GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 113/152
θ - Hệ số chuyển ñổi.
3.3.9.6. ðẳng cấp của dầm dọc cụt theo cường ñộ ñinh tán ở bụng dầm dọc cụt là:
- Khi có bản cá trên
2
ε








+
=
'
k
1
k
o
7
h
l
8,41a
0,13RF
K

- Khi không có bản cá trên

)
h’
k
- Khoảng cách giữa các ñinh tán biên trong bụng dầm dọc cụt (m).
3.3.9.7. ðẳng cấp của dầm dọc cụt ñã xác ñịnh theo các công thức trên ñược so sánh
với ñẳng cấp của tải trọng:
K
o
= 0,15 P
o
(1 + µ
o
)
Trong ñó:
P
o
- Tải trọng do trục nặng nhất của ñoàn tàu ñè lên ray (T)
( 1 + µ
o
) - Hệ số xung kích của tải trọng ñó ñược tính với λ = 0.
3.3.10. ðIỀU KIỆN TÍNH TOÁN LIÊN KẾT DẦM DỌC VỚI DẦM NGANG
- Theo cường ñộ ñinh tán liên kết thép góc với dầm dọc (nếu dùng bu lông thường
hoặc bu lông cường ñộ cao thì cũng tính toán như ñối với ñinh tán có xét ñến diện tích tính
toán tính ñổi tương ñối của bu lông.
- Theo cường ñộ ñinh tán nối thép góc với dầm ngang
- Theo ñộ mỏi của ñinh tán nối thép góc với dầm ngang khi không có bản cá.
- Theo cường ñộ và ñộ mỏi của bản cá và theo cường ñộ của liên kết của bản cá
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 114/152


Page 115/152
Ω
k
= Ω
p
Diện tích ñường ảnh hưởng lực cắt trong mặt cắt dầm ngang, nằm trên giữa
dầm dọc và dàn chủ (m
2
)
m = 1 Hệ số ñiều kiện làm việc
o
o
n
F
µ
3
=
Diện tích tính toán tính ñổi của các ñinh tán n
3
chịu cắt hoặc chịu ép mặt
dùng ñể liên kết bản nối ñầu dầm ngang với hai nhánh của thanh ñứng của dàn chủ (m
2
).
Ngoài ra cần kiểm toán cường ñộ mối nối bản nối ñầu dầm ngang với tấm thẳng
ñứng của dầm ngang
3.3.11.2. Khi trong mối nối dầm ngang vào dàn chủ có các thép góc nối và bản hẫng
thẳng ñứng như hình 3.1b thì tính toán như công thức sau:
(
)

Năng lực chịu tải của thanh dàn chịu nén theo ñiều kiện cường ñộ của bản giằng hoặc
thanh giằng ñược kiểm toán ñối với trường hợp mặt cắt ghép hình hộp hoặc hình H gồm
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 116/152
các nhánh ñược nối ghép với nhau trên suốt chiều dài bằng một hay hai mặt phẳng thanh
giằng hoặc bản giằng.
3.4.2. TÍNH TOÁN THANH BIÊN TRÊN CỦA DÀN KHI TÀ VẸT ðẶT TRỰC
TIẾP LÊN NÓ
Xác ñịnh hoạt tải cho phép (T/m) ñối với các thanh biên trên (chịu nén) của dàn có tà
vẹt ñặt trực tiếp lên chúng trong hai trường hợp
Khi tính về cường ñộ
Khi tính về ổn ñịnh
ðẳng cấp ñể tính toán năng lực chịu tải của các thanh biên trên của dàn chủ khi có tà
vẹt ñặt trực tiếp lên chúng ñược xác ñịnh như phần 3.1.6 khi λ = l; α = a
o
/l.
3.4.3. TÍNH TOÁN NÚT GỐI NHỌN CỦA DÀN.
Nút gối nhọn là nút ñầu dàn, chịu uốn
ðẳng cấp của nút gối nhọn của dàn chủ kết cấu nhịp ñược xác ñịnh:
Theo ứng suất pháp ñược xác ñịnh tại các mặt cắt
a)

Mặt cắt 1-1 tại chỗ bắt ñầu của thanh biên
b)

Mặt cắt 2-2 ở cách mặt cắt 1-1 một khoảng bằng 0,4 – 0,5 m
c)

Mặt cắt ñứt các tấm nằm ngang

-

Bán kính quán tính mặt cắt r ñược lấy ñối với trục ñi qua trọng tâm mặt cắt và song
song với mặt phẳng của hệ liên kết, còn chiều dài tự do lấu ñối với dạng dàn phức tạp
-

