Bê tông dự ứng lực: Ý nghĩa, ưu điểm và hệ thống
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Ý nghĩa của bê tông dự ứng lực 2. Ưu điểm của bê tông dự ứng lực 3. Hệ thống 4. Mất 5. Nguyên tắc thiết kế 6. Vỏ và khoảng cách 7. Cầu bê tông dự ứng lực T-Beam 8. Hộp bê tông dự ứng lực -Girder Bridges.
Nội dung:
- Ý nghĩa của bê tông dự ứng lực
- Ưu điểm của bê tông dự ứng lực
- Hệ thống bê tông dự ứng lực
- Mất bê tông dự ứng lực
- Nguyên tắc thiết kế bê tông dự ứng lực
- Vỏ và khoảng cách của thép dự ứng lực
- Cầu bê tông dự ứng lực T-Beam
- Cầu bê tông dự ứng lực
1. Ý nghĩa của bê tông dự ứng lực:
Bê tông dự ứng lực là bê tông trong đó ứng suất bên trong được tạo ra bằng cách áp dụng một số kỹ thuật đặc biệt mà ứng suất phát triển có bản chất trái ngược với các ứng suất được tạo ra bởi các tải trọng bên ngoài như tải trọng chết và tải sống mà thành viên phải mang và các thành viên sẽ được thiết kế.
Bằng cách dự ứng lực, sức mạnh của một thành viên có thể được tăng lên rất nhiều do một phần của những căng thẳng được phát triển bởi người chết và tải sống bị vô hiệu hóa bởi lực dự ứng lực.
2. Ưu điểm của bê tông dự ứng lực:
Sự phát triển của bê tông dự ứng lực đã mở ra những khung cảnh mới trong việc xây dựng cầu đường cao tốc. Cầu bê tông dự ứng lực có nhiều ưu điểm so với cầu bê tông cốt thép và do đó, phần lớn cầu đường bê tông nhịp dài hiện nay đang được xây dựng bằng bê tông dự ứng lực.
Những cây cầu này cần ít số lượng thép, bê tông và ván khuôn. Ít bê tông trong dầm làm giảm các khoảnh khắc tải trọng và kéo cắt.
Hơn nữa, dầm dự ứng lực nhẹ hơn, việc phóng dầm trở nên khả thi trong dòng chảy nơi không thể dàn dựng hoặc chi phí dàn dựng sẽ rất cao. Ngoài ra, do trọng lượng giảm của dầm dự ứng lực và tấm, có thể giảm chi phí cho công trình phụ và móng gây ra nền kinh tế chung của cây cầu.
Các phần bê tông dự ứng lực có lợi thế hơn nữa là phần đầy đủ vẫn còn trong việc loại bỏ do đó bất kỳ khả năng nào của vết nứt căng thẳng và các gân dự ứng lực nghiêng làm giảm lực cắt ở hai đầu do đó tiết kiệm được cốt thép cắt.
3. Hệ thống bê tông dự ứng lực:
Trong xây dựng cầu dự ứng lực, phương pháp dự ứng lực thường được áp dụng và như vậy chỉ là dự ứng lực. Các hệ thống ứng suất sau đây được sử dụng rất phổ biến ở Ấn Độ cho loại công trình này.
Có thể đề cập trong mối liên hệ này rằng sự khác biệt chính trong các hệ thống dự ứng lực khác nhau nằm ở nguyên tắc mà các thanh hoặc cáp dự ứng lực được nhấn mạnh và neo vào các thành viên bê tông nếu không thì không có nhiều khác biệt trong quy trình thiết kế hoặc trong thi công. phương pháp.
tôi. Hệ thống Freyssinet:
Hệ thống này neo các dây cáp dự ứng lực bằng hành động nêm với sự trợ giúp của hai hình nón, hình nón cái và hình nón nam (Hình 16.2). Các cáp dự ứng lực thường bao gồm 8, 12 hoặc 18 nos. của dây 5 mm hoặc 7 mm và các dây này được chèn vào giữa thành của hình nón nam và nữ, được nhấn mạnh và sau đó được thả ra. Xu hướng hồi phục của dây buộc xuống hình nón nam và khóa dây bằng hành động nêm.
Không thể nối lại dây là có thể và chúng được neo vĩnh viễn cho các thành viên cụ thể. Ngoài ra, vữa xi măng được bơm vào khoảng trống giữa cáp và vỏ bọc để đảm bảo an toàn hơn khi chống trượt cáp. Mặt đất xi măng cũng bảo vệ các dây cáp chống ăn mòn.
