LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................................... 4
1 PHẠM VI ÁP DỤNG....................................................................................................................... 5
2 TÀI LIỆU VIỆN DẪN ..................................................................................................................... 5
3 THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA.................................................................................................... 6
4 TRIẾT LÝ THIẾT KẾ...................................................................................................................... 7
4.1 TỔNG QUÁT............................................................................................................................ 7
4.2 CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN .............................................................................................. 8
4.2.1 Tổng quát.......................................................................................................................... 8
4.2.2 Trạng thái giới hạn sử dụng........................................................................................... 9
4.2.3 Trạng thái giới hạn mỏi và phá hoại giòn (nứt gãy) .................................................. 9
4.2.4 Trạng thái giới hạn cường độ ....................................................................................... 9
4.2.5 Trạng thái giới hạn đặc biệt ........................................................................................... 9
4.3 TÍNH DẺO ................................................................................................................................ 9
4.4 TÍNH DƯ................................................................................................................................... 9
4.5 TẦM QUAN TRỌNG TRONG KHAI THÁC....................................................................... 10
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................. 11
LỜI NÓI ĐẦU
TCVN 11823 - 1: 2017 được biên soạn trên cơ sở tham khảo Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ
số tải trọng và sức kháng của AASHTO (AASHTO, LRFD Bridge Design Specification). Tiêu
chuẩn này là một Phần thuộc Bộ tiêu chuẩn Thiết kế cầu đường bộ, bao gồm 12 Phần như
sau:
- TCVN 11823-1:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 1: Yêu cầu chung
- TCVN 11823-2:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 2: Tổng thể và đặc điểm vị trí
- TCVN 11823-3:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 3: Tải trọng và Hệ số tải trọng
- TCVN 11823-4:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 4: Phân tích và Đánh giá kết cấu
- TCVN 11823-5:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 5: Kết cấu bê tông
- TCVN 11823-6:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 6: Kết cấu thép
- TCVN 11823-9:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 9: Mặt cầu và Hệ mặt cầu
- TCVN 11823-10:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 10: Nền móng
- TCVN 11823-11:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 11: Mố, Trụ và Tường chắn
- TCVN 11823-12:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 12: Kết cấu vùi và Áo hầm
- TCVN 11823-13:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 13: Lan can
- TCVN 11823-14:2017 Thiết kế cầu đường bộ - Phần 14: Khe co giãn và Gối cầu .
Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công tương thích với Bộ tiêu chuẩn này là Tiêu chuẩn kỹ thuật thi
công cầu AASHTO LRFD (AASHTO LRFD Bridge construction Specifications)
TCVN 11823 - 1: 2017 do Bộ Giao thông vận tải tổ chức biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề
nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ
công bố.
Thiết kế cầu đường bộ - Phần 1: Yêu cầu chung
Highway Bridge Design Specification - Part 1: General Specification
Các quy định của Tiêu chuẩn này cũng như toàn bộ 11 Phần khác của Bộ tiêu chuẩn này
nhằm dùng cho các công tác thiết kế, đánh giá và khôi phục các cầu cố định cũng như cầu
quay và cầu cất trên tuyến đường bộ. Tuy nhiên nó không bao hàm các nội dung an toàn của
cầu quay và cầu cất 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. 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.
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 nhấn mạnh khi áp dụng thiết kế..[ads-post]
2 TÀI LIỆU VIỆN DẪN
Các tài liệu dưới đấy là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Các tài liệu viện
dẫn được trích dẫn từ những vị trí thích hợp trong văn bản tiêu chuẩn và các ấn phẩm được
liệt kê dưới đây. Đối với các tài liệu có đề ngày tháng, những sửa đổi bổ xung sau ngày xuất
bản chỉ được áp dụng cho bộ Tiêu chuẩn này khi bộ Tiêu chuẩn này được sửa đổi, bổ xung.
Đối với các tiêu chuẩn không đề ngày tháng thì dùng phiên bản mới nhất.
- TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 4954:05 Đường ô tô- Yêu cầu thiết kế
- TCVN 1651: 2008 – Thép cốt bê tông và lưới thép hàn
- TCVN 5664:2009 – Tiêu chuẩn quốc gia, Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa
- TCVN 9386:2012- Thiết kế công trình chịu động đất
- TCVN 9393: 2012- Cọc- Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép
dọc trục
- TCVN 10307:2014- Kết cấu cầu thép – Yêu cầu kỹ thuật chung về chế tạo, lắp rấp và
nghiệm thu
- TCVN 10309:2014- Hàn cầu thép - Quy định kỹ thuật
- AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications (Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công cầu
AASHTO)
3 THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA
3.1 Cầu (Bridge) - Một kết cấu bất kỳ vượt khẩu độ không dưới 6100 mm tạo thành một phần
của một con đường.
3.2 Sụp đổ (Collapse) - Sự thay đổi lớn về hình học của cầu dẫn đến không thể sử dụng
được nữa.
3.3 Cấu kiện, thành phần (Component) - 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.
3.4 Thiết kế (Design)- Xác định kích thước và cấu tạo các cấu kiện và liên kết của cầu.
3.5 Tuổi thọ thiết kế (Design Life) - Khoảng thời gian kết cấu cầu tồn tại: với Tiêu chuẩn
thiết kế cầu này là 100 năm.
3.6 Tính dẻo (Ductility) - Thuộc tính của một cấu kiện hoặc liên kết cho phép đáp ứng không
đàn hồi.
