CHƯƠNG 1 Giới THIỆU VẺ TIÊU CHUẢN TH1ÊT KÊ CÀU 22 TCN 272-05 1. CÁC TIÊU CHUÀN THIÈT KÊ CÔNG TRÌNH CẢU BÊ TÔNG CÓT THÉP Tiẻu chuẩn thiết kế cầu đầu tiên ỡ Việt Nam là tiêu chuẩn ngành 22 TCN-18.79 "Quy trinh thiêt kê câu công theo trạng thái giói hạn" dược bicn soạn dựa trẽn quy trình thiêt kê cũa Liên Xô ban hành nãm 1962 vã 1967, có tham kháo thêm tiêu chuẩn cùa Trung Quốc năm 1959 theo quyết định số 166/QĐ ngày 22'01/1975 cua Bộ Giao thông Vận tai. Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN-18.79 được áp dụng một thời gian rất dãi (từ năm 1979) vả đà phát huy được tác dụng chi đạo cùng như thống nhất về quàn lý kỳ thuật ngành cầu trong nước. Tuy nhiên do không được cặp nhụt nén bộ tiêu chuẩn này đã bộc lộ nhiều hụn ché, thiếu sót trong tinh toán thiết kề cùng như khá nâng hòa nhập với thõng lộ đầu tư xây dựng quốc tế.
Khi nước ta bát đầu mở cứa vào đầu thập ký 90, dòng vốn đầu tư quốc tế vào Việt Nam tăng mạnh buộc chúng ta phái có sự sửa đối tiêu chuần thiết kế cầu đê phù hợp với các chi tiêu kỳ thuật do tư vấn quốc tế kiến nghị. Dựa trên co sờ dó, theo quyết định số QD 3277/2003/QD-BGTVT cúa Bộ Giao thông Vận tái cho phép tiêu chuân thiêt ke câu 22 TCN 272-01 dược phép sử dụng dông thời cùng với 22 TCN-18.79 và áp dụng thư nghiệm cho đèn năm 2005. Đây là tiêu chuân biên soạn dựa trên liêu chuẵn thicl kê câu theo hệ só lai trọng vã hệ sò sức kháng của AASHTO LRFD 1994 và 1998. tiêu chuẩn thiết ke 15 cảu 22 TCN 272-05 dược chinh thức ban hành dựa trcn lieu chuân thiết ke cầu AASHTO LRFD 1998 và được sử dụng cho den hiện nay.
CÁU TRÚC TIÊU CIIUÂN 22 TCN 272-05 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 gồm 14 phần như sau: Phân 1: Giới thiệu chung. Nội dung chính cua phân này là giới thiệu vê phạm vi sử dụng của tiêu chuân. các định nghía và trièt lý thiêt kè đtrợc sứ dụng. Phần 2: Thiết kế tống thế và dặc điểm vị tri cầu.
Phần này trình bày các quy định vê khô giới hạn. bão vệ mỏi trường, mỹ quan, khã nãng thông xe và thi công, kiểm tra vã duy lu báo dường công trinh v. Phân 3: Tái trọng vã hệ sỏ tai trọng. Phân này trinh bày các quy định liên quan đên tai trọng, hệ sô tài trọng và tô họp tái trọng.
Phần 4: Phàn tích vả đảnh giá kềt cấu. Các phương pháp phàn tích đe mô hình hóa kết cấu và tính toán hiệu ứng lực trong thiết kế và đánh giá các loại câu được trinh bày. Phần 5: Kết cấu bẽ tòng. Phần này trinh bày các quy định và hường dần trong việc thiết kế các cấu kiện cằu và tường chăn sứ dụng vặt liệu bè tông côt thép và bê tông côt thép dự ứng lực.
Phần 6: Két cấu thép. Phần này trình bày các quy định và hướng dần trong việc thiết kế các cầu kiện cầu sứ dụng băng kim loại không bao gôm kêt câu dâm cong. Phần 7 và Phần 8 dà được lược bò vì không ứng dụng ớ Việt Nam. Phần 9: Mặt cầu vã hệ mặt cầu.
Phần này bao gồm các quy định và hướng dan liên quan đèn phân tích và thiêt kê mặt câu và hệ mặt câu bãng bè lòng và kim loại. Phần 10: Nen móng. Phần này trinh bây các quy định và hướng dần ve thiết ke móng mớ rộng, móng cọc đóng và mỏng cọc khoan nhồi. trụ và tường chãn.
