NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỎI CẦU ĐƯỜNG SẮT LA THỌ KM81.1+012 14074897

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐỖ ĐỨC VƢƠNG
NG N CỨU Đ N G MỎI CẦU ĐƢỜNG SẮT
LA THỌ KM811+012
LUẬN VĂN T ẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
Đà Nẵng - Năm 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐỖ ĐỨC VƢƠNG
NG N CỨU Đ N G MỎI CẦU ĐƢỜNG SẮT
LA THỌ KM811+012
Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Công trình giao thông
Mã số : 858.02.05
LUẬN VĂN T ẠC SĨ
NGƢỜ ƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN LAN
Đà Nẵng - Năm 2019

ii
NG N CỨU Đ N G MỎ CẦU ĐƢỜNG SẮT
LA THỌ KM811+012
Học viên: Đỗ Đức Vương. Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT giao thông
Mã số: 85.80.205. Khóa: 36.XGT. Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN
Tóm tắt: Luận văn nghiên cứu tổng quan về phá hoại mỏi cầu thép; cơ sở lý thuyết đánh giá tuổi thọ
mỏi cầu thép theo phương pháp tiêu chuẩn đánh giá cầu của châu Âu, Mỹ trên cơ sở hư hỏng mỏi tích
lũy của Palm-Miner; cơ sở phương pháp xác định hư hỏng tích lũy do mỏi từ phổ ứng suất do phân tích
hoặc đo đạc theo thời gian do hoạt tải di động gây ra trên cầu thép. Một chương trình thực nghiệm đo
đạc phổ ứng suất động cho các đoàn tàu chạy qua cầu thép đường sắt La Thọ được thực hiện để làm dữ
liệu đầu vào cho bài toán đánh giá tuổi thọ mỏi còn lại của cầu thép La thọ trên tuyến đường sắt Bắc-
Nam của Việt Nam.
Từ khóa: Độ bền mỏi, khoảng ứng suất, tải trọng lặp, đếm dòng mưa, số vòng lặp tải.
STUDY ON RAILWAY RIDING ASSESSMENT
LA THO KM811 + 012
Summary: The thesis studies an overview of the fatigue damages of each steel bridge; theoretical
basis for evaluation the remaining fatigue servilife of steel bridges according to the standard method
for assessing bridges of Europe and America on the basis of Palm-Miner's accumulated damage; basis
of the method for determining accumulated damage from stress spectras due to analysis or
measurement over time due to live loads on steel bridges. An experimental program of measuring
dynamic stress spectras for trains running through La Tho steel steel bridge was made as input data for
the problem of evaluation the remaining fatigue life of La Tho steel bridge on the North-South railway
of Vietnam.
Key words: Fatigue strength, stress range, repeat loads, rainflow counting, load cycles.

iii
MỤC LỤC
LỜ CAM ĐOAN ...........................................................................................................i
TÓM TẮT .................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... vii
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................1
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài nghiên cứu...........................................1
C ƢƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỘ BỀN MỎI KẾT CẤU CẦU...................................2
1.1. Tổng quan về mạng lưới Đường sắt Việt Nam ........................................................2
1.2. Hư hỏng do mỏi kết cấu thép và cầu thép ................................................................4
1.2.1. Khái niệm về mỏi kết cấu thép .......................................................................4
1.2.2. Bản chất ..........................................................................................................4
1.2.3. Đặc điểm của bề mặt gãy mỏi.........................................................................5
1.2.4 Đường cong mỏi .............................................................................................7
1.2.5. Những tiêu chí phá hoại mỏi..........................................................................9
1.2.6. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi cầu giàn thép. .............................11
1.3. Kết luận Chương 1..................................................................................................17
C ƢƠNG 2. P ƢƠNG P P Đ N G TUỔI THỌ MỎI CẦU THÉP ........18
2.1. Thiết kế mỏi kết cấu thép theo ...............................................................................18
2.2. Tính toán tích lũy hư hại do mỏi ............................................................................31
2.2.1. Tích lũy hư hại theo Miner ...........................................................................32
2.3.2. Xác suất hư hỏng của cấu trúc ......................................................................35
2.3.3. Tải trọng dao động bất kỳ............................................................................36
2.4. Dự báo tuổi thọ mỏi còn lại cầu thép (Cơ sở đánh giá mỏi) ..................................37
2.4.1. Đánh giá cầu thép theo TTGH mỏi. (ở Mỹ) .................................................37
2.4.2. Đánh giá cầu ở Anh Quốc và châu Âu .........................................................40
2.5. Kết luận Chương 2..................................................................................................48

iv
C ƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM Đ N G TUỔI THỌ MỎI CẦU THÉP
ĐƢỜNG SẮT ...............................................................................................................49
3.1. Lựa chọn Công trình thực nghiệm..........................................................................49
3.2. Thiết kế chương trình thực nghiệm ........................................................................50
3.2.1. Sơ đồ khối hệ thống đo đạc và chẩn đoán tuổi thọ mỏi................................50
3.2.2. Giao diện và các tính năng chương trình FAPRE.........................................50
3.2.3. Giới thiệu thiết bị..........................................................................................52
3.2.4. Bố trí của giàn thép và sơ họa các vị trí đo của giàn thép ............................52
3.3. Kết quả đo đạc thực nghiệm tại hiện trường ..........................................................54
3.4. Phân tích kết quả thực nghiệm và so sánh với phân tích l thuyết ........................58
3.5. Kết luận Chương 3..................................................................................................77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊN G AO ĐỀ TÀ LUẬN VĂN (BẢN SAO)

v
DAN MỤC CÁC TỪ V ẾT TẮT
aio Điểm đo tại kênh ai0
ai1 Điểm đo tại kênh ai1
AASHTO Hội các chuyên gia đường bộ và giao thông Hoa Kỳ
ĐSVN Đường Sắt Việt Nam;
TTL Tải trọng lặp;
TTM Tải trọng mỏi ;

vi
DAN MỤC C C BẢNG
Số hiệu
bảng
Tên bảng Trang
1.1.
Mối quan hệ giữa thành phần hóa học và đặc trưng cơ học của
vật liệu.
11
1.2. Ảnh hưởng của kích thước hạt tới độ bền mỏi. 12
1.3. Các giới hạn bền và mỏi của một số loại vật liệu 13
1.4.
Ảnh hưởng của hình dáng mặt cắt ngang của mẫu tới khả năng
chống phá hủy mỏi
15
2.1. Các loại chi tiết bị mỏi do tải trọng gây ra 18
2.3. Hằng số loại chi tiết, A 30
2.4. Các chu kỳ đối với mỗi lượt xe tải chạy qua, n 31
2.5. Giới hạn mỏi - biên độ không đổi 31
3.1. Giá trị Ứng suất và chu kỳ thu được tàu 1 60
3.5. Các giá trị thu được gây ảnh hưởng đến đến các chi tiết đo. 69
3.6. Các giá trị thu được gây ảnh hưởng đến đến các chi tiết đo 76

vii
DAN MỤC C C ÌN
Số hiệu
hình
Tên hình Trang
1.1. Bản đồ tổng quan mạng lưới đường sắt Việt Nam 2
1.2. Vết nứt xuất hiện trên dầm, giàn thép 5
1.3. Quá trình phát triển vết nứt do tải trọng lặp trong kết cấu thép 6
1.4. Đường cong mỏi Voler 7
1.5. Đồ thị các ứng suất giới hạn 7
1.6.
Đường cong thực nghiệm biểu diễn các biên độ giới hạn trên hệ
toạ độ (a - m).
8
1.7. Đường cong Voler trong hệ trục logarit 9
1.8.
Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng dùng để xây dựng
chỉ tiêu năng lượng
10
1.9. Chu trình ứng suất 12
2.1. Đường cong tuổi thọ S-N 32
2.2. L thuyết Palmgren – Miner mở rộng 35
2.3. Xác suất hư hỏng 35
2.4. Hệ số rủi ro J 36
2.5. Các dạng tải trọng theo thời gian. 37
2.6. Trình tự đánh giá mỏi cầu thép cũ theo Eurocode 44
2.7. Đánh giá sơ bộ hệ số an toàn mỏi 45
2.8. Tính toán hư hhỏng tích lũy do mỏi. 46
3.1.
Sơ đồ khối hệ thống thu thập số liệu biến dạng động và chẩn
đoán tuổi thọ mỏi
50
3.2. Giao diện chương trình FAPRE- giới thiệu hệ thống 51
3.3.
Bảng tra giá trị Ni lấy từ đường cong sức kháng mỏi S-N (TC
AASHTO 2011)
51
3.4. Sơ đồ bố trí hệ giằng thượng và mặt đứng dầm giàn 52
3.5. Sơ đồ bố trí hệ giằng hạ - mã hạ và hệ đà sàn 52

