12.7	1020
610	599	729	6.56	16.5	1900
760	749	925	8.25	19.1	2670
915	902	1080	9.52	22.9	3640
1050*	1034	1200	9.93	28.2	8900
1200*	1182	1380	10.90	29.2	8900

* Kích cỡ này được quy định trong tiêu chuẩn AASHTO đối với ống uốn bằng nhựa tổng hợp AASHTO MP6-95.

Bảng A 12-12 – Ống có gân bằng nhựa tổng hợp (ASTM hình 894)

Kích cỡ danh định	Đường kính trong tối thiểu	Đường kính ngoài Max	Min. A (mm²/mm)	Min, C (mm)	Min. l (mm⁴/mm)
Kích cỡ danh định	Đường kính trong tối thiểu	Đường kính ngoài Max	Min. A (mm²/mm)	Min, C (mm)	Loại hạt 334433C	Loại hạt 335434C
457	452	533	6.26	8.7	852	623
533	528	615	8.78	10.4	1150	836
610	605	691	9.86	10.9	1330	968
686	679	770	12.5	13.2	2050	1490
762	756	851	12.5	13.2	2050	1490
838	832	945	14.8	15.1	2640	2160
914	908	1020	17.1	16.3	3310	2700
1070	1060	1200	16.5	18.1	4540	3720
1220	1210	1350	18.7	20.0	5540	4540

Bảng A 12-13 – Ống PVC (AASHTO M 304)

Kích cỡ danh định (mm)	Đường kính trong, min (mm)	Đường kính ngoài, max (mm)	Min. A (mm²/mm)	Min. C (mm)	Min. l (mm⁴/mm) Loại hạt 12454 C	Min. l (mm⁴/mm) Loại hạt 12364 C
305	297	345	2,54	3,81	66	49
381	363	419	2,75	4,32	98	82
457	445	508	3,39	4,57	147	131
533	523	584	3,81	5,33	197	180
610	594	660	4,13	5,84	262	246
762	747	833	4,87	6,86	393	328
914	897	1000	5,50	7,87	574	508
1070	1050	1170	6,14	8,64	770	705
1220	1200	1320	6,69	9,40	1000	918

Phần 13 –

LAN CAN

13.1. PHẠM VI

Phần này dùng để thiết kế lan can của các cầu mới và các cầu cải tạo trong phạm vi khi thấy cần thay thế lan can là cần thiết.

Phần này đề ra 5 mức độ ngăn chặn của lan can cầu và các yêu cầu thiết kế liên quan đến các mức độ đó. Hướng dẫn cách xác định mức độ thích hợp với các loại vị trí cầu thông thường.

13.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Bó vỉa dạng rào chắn – Là hệ thềm phẳng hoặc khối xây nhô cao hơn mặt đường ô tô dùng để phân cách lề đi bộ và/hoặc đường xe đạp; xem Hình 13.7.1-1.

Lan can xe đạp – Hệ thống lan can hoặc rào chắn, như được minh họa ở Hình 13.9-1 tạo sự hướng dẫn vật lý đối với người đi xe đạp qua cầu nhằm giảm tới mức tối thiểu khả năng người đi xe đạp bị rơi ra ngoài lan can.

Lan can đường đầu cầu – Hệ thống tường hộ lan cạnh đường đặt trước kết cấu và được bắt với hệ thống thanh lan can cầu nhằm đề phòng xe đâm vào đầu lan can hoặc tường chắn thấp trên cầu.

Lan can dùng kết hợp – Hệ thống lan can cho xe đạp hoặc cho người đi bộ, như được minh họa ở Hình 13.5.2-1 và 13.9.3-1 được thêm vào cùng với hệ thống lan can hoặc rào chắn xe.

Rào chắn bê tông – Hệ thống lan can bằng bê tông cốt thép có một mặt về phía đường ô tô thường nhưng không phải là luôn luôn có hình dạng nâng cao an toàn.

Tường phòng hộ bê tông – Hệ thống lan can bằng bê tông cốt thép, thường được xét như một tường bê tông được tăng cường cốt thép một cách đầy đủ.

Thử nghiệm xe đâm vào lan can cầu – Cách tiến hành một loạt các thử nghiệm va đập lên nguyên mẫu lan can cầu.

Lực thiết kế – Một lực tĩnh tương đương đại diện cho lực động của xe được quy định truyền lực tới hệ thống lan can bằng cách đâm vào lan can theo tốc độ và góc ấn định.

Sự xâm phạm – Sự xâm phạm vào bên trong các vùng được quy định, giới hạn hoặc hạn chế của hệ thống đường bộ, như là vượt ngang các làn xe hoặc đâm vào hệ thống rào chắn. Cũng vậy, sự xâm phạm vào lộ giới của bất kỳ loại hình nào hoặc đặc trưng nào không thuộc kết cấu hoặc đối tượng đường bộ.

Vùng đầu – Vùng kề với bất kỳ mối nối mở nào trong hệ thống lan can bê tông đòi hỏi có cốt thép thêm.

Đường siêu cao tốc – Đường trục chính ô tô, có lối vào được kiểm soát, có hoặc không được phân hướng hoặc có giao khác mức tại các nút giao cắt.

Mặt bó vỉa – Bề mặt thẳng đứng hoặc nghiêng của bó vỉa ở phía đường ô tô.

Đường cao tốc – Đường trục chính ô tô, có lối vào được kiểm soát, được phân hướng và giao khác mức tại các nút giao cắt.

Các tải trọng hướng dọc – Các lực thiết kế nằm ngang được đặt song song với hệ thống lan can hoặc rào chắn sinh ra do sự ma sát của các tải trọng ngang với hệ thống lan can.

Lan can đa dụng – Lan can có thể được dùng khi có hoặc không có đường người đi nhô cao.

Chủ Đầu tư – Nhà chức trách hoặc cơ quan chuyên ngành thuộc Chính phủ có trách nhiệm về tất cả các đặc điểm thiết kế an toàn và các chức năng của cầu.

Lan can cho người đi bộ – Hệ thống lan can hoặc rào chắn, như được minh họa trong Hình 13.8.2-1, tạo sự hướng dẫn vật lý đối với người đi bộ qua cầu, nhằm giảm tới mức tối thiểu khả năng người đi bộ bị rơi.

Cột – Bộ phận đỡ hệ thống thanh lan can thẳng đứng hoặc nghiêng để neo cấu kiện lan can với mặt cầu.

Cấu kiện thanh lan can – Bất kỳ thành phần nào tạo ra hệ thống lan can. Thông thường, nó gắn liền với nghĩa là bộ phận lan can đặt dọc.

Tốc độ cao/thấp – Tốc độ xe theo km/h. Các tốc độ thấp thường được sử dụng cho sự đi lại ở thành phố hoặc nông thôn mà ở đó các tốc độ được ghi rõ trên cột là dưới 70 km/h. Các tốc độ cao thường được gắn liền với đường cao tốc loại B hoặc loại A, ở đó các tốc độ ghi trên cột là 80 km/h hoặc hơn.

Lan can đường ô tô – Đồng nghĩa với lan can ô tô, được dùng như một lan can lắp đặt trên cầu hoặc trên kết cấu, khác với tường hộ lan hoặc lan can rào chắn ở giải phân cách giữa như nói trong các ấn phẩm khác.

Các tải trọng ngang – Các lực thiết kế nằm ngang được đặt thẳng góc lên hệ thống lan can hoặc rào chắn.

13.3. KÝ HIỆU

B = khoảng cách từ mép ngoài tới mép ngoài bánh xe trên một trục (mm) (13.7.3.3)

F_L = lực ma sát hướng dọc dọc theo lan can = 0,33F_t (N) (13.7.3.3)

F_t = lực va ngang của xe được phân bố trên một chiều dài L tại chiều cao H_e ở phía trên mặt cầu (N) (13.7.3.3)

F_v = lực thẳng đứng của xe nằm trên đỉnh lan can (N) (13.7.3.3)

G = chiều cao từ trọng tâm xe đến mặt cầu

H = chiều cao tường (mm) (13.7.3.4.1)

H_R = chiều cao lan can (mm) (A13.4)

H_w = chiều cao tường (mm) (A13.4)

L = khoảng cách cột của nhịp đơn giản (mm) (13.7.3.4.2)

L_c = chiều dài nguy hiểm của sự phá hoại đối với tường (mm) (13.7.3.4.1)

L_L = chiều dài phân bố lực ma sát F_L theo hướng dọc L_L = L_t (mm)(13.7.3.3)

L_t = chiều dài phân bố của lực va F_t theo hướng dọc, dọc theo lan can đặt ở chiều cao H_e phía trên mặt cầu (mm) (13.7.3.3)

L_v = phân bố theo hướng dọc của lực thẳng đứng F_v ở trên đỉnh lan can (13.7.3.3)

l = chiều dài của tải trọng xe va xô vào lan can hay rào chắn, lấy bằng L_t, L_v hoặc ℓmột cách tương ứng (mm) (13.7.3.4.1)

M_b = khả năng chịu mô men cực hạn của rầm tại đỉnh tường (N-mm) (13.7.3.4.1)

M_c = sức kháng uốn cực hạn của tường đối với trục nằm ngang (N-mm/mm)(13.7.3.4.1)

M_d = mô men tay hẫng mặt cầu (N-mm/mm)(13.7.3.5.3a)

M_p = sức kháng dẻo hoặc phá hoại theo đường chảy của lan can (N-mm) (13.7.3.4.2)

M_w = sức kháng uốn cực hạn của tường đối với trục thẳng đứng (N-mm/mm)(13.7.3.4.1)

P_P = sức kháng tải trọng cực hạn của một cột lan can (N) (13.7.3.4.2)

R = tổng các thành phần của các lực nằm ngang tác dụng vào lan can (N) (13.7.3.3)

W = trọng lượng xe tương ứng với mức độ làm việc yêu cầu, lấy theo Bảng 13.7.2-1 (N) (13.7.2).

W_b = bề rộng của tấm đáy hoặc khối phân bố (mm) (13.7.3.5.3e)

X = chiều dài phần hẫng tính từ mặt đỡ tới rầm hoặc sườn rầm phía ngoài (mm) (13.7.3.5.3a)

= Chiều cao của R về phía trên mặt cầu (mm) (13.7.3.3)

j = Hệ số sức kháng đối với trạng thái giới hạn cường độ trong các Phần 5, 6, hoặc đối với trạng thái giới hạn đặc biệt quy định trong Phần 1 (13.7.5.3b)

13.4. TỔNG QUÁT

Chủ đầu tư phải xác định mức độ ngăn chặn của lan can phù hợp với vị trí cầu.

Lan can phải được bố trí dọc theo các mép kết cấu để bảo vệ cho xe và người đi bộ. Có thể yêu cầu lan can đối với các cống có chiều dài như cầu.

Đường dùng cho người đi bộ có thể tách khỏi đường xe chạy kề bên bởi bó vỉa dạng rào chắn, lan can đường ô tô hoặc lan can dùng kết hợp như được chỉ ra trong Hình 1. Trên các đường tốc độ lớn, có bố trí đường người đi bộ, vùng đường đi bộ cần được tách ra khỏi đường xe chạy kề bên bằng một lan can đường ô tô hoặc lan can dùng kết hợp.

Hình 13.4-1 – Đường người đi bộ

Các lan can của cầu và sự gắn với phần hẫng mặt cầu phải được thử nghiệm xe đâm để chứng tỏ là chúng đáp ứng các yêu cầu kết cấu và hình học của mức độ ngăn chặn của lan can bằng sử dụng các tiêu chuẩn thử nghiệm quy định trong Điều 13.7.2.

13.5. VẬT LIỆU

Phải áp dụng các yêu cầu của các Phần 5 và 6. đối với các vật liệu được dùng trong hệ thống lan can, trừ khi có sự thay đổi khác ở đây.

13.6. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VÀ CÁC HỆ SỐ SỨC KHÁNG

13.6.1. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

Phải áp dụng các trạng thái giới hạn cường độ bằng cách dùng các tổ hợp tải trọng thích hợp trong Bảng 3.4.1-1 và các tải trọng được quy định ở đây. Các hệ số sức kháng đối với cột và các bộ phận lan can phải dùng theo quy định trong các Điều 5.5.4 và 6.5.4.

Các tải trọng thiết kế dùng cho lan can người đi bộ phải theo quy định trong Điều 13.8.2. Các tải trọng thiết kế dùng cho lan can xe đạp phải theo quy định trong Điều 13.9.3. Các tải trọng của người đi bộ hoặc xe đạp phải được đặt vào các lan can dùng kết hợp như được quy định trong Điều 13.10.3. Các phần hẫng mặt cầu phải được thiết kế theo các tổ hợp tải trọng về cường độ tương ứng được quy định trong Bảng 3.4.1-1.

13.6.2. TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Các lực được truyền từ lan can cầu tới mặt cầu có thể xác định bằng cách phân tích cường độ cực hạn của hệ thống lan can cầu, dùng các tải trọng cho trong Điều 13.7.3.3. Các lực đó phải được xem là các tải trọng tính toán tại trạng thái giới hạn đặc biệt.

13.7. LAN CAN ĐƯỜNG Ô TÔ

13.7.1. HỆ THỐNG LAN CAN

13.7.1.1. Tổng quát

Mục đích chủ yếu của các lan can đường ô tô là phải chặn giữ và chỉnh hướng các xe cộ đi trên cầu.

Cần xem xét để:

· Bảo vệ cho các người ngồi trên xe khi xe va vào lan can,

· Bảo vệ các xe khác ở gần nơi va chạm,

· Bảo vệ người và tài sản trên đường xe chạy và các vùng khác bên dưới kết cấu,

· Hiệu quả kinh tế của lan can, và

· Dáng vẻ và độ thoáng của tầm nhìn từ các xe chạy qua.

Một lan can dùng kết hợp, theo đúng các kích thước cho trong các Hình 13.8.2-1 và 13.9.3-1, có thể được xem như là thích hợp để dùng cho đường người đi bộ rộng 1000 mm hoặc hơn, và các chiều cao bó vỉa tới 200mm.

Việc dùng lan can kết hợp xe ô tô-người đi bộ thể hiện trong Hình 1 phải được hạn chế đối với các đường ấn định tốc độ 70 km/h hoặc nhỏ hơn.

Hình 13.7.1.1-1. Đường người đi nhô cao điển hình

13.7.1.2. Lan can đường đầu cầu

Hệ thống rào chặn phòng hộ đường đầu cầu cần được bố trí tại nơi bắt đầu của tất cả lan can cầu tốc độ cao trong vùng nông thôn.

Một hệ thống lan can đường đầu cầu nên bao gồm một sự chuyển tiếp từ hệ thống rào chặn phòng hộ tới hệ thống lan can cầu cứng có khả năng cho sức kháng bên đối với xe không điều khiển được. Hệ thống tường hộ lan can đầu cầu phải có đầu mút thích hợp.

13.7.1.3. Xử lý vùng đầu

Trong các vùng nông thôn tốc độ cao đầu tường phong hộ đầu cầu hoặc lan can phải có hình dạng phù hợp, hoặc được che chắn bởi rào chắn ô tô.

13.7.2. TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN MỨC ĐỘ NGĂN CHẶN

Cần quy định một trong mức độ sau đây:

· L1 – Mức cấp một được chấp nhận chung áp dụng cho các công trường với tốc độ quy định thấp và lưu lượng xe rất thấp, cho các đường phố khu vực có tốc độ thấp.

· L2 – Mức cấp hai-được chấp nhận chung áp dụng cho các công trường và hầu hết các đường địa phương và đường thu gom với điều kiện tại chỗ cũng như công trường thuận lợi và ở nơi dự kiến có một số lượng nhỏ các xe nặng và tốc độ quy định được giảm bớt.

· L3 – Mức cấp ba – được chấp nhận chung áp dụng cho hầu hết các đường có tốc độ cao với hỗn hợp các xe tải và các xe nặng.

· L4 – Mức cấp bốn – được chấp nhận chung áp dụng cho đường cao tốc với tốc độ cao, lưu lượng giao thông lớn với tỷ lệ cao hơn của các xe nặng và cho đường bộ với điều kiện tại chỗ xấu.

· L5 – Mức cấp năm – được chấp nhận chung áp dụng giống như mức cấp bốn khi có điều kiện tại chỗ chứng minh cần mức độ ngăn chặn cao hơn.

Trách nhiệm của Chủ đầu tư là phải xác định mức độ ngăn chặn nào là phù hợp nhất với vị trí công trình.

Trong trường hợp Chủ đầu tư yêu cầu thí nghiệm va xô thì tiêu chuẩn thí nghiệm cho mức độ ngăn chặn được chọn cần phù hợp với trọng lượng xe, tốc độ va và góc va mô tả trong Bảng 1.

Bảng 13.7.2-1 – Mức độ ngăn chặn của lan can cầu và các tiêu chuẩn thí nghiệm va

Đặc trưng xe cộ	Xe con		Xe tải thùng	Xe tải đơn	Xe kéo moóc
W (kN)	7	8	20	80	220	355
B (mm)	1.700	1,700	2,000	2,300	2,450	2,450
G (mm)	550	550	700	1,250	1,630	1,850
Góc va (độ)	20^o	20^o	25^o	15^o	15^o	15^o
Mức độ	Tốc độ thí nghiệm (km/h)
L1	50	50	50	N/A	N/A	N/A
L2	70	70	70	N/A	N/A	N/A
L3	100	100	100	80	N/A	N/A
L4	100	100	100	N/A	80	N/A
L5	100	100	100	N/A	N/A	80

13.7.3. THIẾT KẾ LAN CAN

13.7.3.1. Tổng quát

Thông thường lan can đường ô tô nên có một mặt liên tục nhẵn về phía xe chạy. Các cột trụ bằng thép với các cấu kiện lan can nên được đặt về phía sau của mặt lan can. Sự liên tục về mặt kết cấu trong các bộ phận lan can và các neo ở các đầu cần được xét đến.

13.7.3.1.1. Áp dụng các hệ thống được thử nghiệm trước đây

Một hệ thống lan can tỏ ra thỏa mãn các thử nghiệm va xô tỷ lệ thật trước đây có thể được sử dụng mà không cần có sự phân tích và/hoặc thử nghiệm thêm, với điều kiện là sự lắp đặt đề xuất không có các đặc điểm mà chúng không tồn tại trong hình thể thử nghiệm có thể làm giảm giá trị làm việc của hệ thống lan can đã thử nghiệm.

13.7.3.1.2. Hệ thống mới

Các hệ thống lan can mới phải được thiết kế phù hợp với Điều 13.7.3, khi Chủ Đầu tư yêu cầu phải bổ sung thêm thí nghiệm.

13.7.3.2. Hình học và các neo

13.7.3.2.1. Chiều cao tường phòng hộ hoặc lan can đường ô tô

Các lan can bê tông thiết kế theo các mặt nghiêng về phía xe cộ phải có chiều cao nhỏ nhất là 810.

Xem xét đối với lớp phủ mặt cầu trong tương lai không phải tăng đáy lớp đục bỏ 75mm của dạng an toàn. Chiều cao nhỏ nhất của vách bê tông trong tường phòng hộ bê tông có mặt phẳng thẳng đứng phải là 685mm.

Chiều cao nhỏ nhất của lan can đường người đi bộ và xe đạp cần được đo bên trên bề mặt của đường người đi bộ hoặc đường xe đạp.