Bán kính quán tính mặt cắt ñược lấy là nhỏ nhất, còn chiều dài tự do lấy bằng nửa
khoảng cách của tâm liên kết của thanh chéo
3.5. XÉT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC HƯ HỎNG VÀ KHUYẾT TẬT CÁC BỘ
PHẬN.
3.5.1. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIẢM YẾU BỘ PHẬN DO GỈ
Khi trong kết cấu nhịp có những bộ phận bị gỉ ñáng kể thì ngoài việc tính toán mặt
cắt mà ở ñó có ứng lực lớn nhất tác ñộng, cần phải tính toán phân cấp thêm cả những mặt
cắt ñăc bị giảm yếu do gỉ.
ảnh hưởng của gỉ kim loại ñược xét ñến bằng cách ñưa vào trong công thức tính toán
các ñặc trưng hình học thực tế của mặt cắt ñược xét ñến có kể ñến sự giảm yếu do chúng bị
gỉ. Trong mỗi mặt cắt như thế cần xác ñịnh các ñặc trưng hình học tương ứng ñối với phần
mặt cắt còn lại chưa bị gỉ.
Khi tính toán về ñộ mỏi của các cấu kiện ñã bị giảm yếu do gỉ thép thì cần phải xét
hệ tập trung ứng suất.
3.5.2. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ CONG VÊNH CỦA CÁC CẤU KIỆN
Khi cấu kiện chịu nén có ñộ cong vênh với ñường tên f > 0,0025 l
o
ñối với kết cấu
mặt cắt tổ hợp hoặc mặt cắt thép hình H có bản tấm nằm ngang ñặc hoặc có f > 0,143 ρ ñối
với cấu kiện có mặt cắt ngang Π (l
o
- chiều dài tự do; ρ - bán kính lõi của mặt cắt) ảnh
hưởng của dộ cong vênh cần phải ñược kể ñến khi xác ñịnh hệ số uốn dọc ϕ. Hế số uốn
dọc ϕ trong trường hợp ñó lấy tuỳ thuộc vào ñộ mảnh λ

mặt cắt.
Muốn vậy diện tích tính toán ñược xác ñịnh như sau:
- ðối với cấu kiện chịu nén:
p
'FG
=
ϕ
- ðối với cấu kiện chịu kéo:
p'
po
0
W
'Fe
1
1
'FG
+
=

Trong ñó:
F’
p
, W’
p
- Diện tích (m
2
) và mô men kháng uốn (m
3
) của phần nguyên lành của mặt
cắt bị giảm yếu nhất.

theo ứng suất pháp có kể ñến hư hỏng nằm trong vùng 3 là:






−
−
= p5,0
l
)h∆h(δR15,1
nε
1
k
kk

Trong ñó:
R - Cường ñộ tính toán cơ bản (T/m
2
)
δ - Chiều dày bản bụng dầm (m)
h - Chiều cao toàn bộ của bụng dầm trên gối (m)
∆h - Chiều cao phần hư hỏng của bụng dầm (m)
l - Nhịp tính toán của dầm (m)

GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 120/152
3.6. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN ðƯỢC TĂNG CƯỜNG.

Ωp'εRG(m
θΩε
1
k
γγ
−=
Trong ñó γ
yc
Hệ số tính toán khi cấu kiện ñược gia cố mà không có dỡ trọng lượng
bản thân
o
Ho
yc
G
Gmρ
1γ +=
3.6.2. NĂNG LỰC CHỊU TẢI CỦA CẤU KIỆN BỊ NÉN, ðà ðƯỢC TĂNG
CƯỜNG BẰNG GỖ
ðược xác ñịnh theo công thức
(
)
∑
−=
p
pn
ppo
kk
'
k
Ωε(mRCW

1,1
p
p
F
I
r =
I
p
- Mô men quán tính tính ñổi của mặt cắt nguyên (m
4
)
I
p
= I’
p
+ 0,05 ΣI
d