viii
Số hiệu
hình
Tên hình Trang
3.6. Hình ảnh cầu La Thọ KM811+012 53
3.7.
Sơ đồ bố trí các vị trí đặt điểm đo tại mã hạ đo đoàn tàu số 1 và
số 2
53
3.8.
Sơ đồ bố trí các vị trí đặt điểm đo tại mã thượng đo đoàn tàu số
3 và số 4
54
3.9. Bố trái các vị trí cần đo 54
3.10. Máy đo hỗ trợ từ xa bằng hệ thống WIFI 55
3.11. Chuyến tàu 1: Lúc 15:19 phút ngày 19 tháng 8 năm 2019 55
3.15. Tàu 1 aio (xanh lá cây - thanh dọc mã hạ - hạ lưu) 58
3.16. Tàu 1 - ai1 (trắng - thanh dọc mã hạ - thượng lưu) 58
3.17. Tàu 1 – ai2 (xanh biển - thanh dọc ở giữa) 59
3.18. Tàu 1 – ai3 (đỏ - thanh ngang - HL) 59
3.19. Tàu 2 – aio (xanh lá cây - thanh dọc mã hạ - hạ lưu) 60
3.20. Tàu 2 – ai1 (trắng - thanh dọc mã hạ - thượng lưu) 61
3.21. Tàu 2- ai2 (xanh biển - thanh dọc ở giữa) 61
3.22. Tàu 2- ai3 (đỏ - thanh ngang - HL) 62
3.23. Tàu 3 – aio (xanh lá cây - thanh dọc mã thượng) 63
3.24. Tàu 3 – ai1 (trắng - thanh đứng) 63
3.25. Tàu 3 – ai2 (xanh biển - thanh xiên) 64
3.26. Tàu 3 – ai3 (đỏ - thanh ngang mã thượng) 64
3.27. Tàu 4 – aio (xanh lá cây - thanh dọc mã thượng) 65
3.28. Tàu 4 – ai1 (trắng - thanh đứng) 66
3.29. Tàu 4 – ai2 (xanh biển - thanh xiên) 66
3.30. Tàu 4 – ai3 (đỏ - thanh ngang mã thượng) 67

1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đƣờng sắt là một trong những ngành công nghiệp lâu đời của Việt Nam.
Ngành Đường sắt Việt Nam ra đời năm 1881. Mạng lưới đường sắt hiện tại của Việt
Nam có rất nhiều cây cầu cũ có tuổi khá cao, có cầu tuổi khai thác cả trăm năm vẫn
còn đang được sử dụng. Một trong những loại hư hỏng điển hình của cầu thép đường
sắt là do mỏi dưới tác dụng của tải trọng trùng phục là các đoàn tàu đi qua. Do thiếu
kinh phí nên một số cầu cũ, đã bị xuống cấp, hư hỏng mà vẫn còn khai thác do chưa có
điều kiện sửa chữa hay thay mới nên có nguy cơ mất an toàn cho kết cấu và phương
tiện qua lại.
Đánh giá tuổi thọ mỏi còn lại của cầu thép trên đường sắt là một nội dung quan
trọng khi kiểm định đánh giá cầu cũ đường sắt, nhằm dự đoán tuổi thọ còn lại của cầu
làm cơ sở cho tổ chức khai thác cầu để đảm bảo an toàn kết cấu và phương tiện lưu
thông qua cầu.
Bản thân đang công tác tại ngành Đường Sắt, học viên cũng đã từng chứng kiến
nhiều cầu xuất hiện nhiều hư hỏng do mỏi trên cầu Đường Sắt cũ nên lựa chọn đề tài :
“ n c u n mỏi cầu Đường Sắt La Thọ KM811+012”.
Do đó luận văn này mang tính ứng dụng và thực tiễn cao, phù hợp với luận văn
thạc sỹ theo định hướng ứng dụng.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở l thuyết tính toán tuổi thọ mỏi cầu thép.
- Thực nghiệm đo phổ ứng suất động 01 cầu thép thực tế làm cơ sở đánh giá
tuổi thọ mỏi cầu thép đường sắt.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là đánh giá mỏi cầu Đường Sắt La Thọ KM811+012.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài nghiên cứu
Luận văn nghiên cứu hệ thống hóa phương pháp đánh giá tuổi thọ mỏi cầu đường
sắt cũ, kết quả luận văn có thể tham khảo cho các kỹ sư đánh giá cầu.

2
C ƢƠNG 1
TỔNG QUAN ĐỘ BỀN MỎ KẾT CẤU CẦU
1.1. Tổng quan về mạng lƣới Đƣờng sắt Việt Nam
Đƣờng sắt Việt Nam là một trong những ngành công nghiệp lâu đời của Việt
Nam. Ngành Đường sắt Việt Nam ra đời năm 1881 bằng việc khởi công xây dựng
tuyến đường sắt đầu tiên đi từ Sài Gòn đến Mỹ Tho dài khoảng 70 km. Chuyến tàu đầu
tiên khởi hành ở Việt Nam là vào ngày 20 tháng 7 năm 1885. Những năm sau đó,
mạng lưới đường sắt tiếp tục được triển khai xây dựng trên khắp lãnh thổ Việt Nam
theo công nghệ đường sắt của Pháp với khổ đường ray 1 mét. Thời kỳ chiến tranh, hệ
thống đường sắt bị hư hại nặng nề. Kể từ năm 1986, Chính phủ Việt Nam tiến hành
khôi phục lại các tuyến đường sắt chính và các ga lớn, đặc biệt là tuyến Đường sắt Bắc
Nam.
Hình 1.1. Bản đồ tổng quan mạng lưới đường sắt Việt Nam

3
Kết cấu hạ tầng đƣờng sắt
 Đƣờng sắt Quốc gia: Là đường sắt phục vụ vận tải hành khách và hàng hóa
chung của cả nước, từng vùng kinh tế và đường sắt liên vận Quốc gia. Đường sắt Quốc
gia được chia thành nhiều tuyến đường sắt qua nhiều ga khác nhau (là đường sắt đi từ
ga đầu tiên đến ga cuối cùng của một hành trình). Trên đường sắt Quốc gia có tàu
khách, tàu hàng được lập bởi một hay nhiều đầu máy, toa xe không tự vận hành, toa xe
động lực, phương tiện chuyên dùng trên đường sắt.
 Đƣờng sắt đô thị: Là đường sắt phục vụ việc đi lại hàng ngày của hành khách
của từng tỉnh, thành phố và các vùng phụ cận. Bao gồm: xe điện bánh sắt, tàu cao tốc,
đường 1 ray tự động dẫn hướng, tàu điện chạy nổi và ngầm. Đường sắt đô thị được xây
dựng kiểu chạy trên cao, chạy ngầm (chạy dưới lòng đất). Ngoài ra còn có kiểu chạy
cùng mặt bằng (chạy trên mặt đường bộ) hoặc giao cắt với đường bộ.
 Đƣờng sắt chuyên dùng: Là đường sắt phục vụ nhu cầu vận tải riêng của
một tổ chức, cá nhân. Đường sắt chuyên dùng có thể kết nối hoặc không kết nối với
đường sắt Quốc gia.
Công trình tín hiệu
Tín hiệu cố định
Tín hiệu cố định gồm: tín hiệu đèn màu, tín hiệu cánh
 Tín hiệu đèn màu: Là tín hiệu để báo cho lái tàu biết để điều khiển tàu vào
ga, vào bãi, ra ga, ra bãi, phòng vệ, dừng tàu, thông qua ga... Tín hiệu đèn màu gồm có
những màu sắc: đỏ, vàng, xanh lục, xanh lam, sữa. Có các kiểu tín hiệu: tín hiệu chính
(vào ga, vào bãi, ra ga, ra bãi, ngăn đường, phòng vệ, dồn tàu, vượt đỉnh dốc gù...), tín
hiệu lặp lại, tín hiệu báo trước.
 Tín hiệu cánh: Là tín hiệu có tác dụng giống như tín hiệu đèn màu, dùng ở
những nơi chưa có tín hiệu đèn màu. Có các kiểu tín hiệu: tín hiệu chính (vào ga, vào
bãi, ra ga, ra bãi, ngăn đường, phòng vệ, dồn tàu, vượt đỉnh dốc gù...), tín hiệu lặp lại,
tín hiệu báo trước. Có loại 1 cánh, 2 cánh, 3 cánh. Trên mỗi cánh có một đèn tương
ứng để thắp sáng vào ban đêm hoặc ban ngày không rõ tầm nhìn.
Tín hiệu di động
 Tín hiệu phòng vệ:để cảnh báo cho đoàn tàu biết khi có trở ngại trên đường
 Tín hiệu của tàu:gồm các tín hiệu như tín hiệu biển đỏ đuôi tàu, tín hiệu đèn
đầu máy
Biển báo
Cung cấp những thông tin cần thiết cho lái tàu.
Biển hiệu, mốc hiệu
Yêu cầu những công việc lái tàu bắt buộc phải chấp hành.