Các yêu cầu nhỏ nhất về hình học đối với các lan can dùng kết hợp phải được lấy theo quy định trong Điều 13.9 và 13.10

13.7.3.2.2. Phân cách các cấu kiện thanh lan can

Đối với các lan can đường bộ, các tiêu chuẩn về khoảng trống lớn nhất giữa các lan can C, tổng bề rộng các thanh lan can SA đối với các khoảng cách thụt vào khác nhau của cột S phải lấy theo Bảng 1. Định nghĩa của các thông số này đối với các lan can điển hình được mô tả trong Hình 1.

Bảng 13.7.3.2.2-1- Tiêu chuẩn phân cách lan can và chiều rộng

S (mm)	C (mm)		SA/H
S (mm)	Max tuyệt đối	Max mong muốn	Min tuyệt đối	Min mong muốn
0	250	250	0,75	0,80
25	3000	265	0,65	0,80
50	325	285	0,52	0,80
75	325	300	0,40	0,70
100	325	300	0,30	0,60
125	350	300	0,30	0,50
³ 150	380	300	0,30	0,45

Hình 13.7.3.2.2-1- Các lan can đường ô tô điển hình

Đối với lan can dùng kết hợp và lan can người đi bộ khoảng trống tối đa thẳng đứng giữa các thanh lan can kề nhau hoặc cột lan can phải theo quy định trong các Điều 13.8, 13.9 và 13.10.

13.7.3.2.3. Neo

Phải tạo sự dính kết, các đầu móc, gắn với các tấm được chôn sâu hoặc bất kỳ tổ hợp nào với nó để phát huy được cường độ chảy hoàn toàn của bu lông neo dùng cho lan can thép. Cốt thép dùng cho các rào chắn bê tông phải có chiều dài chôn sâu đầy đủ để phát huy hết cường độ chảy.

13.7.3.3. Lực thiết kế lan can đường ôtô

Trừ khi có sự thay đổi ở đây, phải áp dụng trạng thái giới hạn cực hạn và các tổ hợp tải trọng tương ứng trong Bảng 3.4.1-1.

Các lực thiết kế lan can và các tiêu chuẩn hình học phải như quy định trong Bảng 1 và được minh họa trong Hình 1. Các tải trọng ngang và dọc được cho trong Bảng 1 không cần thiết đặt cùng với các tải trọng thẳng đứng.

Các lan can phải được thiết kế theo:

	(13.7.3.3-1)
	(13.7.3.3-2)
trong đó:
	(13.7.3.3-3)
	(13.7.3.3-4)

với

R_i = sức kháng của thanh lan can (N)

Y_i = khoảng cách từ mặt cầu tới thanh lan can thứ i (mm)

Bảng 13.7.3.3-1- Các lực thiết kế đối với các lan can đường ôtô

Các lực thiết kế và các ký hiệu	Các mức độ thiết kế của lan can
Các lực thiết kế và các ký hiệu	L-1	L-2	L-3	L-4		L-5
F_t Ngang (kN)	60	120	240	516		550
F_LDọc (kN)	20	40	80	173		183
F_v Thẳng đứng (kN) hướng xuống dưới	20	20	80		222	355
L_t và L_L (mm)	1220	1220	1 070	2440		2440
L_v (mm)	5500	5500	5 500	12200		12200
H_e (min) (mm)	460	510	810	1020		1070
Chiều cao lan can nhỏ nhất H (mm)	810	810	810	1020		1370

Hình 13.7.3.3-1- Các lực thiết kế lan can cầu kim loại. Vị trí thẳng đứng và chiều dài phân bố ngang

Tất cả các lực phải đặt vào các cấu kiện thanh lan can dọc. Việc phân bố các tải trọng hướng dọc tới các cột phải phù hợp với tính liên tục của các cấu kiện thanh lan can. Việc phân bố các tải trọng hướng ngang phải phù hợp với cơ cấu phá hoại giả định của hệ thống lan can.

13.7.3.4. Quy định thiết kế đối với lan can

13.7.3.4.1. Lan can bê tông

Có thể dùng phân tích đường chảy và thiết kế cường độ đối với các rào chắn và tường phòng hộ bằng bê tông cốt thép và bê tông dự ứng lực.

Sức kháng danh định của lan can đối với tải trọng ngang R_w có thể được xác định bằng phương pháp đường chảy như sau:

· Đối với các va xô trong một phần đoạn tường:

	(13.7.3.4-1)
Chiều dài tường tới hạn L_c trên đó xảy ra cơ cấu đường chảy phải lấy bằng:
	(13.7.3.4-2)
· Với các va chạm tại đầu tường hoặc tại mối nối:
	(13.7.3.4-3)
	(13.7.3.4-4)

trong đó:

F_t = lực ngang quy định trong Bảng 13.7.3.3 giả định đang tác động tại đỉnh tường bê tông (N)

H = chiều cao tường (mm)

L_c = chiều dài tới hạn của kiểu phá hoại theo đường chảy (mm)

L_t = chiều dài phân bố của lực va theo hướng dọc F_t (mm)

R_w = tổng sức kháng bên của lan can (N)

M_b = sức kháng uốn phụ thêm của dầm cộng thêm với M_w nếu có, tại đỉnh tường (N-mm)

M_w = sức kháng uốn của tường (N-mm/mm)

M_c = sức kháng uốn của tường hẫng quy định trong Điều 13.7.3.5.2 (N-mm/mm)

Đối với việc dùng các phương trình trên, M_e và M_w không nên thay đổi đáng kể theo chiều cao tường. Đối với các trường hợp khác, nên dùng phân tích phá hoại theo đường chảy chính xác.

13.7.3.4.2. Lan can dạng cột và dầm

Phải dùng sự phân tích phi đàn hồi để thiết kế các lan can dạng cột-dầm phá hoại. Sức kháng danh định tới hạn của tường, R, phải được lấy theo trị số nhỏ nhất xác định từ các phương trình 1 và 2 cho một số nhịp lan can khác nhau, N.

· Đối với các dạng phá hoại gồm số lượng nhịp lan can lẻ N:
	(13.7.3.4-1)
· Đối với các dạng phá hoại gồm số lượng nhịp lan can chẵn N:
	(13.7.3.4-2)

L = khoảng cách cột hoặc chiều dài một nhịp (mm)

M_p = sức kháng phi đàn hồi hoặc sức kháng đường chảy của tất cả các thanh lan can tham gia vào khớp dẻo (N-mm)

P_P = sức kháng tải trọng ngang cực hạn của cột đứng đơn lẻ ở cao độ Y phía trên mặt cầu (N)

R = tổng sức kháng cực hạn, tức là sức kháng danh định của lan can (N)

L_t, L_L = chiều dài theo chiều ngang của các tải trọng va phân bố của xe F_t và F_L (mm)

13.7.3.4.3. Tổ hợp tường phòng hộ bê tông và thanh lan can kim loại

Sức kháng của từng bộ phận của tổ hợp thanh lan can cầu phải được xác định theo quy định trong các Điều 13.7.3.4.1 và 13.7.3.4.2. Cường độ chịu uốn của thanh lan can phải được xác định trên một nhịp R_R và trên hai nhịp R’_R. Sức kháng của cột trên đỉnh tường, P_p, phải được xác định bao gồm cả sức kháng của các bu lông neo hoặc cột.

Sức kháng của tổ hợp tường phòng hộ và thanh lan can phải lấy theo các sức kháng nhỏ hơn được xác định theo hai phương thức phá hoại được thể hiện trong các Hình 1 và 2.

Hình 13.7.3.4.3.1- Lực va tại giữa nhịp thanh lan can – Tổ hợp tường bê tông và thanh lan can kim loại.

Hình 13.7.3.4.3-2 – Lực va tại cột của tổ hợp tường bê tông và thanh lan can kim loại

Khi xe va vào giữa nhịp thanh lan can kim loại, như minh họa trong Hình 1, sức kháng uốn của thanh lan can, R_R, và cường độ lớn nhất của tường bê tông R_W, phải được cộng với nhau để xác định cường độ tổ hợp và chiều cao hữu hiệu, được lấy theo:

= R_R + R_w	(13.7.3.4.3-1)
	(13.7.3.4.3-2)

trong đó:

R_R = khả năng cực hạn của thanh lan can trên một nhịp (N)

R_w = khả năng cực hạn của tường theo quy định trong Điều 13.7.3.4.1 (N)

H_w = chiều cao tường (mm)

H_R = chiều cao thanh lan can (mm)

Khi xe va vào cột, như được minh họa trong Hình 2, cường độ hợp lực lớn nhất, , phải được lấy theo tổng khả năng chịu lực của cột P_p,cường độ thanh lan can, R’_R và cường độ tường được giảm R’_w đặt tại chiều cao .

= P_P + R’_R + R’_w	(13.7.3.4.3-3)
	(13.7.3.4.3-3)
với:
	(13.7.3.4.3.5)

trong đó:

P_p = sức kháng cực hạn theo hướng ngang của cột (N)

R’_R = sức kháng cực hạn theo hướng ngang của thanh lan can qua hai nhịp (N)

R_w = sức kháng cực hạn hướng ngang của tường theo quy định trong Điều A13.3.1 (N)

R’_w = khả năng chịu lực của tường,được giảm để chịu tải trọng cột (N)

13.7.3.5. Thiết kế phần hẫng mặt cầu

13.7.3.5.1. Các trường hợp thiết kế

Các phần hẫng của mặt cầu phải được thiết kế với các trường hợp thiết kế được xem xét một cách riêng rẽ như sau:

· Trường hợp thiết kế 1: các lực ngang và dọc quy định trong Điều 13.7.3.3 – trạng thái giới hạn đặc biệt.

· Trường hợp thiết kế 2: các lực thẳng đứng quy định trong Điều 13.7.3.3- trạng thái giới hạn đặc biệt.

· Trường hợp thiết kế 3: các tải trọng quy định trong Điều 3.6.1 các tải trọng này chất lên phần hẫng-trạng thái giới hạn cường độ.

Trừ khi có một chiều dày nhỏ hơn có thể được chứng tỏ là thỏa mãn bởi thử nghiệm chống va xô, bề dày nhỏ nhất tại mép phần hẫng mặt cầu bê tông phải được lấy theo:

· Đối với các phần hẫng mặt cầu bê tông đỡ hệ thống nhô cao: 200mm

· Đối với hệ thống cột nhô cao ở cạnh bên: 300mm

· Đối với các phần hẫng mặt cầu bê tông đỡ các tường phòng hộ hoặc các rào chắn bê tông: 200mm

13.7.3.5.2. Mặt cầu đỡ các lan can loại tường phòng hộ bê tông

Đối với trường hợp thiết kế 1, phần hẫng mặt cầu có thể được thiết kế để tạo ra sức kháng uốn M_s theo N-mm/mm, tác động đồng thời với lực kéo T theo N/mm, theo quy định ở đây, lớn hơn M_s của tường phòng hộ. Lực kéo dọc trục T, có thể lấy theo:

(13.7.3.5.2-1)

trong đó

R_w = sức kháng của tường phòng hộ,quy định trong Điều 13.7.3.4.1 (N)

L_c = chiều dài tới hạn của kiểu phá hoại theo đường chảy (mm)

H = chiều cao tường (mm)

T = lực kéo trên đơn vị chiều dài mặt cầu (N/mm).

Thiết kế phần hẫng mặt cầu theo các lực thẳng đứng quy định trong trường hợp thiết kế 2 phải dựa trên đoạn hẫng của mặt cầu.

13.7.3.5.3. Mặt cầu đỡ các lan can dạng cột và dầm

13.7.3.5.3a. Thiết kế phần hẫng

Đối với trường hợp thiết kế 1, mô men M_d trên mm và lực đẩy trên mm của mặt cầu T có thể được lấy theo:

M_d = (13.7.3.5.3a-1)

T = (13.7.3.5.3a-2)

Đối với trường hợp thiết kế 2, lực cắt xuyên thủng và mô men phần hẫng có thể lấy theo:

	(13.7.3.5.3a-3)
	(13.7.3.5.3a-4)

với

b = 2X + W_b ≤ L (13.7.3.5.3a-5)

trong đó:

M_cột = sức kháng uốn của cột lan can (N)

P_p = lực cắt tương ứng với M_cột (N)

X = khoảng cách từ mép ngoài của tấm đáy cột tới mặt cắt đang xem xét như quy định trong Hình 1 (mm)

W_b = chiều rộng tấm đáy (mm)

T = lực kéo trong mặt cầu (N/mm)

D = khoảng cách từ mép ngoài tấm đáy tới hàng bu lông phía trong nhất như được cho trong Hình 1 (mm)

L = khoảng cách cột (mm)

L_v = chiều dài phân bố theo hướng dọc của lực thẳng đứng F_v, trên đỉnh lan can (mm).

F_v = lực thẳng đứng của xe đang nằm trên đỉnh của thanh lan can sau khi các lực xung kích F_t và F_L đã qua (N).

Hình 13.7.3.5.3a-1 – Chiều dài hữu hiệu của bản cánh hẫng chịu các tải trọng tập trung của cột – Theo phương ngang hoặc thẳng đứng.

13.7.3.5.3b. Sức kháng đối với lực cắt xuyên thủng

Đối với trường hợp thiết kế 1, lực cắt tính toán có thể được lấy theo:

V_u = A_t F_y (13.7.3.5.3b-1)

Sức kháng tính toán của các phần hẫng mặt cầu đối với lực cắt xuyên thủng có thể lấy theo:

V_r = j V_n (13.7.3.5.3b-2)

	(13.7.3.5.3b -3)
	(13.7.3.5.3b -4)
	(13.7.3.5.3b-5)

với:

b_c = W_b/D

trong đó:

h = chiều cao bản (mm)

W_b = chiều rộng tấm đáy (mm)

A_t = diện tích bản cánh cột chịu nén (mm²)

F_Y = cường độ chảy của bản cánh cột chịu nén (MPa)

b = chiều dài mặt cầu chịu cường độ cột hoặc tải trọng cắt = h + W_b

B = khoảng cách giữa các trọng tâm các hợp lực ứng suất kéo và nén trong cột (mm)

D = chiều dày tấm đáy (mm)

E = khoảng cách từ mép bản tới trọng tâm của hợp lực ứng suất nén trong cột (mm)

f’_c = cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa)

j = hệ số sức kháng = 1,0

Sự phân bố giả định của các lực đối với lực cắt xuyên thủng phải như được cho trong Hình 1.

Hình 13.7.3.5.3b -1- Kiểu phá hoại cắt xuyên thủng

13.8. LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI BỘ

13.8.1. HÌNH HỌC

Chiều cao nhỏ nhất của lan can đường người đi bộ phải là 1060 mm được đo mặt đường người đi bộ.

Một lan can đường người đi bộ có thể bao gồm các cấu kiện nằm ngang và/hoặc thẳng đứng. Khoảng hở tịnh giữa các cấu kiện lan can không được vượt quá 150 mm.

Khi dùng cả hai loại cấu kiện nằm ngang và thẳng đứng khoảng hở tĩnh 150 mm phải áp dụng đối với phần lan can thấp hơn 685 mm và khoảng cách trong phần cao hơn không được lớn hơn hoặc 380 mm hoặc theo như được chỉ ra trong Bảng 13.7.3.2.2-1. Cần dùng loại đầu lan can và bó vỉa có dạng an toàn.

Các yêu cầu khoảng cách thanh lan can cho ở trên không nên dùng đối với cột lan can và hàng rào bằng dây xích hoặc cột đỡ tấm lưới kim loại. Mặt lưới của dây xích hoặc tấm lưới kim loại không nên rộng hơn 50mm.

13.8.2. HOẠT TẢI THIẾT KẾ

Hoạt tải thiết kế đối với lan can đường người đi bộ phải là w = 0.37 N/mm, theo cả hai hướng ngang và thẳng đứng, tác động đồng thời trên từng cấu kiện hướng dọc. Bộ phận lan can cũng phải được thiết kế với một tải trong tập trung 890 N, có thể tác động đồng thời với các tải trọng ở trên tại bất kỳ điểm nào và theo hướng bất kỳ tại đỉnh lan can.

Tải trọng thiết kế đối với hàng rào bằng dây xích phải là 7,2×10^-4 MPa tác động thẳng góc lên trên toàn bộ bề mặt.

Việc đặt các tải trọng phải theo như được chỉ ra trong Hình 1, trong đó các hình dạng của các bộ phận lan can chỉ là minh họa. Có thể dùng bất kỳ vật liệu nào hoặc tổ hợp của các vật liệu quy định trong Điều 13.5.

Hình 13.8.2-1. Các tải trọng lan can đường người đi bộ – được dùng trên mép ngoài của đường người đi bộ khi giao thông đường bộ được ngăn cách với giao thông người đi bộ bởi lan can đường ôtô-Hình dạng lan can chỉ là minh họa.

13.9. LAN CAN ĐƯỜNG XE ĐẠP

13.9.1. TỔNG QUÁT

Các lan can xe đạp phải được dùng cho các cầu chuyên dùng được thiết kế riêng cho xe đạp đi và cho các cầu mà ở đó nhận thấy cần thiết phải bảo vệ đặc biệt cho người đi xe đạp.

13.9.2. HÌNH HỌC

Chiều cao của lan can đường xe đạp không được nhỏ hơn 1370 mm đo từ bề mặt đường xe đạp lăn bánh. Chiều cao vùng trên và vùng của lan can xe đạp phải ít nhất là 685 mm. Các vùng trên và vùng dưới phải có lan can có khoảng cách thỏa mãn các quy định tương ứng của Điều 13.8.1.

Nếu thấy là cần thiết, các thanh lan can nhẵn gắn với lan can hoặc hàng rào để đề phòng sự đâm toạc vào người nên đủ cao để bảo vệ một phạm vi rộng các chiều cao ghi đông xe đạp. Nếu dùng màn chắn, hàng rào hoặc một mặt đặc thì số lượng các thanh lan can có thể giảm bớt.

13.9.3. HOẠT TẢI THIẾT KẾ

Khi chiều cao lan can vượt quá 1370 mm bên trên bề mặt xe lăn bánh, các tải trọng thiết kế phải do người thiết kế quy định. Các tải trọng thiết kế đối với chiều cao lan can xe đạp thấp hơn 1370 mm không được nhỏ hơn các tải trọng thiết kế được quy định trong Điều 13.8.2.

Việc đặt các tải trọng phải theo như thể hiện trong Hình 1. Có thể dùng vật liệu bất kỳ nào hoặc tổ hợp nhiều vật liệu quy định trong Điều 13.5.

Hình 13.9.3-1- Các tải trọng lan can đường xe đạp – Được đặt ở mép ngoài đường xe đạp khi giao thông đường ô tô được ngăn cách với giao thông đường xe đạp bằng lan can đường ôtô. Hình dạng lan can chỉ là minh họa.

13.10. LAN CAN DÙNG KẾT HỢP

13.10.1. TỔNG QUÁT

Lan can dùng kết hợp phải phù hợp với các yêu cầu của hoặc lan can đường người đi bộ hoặc lan can đường xe đạp, như được quy định trong Điều 13.8 và 13.9, chọn theo lan can thích hợp. Phần lan can đường ô tô của lan can dùng kết hợp phải phù hợp với Điều 13.7.

13.10.2. HÌNH HỌC

Các điều khoản hình học của các Điều 13.7, 13.8 và 13.9 phải áp dụng đối với các phần tương ứng của chúng trong lan can dùng kết hợp.

13.10.3. HOẠT TẢI THIẾT KẾ

Các tải trọng thiết kế đã quy định trong các Điều 13.8 và 13.9 không được đặt đồng thời cùng với các tải trọng va của ôtô.