Cả nón nam và nữ đều được làm bằng bê tông cao cấp với cốt thép xoắn ốc cách đều nhau. Nón đực hơi thon ở dạng nêm. Việc căng hoặc căng dây cáp được thực hiện với sự trợ giúp của giắc Freyssinet được chế tạo đặc biệt cho mục đích này.
Trong quá trình bê tông hóa, các dây cáp được bảo vệ với sự trợ giúp của vỏ kim loại để không có liên kết nào được phát triển giữa bê tông và thép dự ứng lực, nếu không thì không thể kéo căng thép dự ứng lực. Cần đặc biệt cẩn thận để làm cho vỏ bọc chống rò rỉ.
ii. Hệ thống Magnel-Blaton:
Hệ thống này cũng sử dụng 5 mm. hoặc 7 mm. dây như thép dự ứng lực và nguyên tắc neo dây cũng giống như dây của Freyssinet System viz. bằng hành động nêm nhưng sự khác biệt chính là các nêm này được làm bằng thép thay vì bê tông và có hình dạng phẳng thay vì hình nón nam của hệ thống Freyssinet (Hình 16.3).
Những cái nêm phẳng này neo các dây bằng cách ma sát với các tấm bánh sandwich bằng thép chống lại các tấm phân phối thép. Lực dự ứng lực từ cáp cuối cùng được chuyển đến thành viên bê tông thông qua các tấm phân phối này.
Mỗi tấm bánh sandwich thép có thể neo 8 nos. Dây điện. Công suất của mỗi tấm phân phối thường là bội của 8 dây. Những tấm này có thể được đặt ở vị trí thích hợp trên khối kết thúc trong quá trình bê tông hóa hoặc có thể được đặt bằng vữa trong thời gian căng thẳng. Trong hệ thống Freyssinet, tất cả các dây trong cáp đều bị căng thẳng tại một thời điểm nhưng trong hệ thống Magnel-Blaton, chỉ có hai dây được căng thẳng tại một thời điểm.
iii. Hệ thống Gifford-Udall:
Đường kính của dây thường được sử dụng trong hệ thống này là 4 mm, 5 mm và 7 mm. Bộ phận neo bao gồm một vòng đẩy, một tấm chịu lực và kẹp neo (Hình 16.4).
Tay nắm neo là một hình trụ bằng thép có một lỗ thon bên trong thông qua đó chèn, nêm thép hình côn được chèn vào. Dây được neo được truyền qua nêm thép được ép giữa hai nửa. Trong hệ thống này, mỗi dây được neo với độ bám độc lập và do đó, bất kỳ số lượng dây có thể được sắp xếp trong mỗi đơn vị.
Các kẹp hình trụ chống lại tấm thép chịu lực qua đó một số lỗ được khoan để tạo điều kiện cho dây dẫn được neo. Tấm chịu lực một lần nữa chống lại một vòng đẩy mà cuối cùng truyền lực dự ứng lực cho thành viên cụ thể.
iv. Hệ thống Lee-McCall:
Không giống như hệ thống được đề cập ở trên, hệ thống này sử dụng các thanh có độ bền kéo cao thường là 12 mm. đến 28 mm. đường kính thay vì dây hoặc cáp. Phương pháp này rất đơn giản đối với đơn vị neo bao gồm một tấm đầu hoặc tấm chịu lực và đai ốc (Hình 16.5). Các đầu của thanh được luồn và trong quá trình căng, các đai ốc được siết chặt để tránh làm lại thanh bị căng.
Hệ thống này có lợi thế hơn các hệ thống khác rằng việc nhấn mạnh có thể được thực hiện theo các giai đoạn vì có thể thắt chặt đai ốc ở bất kỳ giai đoạn nào. Các tổn thất của ứng suất do leo, giãn thép, v.v. (phần lớn xảy ra vào những ngày đầu sau khi dự ứng lực) có thể được giảm nếu các thanh được nén lại sau đó.
4. Mất bê tông dự ứng lực:
Việc mất uy tín trong các thành viên xảy ra do nhiều yếu tố mà một số yếu tố sẽ được tính đến trong việc thiết kế các thành viên và một số tại thời điểm căng thẳng. Đây có thể được nêu ngắn gọn như dưới đây:
tôi. Mất do Creep trong bê tông:
Khi phần bê tông vẫn bị căng thẳng, căng thẳng hoặc leo trèo vĩnh viễn xảy ra trong bê tông làm giảm căng thẳng trong các gân dự ứng lực. Lượng creep phụ thuộc vào cường độ ứng suất trong mặt cắt và tuổi của bê tông tại vôi ứng dụng của ứng suất.
Biến dạng leo của bê tông phải được lấy như trong Bảng 16.2.