4
Ga đƣờng sắt
Chức năng chính của ga đƣờng sắt
Ga đƣờng sắt là khu vực có phạm vi định giới rõ rệt theo quy định của ngành
đường sắt, có các công trình kiến trúc và các thiết bị cần thiết khác để tàu hỏa dừng,
tránh, vượt nhau, xếp dỡ hàng hóa, nơi hành khách lên xuống tàu hay chờ tàu... Ga có
thể thực hiện một hay nhiều hoạt động khác nhau, như: nhận chuyển chở hàng, xếp dỡ
hàng, bảo quản hàng, trao trả hàng, trung chuyển hàng lẻ, tổ chức liên vận, đón gửi
tàu, lập và giải toả các đoàn tàu, kiểm tra kĩ thuật toa xe, bán vé cho hành khách... Ga
đường sắt có các công trình: kho bãi hàng hóa, kho chứa hành l , quảng trường, nhà
ga, công trình cho người tàn tật, phòng chờ tàu, nơi xếp dỡ hàng hóa...
Các cấp nhà ga
Căn cứ vào khối lượng và tính chất của công việc, nhà ga được phân cấp:ga cấp
I, ga cấp II, ga cấp III, ga cấp IV.
Khổ đƣờng sắt
 Đường sắt Quốc gia có tiêu chuẩn là 1000mm (3 ft 3 3⁄8 in) và 1435mm (4 ft
8 1⁄2 in).
 Đường sắt đô thị có khổ đường là 1435mm - điện khí hoá.
 Đường sắt chuyên dùng do tổ chức tự quyết định khổ đường nếu không kết
nối vào đường sắt Quốc gia.
Hiện tuyến đường sắt Việt Nam có 5.869 cầu. Trong số này thì có 861 cầu có
cắm biển hạn chế tải trọng, 1.920 cầu được xây dựng từ năm thế kỷ 19 nên việc tiếp
tục đánh giá hiện trạng cầu đường sắt làm cơ sở sửa chữa hay thay mới là vấn đề cần
thiết và cấp bách.
1.2. ƣ hỏng do mỏi kết cấu thép và cầu thép
1.2.1. K n ệm về mỏ kết cấu t ép
Đó là quá trình tích lũy dần dần sự phá hỏng trong bản thân vật liệu dưới tác
động của ứng suất thay đổi theo thời gian. Ứng suất thay đổi này làm xuất hiện các vết
nứt mỏi, sau đó các vết nứt mỏi đó phát triển và dẫn tới sự phá hủy của vật liệu. Sự
phá hủy như vậy được gọi là sự phá hủy vì mỏi.
1.2.2. Bản c ất
Hiện tượng phá hủy mỏi được phát hiện từ giữa thế kỷ XIX và đã từ lâu giới
hạn bền mỏi được coi là một trong các đặc trưng tính toán chủ yếu để xác định kích
thước chi tiết. Thực tiễn sử dụng máy cho thấy khoảng 80 - 90% các tổn thất của chi
tiết có liên quan tới sự phát sinh và phát triển các vết nứt mỏi.
Qua các nghiên cứu về sự phá hủy mỏi của vật liệu, có thể rút ra những kết luận
sau đây:

5
- Vật thể có thể bị phá hủy khi trị số ứng suất lớn nhất max không những thấp
hơn nhiều so với giới hạn bền mà thậm chí có thể thấp hơn giới hạn chảy của vật liệu,
nếu như số lần thay đổi ứng suất (số chu kỳ ứng suất) khá lớn.
- Đối với một số loại vật liệu, có tồn tại một trị số ứng suất giới hạn tác dụng
vào vật liệu với số chu kỳ rất lớn mà không phá hỏng vật liệu.
- Sự phá hủy mỏi bao giờ cũng bắt đầu từ những vết nứt rất nhỏ (vết nứt tế vi),
không nhìn thấy được bằng mắt thường. Các vết nứt này phát triển dần cùng với sự gia
tăng số chu trình ứng suất, đến một lúc nào đó chi tiết sẽ bị gãy hỏng hoàn toàn.
Khi dầm giàn thép chịu ứng suất tĩnh bị phá hỏng, gọi là bị phá hỏng do ứng
suất tĩnh. Hay nói cách khác chi tiết không đủ sức bền tĩnh. Tính toán dầm thép để
ngăn chặn dạng hỏng này được gọi là tính toán theo sức bền tĩnh.
Khi dầm thép bị phá hỏng bởi ứng suất thay đổi, gọi là bị phá hỏng do mỏi hay
dầm thép không đủ sức bền mỏi. Tính toán dầm thép để ngăn chặn hiện tượng này gọi
là tính toán theo sức bền mỏi.
Hình 1.2. Vết nứt xuất hiện trên dầm, giàn thép
1.2.3. Đặc ểm của bề mặt ãy mỏ
Sự phá hủy mỏi khác với sự phá hủy do chịu ứng suất tĩnh về bản chất cũng
như về hiện tượng bên ngoài. Phá hủy vì ứng suất tĩnh là do tác dụng của ứng suất có
trị số khá cao, đối với vật liệu dẻo ứng suất này lớn hơn giới hạn chảy, còn đối với vật
liệu giòn thì trị số ứng suất cao hơn giới hạn bền. Sự phá hủy tĩnh bao giờ cũng kèm
theo xuất hiện biến dạng dẻo rõ rệt, choán cả một vùng dầm giàn thép. Trái lại sự phá
hủy mỏi xảy ra khi trị số ứng suất không lớn lắm. dầm giàn thép bị hỏng có thể dưới
dạng gãy đứt hoàn toàn hoặc có vết nứt lớn, khiến dầm giàn thép không thể làm việc
được nữa. Sự phá hủy mỏi có tính chất cục bộ, chỉ xảy ra trong một vùng nhỏ của dầm
giàn thép, vết nứt mỏi thường phát triển ngấm ngầm và rất khó phát hiện bằng mắt
thường.Trước khi dầm giàn thép bị hỏng hoàn toàn thường không thấy một dấu hiệu
báo trước nào, thí dụ như biến dạng dẻo (kể cả đối với vật liệu dẻo), nhưng sau đó đột
nhiên xảy ra sự phá hủy tại một hoặc một vài tiết diện nào đó của chi tiết. Tại tiết diện