13.11. BÓ VỈA VÀ LỀ ĐƯỜNG ĐI BỘ

13.11.1. TỔNG QUÁT

Các kích thước theo chiều ngang của bề rộng đường xe chạy phải lấy từ đáy của mặt bó vỉa. Bó vỉa của lề đường đi bộ ở phía giao thông đường ô tô của lan can cầu phải được xem như là phần không tách rời của lan can và phải được bao gồm trong bất kỳ thí nghiệm va xô nào

13.11.2. LỀ ĐƯỜNG ĐI BỘ

Khi dùng bó vỉa và rãnh thoát nước với lề đường đi bộ trên các đường dẫn đầu cầu thì chiều cao bó vỉa cho đường người đi được nâng cao trên cầu không nên cao quá 200 mm. Nếu yêu cầu bó vỉa có rào chắn thì chiều cao bó vỉa không nên thấp dưới 150 mm. Nếu chiều cao bó vỉa trên cầu khác chiều cao bó vỉa ngoài cầu thì nên làm đoạn chuyển tiếp đều dài hơn hoặc bằng 20 lần chênh lệch về chiều cao.

13.11.3. XỬ LÝ ĐẦU CÁC LAN CAN

Việc xử lý đầu các lan can đường ô tô hoặc rào chắn bất kỳ nào phải đáp ứng các yêu cầu được quy định trong các Điều 13.7.1.2 và 13.7.1.3.

Phần 14 –

KHE CO GIÃN VÀ GỐI CẦU

14.1. PHẠM VI

Phần này bao gồm các yêu cầu về thiết kế và chọn các gối cầu và khe co giãn mặt cầu.

Các đơn vị sử dụng trong phần này phải lấy theo N, mm, RAD, ^oC và độ cứng Shore, trừ khi có ghi chú khác.

14.2. CÁC ĐỊNH NGHĨA

Gối cầu – Thiết bị kết cấu truyền các tải trọng trong khi đảm bảo dễ dàng việc tịnh tiến và/hoặc quay.

Khe co giãn gối – Khe co giãn mặt cầu tại các gối và các kết cấu đỡ mặt cầu khác để làm cho dễ tịnh tiến ngang và quay của các cấu kiện kết cấu tiếp giáp. Khe co giãn mặt cầu có thể hoặc không đảm bảo sự tịnh tiến thẳng đứng khác nhau của các cấu kiện này.

Gối đồng đỏ – Gối cầu trong đó các chuyển vị hoặc quay xảy ra được do sự trượt của bề mặt đồng đỏ với bề mặt đối tiếp.

Tấm gối được tăng cường bằng vải bông dày – Tấm gối được làm bằng các lớp chất dẻo và vải bông dày, được dính kết với nhau qua lưu hóa.

Khe co giãn kín – Khe co giãn mặt cầu được thiết kế để ngăn ngừa các mảnh vụn gạch đá lọt qua khe co giãn và để bảo vệ an toàn cho bộ hành và xe đạp qua lại.

Khe co giãn thi công – Khe co giãn tạm thời để cho phép việc thi công tiếp sau.

Khe co giãn khống chế theo chu kỳ – Khe co giãn của bản dẫn ngang được thiết kế để cho phép co và giãn dọc theo các cầu liền khối và các bản dẫn được gắn vào.

Khe co giãn mặt cầu – Sự gián đoạn kết cấu giữa hai cấu kiện, ít nhất là một trong số đó là cấu kiện mặt cầu. Nó được thiết kế để cho phép sự tịnh tiến tương đối và/hoặc quay của các cấu kiện kết cấu tiếp giáp.

Gối đĩa – Gối tạo ra sự quay bằng sự biến dạng của một đĩa đơn bằng chất dẻo, được đúc từ một hợp chất urêtan. Nó có thể di động, được dẫn hướng, không được dẫn hướng, hoặc cố định. Sự chuyển động được tạo ra do sự trượt của thép không gỉ được đánh bóng trên PFTE.

Gối hình trụ kép – Gối được làm từ hai gối hình trụ đặt lên trên nhau với các trục của chúng vuông góc để dễ dàng quay xung quanh bất kỳ trục nằm ngang nào.

Tấm gối được tăng cường bằng sợi thủy tinh – Tấm gối được làm từ các lớp chất dẻo và sợi dệt thủy tinh, được dính kết với nhau qua lưu hóa.

Gối cố định – Gối ngăn chặn sự tịnh tiến dọc khác nhau của các cấu kiện kết cấu tiếp giáp. Gối cố định có thể hoặc không thể cung cấp sự tịnh tiến phương ngang khác nhau hoặc sự quay.

Cầu hoàn nguyên, hoặc cầu không có khe co giãn – Cầu không có các khe co giãn mặt cầu.

Khe co giãn – Sự gián đoạn kết cấu giữa hai cấu kiện. Các bộ phận kết cấu được sử dụng để làm khung hoặc tạo sự gián đoạn.

Mối bịt kín khe co giãn – Thiết bị bằng chất dẻo được đổ vào hoặc chế tạo sẵn được thiết kế để ngăn ngừa hơi ẩm và các mảnh vụn gạch đá thâm nhập vào các khe co giãn.

Gối con lắc – Gối trong đó một bề mặt kim loại lõm lắc l- trên một bề mặt kim loại lồi để tạo khả năng quay xung quanh bất kỳ trục nằm ngang nào.

Theo chiều dọc – Song song với phương của nhịp chính của cầu.

Khe co giãn dọc – Khe co giãn song song với phương của nhịp cầu được cấu tạo để tách mặt cầu hoặc kết cấu phần trên thành hai hệ kết cấu độc lập.

Gối đu đưa hoặc con lăn bằng kim loại – Gối chịu tải trọng thẳng đứng bằng sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt kim loại và tạo ra sự chuyển động bằng sự đu đưa hoặc lăn của một bề mặt đối với bề mặt khác

Gối di động – Gối làm dễ dàng sự tịnh tiến nằm ngang khác nhau của các cấu kiện kết cấu tiếp giáp trong phương dọc và /hoặc ngang. Nó có thể hoặc không thể tạo ra sự quay.

Gối quay đa năng – Gối bao gồm một cấu kiện quay dạng chậu, dạng đĩa hoặc dạng cầu khi sử dụng như là gối cố định và có thể, thêm vào, có các bề mặt trượt để tạo sự tịnh tiến khi sử dụng như là gối giãn nở. Sự chuyển vị có thể bị hạn chế theo phương quy định bởi các thanh dẫn.

Điểm trung hòa – Điểm mà quanh nó xảy ra tất cả các sự thay đổi về khối lượng theo chu kỳ của một kết cấu.

Khe co giãn được hở – Khe co giãn được thiết kế để cho phép nước và các mảnh vụn gạch đá đi qua khe co giãn.

Tấm Chất dẻo thuần – Tấm gối chất dẻo chế tạo riêng để giới hạn sự tịnh tiến và sự quay.

PTFE (Polytetrafluorethylene) – cũng gọi là Teflon

Gối chậu – Gối chịu tải trọng thẳng đứng bằng nén một đĩa chất dẻo bị giữ ở trong một xilanh thép và tạo ra sự quay do sự biến dạng của đĩa.

Gối trượt PTFE – Gối chịu tải trọng thẳng đứng nhờ các ứng suất tiếp xúc giữa một tấm PTFE hoặc vải dệt và bề mặt đối tiếp của nó, và nó cho phép các chuyển động bằng sự trượt của PTFE ở trên bề mặt đối tiếp.

Khe co giãn giảm nhẹ – Khe co giãn mặt cầu thường là khe ngang, được thiết kế để giảm thiểu hoặc là tác dụng liên hợp không được dự định, hoặc là tác động của sự chuyển động nằm ngang khác nhau giữa mặt cầu và hệ kết cấu trụ đỡ.

Sự quay xung quanh trục dọc – Sự quay xung quanh một trục song song với phương của nhịp chính của cầu.

Sự quay xung quanh trục ngang – Sự quay xung quanh một trục song song với trục ngang của cầu.

Khe co giãn được bịt lại – Khe co giãn được cung cấp với mối bịt khe co giãn.

Gối trượt – Gối tạo ra sự chuyển động bằng sự chuyển vị của một bề mặt tương đối với bề mặt khác.

Gối Chất dẻo được tăng cường thép – Gối làm từ các tấm thép cán mỏng và chất dẻo xen kẽ được dính kết với nhau qua lưu hóa. Các tải trọng thẳng đứng được chịu bởi sự nén của tấm chất dẻo. Các chuyển động song song với các lớp thép tăng cường và các sự quay được tạo nên bởi sự biến dạng của chất dẻo.

Sự tịnh tiến – Sự chuyển động nằm ngang của cầu theo phương dọc hoặc phương ngang.

Phương ngang – Phương nằm ngang trực giao với trục dọc của cầu.

Khe co giãn không thấm nước – Khe co giãn kín hoặc hở được cung cấp theo dạng lòng máng nào đó ở bên dưới khe co giãn để chứa và dẫn lượng nước tháo ra của mặt cầu khỏi kết cấu.

14.3. KÝ HIỆU

A = diện tích mặt bằng của cấu kiện cao su hoặc gối (mm²) (14.6.3.1)

B = chiều dài của tấm gối khi quay xung quanh trục ngang của nó hoặc chiều rộng của tấm gối khi xoay xung quanh trục dọc của nó (mm) (14.7.5.3.5)

c = khe hở thiết kế giữa pittông và chậu (mm) (14.7.4.7)

D = đường kính của hình chiếu của bề mặt chất tải của gối trong mặt phẳng nằm ngang (mm); đường kính của tấm gối (mm) (14.7.3.2) (14.7.5.3.5)

D_d = đường kính của cấu kiện đĩa (mm) (14.7.8.5)

D_p = đường kính trong của chậu ở trong gối chậu (mm) (14.7.4.3)

D₁ = đường kính của bề mặt cong của một con lắc hoặc con lăn (mm) (14.7.1.4)

D₂ = đường kính của bề mặt cong của một bộ phận đối tiếp (D₂ = ¥ cho tấm phẳng) (mm) (14.7.1.4)

E_c = mô đun hữu hiệu của gối cao su chịu nén (MPa) (14.6.3.2)

E_s = mô đun young đối với thép (MPa) (14.7.1.4)

F_y = cường độ chảy dẻo tối thiểu quy định của thép yếu nhất tại bề mặt tiếp xúc (MPa) (14.7.1.4)

G = mô đun cắt của cao su (MPa) (14.6.3.1)

H_s = tải trọng sử dụng nằm ngang tác dụng lên gối (N) (14.7.4.7)

H_u = lực nằm ngang tính toán tác dụng trên gối hoặc trên thiết bị kiềm chế (14.6.3.1)

h_max = chiều dày của lớp cao su dày nhất trong gối cao su (mm) (14.7.5.3.7)

h_p = chiều cao của chậu (mm) (14.7.4.6)

h_r = chiều cao của đĩa cao su đối với gối chậu (mm) (14.7.4.3)

h_ri = chiều dày của lớp cao su thứ i trong gối cao su (mm) (14.7.5.1)

h_rt = tổng chiều cao Chất dẻo trong một gối cao su

h_s = chiều dày của lá thép trong gối cao su – thép lá (mm) (14.7.5.3.7)

I = mô men quán tính (mm4) (14.6.3.2)

L = chiều dài của gối cao su hình chữ nhật (song song với trục dọc của cầu) (mm); chiều dài hình chiếu của mặt trượt vuông góc với trục quay (mm) (14.7.5.1) (14.7.3.3)

M_u = mô men tính toán (N.mm) (14.6.3.2)

n = số các lớp cao su (14.7.5.3.5)

P_D = tải trọng nén sử dụng do tải trọng thường xuyên (N) (14.7.3.3)

P_r = sức kháng tính toán của vách chậu (N) (14.7.4.6)

P_s = tải trọng nén sử dụng do tổng tải trọng (N) (14.7.1.4)

P_u = lực nén tính toán (N) (14.6.3.1)

R = bán kính của bề mặt cong trượt (mm) (14.6.3.2)

r = chiều dài của tấm gối nếu quay xung quanh trục ngang của nó, hoặc chiều rộng của tấm gối nếu quay xung quanh trục dọc của nó (mm) (14.7.5.3.5)

S = hệ số hình dạng của lớp dày nhất của gối cao su (14.7.5.1)

t_w = chiều dày của vách chậu (mm) (14.7.4.6)

W = chiều rộng của khe trống trên đường ô tô (mm); chiều rộng của gối theo phương ngang (mm); chiều dài của xi lanh (mm) (14.5.3.2) (14.7.1.4) (14.7.3.2)

w = chiều cao của vành pittông trong gối chậu (mm) (14.74.7)

b = góc ma sát hữu hiệu trong các gối PTFE (RAD) (14.7.3.3)

D_FTH = ngưỡng mỏi biên độ không đổi đối với loại A (14.7.5.3.7)

D_o = chuyển vị nằm ngang lớn nhất của mặt cầu ở trạng thái giới hạn sử dụng (mm) (14.7.5.3.4)

D_s = biến dạng cắt lớn nhất của cao su ở trạng thái giới hạn sử dụng (mm) (14.7.5.3..4)

D_u = biến dạng cắt tính toán lớn nhất của cao su (mm) (14.6.3.1)

d = độ lún do nén tức thời của gối (mm) (14.7.5.3.3)

e_i = ứng biến nén tức thời trong lớp cao su thứ i của gối có lá thép gia cường (14.7.5.3.3)

q_s = góc quay sử dụng tối đa do tổng tải trọng (RAD) (14.7.5.3.5)

q_{s, x} = góc quay sử dụng tối đa do tổng tải trọng xung quanh trục ngang (RAD) (14.7.6.3.5)

q_{s, z} = góc quay sử dụng tối đa do tổng tải trọng xung quanh trục dọc (RAD) (14.7.6.3.5)

q_u = góc quay tính toán hoặc thiết kế (RAD) (14.4.2)

q = góc chéo của cầu hoặc khe co giãn mặt cầu (Độ) ((14.7.5.3.2)

m = hệ số ma sát (14.6.3.1)

s_L = ứng suất nén sử dụng trung bình do hoạt tải (MPa) (14.7.5.3.2)

s_S = ứng suất nén sử dụng trung bình do tổng tải trọng (MPa) (14.7.5.3)

s_SS = ứng suất tiếp xúc trung bình lớn nhất ở trạng thái giới hạn cường độ được phép dùng trên PTFE theo Bảng 14.7.2.4-1 hay dùng trên đồng thau theo Bảng 14.7.7.3-1 (MPa) (14.7.3.2)

s_u = ứng suất nén trung bình tính toán (MPa) (14.7.3.2)

j = hệ số sức kháng (14.6.1)

14.4. CÁC CHUYỂN VỊ VÀ CÁC TẢI TRỌNG

14.4.1. TỔNG QUÁT

Việc lựa chọn và bố trí các khe co giãn và các gối cầu phải tính đến các biến dạng do nhiệt độ và các nguyên nhân khác phụ thuộc thời gian và phải phù hợp với chức năng riêng của cầu.

Các khe co giãn mặt cầu và các gối phải được thiết kế để chịu các tải trọng và thích nghi với các chuyển vị ở trạng thái giới hạn sử dụng và cường độ và để thỏa mãn các yêu cầu của trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy. Các tải trọng phát sinh tại các khe co giãn, các gối và các cấu kiện phụ thuộc vào độ cứng của từng cấu kiện và các dung sai đạt được trong chế tạo và lắp ráp. Những ảnh hưởng này phải xét đến trong tính toán các tải trọng thiết kế đối với các cấu kiện. Không cho phép có sự hư hại do chuyển vị của khe co giãn hoặc gối cầu ở trạng thái giới hạn sử dụng, và ở các trạng thái giới hạn đặc biệt và cường độ, không được xảy ra hư hại không thể sửa chữa.

Các chuyển vị tịnh tiến và quay của cầu phải được xét trong thiết kế các gối. Trình tự thi công phải được xem xét, và mọi tổ hợp tới hạn của tải trọng và chuyển vị cũng phải được xem xét trong thiết kế. Phải xem xét các chuyển vị quay theo hai trục nằm ngang và trục thẳng đứng. Các chuyển vị phải bao gồm những chuyển vị gây ra bởi các tải trọng, các biến dạng và các chuyển vị gây ra bởi các hiệu ứng từ biến, co ngót và nhiệt, và bởi các sự không chính xác trong lắp ráp. Trong mọi trường hợp phải xem xét cả các hiệu ứng tức thời và lâu dài nhưng không bao gồm ảnh hưởng của xung kích. Tổ hợp bất lợp nhất của tải trọng phải lập thành bảng theo dạng hợp lý như thể hiện trong Hình 1.

Để xác định các hiệu ứng lực ở trong các khe co giãn, các gối và các cấu kiện kết cấu liền kề, phải xem xét ảnh hưởng của các độ cứng của chúng và các dung sai dự tính đạt tới trong khi chế tạo và lắp ráp.

Trong thiết kế các gối phải xem xét, các tác động ba chiều của các chuyển vị tịnh tiến và quay của cầu.

Trong thiết kế các khe co giãn và các gối, phải xem xét cả hai tác động lâu dài và tức thời.

Hình 14.4.1-1- Bản liệt kê gối cầu điển hình

Tên cầu hoặc số hiệu cầu
Đánh dấu nhận dạng gối
Số gối yêu cầu
Vật liệu đỡ tựa		Mặt trên
		Mặt dưới
Áp lực tiếp xúc trung bình cho phép (MPa) (ở trạng thái giới hạn)		Mặt trên	Sử dụng
			Cường độ
		Mặt dưới	Sử dụng
			Cường độ
Hiệu ứng lực tính toán (N)	Trạng thái giới hạn sử dụng		Thẳng đứng	Lớn nhất
				Cho phép
				Nhỏ nhất
			Ngang
			Dọc
	Trạng thái giới hạn cường độ		Thẳng đứng
			Ngang
			Dọc
Tịnh tiến	Trạng thái giới hạn sử dụng	Không đảo chiều	Ngang
			Dọc
		Đảo chiều	Ngang
			Dọc
	Trạng thái giới hạn cường độ	Không đảo chiều	Ngang
			Dọc
		Đảo chiều	Ngang
			Dọc
Quay(RAD)	Trạng thái giới hạn sử dụng	Không đảo chiều	Ngang
			Dọc
		Đảo chiều	Ngang
			Dọc
Kích thước lớn nhất của gối (mm)	Mặt trên		Ngang
			Dọc
	Mặt dưới		Ngang
			Dọc
	Tổng chiều cao
Chuyển vị cho phép của gối dưới tác động của tải trọng nhất thời (mm)			Thẳng đứng
			Ngang
			Dọc
Sức kháng cho phép chống tịnh tiến ở trạng thái giới hạn sử dụng (N)			Ngang
			Dọc
Sức kháng cho phép chống quay ở trạng thái giới hạn sử dụng (N/mm)			Ngang
			Dọc
Kiểu gắn với kết cấu và kết cấu phần dưới			Ngang
			Dọc

14.4.2. CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ

Các chuyển vị nhiệt tối thiểu phải được tính từ các nhiệt độ cực trị quy định trong Điều 3.12.2 và nhiệt độ dự tính khi lắp đặt. Các tải trọng thiết kế phải được căn cứ trên các tổ hợp tải trọng và các hệ số tải trọng quy định trong Phần 3.

Góc quay sử dụng tối đa chưa nhân hệ số do tổng tải trọng qs đối với các gối như gối bằng tấm cao su hoặc gối cao su có tăng cường thép tức là gối không đạt được tiếp xúc cứng giữa các cấu kiện thép phải lấy bằng tổng của:

· Các góc quay do tĩnh và hoạt tải, và

· Một dung sai về các điều không chắc chắn phải lấy bằng 0,005 RAD, trừ khi một kế hoạch kiểm tra chất lượng được duyệt minh chứng cho một giá trị nhỏ hơn.