I’
p
- Mô men quán tính của phần không bị hư hỏng của mặt cắt ngang thép ñối với
trục bản thân
ΣI
d
- Tổng các mô men quán tính của các bộ phận bằng gỗ ñối với trục bản thân (m
4
)
3.7. CÁC CHỈ DẪN THỰC HÀNH TÍNH TOÁN
Tính toán ñẳng cấp của các bộ phận, các mối nối, các cấu kiện và các liên kết của
chúng nên ñược làm dưới dạng bảng. Nếu có các tính toán ñặc biệt khác bổ sung thì tập

mF’
o
lớn hơn trị số tương ứng của diện tích tính toán quy ước của bộ phận (mF
th
, hay
mϕF
p
) năng lực chịu tải của bộ phận và cường ñộ mối (liên kết) hay bản nút cáo thể không
ñược xác ñịnh.
Trong trường hợp năng lực chiu tải của các bộ phận dàn về mỏi là không ñủ thì cần
xác ñịnh lượng tích tuỹ hư hỏng mỏi (ñộ dự trữ) theo lý thuyết hư hỏng tính luỹ (thuộc
phần tính toán ñặc biệt của hồ sơ kiểm ñịnh cầu). Theo kết quả của tính toán ñó mà lập
ñiều kiện khai thác mà chọn biện pháp tăng cường kết cấu nhịp phù hợp

3.8. CÁC CÂU HỎI ÔN TẬP
1/- Công thức chung tính toán ñẳng cấp cầu thép ñường sắt
3.2.1. Xét kết cấu nhịp
3.2.2. Xét ñoàn tàu.
2/- Cách tính ñẳng cấp dầm chủ và hệ dầm mặt cầu
3/- Cách tính ñăng cấp các bộ phận của giàn chủ
4/- Cách xét ảnh hưởng của các hư hỏng và khuyết tật các bộ phận
5/- Cách tính toán các bộ phận ñược tăng cường
cường ñộ cao lấy nhỏ hơn 1 - 3 mm so với ñường kính của ñinh hỏng.
Khi thay thế, trước tiên phải khoan lỗ ở mũ ñinh hỏng hoặc dùng mỏ cắt ô xy -
axetylen ñể cắt mũ ñinh nhưng không ñược ñốt nóng quá mức phần thép của cấu kiện. Lỗ
khoan mũ ñinh thường có ñường kính nhỏ hơn 4 - 5 mm so với ñường kính ñinh và sâu
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 124/152
hơn 1 - 3 mm so với chiều cao mũ ñinh. Sau ñó dùng chạm chặt ñứt mũ ñinh và ñột bỏ
phần thân ñinh còn lại.
ðôi khi phải doa thêm lỗ cho rộng ra ñể luồn ñược bu lông cường ñộ cao vào. Chiều
dài của bu lông cường ñộ cao ñược chọn sao cho phù hợp với chiều dày tập bản thép và
không phải dùng quá nnhiều chủng loại bu lông. Trước ñó các bu lông phải ñược tẩy sạch
dầu mỡ rỉ, các ê cu phải ñược xoay thử cho ñi hết ñoạn chiều dài ren răng thân bu lông.
Lắp gá xong phải dùng cờ lê xiết chặt bu lông. Sau ñó dùng cờ lê ño lực ñể xiết ñến lực
căng thiết kế tuỳ theo ñường kính bu lông. Xiết xong bu lông phải kiểm tra các ñinh tán
còn lại xung quanh. Nếu thấy ñinh tán nào lỏng phải thay tiếp.
Tổ công nhân làm việc này cần có 3 người
d
2
1
1
2
3

Hình 4.1:
Sơ ñồ khoan cắt bỏ phần ñinh tán hỏng.
a) Bằng cách khoan lỗ;
1 - Phần sẽ bị chặt bằng chạm sắt 2 - Phần bị khoan lỗ;
b) Bằng cách dùng mỏ cắt;
1 - ðinh tán; 2 – Mỏ cắt; 3 – Miếng ñệ tỳ.

phải chỉ phủ qua vùng có vết nứt, ñặc biệt là ñối với cấu kiện mặt cắt hàn. Diện tích tổng
cộng phải lớn hơn diện tích mặt cắt cấu kiện ñược sửa chữa. Số lượng bu lông ở một bên
của vết nứt tuỳ thuộc vào diện tích làm việc của bản ñệm.
Trong một số trường hợp ñặc biệt ñã ñược nghiên cứu thiết kế kỹ lưỡng và hợp lý thì
có thể hàn vá vết nứt nhưng phải theo ñúng công nghệ hàn quy ñịnh trong ñồ án sửa chữa.
Các mép vết nứt phải ñược mài vát góc 60
0
– 80
0
, rồi hàn nửa tự ñộng dưới lớp thuốc hàn.
Nếu vết nứt ở các bản cánh của dầm thép hoặc thép góc cánh phải ñược ñặt lên bản ñệm
thép phủ qua toàn bộ bề rộng cánh dầm hoặc bề rộng thép góc ( hình 4-3). Thép góc ñệm
mới phải có cùng mặt cắt với thép góc bị nứt và phải mài vát sống ñể ñặt sát ñược vào thép
góc cánh bị nứt.
a) b)
80-100 >40 80-100 >40
δ>10
lç khoan chÆn
VÕt nøt

Hình 4.3: ốp phủ vết nứt trong thép góc cánh của dầm
dọc bằng bản phủ phẳng (a) và bằng thép góc (b).