6
này các vết nứt phát triển khá sâu, làm giảm diện tích phần làm việc tới mức chi tiết
không còn đủ khả năng chịu tải nữa.
Tóm lại quá trình hỏng vì mỏi xảy ra từ từ và theo trình tự như sau:
- Sau một số chu kỳ ứng suất nhất định, tại những chỗ có tập trung ứng suất trên
chi tiết sẽ xuất hiện những vết nứt nhỏ.
- Vết nứt này phát triển lớn dần lên, làm giảm dần diện tích tiết diện chịu tải của
chi tiết, do đó làm tăng giá trị ứng suất.
- Cho đến khi dầm giàn thép không còn đủ sức bền mỏi thì nó bị phá hỏng.
Hình dạng chỗ hỏng do mỏi khác hẳn chỗ hỏng do tác dụng của ứng suất tĩnh,
đối với vật liệu dẻo xảy ra sự co thắt tại vùng tiết diện bị hỏng, còn đối với vật liệu
giòn chỗ đứt có dấu hiệu bị đứt ra. Khi quan sát vết gãy, thấy rõ phần chi tiết bị hỏng
do mỏi – bề mặt cũ và nhẵn, bề mặt vết gãy thấy rõ hai vùng: Vùng thứ nhất tương đối
mịn, hạt nhỏ (giống như chỗ vỡ của mảnh sứ), đó là vùng các vết nứt mỏi dần dà phát
triển. Vùng thứ hai gồ ghề, có hạt to hoặc có các thớ. Vùng này được gọi là vùng hỏng
tĩnh, còn vùng thứ nhất gọi là vùng hỏng vì mỏi.Cũng có trường hợp trên tiết diện
hỏng thấy có ba vùng: Vùng thứ nhất khá mịn, là vùng phát sinh và phát triển vết nứt
với tốc độ chậm, vùng thứ hai thô hơn, tốc độ phát triển vết nứt trong vùng này nhanh
hơn, vùng thứ ba gồ ghề là vùng hỏng tĩnh.
Xem xét hình dạng bề ngoài của vết gãy ta có thể biết được dầm giàn thép dầm
giàn thép đã làm việc quá tải nhiều hay ít. Nếu diện tích không hỏng vì mỏi chiếm tỉ lệ
khá lớn so với vùng hỏng tĩnh, ta biết là chi tiết đã làm việc lâu dài với ứng suất lớn
hơn giới hạn mỏi chút ít. Nếu diện tích vùng hỏng tĩnh khá lớn, chi tiết rõ ràng đã chịu
tải quá lớn trong thời gian ngắn với số chu kỳ ứng suất tương đối ít đã bị gãy hỏng.
Hình 1.3. Quá trình phát triển vết nứt do tải trọng lặp trong kết cấu thép [11]

7
1.2.4 Đườn cong mỏ
1.2.4.1. Đường cong mỏi Vôler
Trên cơ sở kết quả thí nghiệm mỏi,người ta lập được đồ thị có dạng đường cong
biểu diễn quan hệ giữa ứng suất  ( ứng suất biên độ hoặc ứng suất lớn nhất) với số
chu kỳ thay đổi ứng suất N mà chi tiết ( hoặc mẫu thử nghiệm) chịu được cho đến khi
hỏng (hình 1.4).

k
r
Nk No N
Hình 1.4. Đường cong mỏi Voler [7]
Đường cong này được gọi là đường cong mỏi ( hay đường cong Voler, mang
tên nhà khoa học đầu tiên làm các thí nghiệm xác lập đường cong này) . Số chu kỳ N
được gọi là tuổi thọ ứng với mức ứng suất . Đồ thị đường cong mỏi có dạng như hình
1.4.
1.2.4.2. Đồ thị các ứng suất giới hạn
m
max, min
B
A -1 D
O
450
o/2
m b m
C
Hình 1.5. Đồ thị các ứng suất giới hạn [7].
Mặc dù phương pháp lập đồ thị đường cong mỏi Voler là phương pháp dùng
phổ biến khi tiến hành các thí nghiệm mỏi của vật liệu, nhưng đường cong này không
cho phép xác định giá trị ứng suất giới hạn nhỏ nhất và lớn nhất khi chu trình ứng suất

8
thay đổi không đối xứng. Do đó hiện nay người ta còn sử dụng rộng rãi đồ thị các ứng
suất giới hạn, biểu thị quan hệ giữa ứng suất lớn nhất max và ứng suất nhỏ nhất min
của chu trình với ứng suất trung bình m (hình 1.5).
Tung độ một điểm nào đó trên nhánh AB cho trị số giới hạn max của chu trình,
còn tung độ của nhánh CD ứng với trị số ứng suất giới hạn nhỏ nhất min của chu trình.
Miền nằm giữa hai nhánh là những trị số ứng suất không làm hỏng vật liệu. Các giao
điểm của nhánh AB và CD với trục tung là các trị số max và min của chu trình đối
xứng.
Nếu đồ thị các ứng suất giới hạn của thép được lặp khi số chu kỳ N bằng số chu
kỳ cơ sở N0 =5.106
-107
, giao điểm này có trị số là giới hạn bền mỏi dài hạn -1 của vật
liệu. Đường thẳng phân giác m-m đi qua gốc tọa độ ( làm với trục hoành một góc 450
)
là quỹ tích của các điểm đặc trưng cho trị số ứng suất trung bình. Đoạn tung độ giữa
đường m-m và các nhánh AB hoặc CD cho giá trị biên độ ứng suất a .
Với điều kiện chịu tải đã định, vị trí các đường trong đồ thị các ứng suất giới
hạn được xác định theo số chu kỳ cơ sở N0 chọn làm thí nghiệm. Nếu chọn số chu kỳ
thí nghiệm của thép là (5-10).106
thì kết quả thí nghiệm cho ta đồ thị các giới hạn bền
mỏi dài hạn. Cũng có thể lập biểu đồ với các giới hạn bền mỏi ngắn hạn, ứng với tuổi
thọ Nk nào đó.
1.2.4.3. Đường cong thực nghiệm của các biên độ giới hạn trên hệ toạ độ a -
m
a
-1
a
O a b m
Hình 1.6. Đường cong thực nghiệm biểu diễn các biên độ giới hạn trên
hệ toạ độ (a - m).
Ngoài ra, quan hệ giữa biên độ ứng suất với ứng suất trung bình còn được trình
bày bằng đồ thị hình 1.6. Tuy nhiên, đồ thị này không được rõ bằng đồ thị trên vì
muốn có giá trị max, min ta phải tính các hệ thức:
max = m + a
max = m - a

9
Cũng cần nói thêm là do có sự phân tán tuổi thọ, nghĩa là trong cùng một điều
kiện chịu tải của các mẫu thử giống nhau, kết quả thu được về tuổi thọ là khác nhau.
Có nhiều nguyên nhân phức tạp gây nên phân tán tuổi thọ, song cũng có những nguyên
nhân do các yếu tố ngẫu nhiên về luyện kim, về phương pháp gia công để lại các
khuyết tật không giống nhau trong các mẫu thử…
Do đó những trường hợp cần thiết người ta dùng toán học thống kê để phân tích
kết quả thử nghiệm và biểu thị chúng bằng những đồ thị quan hệ giữa tuổi thọ, ứng
suất và xác suất phá hủy.
1.2.5. ữn t u c í p oạ mỏ
1.2.5.1. Chỉ tiêu về ứng suất và biến dạng
Nếu gọi S là ứng suất, N là số chu kỳ ứng suất tương ứng thì chỉ tiêu về ứng
suất và biến dạng lần lượt là:
i
m
i N
.
S = const (1.5)
Hay
n
K
n
n
N
F 





 (1.6)
Trong đó: Fn - độ bền mỏi ứng với N chu kỳ.
S - ứng suất ứng với N chu kỳ.
Kn- số mũ đường cong Voler.
LgS
S
N LgN
Hình 1.7. Đường cong Voler trong hệ trục logarit
Và chỉ tiêu biến dạng:
e
k
p
p C
.N
e  (1.7)
Trong đó: ep - độ dãn dài tới hạn ứng với lúc phá hủy.
Np - số chu kỳ ứng suất ứng với lúc phá hủy.
k - số mũ (0,010,1).
Ce - hằng số.
F100.000
n
K
n
n
N
S
F 