Góc quay ở trạng thái giới hạn cường độ q_u đối với các gối như gối chậu, gối đĩa và mặt trượt cong tức là gối có thể khai triển tiếp xúc cứng giữa các cấu kiện thép phải lấy bằng tổng của:

· Các góc xoay do toàn bộ tải trọng tính toán thích hợp.

· Góc xoay tối đa do sai số chế tạo và lắp đặt phải lấy bằng 0,01 RAD, trừ khi một kế hoạch kiểm tra chất lượng được duyệt minh chứng cho một giá trị nhỏ hơn, và

· Một dung sai về các điều không chắc chắn phải lấy bằng 0,01 RAD, trừ khi một kế hoạch kiểm tra chất lượng được duyệt minh chứng cho một giá trị nhỏ hơn.

14.5. CÁC KHE CO GIÃN CỦA CẦU

14.5.1. CÁC YÊU CẦU

14.5.1.1. Tổng quát

Các khe co giãn mặt cầu phải bao gồm các thành phần được bố trí để tạo điều kiện cho sự tịnh tiến và sự quay của kết cấu ở tại khe co giãn.

Loại khe co giãn và các khe hở bề mặt phải thích nghi với sự chuyển động của các xe máy, xe đạp và bộ hành, như yêu cầu, và phải vừa không làm giảm sút một cách đáng kể các đặc điểm chạy xe của lòng đường, vừa không gây ra sự hư hỏng cho xe cộ.

Các khe co giãn phải được cấu tạo để ngăn ngừa sự hư hỏng cho kết cấu gây ra từ nước và các mảnh vụn gạch đá của lòng đường.

Các khe co giãn mặt cầu theo chiều dọc chỉ phải làm ở nơi cần thiết để điều chỉnh các tác động của chênh lệch chuyển động ngang và/ hoặc thẳng đứng giữa kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới.

Các khe co giãn và các neo liên kết các kết cấu phần trên của mặt cầu bản trực hướng yêu cầu các cấu tạo đặc biệt.

14.5.1.2. Thiết kế kết cấu

Các khe co giãn và các trụ đỡ của chúng phải được thiết kế để chịu được các hiệu ứng lực tính toán trên phạm vi tính toán của các chuyển động theo quy định trong Phần 3. Các hệ số sức kháng và các điều chỉnh phải lấy theo quy định trong các Phần 1, 5 và 6.

Phải xét các hệ số sau đây trong việc xác định các hiệu ứng lực và các chuyển vị:

· Các đặc tính của vật liệu trong kết cấu, bao gồm hệ số giãn nở nhiệt, mô đun đàn hồi và hệ số Poisson;

· Các tác động của nhiệt độ, từ biến và co ngót;

· Các kích thước của các thành phần kết cấu;

· Các dung sai thi công;

· Các phương pháp và trình tự thi công;

· Chéo và cong;

· Sức kháng của các khe co giãn đối với các chuyển vị;

· Sự tăng của mặt đường dẫn;

· Các chuyển vị của kết cấu phần dưới do thi công nền đắp;

· Các chuyển vị của móng liên quan tới sự cố kết và ổn định của tầng đất nền;

· Các hạn chế kết cấu, và

· Các đáp ứng kết cấu tĩnh và động và sự tương tác của chúng.

Chiều dài của kết cấu phần trên tác động đến chuyển vị tại một trong các khe co giãn của nó phải là chiều dài từ khe co giãn đang được xem xét đến điểm trung hòa của kết cấu.

Đối với kết cấu phần trên cong, không bị kiềm chế ngang bởi các gối có dẫn hướng, thì phương của chuyển vị dọc ở tại khe co giãn có thể giả định là song song với dây cung của đường tim của mặt cầu lấy từ khe co giãn đến điểm trung hòa của kết cấu.

Khả năng về chuyển vị dọc không thẳng theo tim và chuyển vị quay của kết cấu phần trên ở tại khe co giãn cần được xem xét trong thiết kế các khe co giãn thẳng đứng ở trong các bó vỉa và các rào chắn được nâng lên và trong xác định vị trí và sự định hướng thích hợp của mối hợp long hoặc các tấm liên kết cầu.

14.5.1.3. Hình học

Các bề mặt di chuyển của khe co giãn phải được thiết kế để làm việc phối hợp với các gối để tránh bó giữ các khe co giãn và ảnh hưởng ngược lại tới các hiệu ứng lực đặt lên các gối.

14.5.1.4. Vật liệu

Các vật liệu phải được tuyển chọn để bảo đảm rằng chúng là tương thích về đàn hồi, nhiệt và hóa. ở nơi có các sự khác biệt quan trọng, các mặt tiếp giáp vật liệu phải được tính toán chính xác để cung cấp các hệ chức năng đầy đủ.

Các vật liệu, khác với chất dẻo, cần có tuổi đời sử dụng không ít hơn 100 năm. Chất dẻo cho các chất bịt khe co giãn và các móng cầu nên có tuổi đời sử dụng không ít hơn 25 năm.

Các khe co giãn chịu tải trọng giao thông cần có sự xử lý bề mặt chống trượt và tất cả các phần phải chịu được sự mài mòn và sự va chạm của xe cộ.

14.5.1.5. Bảo dưỡng

Các khe co giãn mặt cầu phải được thiết kế để làm việc với sự bảo dưỡng ít nhất trong tuổi thiết kế của cầu.

Cần cấu tạo sao cho có thể đi đến các khe co giãn từ phía dưới mặt cầu và có diện tích đủ để bảo dưỡng.

Các thành phần cơ học và chất dẻo của khe co giãn phải thay thế được.

Các khe co giãn phải được thiết kế thuận tiện cho sự mở rộng thẳng đứng để rải các lớp thảm lòng đường.

14.5.2. SỰ LỰA CHỌN

14.5.2.1. Số lượng khe co giãn

Số lượng khe co giãn mặt cầu di động ở trong một kết cấu cần được giảm đến tối thiểu. Phải ưu tiên sử dụng các hệ mặt cầu và các kết cấu phần trên liên tục, và nơi nào thích hợp, thì làm các cầu không có khe co giãn.

Sự cần thiết về một khe co giãn có chức năng đầy đủ khống chế theo chu kỳ phải được nghiên cứu đặt trên các đoạn dẫn của cầu toàn khối.

Các khe co giãn di động có thể làm ở các mố của các cầu nhịp giản đơn chịu lún chênh lệch thấy rõ. Cần xem xét các khe co giãn trung gian của mặt cầu cho các cầu nhiều nhịp nơi mà độ lún chênh lệch sẽ dẫn đến sự vượt ứng suất một cách đáng kể.

14.5.2.2. Vị trí của các khe co giãn

Cần tránh làm các khe co giãn mặt cầu vượt đường bộ, đường sắt, vỉa hè, các khu vực công cộng khác, và ở điểm thấp của các đường cong lõm.

Các khe co giãn cần được định vị đối với các tường bản cánh và tường lưng của nó để ngăn ngừa sự xả ra của hệ thống thoát nước mặt cầu tích trong các khe co giãn đọng trên bệ gối cầu.

Các khe co giãn hở của mặt cầu chỉ được đặt ở nơi mà hệ thoát nước có thể hướng tránh các gối và được xả trực tiếp ở dưới khe co giãn.

Các khe co giãn kín hoặc không thấm nước của mặt cầu cần được đặt ở nơi mà các khe co giãn được đặt trực tiếp ở trên các bộ phận kết cấu và các gối có thể bị tác động bất lợi bởi sự tích tụ của các mảnh vụn gạch đá.

Đối với các cầu thẳng, các cấu kiện dọc của các khe co giãn mặt cầu, như các tấm kiểu lược, các tấm bó vỉa và tấm barie, và các dầm đỡ mối bịt khe co giãn theo mô đun cần được đặt song song với trục dọc của cầu. Đối với các cầu cong và chéo, phải cho phép các chuyển động của đầu mặt cầu phù hợp với các chuyển động do các gối.

14.5.3. CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ

14.5.3.1. Các chuyển vị trong khi thi công

Ở nơi nào thực tế cho phép, các mố và trụ đặt trong hoặc liền kề với các nền đắp cần được thi công trễ hơn, sau khi đã làm xong và cố kết nền đắp. Nếu không, các khe co giãn mặt cầu cần được định cỡ để phù hợp với các chuyển động có khả năng xảy ra của mố và trụ do sự cố kết của nền đắp sau khi xây dựng chúng.

Có thể sử dụng đổ hợp long ở trong các cầu bê tông để giảm thiểu tác dụng của sự co ngót gây ra dự ứng lực trên chiều rộng của các mối bịt và trên quy mô của các gối.

14.5.3.2. Các chuyển vị trong sử dụng

Khe hở của bề mặt lòng đường, W, bằng mm, ở trong khe co giãn ngang của mặt cầu, được đo trực giao với khe co giãn ở chuyển vị tới hạn tính toán, được xác định bằng sử dụng tổ hợp tải trọng cường độ quy định trong Bảng 3.4.1-1, phải thỏa mãn:

· Đối với khe hở đơn:

W ≤ 64 + 38 (1-2 sin²q) (14.5.3.2-1)

· Đối với nhiều khe hở theo mô đun:

W ≤ 50 + 25 (1-2 sin²q) (14.5.3.2-2)

trong đó:

q = độ chéo của mặt cầu ở khe co giãn (Độ)

Đối với các kết cấu phần trên bằng kim loại, chiều rộng hở của khe co giãn ngang mặt cầu và khe hở của bề mặt lòng đường trong đó không được nhỏ hơn 25 mm tại chuyển vị cực hạn tính toán. Đối với các kết cấu phần trên bằng bê tông, phải xem xét độ hở của các khe co giãn do từ biến và co ngót có thể yêu cầu các độ hở nhỏ nhất ban đầu nhỏ hơn 25 mm.

Trừ phi có các tiêu chuẩn thích hợp hơn, khe hở lớn nhất của bề mặt của các khe co giãn dọc của lòng đường bộ không được vượt quá 25 mm.

Ở chuyển vị cực hạn tính toán, độ hở giữa các răng lược kề nhau trên một tấm răng lược không được vượt quá:

· 50 mm đối với các độ hở dọc lớn hơn 200 mm, hoặc

· 75 mm đối với các độ hở dọc 200 mm hoặc nhỏ hơn.

Sự chờm lên nhau của răng lược ở chuyển vị cực hạn tính toán không được nhỏ hơn 38 mm.

Ở nơi dự kiến có xe đạp đi trên lòng đường, phải xem xét việc sử dụng các tấm phủ sàn đặc biệt ở trong các khu vực lề đường.

14.5.3.3. Bảo vệ

Các khe co giãn mặt cầu phải được thiết kế để thích ứng với các tác động của giao thông xe cộ và thiết bị bảo dưỡng mặt đường và sự hư hại lâu dài khác do môi trường gây ra.

Các khe co giãn trong các mặt cầu bê tông cần được bọc sắt với các thép hình, thép hàn hoặc thép đúc, Bọc sắt như thế phải được đặt lõm vào ở bên dưới các bề mặt lòng đường.

Đối với các mặt đường của đường dẫn có khe co giãn phải làm các khe co giãn giảm nhẹ áp lực và các neo mặt đường. Các đường dẫn đến các cầu toàn khối phải được cung cấp với các khe co giãn mặt đường khống chế theo chu kỳ.

14.5.3.4. Các tấm che

Các tấm che của khe co giãn và các tấm răng lược cần được thiết kế như các bộ phận mút thừa có khả năng chịu các tải trọng bánh xe.

Phải nghiên cứu sự lún chênh lệch giữa hai bên của tấm che của khe co giãn. Nếu sự lún chênh lệch không thể giảm đến mức có thể chấp nhận được, hoặc được làm cho phù hợp ở trong thiết kế và cấu tạo các tấm bắc cầu và các bộ phận đỡ của chúng, thì cần sử dụng một khe co giãn thích hợp hơn.

Không sử dụng các tấm che ở các gối chất dẻo hoặc các gối treo trừ phi chúng được thiết kế như là các bộ phận mút thừa và các tài liệu hợp đồng yêu cầu lắp đặt chúng để ngăn ngừa sự kẹt của các khe co giãn do sự chuyển động thẳng đứng và nằm ngang ở các gối.

14.5.3.5. Bọc thép

Chi tiết mép bọc thép của khe co giãn được chôn vào các lớp bê tông gốc cần được khoét các lỗ thông hơi thẳng đứng đường kính tối thiểu 20 mm đặt cách tim đến tim không lớn hơn 460 mm.

Các bề mặt kim loại rộng hơn 300 mm chịu giao thông xe cộ phải được xử lý chống trượt.

14.5.3.6. Các neo

Cần làm các neo của tấm sắt bọc hoặc các neo chống cắt để bảo đảm tập tính liên hợp giữa bê tông gốc và phần kim khí của khe co giãn, và để ngăn ngừa sự ăn mòn lớp dưới bề mặt bằng việc trám kín các đường bao giữa thép bọc và lớp bê tông gốc.

Các neo cho tấm thép bọc khe co giãn của lòng đường phải được trực tiếp liên kết vào lớp nền kết cấu, hoặc kéo dài để mấu một cách hữu hiệu vào lớp bê tông cốt thép gốc.

Các mép tự do của sắt bọc lòng đường, lớn hơn 75 mm tính từ các neo hoặc các chi tiết liên kết khác, phải làm các đinh neo hàn đầu, đường kính 12,0 mm dài ít nhất 100 mm, với khoảng cách không lớn hơn 300 mm tính từ các neo hoặc các chi tiết liên kết khác. Các mép của đường người đi và tấm thép bọc barie phải được neo tương tự.

14.5.3.7. Các bu lông

Các bu lông neo cho các tấm che, cho các mối bịt khe co giãn và các neo của khe co giãn, phải là các bu lông cường độ cao chịu xoắn hoàn toàn. Phải tránh xen vào các lớp gốc không phải kim loại ở trong các liên kết bu lông cường độ cao. Các neo đổ tại chỗ phải được dùng trong bê tông mới. Trong công trình mới không sử dụng các neo giãn nở, các bu lông neo bắt vào lỗ khoét loe miệng và các neo được trám vữa.

14.5.4. CHẾ TẠO

Các thép hình và thép bản phải đủ dày để làm cứng bộ phận lắp ráp và giảm sự cong vênh do hàn.

Để bảo đảm sự vừa khớp thích hợp và chức năng, các tài liệu hợp đồng cần yêu cầu:

· Các thành phần của khe co giãn được lắp ráp hoàn toàn ở phân xưởng để kiểm tra và nghiệm thu,

· Các khe co giãn và các chất bịt được chuyên chở đến hiện trường ở trạng thái được lắp ráp hoàn toàn, và

· Các khe co giãn được lắp ghép với các chiều dài tới 18.000 mm được cung cấp không có các mối nối trung gian ở hiện trường.

14.5.5. LẮP ĐẶT

14.5.5.1. Sự điều chỉnh

Nếu thiếu các thông tin chính xác hơn, nhiệt độ lắp đặt phải lấy theo nhiệt độ trung bình của không khí ở trong bóng râm ở dưới cầu 48 giờ trước khi lắp đặt khe co giãn ở trong các cầu bê tông và 24 giờ trước khi lắp đặt khe co giãn đối với các cầu mà các bộ phận chính được làm bằng thép.

Đối với các cầu dài, cho phép có dung sai về chiều rộng của khe co giãn quy định để xét đến sự không chính xác vốn có trong việc xác lập các nhiệt độ lắp đặt và các chuyển vị của kết cấu phần trên có thể xảy ra trong thời gian giữa việc bố trí chiều rộng của khe co giãn và việc hoàn thành sự lắp đặt khe co giãn. Trong thiết kế các khe co giãn cho các cầu dài, cần ưu tiên dùng các thiết bị, các chi tiết và các phương pháp nào cho phép điều chỉnh và hoàn thành khe co giãn trong thời gian ngắn nhất có thể được.

Các liên kết của các chi tiết đỡ khe co giãn vào các bộ phận chính cần cho phép các hiệu chỉnh nằm ngang, thẳng đứng và quay.

Các mối nối thi công và các khối chế tạo sẵn cần được sử dụng ở nơi nào thực hiện được để cho phép lấp vật liệu đắp và lắp các thành phần chính của cầu trước khi đặt và hiệu chỉnh khe co giãn.

14.5.5.2. Các thiết bị chống đỡ tạm

Các khe co giãn mặt cầu phải được trang bị các thiết bị tạm thời để chống đỡ các thành phần của khe co giãn ở trong đúng vị trí cho đến khi các liên kết vĩnh cửu được thực hiện hoặc cho đến khi bê tông bọc đã đạt được sự đông cứng ban đầu. Các thiết bị chống đỡ như thế phải giúp cho sự hiệu chỉnh chiều rộng của khe co giãn đối với các thay đổi trong nhiệt độ lắp đặt.

14.5.5.3. Các mối nối hiện trường

Các thiết kế khe co giãn phải bao gồm các chi tiết cho các mối nối ngang ở hiện trường đối với việc thi công phân giai đoạn và cho các khe co giãn dài hơn 18 000 mm. ở nơi nào thực hiện được, thì các mối nối cần được đặt ở ngoài các vệt bánh xe và các khu vực máng nước.

Các chi tiết trong các mối nối cần được tuyển chọn để tăng tối đa tuổi thọ chịu mỏi.

Các mối nối hiện trường được cung cấp cho việc thi công phân giai đoạn phải được đặt có lưu ý tới các khe co giãn thi công khác để cung cấp đủ chỗ để làm các liên kết của mối nối.

Các tài liệu hợp đồng cần yêu cầu là các chất trám bịt vĩnh cửu chỉ được đặt sau khi việc lắp đặt khe co giãn đã hoàn tất. ở nơi nào thực hiện được thì chỉ các chất trám bịt đó là được sử dụng để đặt vào một đơn vị liên tục. ở nơi nào không thể tránh phải nối ghép ở hiện trường, thì các mối nối cần được lưu hóa.

14.5.6. CÁC XEM XÉT VỀ CÁC LOẠI KHE CO GIÃN ĐẶC BIỆT

14.5.6.1.Các khe co giãn hở

Các khe co giãn hở của mặt cầu phải cho phép nước chảy tự do qua khe co giãn. Các trụ và các mố ở tại các khe co giãn hở phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 2.5.2 cốt để ngăn chặn sự tích tụ của nước và các mảnh vụn gạch đá.

14.5.6.2. Các khe co giãn kín

Các khe co giãn được bịt kín của mặt cầu phải bịt bề mặt của cầu, bao gồm đá vỉa, lề cầu, dải phân cách giữa, và, ở nơi cần thiết, lan can và các tường rào. Khe co giãn được bít lại của mặt cầu phải ngăn chặn sự tích tụ nước và các mảnh vụn gạch đá khiến hạn chế sự hoạt động của khe co giãn. Các khe co giãn kín hoặc không thấm nước phô ra trước hệ thống thoát nước của lòng đường phải có các bề mặt kết cấu thấp hơn so với khe co giãn được tạo hình và được bảo vệ theo yêu cầu đối với các khe co giãn hở.

Các mối bịt kín khe co giãn không được để cho rò nước và cần đẩy các mảnh vụn gạch đá ra khi bịt lại.

Nước thoát tích tụ trong các chỗ lõm của khe co giãn và chỗ sụt lún của vật liệu bịt không được xả lên các bệ cầu hoặc các phần nằm ngang của kết cấu.