Phàn này trinh bày các quy định vè ycu câu thict kè mô và tường chãn thông thưởng, tường có neo, và các tưởng đàt được gia cô cơ học. Phàn 12: Kct càu vùi và áo hâm. Phân nảy trình bày các quy định vã hướng dần liên quan đến lựa chọn các đặc trưng và kích cờ các kết Cấu vùi như cống vã bân thép dùng để chống khi dào hầm trong đất. Phần 13: Lan can.
Phẩn này trinh bảy các vấn đề liên quan đển thiết kế lan can trong công trinh cầu bao gồm cá lan can mới vả cài lạo, Phần 14: Khe co giãn và gối cầu. Phần này trình bày các yêu cầu về thiết ke và chọn các gối cầu và khe co giăn mặt cầu. TRIẾT LÝ THIẾT KÈ Trict lỷ thièt kê tông quát theo 22 TCN 272-05 là câu phai được thict kê theo các trạng thái giới hạn quy định dê đạt dược các mục ticu vè thiêt kè. thi còng, an toàn và sử dụng, có xét đèn các vàn đê: khã nâng dễ kiểm tra, tinh kinh tế và mỹ quan.
Mọi trạng thái giới hạn được coi trụng như nhau vả được biểu diễn bằng công thức tồng quát sau: ỵV(.eắO/en = /e, (1-1) (Hiệu ứng lực < Sức kháng cùa vật liệu) Trong đó: r, - hộ sổ tái trụng: hệ số nhân dựa trên thống kê dũng cho ứng lực; <1' - hệ sô sửc kháng; 7,- hệ sổ điều chinh tái trọng; hệ số liên quan đến linh deo. tinh dư và tầm quan trọng trong khai thác; 7p - hệ sô liên quan đèn tinh deo được ghi ở Điêu 1.3; 7í - hệ số liên quan đến tính dư được ghi ớ Điều 1.4; 7, - hộ sô liên quan đôn tâm quan trọng trong khai thác dược ghi ờ Điều 1.5; G - ững lực; 17 R„ - sức kháng danh định; R, - sức kháng tính toán = 1. CÁC SỐ LIẸL Cơ BẤN CHO THIẾT KÉ CẢƯ 1.«) Xác định từ kèt quá tinh toán thúy vãn. thúy lục câu dựa trên các sô liệu kháo sát điêu tra được: lưu vực.
dặc tính sông, khí hậu. Tinh không cầu (khổ giới hạn của cầu) 1. Khô thông thuyên Giấy phép dẻ xảy dựng cầu qua đường thủy có thông thuyên phái do Cục Đường sông Việt Nam hoặc Cục Hàng hai Việt Nam cấp. Khỏ giới hạn thông thuyên cá vê chiêu dứng lần chiêu ngang phái dược chú dầu tư xác lập với sự cộng tãc cua Cục Đường sông Việt Nam hoặc Cục Hàng hai Việt Nam.
Trừ khi có chi định khác, khô giói hạn thông thuyên phai tuân theo Bang l.1 lây từ ticu chuẩn 22 TCN 272-05). Khó giói hạn thông thuyền trên các sông có thòng thuyền cẩp KAÔ giời hạn tỏi thiên trên múc nước cao cỏ chu kỳ 20 năm (m) đường Theo chiêu ngang 77ffờ chiêu tháng dửng sông Cầu qua sông edit qua kênh (trên toàn chiêu rộng) I 80 50 10 II 60 40 9 III 50 30 7 6 (thích hợp) IV 40 25 5 (tối thiểu) V 25 20 3.5 18 Lưu ý rang, theo quy định mới dược áp dụng lữ tiêu chuân TCVN 5664:2009 về phàn cấp kỳ thuật đường thúy nội địa. khỗ giới hạn thòng thuyền trên các sông có thông thuyền điều chinh áp dụng như trong Bang 1. Khổ giới hạn thông thuyền trên các sông có thông thuyền theo TCVN 5664:2009 Khò giới hạn tồi thiêu trẽn mức nưức 5%* (m) Cấp dường Theo chiểu ngang Theo chiêu tháng đứng sổng Cầu qua sõng Câu qua kênh (trên toàn chiêu rụng) I > 120(> 85)h > 75 (> 70) II II > 60 (> 50) > 50 (> 40) 9.5 (tối thiều) " Xãc định theo TCVN 5664:2009.
h Trị sô ghi trong ( ) là áp dụng cho các cẳu ở miền Bảc và miền Trung Việt Nam. Khô giói hạn dứng dường bộ (Vertical clearance) Khổ giói hạn đứng cứa các kết cấu dường bộ phái phù hợp với ticu chuân thiêt kẻ dường. Khô giới hạn dửng tử mặt đường dên thanh giăng của kèt câu dãn vượt qua ở phía trên không được nhó hơn 5300 mtn. Khô giới hạn ngang cùa đường hộ (Lateral clearance) Chiều rộng cầu không dược nhô hơn chiều rộng cùa đoạn dường dầu cầu hao gồm cá lề hoặc bó Via, rãnh nước và dường người di.