F200.000

10
1.2.5.2. Chỉ tiêu về năng lượng
C.E.Feltner và J.D.Marrow đưa ra chỉ tiêu với nội dung như sau: Sự phá hủy
mỏi bắt đầu xảy ra tại thời điểm khi mà tổng số năng lượng tản mác (quá trình này chỉ
xảy ra một chiều) đạt tới giá trị đúng bằng công biến dạng riêng khi chất tải tĩnh.
S 
S dpl Sa
O pl
Hình 1.8. Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng dùng để xây dựng
chỉ tiêu năng lượng
Từ hình 6 các tác giả đã tính được trị số tới hạn của năng lượng tản mác trong vật
liệu sau N chu kỳ ứng suất là:


Δε
0 εpl
sum ζ.d
2N
D (18)
Số chu kỳ ứng suất ( hay tuổi thọ) khi phá hủy Np đượ xác định từ phương trình:
p
o
a lgN
n
1
n
K
lgζ 







 (1.9)
Trong đó:
1
n
n
sum
o
2K
n)
(1
D
lg
K






 

n – hằng số tăng bền do biến dạng chu kỳ.
K – hằng số của vật liệu.
1.2.5.3. Chỉ tiêu về vết nứt mỏi
Động học quá trình phá hủy mỏi bao giờ cũng có các giai đoạn xuất hiện, hình
thành, phát sinh và phát triển vết nứt.Vết nứt mỏi lan truyền với tốc độ nhất định và
khi đạt được tốc độ truyền âm trong vật liệu thì sự phá hủy hoàn toàn xảy ra. Sự tích
lũy phá hủy mỏi diễn tiến cả quá trình, còn sự phá hủy hoàn toàn thì xảy ra tức thời.
Gọi v là tốc độ lan truyền vết nứt, người ta đã xây dựng được quan hệ:

11
C)
F,
f(S,
dt
dl
v 
 (1.10)
Trong đó: S - trạng thái ứng suất.
F- đặc trưng hình học của chi tiết.
C – điều kiện vật liệu và điều kiện làm việc của giàn dầm thép.
1.2.6. ữn yếu tố ản ưởn ến ộ bền mỏ cầu giàn thép.
1.2.6.1. Bản chất vật liệu và quá trình xử lý nhiệt:
 Bản chất vật liệu:
Vật liệu có ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi của dầm giàn thép. Dầm giàn thép
được chế tạo bằng vật liệu có cơ tính cao, độ bền mỏi của dầm giàn thép sẽ cao vì khi
vật liệu có cơ tính cao thì khả năng xuất hiện các vết nứt sẽ khó khăn hơn.
Nhìn chung, dầm giàn thép được chế tạo bằng vật liệu kim loại có độ bền mỏi
cao hơn dầm giàn thép được chế tạo bằng vật liệu phi kim loại.
Vật liệu thép có độ bền mỏi cao hơn các vật liệu khác. Nếu thép có hàm lượng
cacbon tương đối cao thì giới hạn bền mỏi sẽ cao hơn thép có hàm lượng cacbon thấp
hơn. Thép hợp kim có độ bền mỏi cao hơn thép cacbon thông thường.
Thép có cấu tạo ferit thì độ bền mỏi thấp, trái lại thép có cấu tạo mactenxit độ
bền mỏi cao. Nếu thép có lẫn nhiều tạp chất phi kim loại sẽ tạo ra nhiều khuyết tật bên
trong vật liệu, khi đó độ bền mỏi sẽ giảm.
Bên cạnh đó, các thành phần hóa học là những nhân tố quan trọng quyết định
bản chất của vật liệu. Có thể xét ảnh hưởng của các thành phần hóa học tới sức chống
bền mỏi theo quan điểm lý thuyết hệ thống.
Khi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố hóa học của vật liệu tới
một số đặc trưng cơ học của nó, thành phần của các nguyên tố hóa học chính và mã số
tương ứng với chúng được liệt kê trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Mối quan hệ giữa thành phần hóa học và đặc trưng cơ học của vật liệu.
STT
Thành phần hóa học (%) Cu Mg Mn
Mã x1 x2 x3
1 Mức cơ bản 4,25 1,45 0,80
2 Thay đổi 0,55 0,22 0,15
3 Mức trên 4,80 1,70 0,95
4 Mức dưới 3,70 1,25 0,65
Quá trình xử lý nhiệt:
o Ảnh hưởng của tổ chức tế vi:
Tổ chức tế vi được quyết định bởi quá trình luyện kim, gia công và nhiệt luyện.

12
Những quá trình này tạo ra những cấu trúc hạt khác nhau và ảnh hưởng trực tiếp đến
độ bền mỏi của vật liệu.
Ảnh hưởng của tổ chức tế vi theo chế độ nhiệt luyện tới độ bền mỏi của vật liệu
là làm cho giới hạn mỏi thay đổi từ 1,7  2 lần.Tuy nhiên, thực nghiệm cũng cho rằng
ảnh hưởng của tổ chức tế vi tỏ ra yếu hơn nếu như xuất hiện nhân tố tập trung ứng suất.
o Ảnh hưởng của kích thước hạt:
G.M.Sinclair và W.J.Craig đã tiến hành thí nghiệm uốn quay tròn mẫu d0=7mm
làm từ đồng thau mác 70/30 có các độ hạt khác nhau và cho kết quả như bảng 1.2.
Bảng 1.2. Ảnh hưởng của kích thước hạt tới độ bền mỏi.
Số thứ
tự
Kích thước trung
bình của hạt,
h0,mm
Giới hạn chảy
y = 0,2 ,
Kg/mm2
Giới hạn mỏi
F = -1 ,
Kg/mm2
So sánh
h0j/h01 -1j / -1o
1 0,00185 47,70 28,10 1,000 1,000
2 0,00205 37,80 21,10 1,108 0,751
3 0,00295 23,90 16,90 1,595 0,601
4 0,01200 4,86 15,40 6,486 0,548
5 0,02600 1,97 11,90 14,054 0,423
6 0,05100 1,56 9,85 27,568 0,351
7 0,13100 1,27 8,45 70,812 0,301
1.2.6.2. Trạng thái ứng suất
Khi làm việc tải trọng tác dụng lên chi tiết có thể gây nên các loại ứng suất:
Kéo, nén, uốn, dập, cắt, tiếp xúc…
Ứng suất sinh ra trong chi tiết có thể thay đổi hoặc không thay đổi. Một vòng
thay đổi ứng suất từ trị số giới hạn này đến trị số giới hạn khác rồi trở về giá trị ban
đầu được gọi là chu trình ứng suất. Thời gian để thực hiện một chu trình ứng suất gọi
là một chu kỳ ứng suất.
Chu trình ứng suất được đặc trưng bởi (hình 1.9).
Hình 1.9. Chu trình ứng suất

13
Biên độ ứng suất:
2
ζ
ζ
ζ min
max
a

 (1.13)
Ứng suất trung bình:
2
ζ
ζ
ζ min
max
m

 (1.14)
Hệ số tính chất chu trình:
max
min
ζ
ζ
r  (1.15)
Phần lớn chi tiết chịu ứng suất thay đổi theo chu trình không đối xứng nghĩa là
các giới hạn ứng suất (max, min) không bằng nhau về trị số. Ứng suất tác dụng lên chi
tiết được chia làm 2 phần: Thành phần ứng suất không đổi hay còn được gọi là ứng suất
trung bình m là nguyên nhân chủ yếu gây nên sự phá hủy mỏi, và thành phần ứng suất
thay đổi có biên độ ứng suất a . Qua đồ thị trên hình (1.9) ta thấy nếu ứng suất trung
bình m là ứng suất kéo (m >0) càng lớn thì trị số giới hạn của biên độ ứng suất càng
giảm xuống, nghĩa là khi ứng suất trung bình là kéo càng tăng lên, thì ứng suất biên độ
a tuy nhỏ nhưng cũng có thể gây nên phá hủy mỏi. Trong chu trình đối xứng với m = 0
trị số giới hạn của biên độ ứng suất a bằng giới hạn bền mỏi trong chu trình đối xứng -
1. Khi ứng suất trung bình là nén (m <0) trị số giới hạn của biên độ ứng suất a tăng
lên, nghĩa là nếu như chi tiết chịu thành phần ứng suất tĩnh là nén thì giới hạn ứng suất
biên độ a có thể cao hơn giới hạn bền mỏi trong chu trình đối xứng -1.
Bảng 1.3. Các giới hạn bền và mỏi của một số loại vật liệu [7]
Số
thứ
tự
Vật liệu
Giới hạn
bền b
,Mpa
Giới hạn mỏi
kéo -1k ,
Mpa
Giới hạn mỏi
uốn -1u ,
Mpa
Giới hạn mỏi
xoắn -1x ,
Mpa
1 Thép 40 Thép C40 570 185 230 142,45
2 Thép 45 Thép C45 675 230 295 181,7
3 Thép 40X Thép 40Cr 730 250 280 255
4 Thép 40XH
Thép 40CrNi
900 290 400 240
Trường hợp chi tiết chịu ứng suất phức tạp như vừa chịu uốn vừa chịu xoắn
hoặc trong chi tiết có tác dụng ứng suất thay đổi với biên độ ứng suất pháp a và biên
độ ứng suất tiếp a , để đánh giá độ bền mỏi của chi tiết trong những trường hợp này
người ta phải dùng thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất hoặc thuyết bên thế năng biến đổi