Ở nơi mà sự chuyển động của khe co giãn được làm cho phù hợp bằng sự thay đổi hình học của các đệm bít hoặc các màng chất dẻo, thì các miếng đệm hoặc các màng chất dẻo không được trực tiếp tiếp xúc với các bánh xe.

14.5.6.3. Các khe co giãn không thấm nước

Các hệ không thấm nước cho các khe co giãn, bao gồm các máng, cái gom nước và ống xả nước của khe co giãn phải được thiết kế để gom tụ, dẫn và tháo xả nước mặt cầu khỏi kết cấu cầu.

Trong thiết kế các máng thoát nước, cần xem xét:

· Các độ dốc của máng không nhỏ hơn 1mm/12 mm,

· Các máng hở đầu hoặc các máng với các lỗ tháo xả lớn,

· Các máng được chế tạo sẵn,

· Các máng bao gồm các tấm chất dẻo có cốt tăng cường, thép không gỉ hoặc kim loại khác với các lớp sơn phủ bền lâu,

· Các linh kiện liên kết bằng thép không gỉ,

· Các máng có thể được thay thế từ phía dưới của khe co giãn,

· Các máng có thể ngang bằng từ bề mặt lòng đường, và

· Các khe co giãn bằng kim loại hàn và các mối nối bằng chất dẻo được lưu hóa.

14.5.6.4. Các mối bịt kín khe co giãn

Các mối bịt kín khe co giãn phải làm thích hợp với tất cả các chuyển động được dự kiến.

Trong lựa chọn loại mối bịt, cần xem xét các mối bịt kín:

· Được tạo hình sẵn hoặc chế tạo sẵn,

· Có thể được thay thế mà không có sự sửa đổi lớn khe co giãn,

· Không chịu các tải trọng bánh xe,

· Có thể đặt trong một bộ phận liên tục,

· Được đặt thụt xuống dưới bề mặt bọc sắt của khe co giãn,

· Được neo kết cơ học, và

· Đáp ứng được các thay đổi về chiều rộng của khe co giãn mà không có sức kháng lớn.

Vật liệu chất dẻo cho các mối bịt kín cần:

· Bền lâu, bằng neopren nguyên chất hoặc cao su tự nhiên và được tăng cường với các lá thép cán mỏng hoặc tấm vải dệt.

· Được lưu hóa,

· Được kiểm tra bằng thí nghiệm theo chu kỳ dài hạn, và

· Được liên kết bằng các chất dính kết được xử lý hóa học.

14.5.6.5. Các mối bịt kín được rót đổ vật liệu bịt vào

Trừ phi các số liệu chứng minh cho một chiều rộng nhỏ hơn của khe co giãn, chiều rộng của khe co giãn cho các mối bit rót vào cần ít nhất bằng 6,0 lần chuyển vị tính toán dự kiến của khe co giãn.

Liên kết vật liệu bịt kín vào các vật liệu kim loại và xây cần được chứng minh bằng các phương pháp thử nghiệm được chấp nhận.

14.5.6.6. Các mối bịt kín chịu nén và có nhiều ngăn

Tại nơi mà các mối bịt kín với vải dệt dày phải chịu toàn bộ phạm vi chuyển vị, thì các khe co giãn không được chéo hơn 20^o.

Các mối bịt kín chịu nén cho các khe co giãn ở gối, chiều rộng không được nhỏ hơn 64 mm mà cũng không được lớn hơn 150 mm khi không chịu nén và phải được quy định về số gia của chiều rộng bằng bội số của 12,0 mm.

Các mối bịt kín chính của lòng đường phải được làm không có các mối nối hoặc các đoạn cắt, trừ phi được kỹ sư chấp thuận riêng biệt.

Trong các khu vực rãnh nước và lề cầu, các mối bịt kín lòng đường phải được uốn cong thành các đường cong dần dần để duy trì sự thoát nước của lòng đường. Các đầu của các mối bịt kín lòng đường phải được bảo vệ bằng các nắp hoặc chụp có lỗ thông được gắn vào một cách chắc chắn. Các mối bịt kín phụ trong các bó vỉa và các khu vực có rào chắn có thể được cắt ra và uốn theo sự cần thiết để giúp cho sự uốn và gài vào khe co giãn.

Các mối bịt kín có ngăn kín không được sử dụng trong các khe co giãn nơi mà chúng sẽ chịu nén kéo dài, trừ phi sự thích hợp của chất dính kết và chất bịt kín đã được chứng minh bằng các thí nghiệm lâu dài cho các ứng dụng tương tự.

14.5.6.7. Các mối bịt kín bằng tấm và dải

Trong việc chọn lựa và áp dụng các mối bịt kín bằng tấm hoặc dải, cần xem xét:

· Các thiết kế khe co giãn mà các miếng đệm bít với các chỗ neo không bị phô ra chịu các tải trọng xe cộ,

· Các thiết kế khe co giãn cho phép sự kín hoàn toàn mà không có các ảnh hưởng có hại tới các đệm bít,

· Các thiết kế khe co giãn ở nơi mà các đệm bít chất dẻo kéo rộng thẳng đến các mép của mặt cầu, hơn là bị uốn cong ở các bó vỉa hoặc các rào chắn,

· Các mặt cầu với đủ mui luyện hoặc siêu cao để bảo đảm sự thoát nước ngang của nước tích tụ và các mảnh vụn gạch đá,

· Các đệm bít được tạo hình để đẩy các mảnh vụn gạch đá ra khỏi, và

· Các đệm bít không có các thay đổi đột ngột theo hướng ngang hoặc đứng.

Chỉ được dùng các mối bịt kín bằng tấm và dải có ghép nối khi được kỹ sư chấp thuận riêng biệt.

14.5.6.8. Các mối bịt kín kiểu tấm ván

Chỉ nên sử dụng mối bịt kín kiểu tấm ván một cách hãn hữu trên các cầu trên đường thứ yếu cho xe tải nhẹ và cho các mối nối không chéo hoặc chéo ít.

Cần xem xét:

·Các mối bịt kín được cung cấp bằng một tấm liên tục theo chiều dài của khe co giãn,

· Các mối bịt kín với các mối nối được lưu hóa, và

· Các chỗ neo chịu được các lực cần thiết để kéo dài ra hoặc ép mối bịt lại.

14.5.6.9. Các mối bịt kín theo mô đun

Cần xem xét:

· Các mối bịt kín đã được kiểm tra bằng thí nghiệm dài hạn,

· Các mối bịt kín với các tấm bít chất dẻo được khắc lõm vào thấp hơn các phần kim khí của bộ phận

· Các mối bịt kín được thiết kế để dễ dàng sửa chữa và thay thế các thành phần,

· Các mối bịt kín ở các khu vực đô thị có các thành phần được thiết kế để giảm thiểu tiếng ồn, và

· Các mối bịt kín được lắp ráp hoàn toàn bởi nhà sản xuất,

· Cấu tạo hình học của khe co giãn nên làm càng đơn giản càng tốt. Các khối lắp ngoài cần xem xét

14.6. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC GỐI CẦU

14.6.1. TỔNG QUÁT

Các gối cầu có thể là cố định hoặc di động theo yêu cầu về thiết kế cầu. Các gối di động có thể bao gồm các thanh dẫn để khống chế phương tịnh tiến. Các gối cố định và có dẫn hướng phải được thiết kế để chịu tất cả các tải trọng và kiềm chế sự tịnh tiến không mong muốn.

Trừ phi được chú giải khác, hệ số sức kháng cho các gối, j, phải lấy bằng 1,0.

Các gối chịu lực nhổ tịnh ở bất kỳ trạng thái giới hạn nào phải được bảo đảm bằng giằng xuống hoặc neo xuống.

Độ lớn và phương của các chuyển vị và các tải trọng sử dụng trong thiết kế gối phải được xác định rõ ràng trong các tài liệu hợp đồng.

Các sự phối hợp của các kiểu gối cố định hoặc di động khác nhau không nên sử dụng ở cùng khe co giãn, mố cầu, hoặc trụ cầu, trừ khi trong thiết kế có xem xét đến hiệu ứng của các đặc tính quay và độ uốn khác nhau trên các gối và cầu.

Không nên sử dụng các gối quay đa năng theo các quy định của phần này ở nơi mà các tải trọng thẳng đứng nhỏ hơn 20% khả năng chịu tải thẳng đứng.

Các gối cầu kiểu cứng và các thành phần của nó phải thiết kế để vẫn đàn hồi trong động đất tính toán.

Mọi gối cầu phải được đánh giá về độ bền của cấu kiện và của liên kết, và ổn định đỡ tựa.

14.6.2. CÁC ĐẶC TÍNH

Gối được chọn cho ứng dụng đặc biệt phải có các khả năng chuyển vị và chịu tải trọng thích hợp. Có thể sử dụng Bảng 1 và Hình 1 để so sánh các hệ gối khác nhau.

Phải áp dụng thuật ngữ sau đây vào Bảng 1:

S = Phù hợp

U = Không phù hợp

L = Phù hợp cho các ứng dụng bị giới hạn

R = Có thể phù hợp, nhưng yêu cầu các xem xem xét riêng biệt hoặc các cấu kiện thêm vào như các thanh trượt hoặc các đường dẫn

Long = Trục dọc

Trans = Trục ngang

Vert = Trục thẳng đứng

Bảng 14.6.2.1- Sự thích hợp của gối

Loại gối	Chuyển vị		Quay xung quanh trục cầu chỉ định			Sức kháng lại tải trọng
Loại gối	Dọc	Ngang	Dọc	Ngang	Đứng	Dọc	Ngang	Đứng
Tấm Chất dẻo đơn giản	S	S	S	S	L	L	L	L
Tấm được tăng cường bằng sợi thủy tinh	S	S	S	S	L	L	L	L
Tấm được tăng cường bằng sợi bông dày	U	U	U	U	U	L	L	S
Gối Chất dẻo được tăng cường bằng thép	S	S	S	S	L	L	L	S
Gối trượt phẳng	S	S	U	U	S	R	R	S
Gối hình cầu trượt cong	R	R	S	S	S	R	R	S
Gối hình trụ trượt cong	R	R	U	S	U	R	R	S
Gối đĩa	R	R	S	S	L	S	R	S
Gối hình trụ kép	R	R	S	S	U	R	R	S
Gối chậu	R	R	S	S	L	S	S	S
Gối đu đưa	S	U	U	S	U	R	R	S
Gối con lắc	U	U	U	S	U	S	R	S
Gối con lăn đơn	S	U	U	S	U	U	R	S
Gối nhiều con lăn	S	U	U	U	U	U	U	S

Hình 14.6.2-1- Các loại gối phổ biến

14.6.3. CÁC TÁC ĐỘNG LỰC DO SỰ KIỀM CHẾ CHUYỂN VỊ Ở GỐI

14.6.3.1. Lực và chuyển vị nằm ngang

Các lực và các chuyển vị nằm ngang gây ra trong cầu do sự kiềm chế chuyển vị ở gối phải được xác định bằng sử dụng các chuyển vị và các đặc điểm của gối quy định trong Điều 14.7.

Phải thiết kế các gối giãn nở và các bộ phận chống đỡ của chúng sao cho kết cấu có thể chịu được các chuyển động tương ứng với các chuyển vị do động đất được xác định theo các quy định trong Phần 3 mà không bị sập đổ. Phải đảm bảo các chiều rộng gối tựa đủ cho các gối giãn nở.

Kỹ sư phải xác định số lượng gối yêu cầu để chống lại các tải trọng quy định trong Phần 3 có xét đến những khả năng tham gia làm việc không đều do các dung sai thi công, do lệch tim không lường trước và sức chịu tải của từng gối riêng lẻ cũng như do độ chéo.

Cần xét đến việc sử dụng các cấu kiện có thể điều chỉnh tại hiện trường nhằm đảm bảo sự tham gia gần như đồng thời của một số các gối dự kiến.

Phải tính các lực ngang như các lực sinh ra do ma sát trượt, ma sát lăn hay biến dạng cắt của một cấu kiện dễ uốn trong gối.

Phải lấy lực ma sát trượt tính toán như sau:

H_u = m P_u (14.6.3.1-1)

trong đó:

H_u = lực nằm ngang tính toán (N)

m = hệ số ma sát

P_u = lực nén tính toán (N)

Lực tính toán do sự biến dạng của một kết cấu chất dẻo phải lấy như sau:

(14.6.3.1-2)

trong đó:

G = mô đun cắt của chất dẻo (MPa)

A = diện tích mặt bằng của cấu kiện chất dẻo hoặc gối (mm2)

D_u = biến dạng cắt tính toán (mm)

h_rt = tổng chiều cao của chất dẻo (mm)

Các lực lăn tính toán phải được xác định bằng thí nghiệm.

14.6.3.2. Mô men

Cả kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới phải được thiết kế với mô men tính toán lớn nhất, Mu, do gối truyền đến.

Đối với các gối trượt cong không kèm theo mặt trượt phẳng, M_u phải lấy như sau:

M_u = m P_u R (14.6.3.2-1)

Đối với các gối trượt có kèm theo mặt trượt phẳng, Mu phải lấy bằng:

M_u = 2m P_u R (14.6.3.2-2)

trong đó:

M_u = mô men tính toán (N.mm)

R = bán kính của mặt trượt cong (mm)

Đối với các gối và các tấm chất dẻo không bị kiềm chế, M_u phải lấy như sau:

(14.6.3.2-3)

trong đó:

I = mô men quán tính của dạng mặt bằng của gối (mm⁴)

E_c = mô đun hữu hiệu của gối chất dẻo chịu nén (MPa)

q_s = góc quay thiết kế quy định trong Điều 14.4.2

h_rt = tổng chiều dày các tấm chất dẻo (mm)

14.6.4. CHẾ TẠO, LẮP ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ VẬN CHUYỂN

Phải áp dụng các quy định về chế tạo, lắp đặt, thử nghiệm và vận chuyển của các gối được quy định trong Phần 818, “Thiết bị gối” của Tiêu chuẩn Thi Công.

14.6.5. CÁC QUY ĐỊNH VỀ ĐỘNG ĐẤT ĐỐI VỚI GỐI

14.6.5.1. Tổng quát

Phải áp dụng điều này cho việc phân tích, thiết kế và cấu tạo chi tiết đối với các gối cho phù hợp với các hiệu ứng của động đất.

Phải áp dụng các quy định này bổ sung vào mọi yêu cầu trong các quy định hiện hành khác. Khi chọn loại gối, phải xét đến tiêu chuẩn về động đất nói trong Điều 14.6.5.3 trong các giai đoạn đầu thiết kế.

14.6.5.2. Phạm vi áp dụng

Phải áp dụng các quy định này cho các gối có chốt, gối con lăn, gối đu đưa và các gối trượt bằng đồng thau hay hợp kim đồng, các gối cao su, các gối cầu, các gối chậu và gối đĩa trong các cầu phổ biến loại dầm – bản, nhưng không áp dụng cho các gối loại dùng cho cách ly động đất hay các gối cấu tạo nóng chảy.

Mặc dù chiến lược được sử dụng ở đây giả thiết hạn chế tác động phi đàn hồi đối với các khu vực có khớp được cấu tạo hợp lý của kết cấu phần dưới, nhưng một quan niệm khác cũng phải được xem xét là sử dụng sự di động của gối để phân tán các lực động đất. Trong trường hợp có thể áp dụng chiến lược khác thì phải xét đến trong thiết kế và cấu tạo mọi sự phân tán các chuyển dịch khi bị tăng cao và phải dự kiến đến các lực kèm theo chúng cũng như sự truyền của các lực đó.

14.6.5.3. Chỉ tiêu thiết kế

Khi lựa chọn và thiết kế các gối chống động đất, phải xét đến các đặc trưng cường độ và độ cứng của cả kết cấu phần trên và phần dưới có liên quan.

Phải thiết kế gối phù hợp với đáp ứng động đất dự kiến của toàn bộ hệ thống cầu.

Nếu áp dụng các loại gối cứng, phải giả thiết các lực động đất từ kết cấu phần trên được truyền qua các vách ngăn hay khung ngang và các liên kết của chúng vào gối, sau đó truyền xuống kết cấu phần dưới mà không được triết giảm do tác động phi đàn hồi cục bộ dọc theo đường truyền tải trọng đó.

Các gối cao su có độ cứng ít hơn độ cứng toàn bộ theo các hướng bị kiềm chế và nếu không được thiết kế tường minh là gối làm lớp cách ly hay gối nóng chảy thì có thể được sử dụng trong mọi hoàn cảnh. Nếu sử dụng chúng, phải thiết kế phù hợp với các tải trọng động đất.

14.7. CÁC QUY ĐỊNH THIẾT KẾ RIÊNG BIỆT VỀ GỐI

14.7.1. CÁC GỐI ĐU ĐƯA VÀ CON LĂN BẰNG KIM LOẠI

14.7.1.1. Tổng quát

Trục quay của gối phải thẳng hàng với trục mà xung quanh nó xảy ra các sự quay lớn nhất của bộ phận chịu lực. Phải thực hiện việc chuẩn bị đầy đủ để bảo đảm gối thẳng hàng không thay đổi trong suốt tuổi thọ của cầu. Các gối nhiều con lăn phải được liên kết bằng hệ thống bánh răng để bảo đảm các con lăn riêng lẻ vẫn song song với nhau và ở cự ly ban đầu của chúng.

Các gối đu đưa và con lăn phải được cấu tạo để chúng có thể dễ dàng kiểm tra và bảo dưỡng.

Cần tránh dùng các gối đu đưa khi thực tế cho phép và nếu dùng chúng khi thiết kế và cấu tạo phải xem xét các chuyển vị và xu hướng lật của chúng dưới tác động động đất.

14.7.1.2. Vật liệu

Các gối đu đưa và con lăn phải làm bằng thép không gỉ, theo ASTM A240M như quy định trong Điều 6.4.7, hoặc bằng thép kết cấu theo AASHTO M169 (ASTM A108), M102 (ASTM A 668M) hoặc M270M (ASTM A 709M) cấp 250, 345 hoặc 395 W. Tính chất vật liệu của các loại thép này phải lấy theo quy định trong Bảng 6.4.1-1 và 6.4.2-1.

14.7.1.3. Các yêu cầu về hình học

Các kích thước của gối phải được chọn lựa có tính đến cả các ứng suất tiếp xúc và sự chuyển động của điểm tiếp xúc do sự lăn.

Mỗi bề mặt tiếp xúc cong riêng phải có một bán kính không đổi. Các gối với hơn một bề mặt cong phải đối xứng đối với đường nối các tâm của hai bề mặt cong của chúng.

Nếu các chốt trục hoặc các cơ cấu bánh răng được sử dụng để dẫn hướng gối, thì đặc tính hình học của chúng cần cho phép sự chuyển vị tự do của gối.

Các gối phải được thiết kế ổn định. Nếu gối có hai mặt hình trụ riêng, mỗi mặt lăn trên một tấm phẳng, có thể đạt được sự ổn định bằng cách làm khoảng cách giữa hai đường tiếp xúc không lớn hơn tổng của các bán kính của hai mặt hình trụ.

14.7.1.4. Các ứng suất tiếp xúc

Ở trạng thái giới hạn sử dụng, tải trọng tiếp xúc, P_s, phải thỏa mãn:

· Đối với các mặt hình trụ:

	(14.7.1.4-1)
· Đối với các mặt hình cầu:
	(14.7.1.4-2)

trong đó:

D₁ = đường kính của bề mặt đu đưa hoặc con lăn (mm), và

D₂ = đường kính của mặt đối tiếp (mm). D₂ phải lấy như sau:

· dương nếu các độ cong có cùng dấu, và

· vô hạn nếu mặt đối tiếp là phẳng.