Chú thích:
(a) Biến dạng leo cho các giá trị trung gian có thể được nội suy tuyến tính.
(b) Ứng suất trong bê tông tại tâm của thép dự ứng lực sẽ được xem xét để tính toán tổn thất ứng suất.
(c) Biến dạng leo trong bất kỳ khoảng thời gian nào sẽ được dựa trên ứng suất trung bình trong khoảng thời gian.
ii. Mất do co ngót bê tông:
Tương tự như biến dạng leo, biến dạng co rút làm giảm lực dự ứng lực trong các gân dự ứng lực. Mất ứng suất do co ngót trong bê tông phải được tính từ các giá trị biến dạng do co ngót dư như được chỉ ra trong Bảng 16.3.
Chú thích:
(a) Các giá trị cho các số liệu trung gian có thể được nội suy tuyến tính.
iii. Mất do thư giãn của thép:
Khi thép cường độ cao được giữ dưới áp lực, căng thẳng vĩnh viễn hoặc thư giãn trong thép, như thường được gọi, xảy ra do lực dự ứng lực trong gân giảm và mất đi ứng suất. Mất mát thư giãn phụ thuộc vào ứng suất trong thép như được nêu trong Bảng 16.4. Khi các giá trị được chứng nhận của nhà sản xuất không có sẵn, các giá trị này có thể được giả định trong thiết kế.
iv. Mất do chỗ ngồi hoặc trượt neo:
Sau khi chuyển ứng suất vào các neo, trượt dây hoặc kéo vào hình nón nam hoặc biến dạng trong các neo xảy ra trước khi dây được kẹp chắc chắn. Do đó, những ảnh hưởng này dẫn đến mất ứng suất, giá trị sẽ theo kết quả thử nghiệm hoặc khuyến nghị của nhà sản xuất. Theo hướng dẫn sơ bộ, độ trượt hoặc độ rút có thể được lấy từ 3 đến 5 mm.
v. Mất do rút ngắn đàn hồi:
Tất cả các dây cáp hoặc dây điện của một thành viên dự ứng lực không được căng thẳng tại một thời điểm nhưng việc căng thẳng được thực hiện lần lượt tùy thuộc vào sự cần thiết phải đáp ứng các điều kiện tải khác nhau. Biến dạng đàn hồi được tạo ra bởi lực dự ứng lực tác dụng lên thành viên bê tông gây ra một số giãn trong các gân dự ứng lực đã được nhấn mạnh trước đó.
Do đó, điều hiển nhiên là do hiện tượng này, gân bị căng thẳng trong trường hợp đầu tiên sẽ bị tổn thất tối đa và lần cuối cùng sẽ không bị tổn thất. Tổn thất do rút ngắn đàn hồi phải được tính toán trên cơ sở trình tự căng.
Tuy nhiên, với mục đích thiết kế, việc mất đi ứng suất của tất cả các dây do rút ngắn đàn hồi có thể được lấy bằng với sản phẩm của tỷ lệ mô đun và một nửa ứng suất trong bê tông tiếp giáp với các đường gân trung bình dọc theo chiều dài. Ngoài ra, việc mất ứng suất có thể được tính toán chính xác dựa trên chuỗi căng thẳng.
vi. Mất do ma sát:
Mất ma sát trong lực dự ứng lực xảy ra ở thành viên dự ứng lực và thay đổi từ phần này sang phần khác. Sự mất mát này phụ thuộc vào hệ số ma sát giữa gân dự ứng lực và ống dẫn.
Mất ma sát được chia thành hai phần:
i) Hiệu ứng chiều dài - ma sát giữa gân và ống dẫn (cả hai thẳng).
ii) Hiệu ứng cong - do độ cong của gân và ống dẫn, ma sát được phát triển khi gân bị căng thẳng và mất khả năng ứng suất.
Độ lớn của lực dự ứng lực P x ở bất kỳ khoảng cách x nào từ đầu kích sau khi tính toán tổn thất ma sát do cả hai hiệu ứng chiều dài và độ cong có thể được đưa ra theo phương trình sau:
P x = P o . e - (KX +) (16.3)
Trong đó P o = Lực dự ứng lực ở cuối kích.
P x = Lực dự ứng lực tại một số điểm trung gian ở khoảng cách x.
K = Chiều dài hoặc lắc lư đồng hiệu quả trên một mét chiều dài của thép,
μ = Độ cong đồng hiệu quả.
= Tổng số thay đổi góc của radian từ đầu jack đến điểm đang xem xét.
x = Chiều dài của phần thẳng của gân từ đầu kết thúc tính bằng mét.
e = Cơ sở của logarit Naper (= 2.718).