14
hình dạng để tính toán. Trong một số trường hợp người ta dùng hệ thức Gauss tìm
được qua thực nghiệm.
1
η
η
ζ
ζ
2
1
a
2
1
a




















(1.16)
Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng, cùng một loại vật liệu, cùng một điều
kiện làm việc, độ bền mỏi khi chịu kéo – nén, uốn, xoắn khác nhau. Bảng 1.3 đưa ra
một vài ví dụ minh họa.
Từ bảng 1.3 thấy rằng, độ bền mỏi trong trường hợp chịu xoắn của vật liệu là
kém nhất, điều này càng thể hiện rõ nét khi có môi trường ăn mòn.
1.2.6.3. Kích thước tuyệt đối
Thực nghiệm cho thấy khi tăng kích thước tuyệt đối các chi tiết của giàn dàm
thép, giới hạn bền mỏi sẽ giảm xuống. Để xét đến ảnh hưởng của nhân tố kích thước
người ta dùng hệ số ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối  (đối với ứng suất pháp)
hoặc  (đối với ứng suất tiếp), là tỉ số giữa giới hạn bền mỏi của chi tiết có đường
kính d với giới hạn bền mỏi của mẫu chuẩn có đường kính d0 = 7  10 mm.
rdo
rd
ζ
ζ
ζ
ε  hoặc
rdo
rd
η
η
η
ε  (1.17)
Độ bền giảm khi tăng kích thước tuyệt đối (  < 1 hoặc  < 1) là vì sự không
đồng đều về cơ tính của vật liệu càng tăng khi kích thước càng tăng lên, chi tiết có
nhiều khuyết tật hơn và chiều dày tương đối của lớp bề mặt tăng bền do gia công cơ
hoặc nhiệt luyện giảm xuống.
Hệ số ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối được tra trong sổ tay chi tiết. Nghiên
cứu cho thấy có thể tính hệ số ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối theo công thức sau:
Đối với trục chịu uốn:
0,12
o
ζ
d
d
ε 







 (1.18)
Đối với trục chịu xoắn:
0,2
o
η
d
d
ε









 (1.19)
Người ta đã nghiên cứu về ảnh hưởng của hình dáng mặt cắt ngang của mẫu tới
khả năng chống phá hủy mỏi. Ảnh hưởng này được chỉ rõ trong bảng 1.4.

15
Bảng 1.4. Ảnh hưởng của hình dáng mặt cắt ngang của mẫu tới khả năng chống phá
hủy mỏi [7]
Hình dáng mặt cắt ngang Uốn/kéo-nén, 1kn
-
1u
- /ζ
ζ
η 
 (*)
Dựng đứng
Chữ nhật {
Nằm ngang
1,50
Tròn
Elip
695
,
1
3
16


Hình thoi 2
Hình dáng mặt cắt ngang Xoắn/trượt 1t
-
1
- /η
η
γ 
 (**)
Tròn 1,33
de
Vành khăn
di 































4
3
1
1
3
4
e
i
e
i
d
d
d
d
(*)  = -1kn /-1u : tỷ số giữa độ bền mỏi kéo – nén / độ bền mỏi uốn
(**)  = -1/-1t : tỷ số giữa độ bền mỏi xoắn / độ bền mỏi xoắn có trượt
1.2.6.4. Hình dạng kết cấu:
Hình dạng kết cấu có ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi, nghĩa là ảnh hưởng đến
khả năng làm việc của chi tiết khi chịu ứng suất thay đổi. Dưới tác dụng của tải trọng,
ở những chỗ thay đổi tiết diện chi tiết như góc lượn, rãnh then, lỗ… Có sự tập trung
biến dạng, do đó xảy ra tập trung ứng suất. Tại đây ứng suất thực tế lớn hơn ứng suất
danh nghĩa, tính theo các công thức của sức bền vật liệu.
Tỷ số giữa ứng suất lớn nhất tại chỗ tập trung ứng suất max  (hoặc max  ) với
ứng suất danh nghĩa  ( hoặc  ) tại điểm này, được gọi là hệ số tập trung ứng suất lý
thuyết:
δ
ζ
max
αζ  hoặc
δ
η
max
αη  (1.20)

16
Trị số  và  phụ thuộc vào hình dạng kích thước chi tiết và chủ yếu là phụ
thuộc vào hình dạng kích thước chỗ chuyển tiếp ( bán kính góc lượn  ), có khi  và
 đạt trị số khá lớn từ 3  4 hoặc hơn nữa.
Tuy nhiên việc sử dụng trực tiếp các trị số  và  vào tính toán thực tế nhiều
khi không thích hợp. Thí nghiệm chứng tỏ rằng do tại chỗ tập trung ứng suất xuất hiện
trạng thái căng khối và do ảnh hưởng của biến dạng dẻo cho nên các đỉnh nhọn ứng
suất cục bộ tùy theo điều kiện chịu tải, một phần nào được san bằng. Ngoài ra còn có
hiệu ứng tăng bền do hiện tượng cứng nguội trên lớp bề mặt khi gia công cơ khí cũng
ảnh hưởng đến độ bền mỏi. Từ đó người ta thấy rằng, để đánh giá sự giảm độ bền của
chi tiết tại chỗ có tập trung ứng suất, không thể dùng các trị số lý thuyết  và  mà
phải dùng hệ số tập trung ứng suất thực tế k hoặc k , là tỷ số giữa giới hạn bền mỏi r
của mẫu nhẵn không có tập trung ứng suất với giới hạn bền mỏi rc của chi tiết có tập
trung ứng suất và có cùng kích thước tiết diện như của mẫu:
rc
r
ζ
ζ
ζ
k  ;
rc
r
η
η
η
k  (1.21)
Trong đó: r và r là giới hạn mỏi của mẫu không có tập trung ứng suất
rc và r là giới hạn mỏi của mẫu có tập trung ứng suất.
Thông thường hệ số tập trung ứng suất thực tế nhỏ hơn hệ số tập trung ứng suất
lý thuyết ( )
, 


 
 
 k
k .
Các chi tiết có hình dạng giống nhau có sự tập trung ứng suất như nhau tại chỗ
chuyển tiếp, nghĩa là có cùng hệ số tập trung ứng suất lý thuyết tại đây là  (hoặc  )
nhưng nếu làm bằng các vật liệu khác nhau thì hệ số tập trung ứng suất thực tế sẽ khác
nhau. Đối với vật liệu nhạy với sự tập trung ứng suất thì hệ số tập trung ứng suất thực
tế sẽ lớn hơn.
Giá trị của hệ số k và k có thể tra ở các bảng số liệu trong sổ tay thiết kế cơ
khí hoặc sách bài tập chi tiết, theo hình dạng và kích thước cụ thể của những chỗ có
tập trung ứng suất, trên từng loại chi tiết khác nhau. Nghiên cứu cho thấy, đối với trục
thép chịu uốn có rãnh vòng, bán kính đáy rãnh , đường kính tiết diện nguy hiểm d,
đường kính lớn D:
0,06
ζ
ζ 1
γ.d
α
k


















(1.22)
Trong đó: ζ
α - hệ số tập trung ứng suất lý thuyết
1

 khi 1,5
d


và 1
.
1

 khi 1,5
d



17
Trường hợp trục thép chịu uốn có vai trục, bán kính vai 
0,06
ζ
ζ 1
1,15. γ,1
α
k


















(1.23)
1.3. Kết luận Chƣơng 1
Chương 1 đã mô tả tổng quan về mạng lưới đường sắt Việt Nam, khái niệm và
các vấn đề cơ bản của hiện tượng mỏi trong chi tiết kết cấu thép; khái niệm về đường
cong mỏi từ thí nghiệm trong phòng là tham số cơ bản để đánh giá sức kháng mỏi hay
tuổi thọ mỏi còn lại của kết cấu thép; các yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng mỏi chi tiết
và qui định chung hiện hành về thiết kế mỏi theo tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành của
Việt Nam.