Khô giới hạn ngang dưới câu cân thoa mãn các yêu câu bao vệ kêt cấu (Điều 23. Tĩnh không câu vượt đường sát (Clearancefar Railroads) Phù hợp với khô giói hạn ticp giáp kiến trúc dược quy định theo QCVN 08:2018/BGTVT ớ Hình 1.1 và tuân theo các ycu cầu dặc biệt cùa Chu dâu tư và Liên hiệp Đường sãi Việt Nam (LHĐS). Khò giới hạn đường sát tiểp giúp kiên trúc trên lỉưỡng tháng trong cầu (đường sát khô 1000 min) 20 Hình 1. Khô giời hạn đường sắt trẽn dường thăng trong cân (dường sat khò 14ỈS mtn) 1.
TẢI TRỌNG VÀ TÊN TÁI TRỌNG 1. Tãi trọng thường xuyên (Permanent Loads) DD (Down drag) = lái trọng kéo xuông (xét hiện tưạng ma sát âm). DC (Dead load of structural components) - tái trọng bán thân của các bộ phận két càu và thièt bị phụ phi kêt câu. DW (Dead load of wealing surfaces and utilities) - tái trọng ban thân của lớp phú mặt và các tiện ích cóng cộng.
21 EH (Horizontal earth pressure load) = tái trọng áp lực dảt năm ngang. ES (Earth surcharge load) = tái trụng đất chất thêm. EV (Vertical pressure from dead load of earth fill) áp lực thăng dứng do lự trọng dat dap. EL = các hiệu ửng bị hàm tích lũy do phương pháp thi còng.
Tài trọng nhất thỏi (Trasicnt Loads) BR (Vehicular braking force) lực hãm xe. CE ( Vehicular centrifugal force) = lực ly tâm. CR (creep) = tử biến. CT (Vehicular collision force) lực va xc.
CV (Vessel collision force) = lực va tâu. EQ (Earthquake) = động đất. IM (Vehicular dynamic load allowance) = lực xung kích. LL (Vclicular live load) = hoạt tài xc.
PL (Pedestrain live load) = tai trọng người di. SH (Shrinkage) = co ngót. TG (Temperature gradient) - gradien nhiệt. TL' (Uniform temperature) = nhiệt dộ đêu.
WA (Water load and stream pressure) = lãi trọng nước vả áp lực dòng cháy. WL (Wind on live load) = gió trên hoạt tai. ws (Wind load on structure) = tài trụng gió trẽn kct cấu. HOẠT TẢI XE ÓTÒ THIET KÉ Hoại tai xc ôtô trên mặt cầu (HL-93) gồm tổ hợp cùa: - Xc tái thiết kê và tai trọng làn thièt kê, hoặc • Xe hai trục thiẻt kẻ và tài trọng làn thiêt kê.
Xe tài thiết kề (truck): Trọng lượng và khoáng cách các trục với bánh xc cua xc lai thiết kế dược qui định trong 22 TCN 272-05 như Hình 1. Cự ly giữa hai trục 145 kN phai thay dôi từ 4300 mm đèn 9000 mm dề gây ra ứng lực lớn nhai. 35 KN 145 KN 145 KN 4300mm I iaiDơmMKOIm» I Lán thiẾt ké 3500 mm Hình 1. Dặc trưng cùa xe tài thiẻt kê Xe hai trục thiết kề (tandem): Gôm một cặp trục 110 kN cách nhau 1200 mm.
Cự ly chicu ngang cùa các bánh xc lây bãng 1800 mm. Tải trọng làn thiêt kê: Gôm tài trọng LLi' = 9.3 N/mm phân bô đêu theo chiêu dọc. Theo chiều ngang cầu được già thiết phân bố đều trên chiều rộng 3000 min. 23 Khi xác định ửng lực cúa tài trọng làn thict kê, không xct den lực xung kích.