Các giá trị của K và μ khác nhau đối với bản chất khác nhau của thép và ống dẫn hoặc vật liệu vỏ bọc như được chỉ ra trong Bảng 16.5 và các giá trị này có thể được sử dụng để tính toán tổn thất ma sát.
Các loại tổn thất khác nhau được tính trong thiết kế của các phần và trong quá trình hoạt động căng thẳng được thảo luận. Nó đã được quan sát thấy rằng các tổn thất do leo và co ngót của bê tông và thư giãn của thép thường nằm trong khoảng từ 15 đến 20 phần trăm cho các kết cấu dự ứng lực.
Tổn thất xảy ra do trượt trong đơn vị neo là tỷ lệ trượt đối với tổng độ mở rộng của gân đạt được bằng cách nhấn mạnh nó.
Độ lớn của Trượt trong đơn vị neo phụ thuộc vào loại nêm và ứng suất trong dây và do đó, việc mất uy tín trên tài khoản này là nhiều hơn đối với các thành viên ngắn so với các thành viên dài vì số lượng trượt trong cả hai trường hợp sẽ giống nhau nếu căng thẳng trong điều kiện gân và nêm vẫn như nhau ở cả hai thành viên.
Đối với các cây cầu quan trọng, ứng suất trong dầm phải được kiểm tra cho tổn thất phụ thuộc thời gian cao hơn 20%. leo, co rút, thư giãn, vv để đảm bảo nén dư tối thiểu. Mất ma sát cho các thành viên dài đặc biệt cho một liên tục trong đó độ cong của gân thay đổi hướng là nhiều hơn. Giá trị trung bình từ 12 đến 15 phần trăm có thể được coi là một hướng dẫn rất thô.
Kích thước sơ bộ của dầm chữ T và dầm hộp:
Kích thước sơ bộ của phần dầm phải sao cho thỏa mãn tất cả các điều kiện tải cả tại thời điểm thi công cũng như trong quá trình bảo dưỡng. Kích thước của các phần khác nhau của phần dầm được minh họa trong hình 16.6, hướng dẫn sơ bộ về phần dầm. Các ứng suất trong dầm cho các điều kiện tải khác nhau có thể được nghiên cứu với các thuộc tính của phần dầm giả định.
Nếu được yêu cầu, kích thước giả định của dầm có thể được sửa đổi phù hợp để đến phần được yêu cầu. Kích thước của mặt bích trên, mặt bích dưới và web phải sao cho cáp dự ứng lực có thể được cung cấp với vỏ bọc và khoảng cách phù hợp theo quy định của mã. Các kích thước được hiển thị trong Hình 16.6. Tuy nhiên, đối với các cây cầu quan trọng, kích thước của web cho dầm chữ T và dầm hộp.
Độ dày của dầm chữ T và dầm hộp không được nhỏ hơn 200 mm. cộng với đường kính ống dẫn. Đối với cấu trúc đúc hẫng tại chỗ, nếu cáp dự ứng lực được neo trong web, độ dày của web không được nhỏ hơn 350 mm. thống nhất
Độ sâu gần đúng của dầm cho sàn bê tông dự ứng lực có thể được xác định từ sau để bắt đầu với thiết kế sơ bộ để đáp ứng các yêu cầu (L và D là nhịp và độ sâu của dầm tính bằng mét).
a) Cầu dầm chữ T và phiến (cách vận chuyển 7, 5 m):
i) Đối với sàn 3 dầm, D = L / 16
ii) Đối với sàn 4 dầm, D = L / 18
iii) Đối với sàn 5 dầm, D = L / 20
b) Cầu dầm hộp:
i) Đối với sàn đơn, D = L / 16
ii) Đối với sàn tế bào sinh đôi, D = L / 18
iii) Đối với boong ba ô, D = L / 20
HT CABLE (APPROX. NOS.) (Để đáp ứng các yêu cầu của IRC: 18-1985):
Tổng số Nos của cáp có độ bền kéo cao (12 dây 7 mm. Dia) có thể được giả định trong thiết kế sơ bộ là 1, 6 đến 1, 7 lần nhịp trong mét. Đối với một sàn 45 m được hỗ trợ đơn giản với dầm 5 Nos, tổng số nos. của cáp yêu cầu theo quy tắc ngón tay cái là 45, 0 x 1, 7 = 76, 5.
Số cáp thực sự được sử dụng là 15 Nos. (Trung bình) mỗi dầm. Trong một cây cầu dầm hộp với kết cấu đúc hẫng có nhịp 101, 0 m. Số lượng cáp theo quy tắc ngón tay cái là 1, 7 x 101 = 171, 7. Số cáp thực sự được sử dụng = 172 Nos.