F_Y = cường độ chảy dẻo tối thiểu quy định nhỏ hơn của thép ở bề mặt tiếp xúc (MPa)

E_s = mô đun Young của thép (MPa)

W = chiều rộng của gối (mm)

14.7.2. CÁC MẶT TRƯỢT PTFE

Có thể sử dụng chất PTFE cho các mặt trượt của gối cầu để có thể chuyển vị tịnh tiến và xoay. Tất cả các mặt PTFE không phải là mặt dẫn hướng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở đây. Các mặt PTFE cong cũng phải thỏa mãn Điều 14.7.3.

14.7.2.1. Mặt PTFE

Mặt PTFE phải được làm từ chất nhựa PTFE tinh khiết và nguyên chất thỏa mãn các yêu cầu của ASTM D1457 hay tiêu chuẩn Việt Nam tương đương. Nó phải được chế tạo thành các tấm không lấp, tấm lấp đầy, hay được dệt thành vải từ các sợi PTFE hay các sợi khác.

Phải làm các tấm không lấp từ nhựa PTFE nguyên chất. Các tấm lấp đầy phải được làm bằng nhựa PTFE có trộn đều với các sợi thủy tinh, sợi cácbon hay vật liệu độn trơ về hóa tính khác. Hàm lượng vật liệu độn không được vượt quá 15% đối với sợi thủy tinh và 25% đối với sợi các bon.

Tấm PTFE có thể làm các lúm lõm có tác dụng như chỗ đựng chất bôi trơn. Tấm PTFE không bôi trơn cũng có thể làm các lúm lõm. Đường kính lúm lõm không được vượt quá 8 mm trên bề mặt PTFE và chiều sâu lúm lõm không được nhỏ hơn 2mm và không lớn hơn một nửa chiều dày tấm PTFE. Phải phân bố đều các lúm lõm này trên toàn bộ bề mặt của tấm và phải phủ trên 20% nhưng ít hơn 30% bề mặt tiếp xúc. Không được đặt các lúm lõm giao với các mép cạnh của mặt tiếp xúc. Chất bôi trơn phải là mỡ Silicone thỏa mãn tiêu chuẩn quốc phòng Mỹ MIL-S-8660 hay ASTM tương đương.

Sợi dệt PTFE phải được làm từ các sợi PTFE nguyên chất. Tấm sợi dệt PTFE có cốt gia cường phải được làm bằng các sợi cường độ cao như sợi thủy tinh để dệt xen kẽ với sợi PTFE sao cho không để lộ ra các sợi gia cường trên mặt trượt của tấm dệt đã hoàn thiện.

14.7.2.2. Mặt đối tiếp

Phải sử dụng kết hợp PTFE với mặt đối tiếp. Các mặt đối tiếp phẳng phải là thép không gỉ và các mặt đối tiếp cong phải làm bằng thép không gỉ hoặc nhôm xử lý anốt. Mặt phẳng phải là thép không gỉ loại 304, theo ASTM A167/ A264 hoặc loại tương đương của Việt Nam, và phải xử lý mặt bóng 0,20 mm RMS hoặc tốt hơn. Độ bóng trên bề mặt cong bằng kim loại không được quá 0,40 mm RMS. Mặt đối tiếp phải đủ rộng để luôn luôn phủ lên PTFE.

14.7.2.3. Chiều dày nhỏ nhất

14.7.2.3.1. PTFE

Đối với tất cả các ứng dụng, chiều dày ít nhất của PTFE phải là 1,5 mm sau khi nén. PTFE tấm lõm phải dày ít nhất 4,5 mm khi kích thước lớn nhất của PTFE nhỏ hơn hay bằng 600 mm, và 6,0 mm khi kích thước lớn nhất của PTFE là lớn hơn 600 mm. Vải dệt PTFE, được gắn chặt bằng cơ học ở trên lớp cơ sở bằng kim loại, phải có chiều dày nhỏ nhất bằng 1,50 mm và chiều dày lớn nhất bằng 3,0 mm ở trên điểm cao nhất của lớp cơ sở.

14.7.2.3.2. Các mặt đối tiếp bằng thép không gỉ

Chiều dày của mặt đối tiếp bằng thép không gỉ ít nhất phải là 1,5 mm khi kích thước của mặt nhỏ hơn hoặc bằng 300 mm, và ít nhất là 3,0 mm khi kích thước lớn nhất lớn hơn 300 mm.

Các yêu cầu bản đệm phải lấy theo quy định trong Điều 14.7.2.6.2.

14.7.2.4. Áp lực tiếp xúc

Phải xác định ứng suất giữa PTFE và mặt đối tiếp ở trạng thái giới hạn cường độ đối với diện tích danh định.

Phải tính ứng suất tiếp xúc trung bình bằng cách chia tải trọng cho hình chiếu của diện tích tiếp xúc lên trên mặt phẳng vuông góc với hướng tác dụng của tải trọng. Phải xác định ứng suất tiếp xúc ở mép cạnh bằng cách xét đến mô men tối đa do gối truyền vào với giả thiết sự phân bố ứng suất là tuyến tính lên mặt PTFE.

Các ứng suất không được vượt quá các trị số cho trong Bảng 1. Các ứng suất cho phép đối với các chất độn nằm xen kẽ ở giữa phải được tính theo cách nội suy tuyến tính trong Bảng 1.

Bảng 14.7.2.4-1. ứng suất tiếp xúc lớn nhất đối với PTFE ở trạng thái giới hạn cường độ (MPa)

Vật liệu	Ứng suất tiếp xúc trung bình		Ứng suất tiếp xúc ở mép
Vật liệu	Tải trọng thường xuyên	Tất cả các tải trọng	Tải trọng thường xuyên	Tất cả các tải trọng
PTFE không bị hạn chế:	–	–	–	–
Các tấm không lấp kín	14	20	18	25
CÁc tấm lấp kín với hàm lượng vật liệu độn lớn nhất	28	40	35	55
PTFE tấm bị hạn chế	30	40	35	55
Sợi PTFE dệt ở trên lớp nền bằng kim loại	30	40	35	55
PTFE dệt tăng cường trên lớp nền bằng kim loại	35	50	40	65

14.7.2.5. Hệ số ma sát

Hệ số ma sát ở trạng thái giới hạn sử dụng của mặt trượt PTFE phải lấy theo quy định trong Bảng 1. Các giá trị trung gian có thể được xác định bằng nội suy. Hệ số ma sát phải được xác định bằng sử dụng cấp ứng suất kết hợp với tổ hợp tải trọng có thể áp dụng được quy định trong Bảng 3.4.1-1. Các giá trị nhỏ hơn có thể được sử dụng nếu được kiểm tra bằng các thí nghiệm.

Khi ma sát được kể đến để chịu tải trọng không phải tải trọng động đất, hệ số ma sát thiết kế dưới tải trọng động có thể lấy không quá 10% của giá trị liệt kê trong Bảng 1 cho ứng suất đỡ tựa và loại PTFE đã chỉ định.

Các hệ số ma sát trong Bảng 1 dựa trên mặt đối tiếp có độ bóng 0,20 mm RMS. Các hệ số ma sát với các mặt gia công thô hơn phải xác lập bằng các kết quả thí nghiệm theo đúng Tiêu chuẩn Thi công AASHTO, Phần 18.1.5.2.

Các tài liệu hợp đồng phải yêu cầu chứng nhận thí nghiệm từ lô sản xuất PTFE để bảo đảm rằng ma sát thực tế đạt được ở trong gối là phù hợp với việc thiết kế gối.

Bảng 14.7.2.5-1- Các hệ số ma sát thiết kế – Trạng thái giới hạn sử dụng

Áp suất (MPa)	Hệ số ma sát
Áp suất (MPa)	3,5	7	14	> 20
Loại PTFE
Có lúm lõm được bôi trơn	0,04	0,03	0,025	0,02
Không được lấp kín hoặc có lúm lõm không được bôi trơn	0,08	0,07	0,05	0,03
Được lấp kín	0,24	0,17	0,09	0,06
Vải dệt	0,08	0,07	0,06	0,045

14.7.2.6. Sự gắn kết

14.7.2.6.1. Pt¦e

PTFE tấm bị kiềm chế trong một hốc lõm ở trong một tấm đáy bằng kim loại cứng, khoảng nửa chiều dày của nó có thể được gắn kết vào hoặc không gắn kết vào tấm đáy.

PTFE tấm không bị kiềm chế phải được gắn kết vào mặt kim loại hoặc lớp chất dẻo với độ cứng Shore A ít nhất là 90, bằng một phương pháp được chấp nhận.

PTFE dệt trên lớp nền kim loại phải được gắn đính vào lớp nền kim loại bằng sự gắn chặt cơ học có thể chịu được lực cắt không nhỏ hơn 0,10 lần lực nén đặt lên.

14.7.2.6.2 Mặt đối tiếp

Mặt đối tiếp đối với các mặt trượt phẳng phải được gắn dính vào tấm đáy bằng hàn, theo cách như vậy, thì nó vẫn còn phẳng và tiếp xúc hoàn toàn với tấm đáy của nó trong suốt đời sử dụng của nó. Mối hàn phải được cấu tạo để tạo thành một mối hàn kín chống ẩm tốt xung quanh toàn bộ chu vi của mặt đối tiếp để ngăn ngừa sự ăn mòn của bề mặt chung. Sự gắn kết phải có khả năng chịu lực ma sát lớn nhất có thể do gối phát triển dưới các tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng. Các mối hàn sử dụng cho việc gắn kết phải làm sạch ở khu vực tiếp xúc và trượt của mặt PTFE.

14.7.3. GỐI CÓ CÁC MẶT TRƯỢT CONG

14.7.3.1. Tổng quát

Các gối có các mặt trượt cong phải bao gồm hai bộ phận kim loại có các bề mặt cong đối tiếp và một mặt tiếp xúc có độ ma sát trượt thấp. Mặt cong có thể là mặt hình trụ tròn hay hình cầu. Các đặc tính, đặc trưng cơ học và đặc tính ma sát trượt của vật liệu được quy định trong các Điều 14.7.2 và 14.7.7.

Cả hai mặt của mặt tiếp xúc trượt phải có cùng bán kính danh định.

14.7.3.2. Sức kháng ép mặt

Bán kính của mặt cong phải đủ rộng để đảm bảo cho ứng suất ép mặt trung bình tối đa s_SS trên mặt chiếu nằm ngang của gối, ở trạng thái giới hạn cường độ, phải thỏa mãn ứng suất trung bình được quy định trong Điều 14.7.2.4 và 14.7.7.3.

Sức kháng tính toán phải được lấy như sau:

· Đối với các gối hình trụ:

P_r = jDW_s_SS (14.7.3.2-1)

· Đối với các gối hình cầu:

(14.7.3.2-2)

trong đó:

P_r = sức kháng nén tính toán (N)

D = đường kính phần hình chiếu của mặt gối chịu tải lên mặt phẳng nằm ngang (mm)

s_SS = ứng suất tiếp xúc trung bình lớn nhất ở trạng thái giới hạn cường độ được phép sử dụng của vật liệu PTFE theo Bảng 14.7.2.4-1 hoặc của vật liệu đồng thau theo Bảng 14.7.7.3-1 (MPa)

W = chiều dài của hình trụ (mm)

j = hệ số sức kháng lấy bằng 1,0

14.7.3.3. Sức kháng tải trọng ngang

Trong trường hợp yêu cầu gối chịu tải trọng ngang ở trạng thái giới hạn cường độ hay ở trạng thái giới hạn đặc biệt phải cấu tạo một hệ thống hạn chế bên ngoài hoặc:

· Đối với mặt trượt hình trụ, tải trọng nằm ngang phải thỏa mãn:

H_u ≤ 2RWs_SS sin (y – b – q_u) sinb (14.7.3.3-1)

· Đối với mặt hình cầu, tải trọng ngang phải thỏa mãn:

H_u ≤ pR² s_SS sin² (y – b – q_u) sinb (14.7.3.3-2)

trong đó:

		(14.7.3.3-3)
và:

trong đó:

H_u = tải trọng nằm ngang tính toán (N)

L = chiều dài chiếu của mặt trượt thẳng góc với trục quay (mm)

P_D = tải trọng nén sử dụng do các tải trọng thường xuyên (N)

R = bán kính của mặt trượt cong (mm)

W = chiều dài của mặt trượt hình trụ (mm)

b = góc giữa đường thẳng đứng và hợp lực của tải trọng (RAD)

q_u = góc quay thiết kế trong trạng thái giới hạn cường độ (RAD)

s_SS = ứng suất tiếp xúc trung bình tối đa trong trạng thái giới hạn cường độ được áp dụng cho vật liệu PTFE theo Bảng 14.7.2.4-1 hay cho đồng thau theo Bảng 14.7.7.3-1 (MPa)

y = góc phân giác đối diện của mặt cong (RAD)

14.7.4. CÁC GỐI CHẬU

14.7.4.1. Tổng quát

Ở nơi mà các gối chậu được cung cấp với tấm trượt PTFE để đảm bảo cả chuyển vị quay và nằm ngang, các mặt trượt và các hệ dẫn bất kỳ phải được thiết kế phù hợp với các quy định của các Điều 14.7.2 và 14.7.9.

Các cấu kiện quay của gối chậu phải bao gồm ít nhất một chậu, một píttông, một đĩa chất dẻo và các vòng bịt kín.

Vì mục đích thiết lập các lực và các biến dạng áp đặt lên gối chậu, trục quay phải lấy nằm trên mặt phẳng nằm ngang ở nửa chiều cao của đĩa chất dẻo.

14.7.4.2. Vật liệu

Đĩa chất dẻo phải được làm từ một hợp chất căn cứ trên cao su thiên nhiên nguyên chất hoặc neopren nguyên chất phù hợp AASHTO M251 (ASTM D4014). Độ cứng danh định phải nằm giữa 50 và 60 trên thang Shore A.

Chậu và pittông phải được làm bằng thép kết cấu phù hợp với AASHTO M270M (ASTM A 709M), các cấp 250, 345 hoặc 345 W, hoặc bằng thép không gỉ phù hợp với ASTM A240M. Độ bóng của các mặt tiếp xúc với đệm chất dẻo không được nhẵn hơn 1,5 mm. Cường độ chảy dẻo và độ cứng của pittông không được vượt quá các chỉ số đó của chậu.

Các vòng bịt kín bằng đồng thau thỏa mãn các Điều 14.7.4.5.2 và 14.7.4.5.3 phải phù hợp với ASTM B36M (nửa cứng) đối với các vòng có mặt cắt ngang hình chữ nhật, và Federal Specification QQB626, Composition 2, đối với các vòng có mặt cắt ngang hình tròn.

14.7.4.3. Các yêu cầu về hình học

Chiều cao của đĩa chất dẻo, h_r, phải thỏa mãn:

h_r ³ 3,33D_p q_u(14.7.4.3.-1)

trong đó:

D_p = đường kính trong của chậu (mm)

q_u = độ quay thiết kế quy định trong Điều 14.4.2 (RAD)

Các kích thước của các cấu kiện của gối chậu phải được thỏa mãn các yêu cầu sau đây dưới sự tổ hợp ít thuận lợi nhất của các chuyển vị và sự quay tính toán:

· Chậu phải đủ cao để cho phép vòng bịt và vành của pittông vẫn ở trong sự tiếp xúc hoàn toàn với mặt thẳng đứng của vách chậu.

· Sự tiếp xúc hoặc sự gắn kết giữa các thành phần kim loại không ngăn ngừa thêm chuyển vị hoặc sự quay.

14.7.4.4. Đĩa chất dẻo

Ứng suất trung bình trên chất dẻo ở trạng thái giới hạn sử dụng không được vượt quá 25 MPa. Để quay dễ dàng, các mặt trên và dưới của chất dẻo phải được xử lý với chất bôi trơn không có hại cho chất dẻo. Có thể dùng các đĩa PTFE mỏng đặt trên mặt trên và mặt dưới của chất dẻo.

14.7.4.5. Các vòng bịt

14.7.4.5.1. Tổng quát

Phải sử dụng vòng bịt giữa chậu và pittông. Ở trạng thái giới hạn sử dụng, các vòng bịt phải thích hợp để ngăn ngừa sự bật ra của chất dẻo dưới tải trọng nén và tác động đồng thời của các sự quay theo chu kỳ. Ở trạng thái giới hạn cường độ, các vòng bịt cũng phải thích hợp để ngăn ngừa sự bật ra của chất dẻo dưới tải trọng nén và tác động đồng thời của sự quay tĩnh.

Các vòng đồng thau thỏa mãn các yêu cầu của Điều 14.7.4.5.2 hoặc Điều 14.7.4.5.3 có thể được sử dụng mà không có thử nghiệm để thỏa mãn các yêu cầu ở trên. Người kỹ sư có thể chấp nhận các hệ thống bịt kín khác trên cơ sở có chứng minh bằng thí nghiệm.

14.7.4.5.2. Các vòng có các mặt cắt ngang hình chữ nhật

Phải sử dụng ba vòng hình chữ nhật. Mỗi vòng phải là tròn ở trong mặt phẳng, nhưng phải bị cắt ở một điểm trên chu vi của nó. Các mặt của chỗ cắt phải ở trên một mặt phẳng tạo thành 45^o với đường thẳng đứng và với tiếp tuyến của chu vi. Các vòng phải được định vị để các chỗ cắt trên mỗi vòng trong ba vòng cách đều theo chu vi của chậu.

Chiều rộng của mỗi vòng phải không nhỏ hơn 0,02 D_p hoặc 6,0 mm, và phải không vượt quá 19 mm. Chiều cao của mỗi vòng không được nhỏ hơn 0,2 lần chiều rộng của nó.

14.7.4.5.3. Các vòng có các mặt cắt ngang hình tròn

Phải sử dụng một vòng kín hình tròn với đường kính ngoài D_p. Nó phải có một đường kính của mặt cắt ngang không nhỏ hơn 0,0175 D_p hoặc 8 mm.

14.7.4.6. Chậu gối

Chậu gối phải bao gồm ít nhất một vách và đáy. Tất cả các cấu kiện của chậu phải được thiết kế để thực hiện vai trò của một đơn vị kết cấu đơn.

Chiều dày tối thiểu của bản dưới gối tựa trực tiếp lên bê tông hay vữa phải thỏa mãn:

· t_base ³ 0,06 D_p và (14.7.4.6-1)

· t_base ³ 19 mm(14.7.4.6-2)

Chiều dày của bản dưới gối tựa trực tiếp lên dầm thép hoặc bản phân bố tải trọng phải thỏa mãn:

· t_base ³ 0.04 D_p và (14.7.4.6-3)

· t_base ³ 12,5 mm (14.7.4.6-4)

Thay cho việc phân tích chính xác hơn, sức kháng ép tựa tính toán của một vách của gối hình chậu di động trượt không được dẫn hướng có thể lấy theo:

P_r = 2 j F_y t_w h_p (14.7.4.6-5)

trong đó:

t_w ³ 20 mm (14.7.4.6-6)

ở đây:

P_r = sức kháng tính toán của vách chậu (N)

t_w = chiều dày vách chậu (mm)

F_y = cường độ chảy dẻo của thép (MPa)

h_p = chiều cao của chậu (mm)

j = hệ số sức kháng lấy bằng 0,90.

Chiều dày của vách của các chậu được dẫn hướng hoặc cố định phải được xác định đối với cường độ áp dụng được và các tổ hợp tải trọng đặc biệt quy định trong Bảng 3.4.1-1 bằng cách dùng một phân tích hợp lý.