Các bản cá bị hư hỏng cùng có thể sửa theo như trên hoặc thay bản cá mới. Chiều
dày bản cá mới phải ít nhất là 12mm và không mỏng hơn cá cũ.
Các vết nứt trong bản bụng của dầm dọc ở chỗ nối nó với dầm ngang (hình 4-4) phải
ñược áp hai bản ñệm hai bên dày ít nhất 10mm và xiết bulông cường ñộ cao ép chặt lại.
Bản ñệm phải ñược ñặt trên toàn chiều cao dầm dọc cho ñến áp sát vào cánh nằm ngang
của thép góc cánh. Như vậy, có thể phải ñặt ít nhất 2 hàng bu lông cường ñộ cao bên ngoài
ñầu vết nứt.

ñảm bảo an toàn.
4.1.5. SỬA CONG VÊNH.
ðối với các bộ phận bị cong vênh như thanh dàn do va quệt xe nếu ñường tên chỗ
cong vênh quá 1/7 bán kính quán tính mặt cắt thì phải tính toán lại kết cấu. Có thể sửa tạm
bằng cách ñặt các nẹp gỗ ép sát hai bên. ðể sửa cong vênh nên dùng các bộ nẹp và kích ép.
Cần lưu ý là khi nắn nguội như vậy thì trong thép ñã phát sinh biến dạng dẻo khiến cho
tính chất cơ lý của thép ở ñó bị thay ñổi ( hình 4-5).
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Page 127/152
Hình 4.5: Nắn sửa
các chỗ cong móp
1.

Van
2.

Thanh ñỡ ép
3.

Dầm thép
4.

Kích
5.

Chỗ kê kích
6.

Thanh căng

bụng dầm thép
1.

Bu lông
2.

Bản ñệm ( nét gạch chéo ) thay
cho phần bị hỏng
3.

Thép góc ốp ñệm
4.

Tấm ốp phủ ở bản bụng
5.

Tấm ốp phủ nằm ngang liên
kết bằng bu lông
6.

Miếng vá liên kết bằng hàn
7.

Mối hàn

4.1.6. SƠN LẠI CẦU THÉP.
ðiều kiện khí hậu Việt Nam thuận lợi cho sự ăn mòi của kết cấu thép. Các cầu thép
trên các tuyến ñường sắt và ñường bộ ven biển cũng như ở các khu vực công nghiệp
thường bị ăn mòn ñe doạ nặng nề. Do ñó việc sơn cầu ñịnh kỳ và ñúng kỹ thuật là rất quan
GS.TS. Nguyễn viết Trung- Gíao trình Khai thác, Kiểm ñịnh, Gia cố, Sửa chữa cầu cống

Hệ thống sơn thông dụng ñể sơn cầu ở nước ngoài thường gồm 3÷4 lớp. Lớp trong
cùng là lớp nền có tác dụng bám chắc vào bề mặt thép ñã làm sạch ñể chống rỉ, sau ñó là
hai lớp sơn dầu hoặc sơn pôlime. Chiều dày tổng cộng của các lớp sơn không ít hơn 100 –
200 µkm. ở một số nước ngoài, các hệ thống sơn cầu thép ñược tiêu chuẩn hoá thành quy
ñịnh chung cho cả nước.
ðể sơn phải dùng súng phun sơn mới ñảm bảo chất lượng cao. Nếu dùng chổi sơn
như ở nước ta hiện nay thì rất khó tạo ñược chiều dày ñồng ñều của lớp màng sơn, các sợi
của chổi sơn tụt ra sẽ dính lên bề mặt thép và ñó sẽ là chỗ hỏng lớp sơn sau này.
Súng phun sơn nên có công suất 10 – 30 m
3
/giờ với áp lực khí nén 3 ÷ 4 kG/cm
2
. Ở
nước ngoài còn dùng phương pháp tĩnh ñiện ñể sơn bám chắc hơn vào thép.