5. Nguyên tắc thiết kế của bê tông dự ứng lực:
Trong các sàn không hỗn hợp, các dầm được đặt cạnh nhau với khoảng cách từ 25 đến 40 mm. ở giữa các mặt bích và màng chắn, Hình 16.7a. Loại sàn này thường được thông qua trong đó phòng đầu bị hạn chế hoặc việc phóng dầm là rất cần thiết do khó khăn trong công việc định tâm.
Các dầm được đúc sẵn trong sân đúc, dự ứng lực và sau đó được phóng vào vị trí của một số thiết bị. Các khớp sau đó được bơm vữa bằng vữa xi măng-cát và sàn được dự ứng lực ngang để làm cho nó cứng và nguyên khối.
Mặt khác, trong sàn tổng hợp, dầm cầu có thể được đúc tại chỗ hoặc đúc sẵn tại sân đúc và được phóng sau khi dự ứng lực ban đầu. Tấm RC trên dầm dự ứng lực và màng chắn RC được đúc và chế tạo hỗn hợp với sự trợ giúp của các đầu nối cắt. Loại sàn này được hiển thị trong Hình 16.7b.
Một loại sàn bê tông cốt thép dự ứng lực khác như được minh họa trong hình 16.7c cũng được sử dụng. Trong các sàn như vậy, các tấm khe và màng chắn khoảng cách được đúc sau khi các dầm được phóng vào vị trí và sàn và màng chắn được đặt chéo.
Trong loại sàn được minh họa trong hình 16.7a, do các thuộc tính mặt cắt như diện tích, mô đun tiết diện, v.v. không thay đổi đối với tất cả các điều kiện tải, ứng suất trong dầm được xử lý với các thuộc tính mặt cắt giống nhau trong suốt.
Tuy nhiên, trong các sàn tổng hợp, các thuộc tính tiết diện của dầm được thay đổi sau khi sàn sàn hoặc sàn khe được tạo thành hỗn hợp với dầm và để tính toán ứng suất, các tính chất được sửa đổi của dầm composite phải được tính đến.
Điều này có nghĩa là các ứng suất do trọng lượng bản thân của dầm, giai đoạn đầu tiên của ứng suất trước, trọng lượng của sàn hoặc tấm khe, v.v ... chỉ được tính với phần dầm không hỗn hợp chỉ khi dầm không được đúc mà sau khi đúc và việc đạt được sức mạnh cần thiết trong bản sàn, các ứng suất do các giai đoạn thành công của ứng suất trước, trọng lượng của quá trình mặc, lan can, v.v. và những điều do tải trọng trực tiếp phải được thực hiện trên cơ sở các tính chất mặt cắt hỗn hợp lớn hơn những cái không tổng hợp.
Việc ứng suất trước thường được thực hiện trong hai hoặc ba giai đoạn trong các sàn tổng hợp để giảm tác động của tải trọng chết thứ cấp như sàn boong, quá trình mòn, v.v. cũng như để giảm tổn thất do leo và co rút càng xa càng tốt. Đây là một lợi thế của sàn tổng hợp so với sàn không hỗn hợp.
tôi. Khoảng cách Kern:
Đối với dầm không hỗn hợp, diện tích của mặt cắt ngang, A và phần Moduli Z t và Z b của phần sẽ giữ nguyên ở giai đoạn ban đầu cũng như ở giai đoạn cuối (dịch vụ). Do đó, nếu P là lực dự ứng lực, M D là thời điểm do tải trọng chết và M L là thời điểm do tải trọng trực tiếp, thì ứng suất ở đỉnh và đáy của viz dầm. 6 t và 6 b được cho bởi các phương trình sau (xem thêm hình 16.8).
Đường áp suất tức là kết quả của ứng suất nén gây ra bởi lực dự ứng trùng với hồ sơ ứng suất khi tải trọng ngoài không tác dụng lên chùm. Đường áp suất thay đổi với việc áp dụng tải trọng bên ngoài để cung cấp cánh tay đòn cần thiết cho cặp kháng cự. Chúng được hiển thị trong (Hình 16.9).
Hai giá trị bằng nhau nếu 6 o = [(6 b . Y t ) + (6 t .y b ) / D]. Số thứ tự ab là sự dịch chuyển của đường áp suất dưới thời điểm tải chết M D và nếu C không di chuyển lên b tức là dịch chuyển, S = M D / P <ab nhưng nếu C di chuyển vượt quá b (về 0) thì thay đổi S <= M D / P> ab.