14.7.4.7. Pittông

Pittông phải có cùng dạng mặt như bên trong của chậu. Chiều dày của nó phải thích hợp để chịu các tải trọng đặt lên nó, nhưng không được nhỏ hơn 6,0% của đường kính trong của chậu, D_p, trừ ở vành.

Chu vi của pittông phải có một vành tiếp xúc qua đó các tải trọng nằm ngang có thể được truyền tới. Trong các chậu hình tròn, bề mặt của nó có thể là hoặc hình trụ hoặc hình cầu. Thân của pittông ở trên vành phải được làm giật vào hoặc vuốt thon để ngăn ngừa bị kẹt. Chiều cao, w, của vành pittông phải đủ lớn để truyền các lực nằm ngang tính toán giữa chậu và pittông.

Các gối chậu chịu các tải trọng ngang phải được tính toán sao cho thỏa mãn:

	(14.7.4.7-1)
Các gối chậu truyền tải trọng thông qua pittông phải thỏa mãn:
	(14.7.4.7-2)
w ³ 3,2 mm	(14.7.4.7-3)

trong đó:

H_S = tải trọng sử dụng nằm ngang tác dụng lên gối (N)

q_S = góc quay sử dụng tối đa do tổng tải trọng (RAD)

F_y = cường độ chảy dẻo của thép (MPa)

D_p = đường kính trong của chậu gối (mm)

w = chiều cao của vành pittông (mm)

t_W = chiều dày của vách chậu (mm).

Đường kính của vành pittông phải là đường kính trong của chậu trừ đi một khoảng cách tịnh, c. Khoảng cách tịnh, c, phải càng nhỏ càng tốt để ngăn ngừa sự bật ra của chất dẻo, nhưng không nhỏ hơn 0,5 mm. Nếu bề mặt của vành pittông là hình trụ, khoảng cách tịnh phải thỏa mãn:

(14.7.4.7-4)

trong đó:

D_p = đường kính trong của chậu (mm)

w = chiều cao của vành pittông (mm)

q_u = góc quay thiết kế quy định trong Điều 14.4.2 (RAD)

14.7.5. GỐI CHẤT DẺO ĐƯỢC TĂNG CƯỜNG THÉP – PHƯƠNG PHÁP B

14.7.5.1. Tổng quát

Có thể thiết kế các gối chất dẻo có tăng cường thép bằng cách dùng một trong hai phương pháp thường được gọi là Phương pháp A và Phương pháp B. Trường hợp áp dụng các quy định trong Điều này, cấu kiện phải thỏa mãn các yêu cầu của Phương pháp B. Trường hợp áp dụng các quy định của Điều 14.7.6 thì cấu kiện phải đáp ứng các yêu cầu của Phương pháp A.

Các gối chất dẻo được tăng cường thép phải bao gồm các lớp cốt thép và chất dẻo xen kẽ, dính kết với nhau. Thêm vào bất kỳ cốt thép bên trong nào, các gối có thể có các tấm thép chịu lực ở bên ngoài được liên kết vào hoặc lớp chất dẻo ở trên hoặc ở dưới, hoặc được liên kết vào cả hai lớp chất dẻo.

Không được sử dụng các lớp chất dẻo vát mỏng. Tất cả các lớp bên trong của chất dẻo phải cùng một chiều dày. Các lớp phủ ở trên và ở dưới không được dày hơn 70% của các lớp bên trong.

Hệ số hình dạng của một lớp gối chất dẻo, S_i, phải lấy bằng diện tích mặt bằng của lớp chia cho diện tích của chu vi tự do phồng ra. Đối với các gối hình chữ nhật không có lỗ,hệ số hình dạng của một lớp có thể lấy như sau:

(14.7.5.1-1)

trong đó:

L = chiều dài của gối chất dẻo hình chữ nhật (song song với trục dọc của cầu) (mm)

W = chiều rộng của gối theo phương ngang(mm)

h_ri = chiều dày của lớp chất dẻo thứ i trong gối chất dẻo (mm)

Đối với các gối hình tròn không có lỗ, hệ số hình dạng của một lớp có thể lấy như sau:

(14.7.5.1-2)

trong đó:

D = đường kính của hình chiếu của bề mặt được đặt tải của gối trong mặt phẳng nằm ngang – (mm).

14.7.5.2. Các tính chất vật liệu

Chất dẻo phải có mô đun đàn hồi trượt từ 0,60 đến 1,2 MPa và độ cứng danh định từ 50 đến 60 trên thang Shore A, và phải tuân theo các yêu cầu của Phần 18.2 của Tiêu chuẩn Thi công cầu AASHTO LRFG.

Mô đun cắt của chất dẻo ở 23^oC phải được dùng làm cơ sở cho thiết kế. Nếu chất dẻo được quy định rõ ràng bằng mô đun cắt của nó, thì giá trị đó phải được sử dụng trong thiết kế và các đặc tính khác phải được lấy từ Bảng 1. Nếu vật liệu được quy định bằng độ cứng của nó, mô đun cắt phải lấy theo giá trị thích hợp nhỏ nhất từ phạm vi về độ cứng đó được cho trong Bảng 1. Các giá trị trung gian có thể có được bằng nội suy.

Bảng 14.7.5.2-1 – Mô đun cắt, G

	Độ cứng (Shore A)
	50	60	70
Mô đun cắt @ 23^o C	0,66 – 0,90	0,90 – 1,38	1,38 – 2,07
Độ uốn do từ biến @ 25 năm chia cho độ uốn tức thời	0,25	0,35	0,45

14.7.5.3. Các yêu cầu thiết kế

14.7.5.3.1. Phạm vi

Các gối thiết kế theo các quy định ở đây phải được kiểm tra theo các yêu cầu đối với các gối chất dẻo được tăng cường thép theo quy định trong Phần 818 của Tiêu chuẩn Thi công.

14.7.5.3.2. Ứng suất nén

Trong bất kỳ lớp gối chất dẻo nào, ứng suất nén trung bình ở trạng thái giới hạn sử dụng phải thỏa mãn:

· Đối với gối chịu biến dạng cắt:

s_s ≤ 1,66 GS ≤ 11,0 Mpa (14.7.5.3.2-1)

s_L ≤ 0,66 GS (14.7.5.3.2-2)

· Đối với các gối được cố định chống lại biến dạng cắt:

s_s ≤ 2,00 GS ≤ 12,0 Mpa (14.7.5.3.2-3)

s_L ≤ 1,00 GS (14.7.5.3.2-4)

trong đó:

s_s = ứng suất nén trung bình do tổng tải trọng (MPa)

s_L = ứng suất nén trung bình do hoạt tải (MPa)

G = mô đun cắt của chất dẻo (MPa)

S = hệ số hình dạng của lớp dày nhất của gối.

14.7.5.3.3. Độ lún do nén

Các độ lún của gối chất dẻo do tổng tải trọng và riêng hoạt tải phải được xem xét riêng biệt.

Độ lún tức thời phải lấy như sau:

d = S e_i h_ri (14.7.5.3.3-1)

trong đó:

e_i = ứng biến nén tức thời trong lớp chất dẻo thứ i của gối cán mỏng

h_ri = chiều dày của lớp chất dẻo thứ i trong gối cán mỏng (mm)

Các giá trị của e_i phải được xác định từ các kết quả thí nghiệm hoặc bằng phân tích khi xem xét các độ lún lâu dài. Các tác động của từ biến của chất dẻo phải được cộng vào độ uốn tức thời. Các tác động từ biến cần được xác định từ các thông tin liên quan đến hợp chất chất dẻo sử dụng. Trong tình trạng thiếu các số liệu đặc trưng vật liệu, có thể sử dụng các giá trị cho trong Điều 14.7.5.2.

14.7.5.3.4. Biến dạng cắt

Chuyển vị ngang của kết cấu phần trên cầu, D_o, phải được lấy bằng chuyển vị lớn nhất gây ra bởi từ biến, co ngót, kéo sau kết hợp với các hiệu ứng nhiệt tính theo quy định của Điều 3.12.2.

Biến dạng cắt lớn nhất của gối trong trạng thái giới hạn sử dụng, D_S, phải được lấy bằng D_o đã được điều chỉnh để xét đến độ cứng của kết cấu phần dưới và phương pháp thi công. Nếu mặt trượt ma sát thấp được trang bị thì không cần lấy D_S có giá trị lớn hơn biến dạng tương ứng đoạn trượt đầu tiên.

Gối phải thỏa mãn:

h_rt ³ 2D_s (14.7.5.3.4-1)

trong đó:

h_rt = Tổng chiều dày chất dẻo (mm)

D_s = Độ biến dạng cắt lớn nhất của chất dẻo ở trạng thái giới hạn sử dụng (mm)

14.7.5.3.5. Nén và quay kết hợp

Các quy định của Phần này phải áp dụng ở trạng thái giới hạn sử dụng. Các sự quay phải được lấy theo tổng lớn nhất của các tác động của sự thiếu song song ban đầu và sự quay đầu dầm theo sau do các tải trọng và các chuyển động đặt lên.

Các gối phải được thiết kế để không xảy ra sự nhổ lên dưới bất kỳ tổ hợp tải trọng và các sự quay tương ứng nào.

Các gối hình chữ nhật, để thỏa mãn các yêu cầu không bị nhổ lên, có thể được dùng nếu như chúng thỏa mãn:

	(14.7.5.3.5-1)
Các gối chữ nhật chịu biến dạng cắt cũng phải thỏa mãn:
	(14.7.5.3.5-2)
Các gối chữ nhật cố định đối với biến dạng cắt cũng phải thỏa mãn:
	(14.7.5.3.5-3)

trong đó:

n = số lượng các lớp bên trong của chất dẻo

h_ri = chiều cao của lớp chất dẻo thứ i (mm)

s_S = ứng suất trong chất dẻo (MPa)

B = chiều dài của tấm gối nếu quay xung quanh trục ngang của nó, hoặc chiều rộng của tấm gối nếu quay xung quanh trục dọc của nó (mm)

q_S = độ quay xung quanh bất kỳ trục nào của tấm gối (RAD)

Các gối tròn có thể dùng để thỏa mãn các yêu cầu không bị nhổ lên nếu chúng thỏa mãn:

	(14.7.5.3.5-4)
Các gối tròn chịu biến dạng cắt cũng phải thỏa mãn:
	(14.7.5.3.5-5)
Các gối tròn cố định đối với biến dạng cắt cũng phải thỏa mãn:
	(14.7.5.3.5-6)

trong đó:

q_S = độ quay lớn nhất xung quanh bất kỳ trục nào (RAD)

D = đường kính của tấm gối (mm)

14.7.5.3.6. ổn định của các gối chất dẻo

Các gối phải được nghiên cứu về mặt ổn định ở các tổ hợp tải trọng của trạng thái giới hạn sử dụng quy định trong Bảng 3.4.1-1.

Các gối thỏa mãn Phương trình 1 phải được xem là ổn định, và không cần nghiên cứu thêm về độ ổn định.

2A ≤ B (14.7.5.3.6-1)

với:

	(14.7.5.3.6-2)
	(14.7.5.3.6-3)

trong đó:

G = mô đun cắt của chất dẻo (MPa)

L = chiều dài của gối chất dẻo chữ nhật (song song với trục dọc cầu) (mm)

W = chiều rộng của gối trong phương ngang (mm)

trong đó:

Đối với gối hình chữ nhật nơi mà L lớn hơn W, phải nghiên cứu sự ổn định bằng đổi chỗ L và W trong các Phương trình 2 và 3.

Đối với các gối tròn, có thể nghiên cứu sự ổn định bằng sử dụng các phương trình cho gối vuông với W = L = 0,8D.

Đối với các gối chữ nhật, ứng suất nén sử dụng trung bình do tổng tải trọng s_s phải được thỏa mãn:

· Nếu mặt cầu được tự do tịnh tiến ngang:
	(14.7.5.3.6-4)
· Nếu mặt cầu được cố định chống lại tịnh tiến ngang
	(14.7.5.3.6-5)

14.7.5.3.7.Cốt tăng cường

Chiều dày của cốt thép tăng cường, h_s, phải thỏa mãn:

· Ở trạng thái giới hạn sử dụng;

	(14.7.5.3.7-1)
· Ở trạng thái giới hạn mỏi:
	(14.7.5.3.7-2)

trong đó:

DF_TH = ngưỡng mỏi biên độ không đổi chỗ cho Loại A theo quy định trong Điều 6.6 (MPa)

h_max = chiều dày của lớp chất dẻo dày nhất trong gối chất dẻo (mm)

s_L = ứng suất nén trung bình sử dụng do hoạt tải (MPa)

s_S = ứng suất nén trung bình sử dụng do tổng tải trọng (MPa)

F_y = cường độ chảy dẻo của cốt thép (MPa)

Nếu có các lỗ trong cốt tăng cường, chiều dày nhỏ nhất phải được lấy tăng lên một hệ số bằng hai lần tổng chiều rộng chia cho chiều rộng thực.

14.7.5.3.8. Các quy định về cấu tạo chống động đất

Các gối di động bằng cao su phải được cấu tạo neo để chống động đất thích đáng nhằm chống lại các lực ngang vượt quá sức chịu cắt của gối chậu. Tấm đế và tấm đệm gối phải được làm rộng hơn để bố trí các bu lông neo. Không được cho các linh kiện xuyên qua cao su, trừ phi được kỹ sư đồng ý. Phải thiết kế bu lông neo chịu được hiệu ứng tổ hợp uốn và cắt do tải trọng động đất theo quy định của Điều 14.6.5.3. Phải trang bị cho các gối cố định cao su các cấu tạo kiềm chế ngang thích đáng chống lại toàn bộ tải trọng nằm ngang.

14.7.6. CÁC TẤM GỐI CHẤT DẺO VÀ CÁC GỐI CHẤT DẺO ĐƯỢC TĂNG CƯỜNG THÉP – PHƯƠNG PHÁP A

14.7.6.1. Tổng quát

Các quy định của điều này áp dụng cho thiết kế:

· Các tấm gối chất dẻo đơn giản, PEP,

· Các tấm gối được tăng cường bằng các lớp sợi thủy tinh riêng biệt, FGP, và

· Các tấm gối được tăng cường bằng các lớp vải bông dày đặt gần nhau, CDP, và các gối chất dẻo tăng cường thép.

Các chiều dày của lớp ở trong tấm FGP có thể khác nhau giữa tấm này với tấm kia. Đối với các gối chất dẻo tăng cường thép thiết kế theo quy định của Phần này, các lớp trong phải có cùng bề dày, và các lớp phủ ngoài phải dùng không quá 70% chiều dày của các lớp trong.

Hệ số hình dạng đối với các tấm gối chất dẻo và gối chất dẻo được tăng cường trong điều này được xác định theo quy định trong Điều 14.7.5.1.

14.7.6.2. Các tính chất vật liệu

Các vật liệu phải thỏa mãn yêu cầu của Điều 14.7.5.2, trừ mô đun cắt phải từ 0,60 đến 1,70 MPa và độ cứng danh định phải từ 50 đến 70 trên thang Shore A, và phải tuân theo các yêu cầu của Phần 818 của Tiêu chuẩn Thi công. Điều ngoại trừ này không áp dụng cho các gối chất dẻo tăng cường thép thiết kế theo quy định của phần này.

Lực cắt trên kết cấu gây ra bởi sự biến dạng của chất dẻo phải được căn cứ trên giá trị G, không nhỏ hơn giá trị của chất dẻo ở 23^oC. Phải bỏ qua các tác động của sự tự chùng.

14.7.6.3. Các yêu cầu thiết kế

14.7.6.3.1. Phạm vi

Các gối chất dẻo được tăng cường thép có thể được thiết kế theo điều này, trong trường hợp chúng đủ tiêu chuẩn về các yêu cầu thử nghiệm phù hợp với các tấm gối chất dẻo.

Các quy định cho FGP chỉ áp dụng cho các tấm gối nơi mà sợi thủy tinh được đặt thành các lớp đôi cách nhau 3,0 mm.

Các đặc tính vật lý của neopren và cao su thiên nhiên được sử dụng trong các gối này phải tuân theo các yêu cầu sau đây của ASTM hoặc AASHTO với các sửa đổi như được lưu ý:

	ASTM	AASHTO
Hợp chất	Yêu cầu	Yêu cầu
Neorpen	D4014	AASHTO M251
Cao su thiên nhiên	D4014	AASHTO M251

Các sửa đổi:

· Độ cứng Durometer phải là 50±10 điểm, và

· Các mẫu cho các thí nghiệm tập hợp nén phải được chuẩn bị bằng sử dụng khuôn rập Loại 2.

14.7.6.3.2. Ứng suất nén

Ở trạng thái giới hạn sử dụng, ứng suất nén trung bình, ss, ở trong bất kỳ lớp nào phải thỏa mãn:

· Đối với PEP:

s_S ≤ 0,55GS ≤ 5,5 MPa (14.7.6.3.2-1)

· Đối với FGP:

s_S ≤ 1,00GS ≤ 5,5 MPa (14.7.6.3.2-2)

· Đối với CDP:

s_S ≤ 10,5 MPa (14.7.6.3.2-3)

Đối với FGP, trị số S sử dụng phải là cho khoảng cách lớn nhất giữa điểm ở giữa của các lớp đôi cốt tăng cường ở đỉnh và ở đáy của lớp chất dẻo

Đối với các gối cao su có cốt thép theo quy định của Điều này:

s_S ≤ 7MPa và s_S ≤ 1,0 GS (14.7.6.3.2-4)

trong đó giá trị s phải lấy bằng chiều dày của lớp dày nhất của gối.

Có thể tăng các giới hạn ứng suất này lên 10% khi ngăn ngừa được biến dạng cắt.

14.7.6.3.3. Độ lún do nén

Phải áp dụng các quy định của Điều 14.7.5.3.3

14.7.6.3.4. Cắt

Chuyển vị nằm ngang của cầu phải được tính toán theo Điều 14.4. Biến dạng cắt lớn nhất của tấm gối, D_S, phải lấy theo chuyển vị nằm ngang của cầu, được giảm bớt do xét tới độ mềm dẻo của trụ và được sửa đổi theo các phương pháp thi công. Nếu một mặt trượt ma sát thấp được sử dụng, D_S không cần lấy lớn hơn độ biến dạng tương ứng với lần trượt thứ nhất.

Phải áp dụng các quy định của Điều 14.7.5.3.4, trừ tấm gối phải được thiết kế như sau:

· Đối với PEP, FGP và các gối chất dẻo được tăng cường thép:

h_rt ³ 2 D_S (14.7.6.3.4-1)

· Đối với CDP:

h_rt ³ 10 D_S (14.7.6.3.4-2)

14.7.6.3.5. Sự quay

Các quy định của điều này phải áp dụng ở trạng thái giới hạn sử dụng. Chuyển vị quay phải được lấy theo tổng số lớn nhất của các tác dụng của sự thiếu song song ban đầu và sau đó sự quay của đầu dầm do các tải trọng và các chuyển động đặt lên.

· Các tấm gối chữ nhật phải thỏa mãn:

	(14.7.6.3.5-1)
	(14.7.6.3.5-2)
· Các tấm gối tròn phải thỏa mãn:
	(14.7.6.3.5-3)

trong đó:

s_S = ứng suất nén trung bình sử dụng do tổng tải trọng (MPa)

G = mô đun cắt của chất dẻo (MPa)

S = hệ số hình dạng của lớp dày nhất của gối chất dẻo

L = chiều dài của gối chất dẻo chữ nhật (song song với trục dọc cầu) (mm)

h_rt = tổng chiều dày chất dẻo trong gối elas-tome (mm)

W = chiều rộng của gối trong phương ngang (mm)

D = đường kính của tấm gối (mm)

q_s = độ quay xung quanh bất kỳ trục nào của tấm gối (RAD)

q_s,x = độ quay sử dụng do tổng tải trọng xung quanh trục ngang (RAD)

q_s.z = độ quay sử dụng do tổng tải trọng xung quanh trục dọc (RAD).