18
C ƢƠNG 2
P ƢƠNG P P Đ N G TUỔ T Ọ MỎ CẦU T ÉP
2.1. Thiết kế mỏi kết cấu thép theo
Tác dụng lực để thiết kế chịu mỏi của chi tiết cầu thép phải là biên độ ứng suất
của hoạt tải. Các ứng suất dư không được xét đến trong thiết kế chịu mỏi.
Bảng 2.1. Các loại chi tiết bị mỏi do tải trọng gây ra [2]
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
đầu vết nứt tiềm
ẩn
Thí dụ
minh họa
Phần 1 - Vật liệu thép thƣờng ở cách xa mối hàn bất kỳ
1.1 Thép cơ bản, trừ thép không
sơn tự chống rỉ, với bề mặt cán
và làm sạch. Các mép cắt bằng
lửa với độ nhám bề mặt
0,025mm hoặc thấp hơn nhưng
không có góc lõm
A 8,19E+12 165
Cách xa tất cả
mối hàn hoặc
mối nối kết cấu
1.2 Thép cơ bản không sơn tự
chống rỉ với các bề mặt cán hoặc
làm sạch. Các mép cắt bằng lửa
với độ nhám bề mặt 0,025 mm
hoặc thấp hơn
không bao gồm góc nối
B 3,93E+11 110
Cách xa mối hàn
hoặc mối nối kết
cấu
1.3 Các bộ phận đầu nối dầm, cắt
góc hoặc nơi thay đổi kích thước
hình học đột ngột được chế tạo
theo AASHTO/AWS D1.5, ngoại
trừ lỗ chờ tiếp cận đường hàn
C 1,44E+12 69
Tại bất kỳ mép
ngoài
1.4 Mặt cắt ngang thép tấm có các
lỗ chờ tiếp cận đường hàn được
chế tạo theo Điều 3.2.4
AASHTO/AWS D1.5
C 1,44E+12 69
Trong kim loại cơ
bản ở góc trong
của lỗ chờ đường
hàn
1.5 Vị trí khoét lỗ của cấu
kiện(Brown, 2007).
D 7,21E+11 48
Trong mặt cắt
hao hụt, khởi
nguồn từ mặt bên
của lỗ
Phần 2 - Vật liệu trong liên kết bằng mối nối cơ khí
2.1 Kim loại cơ bản tại mặt cắt B 3,93E+12 110 Xuyên qua mặt

19
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
nguyên của mối nối bu lông
cường độ cao được thiết kế như
mối nối chịu ma sát với bu lông
cường độ cao được căng trước,
lắp trong lỗ được khoan đủ kích
thước hoặc đột lỗ và khoét cho
đúng kích cỡ, (Chú : xem Điều
kiện 2.3 với đột lỗ bu lông, Điều
kiện 2.5 với bắt vít góc)
cắt nguyên gần lỗ
bu lông
2.2 Kim loại cơ bản tại mặt cắt
thực (diện tích đã trừ lỗ) của mối
nối bu lông cường độ cao được
thiết kế như mối nối bu lông chịu
cắt nhưng được chế tạo và lắp đặt
theo tất cả yêu cầu cho mối nối
chịu ma sát với bu lông cường độ
cao căng trước đặt trong lỗ được
khoan đủ kích cỡ hoặc đột lỗ và
khoét đúng kích cỡ. (Chú ý: xem
Điều kiện 2.3 với đột lỗ bu lông,
xem Điều kiện 2.5 với thép góc
nối bu lông hoặc cấu kiện mặt cắt
chữ "T" nối với bản nút hoặc bản
nối).
B 3,93E+12 110
Trong mặt cắt thực
bắt nguồn từ phía
bên của lỗ
2.3 Kim loại cơ bản tại D 7,21e+11 48 Trong mặt
mặt cắt thực của tất cả mối nối
bu lông của các cấu kiện mạ
kẽm nhúng nóng (Huhn và
Valtinat, 2004); kim loại cơ bản
tại mặt cắt phù hợp với định
nghĩa trong Điều kiện 2.1 hoặc
2.2, có thể áp dụng của mối nối
bulông cường độ cao với
bulông căng trước trong lỗ được
đột đủ kích cỡ (Brown, 2007);
và kim loại cơ bản tại mặt cắt
thực của các mối nối cơ khí
khác, trừ các thanh có đầu khoét
cắt thực bắt
nguồn từ phía
bên của lỗ hoặc
xuyên qua mặt
cắt nguyên gần
lỗ, có thể áp
dụng

20
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
lỗ hoặc tấm chốt, cường độ cao
không căng. (Chú : xem Điều
kiện 2.5)
2.4 Kim loại cơ bản tại mặt cắt
thực của đầu thanh khoét lỗ treo
hoặc các bản chốt (Chú ý: với
kim loại cơ bản trong thân thanh
có đầu lỗ hoặc mặt cắt nguyên
của bản nối chốt, xem Điều kiện
1.1 hoặc 1.2)
E 3,61E+11 31 Trong mặt cắt
thực bắt nguồn
từ phía bên của
lỗ
2.5 Kim loại cơ bản ở mặt cắt thép
góc hoặc chữ T của các cấu kiện
liên kết với bản nút hoặc tấm bởi
bu lông cường độ cao chịu ma sát
. Biên ứng suất mỏi phải được tính
toán trên diện tích thực có hiệu
của cấu kiện, Ae = UAg, trong đó
U = (1-x/L) và Ag là diện tích
nguyên của cấu kiện, x là khoảng
cách từ tim của cấu kiện tới mặt
ngoài của bản nút hoặc tấm nối và
L là khoảng cách giữa các mặt
ngoài bu lông trong liên kết song
song tới các đường lực. Hiệu ứng
mô men do lệch tâm trong liên kết
phải bỏ qua khi tính toán biên
ứng suất (Mc Donald và Frank,
2009). Các dạng mỏi phải lấy
theo quy định Điều kiện 2.1. Đối
với tất cả các loại liên kết bu lông
khác, thay thế Ag bằng diện tích
có hiệu An trong tính toán diện
tích thực theo phương trình trên và
sử dụng các dạng mỏi tương ứng
cho những loại liên kết theo quy
định Điều kiện 2.2 hoặc 2.3 khi có
thể áp dụng.
Xem
các loại
có thể
áp
dụng
như
trên
Xem các
hằng số
có thể áp
dụng
như trên
Xem các
ngưỡng
mỏi có
thể áp
dụng như
trên
Xuyên qua mặt
cắt nguyên gần
lỗ, hoặc tại mặt
cắt thực bắt
nguồn từ mặt bên
của lỗ, trong mức
có thể áp dụng
3.1 Kim loại cơ bản và kim loại B 3,93E+12 110 Từ bề mặt hoặc