Phân phối ứng suất trong các điều kiện này được hiển thị trong Hình 16.9a. Ứng suất tại sợi dưới cùng dưới tải trọng chết và ứng suất không được vượt quá 6 b (tối đa) và ứng suất tại sợi trên dưới tải trọng chết và ứng suất phải càng gần càng tốt đến 6 t (phút). Điều kiện này được thỏa mãn khi S = ab. Khoảng cách ob được ký hiệu là K b được gọi là khoảng cách dưới đáy của Kern hay thấp hơn được đưa ra bởi,
Tương tự, phân phối ứng suất theo ứng suất, tải chết và tải trực tiếp được thể hiện trong hình 16.9b. Trong điều kiện tải này, đường áp suất được chuyển sang t. Các ot thứ tự được gọi là khoảng cách đỉnh đầu hoặc trên kern.
Do ứng suất tối thiểu chi phối thiết kế, khoảng cách kern K b và K t được cho bởi các phương trình 16.11 và 16.15, như sau:
Cấu hình của ứng suất tổng hợp dọc theo chiều dài của chùm tia có thể được lấy từ vị trí của khoảng cách hạt nhân xem xét sự thay đổi của mômen uốn cùng với nhịp.
Khi xem xét các điều trên, hồ sơ dự ứng lực tổng hợp sẽ được đặt trong khu vực được cung cấp bởi:
Vùng giới hạn cho chùm tia được hỗ trợ đơn giản dưới tải trọng phân bố đồng đều được thể hiện trong Hình 16.10. Vùng giới hạn được bao quanh bởi các đường cong cho M D / P và + (M D + M L ) / P và được đo xuống từ các đường bb và tt tương ứng.
Điểm bắt buộc cho việc thông qua hồ sơ dự ứng lực có được khi a và c trùng nhau. Điểm a sẽ nằm dưới c khi phần không đầy đủ nhưng trên c khi phần quá khổ.
Khoảng cách Kern gần đúng:
Khoảng cách hạt nhân có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn các phần và như vậy một phương pháp gần đúng để xác định khoảng cách hạt nhân được đưa ra dưới đây:
Ứng suất tối thiểu 6 t (phút) trong Hình 16.9a và 6 b '(phút) trong Hình 16.9b có thể được coi là 0 mà không có lỗi đáng kể. Đối với điều kiện phân bố ứng suất tam giác này, trọng tâm của các khu vực nở trong (Hình 16.11a và 16.11b) có thể được coi là hạt nhân trên và dưới xấp xỉ.
ii. Thiết kế của Phần:
Cần kiểm tra sự đầy đủ của phần dầm bê tông dự ứng lực đối với các mục sau:
a. Căng thẳng trong quá trình cương cứng và tại dịch vụ:
Ứng suất tại các sợi trên cùng và dưới cùng do tác động của tải chết, ứng suất và tải trọng sống phải nằm trong giới hạn cho phép. Những khoảnh khắc được tạo ra do tải chết, tải sống và độ lệch tâm của lực dự ứng lực sẽ được xem xét cho việc này. Hồ sơ cáp yêu cầu phải được cố định cho phù hợp.
b. Sức mạnh cuối cùng cho uốn cong:
Các dầm cũng nên được kiểm tra sức mạnh cuối cùng của họ. Với mục đích này, những khoảnh khắc kháng cự cuối cùng của dầm cũng như những khoảnh khắc cuối cùng có thể được tạo ra do quá tải nhất định cũng có thể phải được thực hiện và so sánh.
Nghệ thuật dầm cần kiểm tra tải trọng cuối cùng sau đây:
i) Tải cuối cùng = 1.25G +2.0 SG +2, 5 Q (16, 23)
trong điều kiện tiếp xúc bình thường.
ii) Tải trọng cuối cùng = 1, 5 G + 2, 0 SG + 2, 5 Q (16, 24)
trong điều kiện tiếp xúc nghiêm trọng
iii) Tải trọng cuối cùng = G + SG + 2, 5 Q (16, 25)
trong đó tải chết gây ra hiệu ứng ngược lại với tải trọng sống.
Trong các biểu thức trên, G, SG và Q là tải trọng cố định, tải trọng chết chồng chất (như tải trọng chết của lối đi đúc sẵn, tay vịn, khóa đeo, dịch vụ tiện ích, v.v.) và tải trực tiếp bao gồm cả tác động tương ứng.