14.7.6.3.6. Độ ổn định

Để bảo đảm độ ổn định, tổng chiều dày của tấm gối phải không vượt quá trị số nhỏ nhất của L/3, W/3, hoặc D/4.

14.7.6.3.7. Cốt tăng cường

Cốt tăng cường trong FGP phải là sợi thủy tinh với cường độ trong mỗi phương mặt phẳng ít nhất là 15,2 h_ri tính bằng N/mm. Vì mục đích của điều này, nếu các lớp của chất dẻo có chiều dày khác nhau, h_ri phải lấy theo chiều dày trung bình của hai lớp chất dẻo dính kết vào cùng cốt tăng cường. Nếu cốt sợi thủy tinh có các lỗ, cường độ của nó phải được tăng lên trên giá trị nhỏ nhất quy định ở đây tức hai lần chiều rộng toàn bộ chia cho chiều rộng thực.

Cốt tăng cường cho gối chất dẻo tăng cường bằng thép thiết kế theo những quy định của Điều này phải phù hợp với những yêu cầu của Điều 14.7.5.3.7.

14.7.6.4. Sự neo kết

Nếu lực cắt tính toán do tấm gối đã biến dạng chịu ở trạng thái giới hạn cường độ vượt quá một phần năm của lực nén P_sd do các tải trọng thường xuyên thì tấm gối phải được đảm bảo chống lại chuyển vị nằm ngang.

14.7.7. CÁC BỀ MẶT TRƯỢT BẰNG HỢP KIM ĐỒNG ĐỎ HOẶC ĐỒNG THIẾC

14.7.7.1. Vật liệu

Hợp kim đồng đỏ hoặc đồng thiếc có thể sử dụng cho:

· Các mặt trượt phẳng để thích ứng với các chuyển vị tịnh tiến,

· Các mặt trượt cong để thích ứng với sự tịnh tiến và sự quay hạn chế, và

· Các chốt hoặc các xilanh cho các bạc lót trục của các gối đu đưa hoặc các gối khác có các độ quay lớn.

Các mặt trượt bằng đồng đỏ hoặc các sản phẩm đúc phải tuân theo AASHTO M107 (ASTM B22) và phải làm bằng Hợp kim C90500, C91100 hoặc C86300, trừ phi được quy định khác. Bề mặt đối tiếp phải là thép kết cấu có trị số độ cứng Brinell ít nhất 100 điểm lớn hơn trị số của đồng thiếc.

Các gối di động trượt bằng hợp kim đồng đỏ và đồng thiếc phải được đánh giá về khả năng chịu cắt và ổn định dưới tải trọng ngang.

Mặt đối tiếp phải được làm bằng thép và gia công bằng máy để phù hợp với hình học của bề mặt đồng thiếc nhằm tạo điều kiện cho đỡ tựa và tiếp xúc đồng đều.

14.7.7.2. Hệ số ma sát

Hệ số ma sát có thể được xác định bằng thực nghiệm. Thay thế vào các thí nghiệm như thế, hệ số ma sát thiết kế có thể lấy bằng 0,1 cho các thành phần đồng đỏ tự bôi trơn và 0,4 cho các loại khác.

14.7.7.3. Giới hạn về tải trọng

Ứng suất đỡ tựa danh định do tổ hợp tĩnh và hoạt tải ở trạng thái giới hạn cường độ không được vượt quá các trị số cho trong Bảng 1.

Bảng 14.7.7.3-1- Ứng suất đỡ tựa ở trạng thái giới hạn cường độ

HỢP KIM ĐỒNG THIẾC AASHTIO M107 (ASTM B22)	ỨNG SUẤT ĐỠ TỰA (MPA)
C90500 – Loại 1	21
C91100 – Loại 2	21
C86300 – Loại 3	83

14.7.7.4. Các khe hở và mặt đối tiếp

Mặt đối tiếp phải làm bằng thép và gia công chính xác bằng máy để phù hợp với hình học của bề mặt đồng thiếc và tạo điều kiện cho đỡ tựa và tiếp xúc đồng đều.

14.7.8. CÁC GỐI ĐĨA

14.7.8.1. Tổng quát

Các kích thước của các cấu kiện của gối đĩa phải là loại tiếp xúc cứng giữa các thành phần kim loại mà sự tiếp xúc này ngăn ngừa sự chuyển vị hoặc sự quay hơn nữa và sẽ không xảy ra dưới tổ hợp ít thuận lợi nhất của các chuyển vị và các độ quay thiết kế ở trạng thái giới hạn cường độ. Gối đĩa phải được thiết kế cho độ quay thiết kế, q_u, quy định trong Điều 14.4.2.

Vì mục đích xác định các lực và các biến dạng đặt lên gối đĩa, trục quay có thể lấy như là nằm trong mặt phẳng nằm ngang ở giữa chiều cao của đĩa. Đĩa urethan phải được giữ ở vị trí bằng một thiết bị định vị chắc chắn.

Các vòng giới hạn có thể được sử dụng để giữ một phần tấm chất dẻo chống lại sự giãn nở ngang. Chúng có thể gồm các vòng thép được hàn vào các tấm ở trên cùng và dưới cùng, hoặc một hốc lõm tròn trong mỗi tấm đó.

Nếu vòng giới hạn được sử dụng, nó cần cao ít nhất là 0,03 D_d.

14.7.8.2. Vật liệu

Đĩa chất dẻo phải được làm từ một hợp chất gốc urethan polyete, chỉ sử dụng vật liệu nguyên khai. Độ cứng phải từ 45 đến 65 trên thang Shore D.

Các bộ phận kim loại của gối phải làm bằng thép kết cấu phù hợp với AASHTO M270M hoặc M183 (ASTM A709M) cấp 250, 345 hay 345W hoặc bằng thép không gỉ phù hợp với ASTM A240M)

14.7.8.3. Đĩa chất dẻo

Đĩa chất dẻo phải được giữ ở vị trí bằng một thiết bị định vị chắc chắn.

Ở trạng thái giới hạn sử dụng, đĩa phải được thiết kế để:

· Độ lún tức thời của nó dưới tổng tải trọng không vượt quá 10% của chiều dày của đĩa không chịu ứng suất, và độ lún tăng thêm do từ biến không vượt quá 8% chiều dày của đĩa không chịu ứng suất;

· Các thành phần của gối không nâng lên khỏi nhau ở bất kỳ vị trí nào,

· Ứng suất nén trung bình trên đĩa không vượt quá 35 MPa. Nếu bề mặt bên ngoài của đĩa không thẳng đứng, ứng suất phải được tính bằng cách sử dụng diện tích mặt bằng nhỏ nhất của đĩa.

Nếu mặt trượt PTFE được sử dụng, các ứng suất trên mặt trượt PTFE không được vượt quá 75% của các giá trị cho các ứng suất trung bình và mép được cho trong Điều 14.7.2.4 đối với trạng thái giới hạn cường độ. ảnh hưởng của các mô men do đĩa urethan gây ra phải được đưa vào trong sự phân tích ứng suất.

14.7.8.4. Cơ cấu chịu cắt

Trong các gối cố định và có dẫn hướng, phải cung cấp một cơ cấu chịu cắt để truyền các lực nằm ngang giữa các tấm thép ở bên trên và bên dưới. Nó phải đủ khả năng chịu lực nằm ngang trong bất kỳ phương nào bằng lực lớn hơn lực cắt thiết kế hoặc 10% của tải trọng thẳng đứng thiết kế.

Khoảng cách tịnh nằm ngang thiết kế giữa các thành phần ở bên trên và bên dưới của cơ cấu chống cắt không được vượt quá giá trị cho các thanh dẫn được cho trong Điều 14.7.9.

14.7.8.5. Các tấm thép

Phải áp dụng các quy định của các Phần 3, 4 và 6 của Tiêu chuẩn này một cách thích hợp được.

Chiều dày của mỗi tấm của các tấm thép ở bên trên và bên dưới không được nhỏ hơn 0,045D_d nếu là tiếp xúc trực tiếp với dầm thép hoặc tấm phân bố, hoặc 0.06 D_d nếu nó đặt trực tiếp trên vữa hoặc bê tông.

14.7.9. CÁC CHI TIẾT DẪN HƯỚNG VÀ KIỀM CHẾ

14.7.9.1. Tổng quát

Các chi tiết dẫn hướng có thể được sử dụng để ngăn ngừa chuyển vị theo một phương. Các chi tiết kiềm chế có thể được sử dụng để cho phép chỉ chuyển vị giới hạn trong một hoặc nhiều phương hơn. Các chi tiết dẫn hướng và kiềm chế phải có vật liệu ma sát thấp ở các mặt tiếp xúc trượt của chúng.

14.7.9.2. Các tải trọng thiết kế

Các chi tiết dẫn hướng hoặc kiềm chế phải được thiết kế bằng sử dụng các tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn cường độ quy định trong Bảng 3.4.1-1 cho trị số lớn hơn của hoặc:

· Lực thiết kế nằm ngang tính toán, hoặc

· 10% của lực thẳng đứng tính toán tác động lên tất cả các gối ở tại chỗ bị uốn cong chia cho số lượng các gối có dẫn hướng ở tại chỗ bị uốn cong.

Các chi tiết dẫn hướng và kiềm chế phải được thiết kế cho các lực động đất hoặc va chạm có thể áp dụng được bằng sử dụng tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn đặc biệt của Bảng 3.4.1-1.

14.7.9.3. Vật liệu

Đối với các gối thép, chi tiết dẫn hướng hoặc kiềm chế phải được làm từ thép phù hợp với AASHTO M270M (ASTM A709 M) cấp 250, 345 hoặc 345W, hoặc thép không gỉ phù hợp với ASTM A240M. Đối với các gối bằng nhôm, chi tiết dẫn hướng cũng có thể bằng nhôm.

Vật liệu bề mặt tiếp xúc ma sát thấp phải được kỹ sư chấp nhận.

14.7.9.4. Các yêu cầu về hình học

Các chi tiết dẫn hướng phải song song với nhau, đủ dài để thích ứng với toàn bộ chuyển vị thiết kế của gối ở trong phương trượt, và phải cho phép trượt tự do nhỏ nhất là 0,8 mm và lớn nhất là 1,6 mm trong phương bị kiềm chế. Các chi tiết dẫn hướng phải được thiết kế tránh bị kẹt dưới mọi tải trọng thiết kế, các chuyển vị kể cả quay.

14.7.9.5. Căn cứ thiết kế

14.7.9.5.1. Vị trí tải trọng

Phải giả thiết lực nằm ngang tác dụng vào thiết bị dẫn hướng hay thiết bị kiềm chế tác dụng ở trọng tâm của vật liệu mặt đối tiếp bằng vật liệu ma sát thấp. Khi thiết kế liên kết nối giữa thiết bị dẫn hướng hay thiết bị kiềm chế với thân của hệ thống gối, phải xét đến cả lực cắt và mô men lật.

Thiết kế và cấu tạo chi tiết của các bộ phận gối để chống lại tải trọng ngang bao gồm cả tải trọng động đất, được xác định theo Điều 14.6.3.1 phải đảm bảo cường độ và độ dẻo thích hợp. Các thanh dẫn hướng và các vòng chăn hay đai ốc tại các đầu của chốt và các thiết bị tương tự phải được thiết kế hoặc chống lại các tải trọng tác dụng lên nó hoặc phải đảm bảo một đường truyền tải trọng để có thể làm việc trước khi vượt quá chuyển vị tương đối của kết cấu phần dưới và kết cấu phần trên.

14.7.9.5.2. ứng suất tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc tác dụng lên vật liệu ma sát thấp không được vượt quá trị số được nhà sản xuất khuyến nghị. Đối với vật liệu PTFE các ứng suất ở trạng thái giới hạn cường độ không được vượt quá các giá trị quy định trong Bảng 14.7.2.4-1 dưới tải trọng phải chịu hoặc 1,25 lần các ứng suất dưới tác dụng của tải trọng ngắn hạn.

14.7.9.6. Sự gắn kết của vật liệu ma sát thấp

Vật liệu ma sát thấp phải được gắn bằng ít nhất hai phương pháp bất kỳ trong số ba phương pháp sau đây;

· Kẹp chặt cơ học

· Gắn dính chặt

· Khóa liên động cơ học với lớp nền kim loại.

14.7.10. CÁC HỆ GỐI KHÁC

Các hệ gối làm từ các thành phần không được quy định trong các Điều từ 14.7.1 suốt đến 14.7.9 cũng có thể được sử dụng, tùy thuộc vào sự chấp thuận của Kỹ sư. Các gối như thế phải thích hợp để chịu các lực và các biến dạng đặt lên chúng ở các trạng thái giới hạn sử dụng, cường độ và đặc biệt mà không có sự cố về vật liệu và không gây ra các biến dạng bất lợi cho sự hoạt động đúng đắn của chúng.

Các kích thước của gối phải được lựa chọn để cung cấp các chuyển động thích hợp ở mọi lúc. Các vật liệu phải có đủ cường độ, độ cứng, và sức kháng từ biến và sự phong hóa để bảo đảm sự hoạt động đúng đắn của gối suốt tuổi thọ thiết kế của cầu.

Kỹ sư phải xác định các thí nghiệm mà gối phải thỏa mãn. Các thí nghiệm phải được thiết kế để chứng minh bất kỳ nhược điểm nào có khả năng ở trong hệ dưới riêng tải trọng nén, cắt hoặc quay hoặc các tổ hợp của chúng. Phải yêu cầu thí nghiệm dưới tải trọng kéo dài và theo chu kỳ.

14.8. CÁC TẤM ĐỠ TẢI TRỌNG VÀ SỰ NEO CỐ CÁC GỐI

14.8.1. CÁC TẤM PHÂN BỐ TẢI TRỌNG

Gối, cùng với bất kỳ các tấm phụ thêm nào, phải được thiết kế để:

· Hệ tổ hợp là đủ cứng để ngăn ngừa các sự cong vênh của gối có thể làm xấu đi sự hoạt động đúng đắn của gối,

· Các ứng suất đặt lên kết cấu đỡ thỏa mãn các giới hạn quy định trong các Phần 5, hoặc 6, và

· Gối có thể được thay thế trong phạm vi các giới hạn của chiều cao kích do Kỹ sư quy định mà không gây hư hại gối, các tấm phân bố hoặc kết cấu đỡ. Nếu không cho giới hạn nào thì phải sử dụng chiều cao 9,5 mm.

Sức kháng của các thành phần thép phải được tuân theo Phần 6.

Thay thế cho phương pháp phân tích chính xác hơn, tải trọng từ gối do lớp vữa nền chịu hoàn toàn, có thể giả định là phân bố theo độ dốc nằm ngang so với thẳng đứng là 1,5: 1, từ mép của cấu kiện nhỏ nhất của gối chịu tải trọng nén.

Phải sử dụng và thiết kế các bộ phận tăng cứng gối cho các dầm thép theo quy định của Phần 6.

Phải đảm bảo các liên kết dùng cho tấm đế gối và tấm đệm gối có đủ khả năng chống lại các tải trọng ngang, bao gồm các tải trọng động đất được xác định theo quy định của Điều 14.6.5.3. Các tấm đế gối phải được mở rộng để bố trí các bu lông neo khi cần thiết.

14.8.2. CÁC TẤM VÁT

Dưới đầy đủ tải trọng thường xuyên tiêu chuẩn ở nhiệt độ trung bình hàng năm tại hiện trường cầu, nếu độ nghiêng của mặt dưới của dầm đối với mặt nằm ngang vượt quá 0,01 RAD, thì phải dùng một tấm vát để tạo một mặt ngang bằng.

14.8.3. NEO VÀ BU LÔNG NEO

14.8.3.1. Tổng quát

Phải đảm bảo tất cả các tấm phân bố tải trọng và các gối có tấm thép bên ngoài, được giữ chắc chắn vào bệ đỡ bằng liên kết bu lông hay hàn.

Phải đảm bảo tất cả các dầm được giữ chắc chắn vào gối đỡ bằng hệ thống liên kết có thể chống lại các lực nằm ngang tác dụng lên chúng. Không được phép tách các bộ phận gối với nhau. Các liên kết phải chịu được tổ hợp tải trọng bất lợi nhất ở trạng thái giới hạn cường độ và phải bố trí các liên kết vào các vị trí cần thiết để ngăn ngừa sự tách rời giữa các bộ phận.

Phải neo các giàn, dầm và dầm thép cán một cách an toàn vào kết cấu phần dưới. Nếu có thể được, cần chôn các bu lông neo vào bê tông của kết cấu phần dưới, nếu không như vậy, có thể chèn vữa tại chỗ vào các bu lông neo. Các bu lông neo có thể được làm móc chẻ hay ren để đảm bảo gắn chắc vào vật liệu dùng để chèn chúng vào trong các lỗ.

Sức kháng tính toán của bu lông neo phải lớn hơn hiệu ứng lực tính toán do tổ hợp tải trọng cường độ I và do tất cả các tổ hợp tải trọng đặc biệt phù hợp.

Phải xác định sức kháng kéo của bu lông neo theo quy định của Điều 6.13.2.10.2.

Phải xác định sức kháng cắt của các bu lông neo và các đinh chốt theo quy định của Điều 6.13.2.7.

Phải xác định sức kháng của các bu lông neo vừa chịu kéo và cắt như quy định trong Điều 6.13.2.11.

Phải lấy sức kháng ép tựa của bê tông theo quy định của Điều 5.7.5. Xác định hệ số điều chỉnh m phải căn cứ vào sự phân bố không đều của ứng suất đỡ tựa.

14.8.3.2. Các yêu cầu về cấu tạo chi tiết và thiết kế động đất

Phải thiết kế bu lông neo được dùng để chống tải trọng động đất trong trạng thái làm việc dẻo. Cần bố trí đủ cốt thép xung quanh các bu lông neo để truyền các lực nằm ngang và để neo chúng vào khối kết cấu phần dưới. Phải nhận dạng rõ các bề mặt có thể có thể nứt nẻ của bê tông liền kề hệ thống neo gối và phải tính toán khả năng chịu ma sát cắt của chúng.

14.9. BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN

Tất cả các phần thép bị nhô ra ngoài của gối không được làm bằng thép không gỉ thì phải được bảo vệ chống ăn mòn bằng cách phủ kẽm, mạ kẽm nóng hoặc sơn phủ được kỹ sư chấp nhận.

TIÊU CHUẨN NGÀNH 22 TCN 272:2005 VỀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU DO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BAN HÀNH
Số, ký hiệu văn bản	22TCN272:2005	Ngày hiệu lực	20/06/2005
Loại văn bản	Tiêu chuẩn Việt Nam	Ngày đăng công báo
Lĩnh vực	Giao thông - vận tải	Ngày ban hành	20/06/2005
Cơ quan ban hành	Bộ giao thông vận tải	Tình trạng	Không xác định

Các văn bản liên kết

Văn bản được hướng dẫn		Văn bản hướng dẫn
Văn bản được hợp nhất		Văn bản hợp nhất
Văn bản bị sửa đổi, bổ sung		Văn bản sửa đổi, bổ sung
Văn bản bị đính chính		Văn bản đính chính
Văn bản bị thay thế		Văn bản thay thế
Văn bản được dẫn chiếu		Văn bản căn cứ

Tải văn bản

Tải văn bản về Bản PDF/Bản gốc