3.7 Đánh giá (Evaluation) - Việc xác định khả năng chịu tải của một cầu hiện có
3.8 Trạng thái giới hạn đặc biệt (Extreme Event Limit States) - Trạng thái giới hạn liên quan
đến những sự cố như động đất và va xô tầu bè, va xô xe cộ vào công trình có các chu kỳ lặp
lại vượt quá tuổi thọ thiết kế của cầu.
3.9 Tải trọng tính toán (Factored Load)- Tải trọng danh định nhân với hệ số tương ứng
được qui định cho tổ hợp tâi trọng xem xét.
3.10 Sức kháng tính toán (Factored Resistance)- Sức kháng danh định nhân với hệ số sức
kháng.
3.11 Cầu cố định (Fixed Bridge) - Cầu có khổ giới hạn (tịnh không) cố định cho thông xe cộ
hoặc thông thuyền .
3.12 Hiệu ứng lực (Force Effect) - Biến dạng, ứng suất hoặc tổng 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.
3.13 Trạng thái giớí hạn (Limit State) - Điều kiện mà vượt qua nó thì cầu hoặc cấu kiện của
cầu hết thoả mãn các quy định đã được dựa vào để thiết kế.
3.14 Thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng (Load and Resistance Factor Design)
(LRFD)- Một phương pháp luận thiết kế dựa trên độ tin cậy mà hiệu ứng lực gây ra do tải
trọng tính toán không được vượt quá sức kháng tính toán của cấu kiện.
3.15 Hệ số tải trọng (Load Factor) – Một số nhân dựa trên lý thuyết thống kê áp dụng cho
hiệu ứng lực xét đến chủ yếu cho 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.
3.16 Hệ số điều chỉnh tải trọng (Load Modifier) - Hệ số xét đến tính dẻo, tính dư và tầm
quan trọng trong khai thác của cầu.
3.17 Mô hình (Model) - Sự lý tưởng hoá kết cấu dùng cho mục đích phân tích kết cấu.
3.18 Cầu di động (Movable Bridge) - Cầu có khổ giới hạn (tịnh không) có thể thay đổi cho
thông xe cộ hoặc thông thuyền (cầu quay, cầu cất) .
3.19 Kết cấu có nhiều đường truyền lực (Multiple-Load-Path Structure) - 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.
3.20 Sức kháng danh định (Nominal Resistance) - 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 định rõ của vật liệu.
3.21 Sử dụng bình thường (Regular Service) - Điều kiện sử dụng cầu không bao gồm : loại
xe được phép đặc biệt, tải trọng gió với tốc độ vượt quá 90 Km/h ( 25 m/s) và các sự cố đặc
biệt kể cả xói lở.
3.22 Khôi phục (Rehabilitation) - Qúa trình mà sức chịu tải của cầu được khôi phục hoặc
nâng cao.
3.23 Hệ số sức kháng (Resistance Factor) - Một số nhân xác định dựa tren lý thuyết thống
kê để nhân với sức kháng danh định 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.
3.24 Tuổi thọ sử dụng (Service Life) - Khoảng thời gian cầu được dự kiến khai thác an toàn
3.25 Trạng thái giới hạn sử dụng (Service Limit States) - Trạng thái giới hạn liên quan đến ứng
suất, biến dạng và vết nứt trong điều kiện khai thác bình thường.
3.26 Trạng thái giới hạn cường độ (Strength Limit States) - Trạng thái giới hạn liên quan
đến cường độ và ổn định trong thời gian tuổi thọ thiết kế .
4 TRIẾT LÝ THIẾT KẾ
4.1 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 5.5 Phần 2 bộ tiêu chuẩn này.
Bất kể dùng phương pháp phân tích kết cấu nào thì Phương trình 1 phải luôn luôn được
thỏa mãn với mọi ứng lực và các tổ hợp tải trọng được qui định của chúng.
4.2 CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN
4.2.1 Tổng quát
Mỗi cấu kiện và liên kết phải thỏa mãn Phương trình 1 theo từng 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 5.5 Phần 6 và kết cấu cột bê tông trong vùng động đất 3 phải áp dụng Điều 10.11.4.1.2
Phần 5 của bộ tiêu chuẩn này. Mọi trạng thái giới hạn được coi trọng như nhau.
∑η γ Qiii ≤ φ Rn = Rr (1)
Trong đó :
Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại của γi thì tương ứng với
ηi= ηD ηR ηl ≥ 0,95 (2)
Đối với tải trọng dùng giá trị tối thiểu của γi thì tương ứng:
trong đó :
γ i = hệ số tải trọng: hệ số nhân dựa trên thống kê dùng cho ứng lực.
φ = hệ số sức kháng: hệ số nhân dựa trên cơ sở thống kê dùng cho sức kháng danh
định được qui định ở các Phần 5, 6, 10, 11 và 12 của bộ tiêu chuẩn này.
ηi = hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan
trọng trong khai thác.
ηD = hệ số liên quan đến tính dẻo được qui định ở Điều 4.3.
ηR = hệ số liên quan đến tính dư được qui định ở Điều 4.4.
ηI = hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác được qui định ở Điều 4.5.
Qi = ứng lực
Rn = sức kháng danh định
Rr = sức kháng tính toán : φ R
ĐỌC TIẾP HOẶC TẢI VỀ