Những khoảnh khắc cuối cùng của sức đề kháng cho bê tông hoặc thép được đưa ra bởi:
i) M u của bê tông = 0.176 bd 2 fck cho tiết diện chữ nhật (16, 26)
ii) M u của bê tông = 0.176 bd 2 fck + (2/3) x 0.8 (Br - b) (d - t / 2) t. fck cho một phần T. (16, 27)
iii) M u thép = 0, 9 d Như f P (16, 28)
Trong đó b = Chiều rộng của phần hình chữ nhật hoặc web của dầm chữ T
D = Độ sâu hiệu quả của chùm tia từ CG của HT Steel
f ck = Đặc điểm cường độ của bê tông
B f = Chiều rộng mặt bích của dầm chữ T.
T = Độ dày của mặt bích của dầm chữ T.
A S = Diện tích thép cường độ cao.
fp = Độ bền kéo cuối cùng của thép không có điểm năng suất xác định hoặc ứng suất hoặc ứng suất ở mức độ giãn dài 4%, cao hơn đối với thép có điểm năng suất xác định.
Phần phải được cân đối sao cho M u đối với thép nhỏ hơn so với bê tông để có thể xảy ra sự cố bằng cách cho năng suất thép thay vì nghiền bê tông.
c. Cắt:
i) Việc kiểm tra cắt phải được thực hiện cho tải cuối cùng. Khả năng chống cắt cuối cùng của bê tông, V c tại bất kỳ phần nào sẽ được đánh giá cả cho phần không bị bẻ khóa và nứt trong uốn cong và giá trị nhỏ hơn sẽ được lấy và cắt cốt thép được cung cấp tương ứng.
ii) Khả năng chống cắt cuối cùng của phần không bị bẻ khóa:
Trong đó b = chiều rộng của mặt cắt hình chữ nhật hoặc chiều rộng của sườn đối với dầm chữ T, I hoặc L.
D = chiều sâu tổng thể của thành viên
Ft = ứng suất gốc lớn nhất được cho bởi 0, 24
Fcp = ứng suất nén tại trục tâm do ứng suất được lấy là dương.
Thành phần của lực dự ứng lực bình thường theo trục dọc của thành viên có thể được thêm vào V eu .
iii) Khả năng chống cắt cuối cùng của phần bị nứt:
Trong đó d = Độ sâu hiệu quả từ CG của gân thép
Mt = thời điểm nứt tại phần = (0, 3
V & M = lực cắt và mômen uốn tương ứng tại tiết diện do tải trọng cuối cùng.
Thành phần của sở trường ứng suất bình thường cho trục dọc có thể bị bỏ qua.
iv) Củng cố cắt:
Khi V, lực cắt do tải trọng cuối cùng nhỏ hơn V c / 2 (trong đó V c là nhỏ hơn V cu hoặc V cc như đã cho ở trên), thì không cần gia cố cắt.
Khi V lớn hơn V c / 2, một cốt thép cắt tối thiểu ở dạng liên kết sẽ được cung cấp như sau:
Khi lực cắt V, vượt quá V c, cốt thép cắt phải được cung cấp như dưới đây:
Trong đó Asv = diện tích mặt cắt ngang của hai chân của một liên kết
Sv = khoảng cách của các liên kết
fy = cường độ năng suất hoặc ứng suất bằng chứng 0, 2 phần trăm của cốt thép nhưng không lớn hơn 415 MPa.
Vc = lực cắt được thực hiện bởi phần bê tông.
D = độ sâu của mặt cắt từ sợi nén cực lớn đến các thanh dọc hoặc đến tâm của gân tùy theo giá trị nào lớn hơn.
v) Lực cắt tối đa:
Lực cắt V do tải trọng cuối cùng không được vượt quá bd c bd, các giá trị của ζ c được đưa ra trong Bảng 16.6.
iii. Xoắn:
Hiệu quả của xoắn thường ít hơn và cốt thép cắt danh nghĩa được cung cấp thường là đủ để chống lại ứng suất xoắn. Khi xem xét khả năng chống xoắn hoặc độ cứng của các thành viên trong phân tích cấu trúc, kiểm tra độ xoắn và gia cố bổ sung để chống xoắn là cần thiết.
6. Vỏ và khoảng cách của thép dự ứng lực:
IRC: 18-1985 chỉ định rằng lớp phủ trong cho cốt thép không căng bao gồm các liên kết và cánh khuấy phải được chỉ định trong Bảng 16.7. Tuy nhiên, khuyến nghị rằng đối với các cây cầu quan trọng, độ che phủ tối thiểu phải là 50 mm. nhưng tương tự sẽ được tăng lên 75 mm. bất cứ nơi nào cáp dự ứng lực là gần nhất với bề mặt bê tông.
Vỏ rõ ràng được đo từ bên ngoài vỏ bọc, khoảng cách và nhóm cáp phải được chỉ định trong Hình 16.12. Tuy nhiên, đối với các cây cầu quan trọng, khuyến nghị là khoảng cách rõ ràng là 100 mm. phải được cung cấp cho cáp hoặc nhóm cáp sẽ được bơm vữa sau.
SP-33 cũng khuyến nghị rằng đối với việc xây dựng phân khúc nơi áp dụng ứng suất trước nhiều giai đoạn, khoảng cách rõ ràng không được nhỏ hơn 150 mm. giữa các nhóm cáp đầu tiên và tiếp theo.
Hồ sơ cáp:
IRC: 18-1985 cho phép neo đậu trên bề mặt boong. Các neo này được gọi là neo trung gian. Tuy nhiên, IRC: SP-33 khuyến nghị rằng các giai đoạn dự ứng lực tốt nhất là không quá hai và không được phép neo trung gian trong bề mặt boong. Ví dụ minh họa 16.1 và có các dây cáp trung gian trong giai đoạn thứ ba. Cấu hình cáp được hiển thị trong Hình 16, 23.
Đối với một dầm được hỗ trợ đơn giản, thời điểm tại trung tâm là tối đa và được giảm xuống 0 khi hỗ trợ. Do đó, các cáp dự ứng lực được đặt ở dưới cùng với độ lệch tâm tối đa ở giữa nhịp sẽ được đưa lên với độ lệch tâm giảm để thời điểm chống lại gây ra bởi cáp dự ứng lực giảm so với thời điểm thực tế trong chùm tia.
Nói chung, hai phần ba dây cáp được neo ở hai đầu của dầm và một phần ba còn lại được neo vào boong. Các cáp hai phần ba trước thường được nhấn mạnh trước khi đặt dầm vào vị trí và một phần ba sau được nhấn sau khi đúc và trưởng thành của bản sàn. Xấp xỉ cấu hình cáp của dầm PSC của ví dụ minh họa 16.1 được hiển thị trong Hình 16, 23.
Nói chung, cấu hình cáp là parabol cho dầm được hỗ trợ đơn giản vì sơ đồ mô men cũng là parabol. Một sự kết hợp của hồ sơ cáp thẳng và cong cũng được sử dụng.
Ngoài độ cong dọc, các dây cáp được yêu cầu phải được lắc theo chiều ngang bằng cách cung cấp độ cong trong mặt phẳng ngang để đưa cáp về phía máng của dầm để neo ở hai đầu tại hoặc gần trục trung tâm của dầm.
Khi việc neo cáp được thực hiện theo cặp như trong Hình 16, 23c, độ sâu của mặt bích dưới gần hai đầu sẽ được tăng lên để phù hợp với các cáp đôi này ở gần hai đầu như trong đường đứt gãy trong Hình 16, 23a . Cáp dự phòng, nếu không bắt buộc phải nhấn mạnh cho ứng suất bổ sung từ các yêu cầu thiết kế (trong trường hợp rơi ngắn của lực dự ứng lực chính), sẽ bị loại bỏ và ống dẫn được phun vữa.
7. Cầu bê tông dự ứng lực T-Beam:
Ảnh 4 minh họa một cây cầu bê tông dự ứng lực dầm chữ T có tám nhịp 40 m (trung bình).
8. Cầu bê tông hộp bê tông dự ứng lực:
Đối với các nhịp lớn hơn, dầm hộp bê tông dự ứng lực được sử dụng thay cho dầm chữ T. Các dầm hộp này thường được xây dựng bằng phương pháp xây dựng của Cant Cantilever . Các dầm hoặc được đúc sẵn trong các phần và dựng lên tại chỗ hoặc đúc tại chỗ trong các phần.
Các phần được dựng lên hoặc đúc đối xứng từ bến tàu để ổn định cấu trúc thượng tầng, trụ và móng và khâu khâu đến phần trước bằng cáp dự ứng lực.
Các loại dầm hộp thường được sử dụng được thể hiện trong hình 16.24. Dầm hộp được thể hiện trong hình 16, 24a và 16, 24b dành cho hai làn đường. Các dầm hộp ô đôi được hiển thị trong Hình 16.24c và 16.24d có thể được sử dụng cho sáu làn đường được chia đôi khi hai đơn vị như vậy được sử dụng cạnh nhau. Loại được hiển thị trong Hình 16.24e có thể được sử dụng trong bốn làn đường được chia.
Phần dài của cầu dầm hộp được xây dựng bằng phương pháp đúc hẫng được thể hiện trong hình 16.25a. Hình bên dưới dầm hộp trong hình 16, 25b chỉ ra các đơn vị và trình tự thi công từ các trụ. Bố trí cáp dự ứng lực dự ứng lực cũng được thể hiện trong hình 16, 25b.