21
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
hàn trong các bộ phận không có
các gắn kết phụ của cấu kiện tổ
hợp được liên kết bằng các đường
hàn rãnh dọc liên tục ngấu hoàn
toàn 2 phía và được hàn từ mặt
còn lại, hoặc mối hàn liên tục song
song với phương của ứng suất
các đứt đoạn bên
trong của mối hàn,
cách xa điểm đầu
mối hàn
3.2 Kim loại cơ bản và kim loại
hàn trong các bộ phận không có
các gắn kết phụ của cấu kiện tổ
hợp được liên kết bằng các đường
hàn rãnh dọc ngấu hoàn toàn với
các thanh đệm lót để lại hoặc các
đường hàn ngấu liên tục từng phần
song song với phương của ứng
suất.
B’ 2,00E+12 83 Từ bề mặt mối
hàn hoặc bên
trong không liên
tục của mối hàn,
bao gồm mối hàn
với các thanh
đệm lót
3.3 Kim loại cơ bản và thúc mối
hàn dọc ở lỗ chờ tiếp cận đường
hàn phải thực hiện theo Điều
3.2.4 Cấu kiện tổ hợp,
AASHTO/AWS D1.5. (Chú ý:
không bao gồm cánh)
D 7,21E+11 48 Từ điểm kết thúc
mối hàn vào tới
bản bụng hoặc
bản cánh
hàn trong phạm vi của các bản
phủ ốp trên cấu kiện, được liên
kết bởi các đường hàn góc liên tục
suất
B 3,93E+12 110 Từ bề mặt hoặc
đứt đoạn bên
trong mối hàn
cách xa từ điểm
cuối mối
hàn
3.5 Kim loại cơ bản tại điểm kết
thúc của các bản ốp phủ cục bộ
có đầu vuông hoặc hình vát cạnh
hẹp hơn so với bản cánh, có hoặc
không có mối hàn ngang ở đầu
hoặc bản phủ rộng hơn bản cánh
có mối hàn ngang ở đầu
Chiều dày bản cánh ≤ 20 mm
Chiều dày bản cánh > 20 mm
E
E’
3,61E+11
1,28E+11
31
18
Trong bản cánh
tại chân đầu mút
đường hàn hoặc tại
điểm kết thúc mối
hàn dọc ở bán
cánh hoặc tại mép
của bản cánh nối
với bản phủ
rộng
3.6 Kim loại cơ bản tại điểm kết B 3,93E+12 110 Trong bản cánh tại

22
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
thúc của mối hàn của bản phủ cục
bộ trên cấu kiện, có một đầu có
liên kết bằng bu lông cường độ
cao chịu ma sát thỏa mãn theo yêu
cầu Điều 10.12.2.3
điểm kết thúc của
mối hàn dọc
thúc của đường hàn của bản phủ
cục bộ có chiều rộng lớn hơn
chiều rộng bản cánh và không có
mối hàn ngang ở đầu
E’ 1,28E+11 18 ở mép bản cánh
tại đầu mối hàn
bản phủ
Phần 4 - Liên kết hàn sƣờn tăng cứng
4.1 Kim loại cơ bản tại chân mối
hàn góc liên kết giữa sườn tăng
cứng ngang với bản cánh và giữa
sườn tăng cứng ngang với bản
bụng. (chú ý: bao gồm mối hàn
tương tự như sườn tăng cứng tại
gối và bản liên kết)Thép cơ bản
tại sườn tăng cứng gối, hàn vào
Cánh
C’ 1,44E+12 83 bắt đầu từ nơi
thay đổi kích
thước hình học
tại chân mối
hàn góc phát
triển vào kim
loại
cơ bản
hàn trong sườn tăng cứng dọc
cho bản bụng hoặc sườn tăng
cứng dọc cho bản nắp hộp liên
kết bởi đường hàn góc liên tục
suất
B 3,93E+12 110 Từ bề mặt hoặc
nơi gián đoạn
bên trong của
mối hàn cách xa
đầu đường hàn
thúc mối hàn của sườn tăng cứng
dọc cho bản bụng hoặc sườn tăng
cứng dọc cho nắp hộp, không cấu
tạo thay đổi chiều cao chuyển
tiếp
chiều dày sườn tăng cứng < 25mm
E 3,61E+11 31
chiều dày sườn tăng cứng ≥ 25mm
E’ 1,28E+11 18

23
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
Với sườn tăng cứng được liên kết
bởi mối hàn và thay đổi chiều cao
với bán kính chuyển tiếp R tại
điểm kết thúc mối hàn:
R ≥ 600 mm B 3,93E+12 110 Trong các cấu
kiện chính gần
điểm tiếp tuyến
của bán
kính
600mm>R≥1 50mm C 1,44E+12 69
150mm>R≥ 50mm D 7,21E+11 48
50 mm > R E 3,61E+11 31
Phần 5- Mối hàn ngang với phƣơng của ứng suất cơ bản
hàn trong hoặc liền kề mối hàn
nối đối đầu rãnh ngấu hoàn toàn,
với mối hàn kín khít được kiểm
soát bởi Phương pháp thử không
phá hủy (NDT) và với việc mài
mối hàn song song với phương
của ứng suất tại chuyển tiếp thay
đổi chiều rộng bằng một bán
kính không nhỏ hơn 600 mm với
điểm tiếp tuyến tại đầu mối hàn
soi rãnh (Hình 5)
B 3,93E+12 110 Từ sự gián đoạn
bên trong của
kim loại lấp đầy
hoặc không liên
tục dọc biên
nóng chảy
5.3 Kim loại cơ bản và mối hàn
kim loại trong hoặc gần kề chân
của mối hàn chữ "T" hoặc mối hàn
góc rãnh ngấu hoặc mối hàn góc
rãnh ngấu đối đầu rãnh ngấu hoàn
toàn, có hoặc không có chuyển
tiếp chiều dày với độ dốc không
thanh chèn tạm. (chú ý: nứt trong
bản cánh của "T" có thể xảy ra do
ứng suất uốn ngoài mặt phẳng gây
ra bởi phần thân).
C 1,44E+12 69 Từ bề mặt đầu
mối hàn ở chân
của mối hàn
phát triển vào
kim loại cơ bản
hoặc dọc theo
ranh giới nóng
chảy
5.4 Kim loại cơ bản và kim loại hàn
tại chi tiết được đặt tải không liên
tục trên các phần tử tấm được nối
C 1,44E+12 69 Khởi đầu từ sự
thay đổi kích
thước hình học

24
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
với một cặp mối hàn góc hoặc
mối hàn rãnh ngấu không hoàn
toàn trên mặt đối diện của tấm
vuông góc với phương của ứng
suất cơ bản
tại chân của mối
hàn phát triển
vào kim loại cơ
bản hoặc bắt đầu
tại gốc mối hàn
chịu kéo phát
triển lên và sau
đó xuyên qua
mối hàn
6.1 Kim loại cơ bản của cấu kiện
chịu lực theo chiều dọc tại chi tiết
chịu tải theo chiều ngang (ví dụ
như bản liên kết ngang) được gắn
kết bởi một mối hàn song song với
phương của ứng suất chính và có
cấu tạo chuyển tiếp chiều rộng bản
theo bán kính R với việc kết thúc
mối hàn có mài êm thuận.
Gần điểm tiếp
tuyến của bán
kính tại cạnh của
cấu kiện chịu tải
theo chiều dọc
hoặc tại chân
của mối hàn tại
điểm kết thúc
mối hàn nếu
không mài nhẵn
êm thuận
R ≥ 600 mm B 3,93e+12 110 R ≥ 600 mm
600mm>R≥150mm C 1,44E+12 69 600mm>R≥150m
m
150mm>R≥50mm D 7,21E+11 48 150mm>R≥50mm
50mm > R E 3,61E+11 31 50mm > R
Đối với bất kỳ bán kính chuyển
tiếp với việc kết thúc mối hàn
không nhẵn (chú : Điều kiện 6.2,
6.3 hoặc 6.4, khi áp dụng được
cũng phải được kiểm tra)
E 3,61E+11 31 Đối với bất kỳ
bán kính chuyển
tiếp với việc kết
thúc mối hàn
không nhẵn (chú
ý: kiểm tra cả
Điều kiện 6.2,
6.3 hoặc 6.4,)
6.2 Kim loại cơ bản trong chi tiết
được đặt tải theo phương ngang
(ví dụ một bản nối ngang) được
gắn kết với một cấu kiện chịu tải
theo chiều dọc có chiều dày bằng

25
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
nhau bởi một đường hàn rãnh
ngấu hoàn toàn song song với
cấu tạo chuyển tiếp chiều rộng
bản theo bán kính R, với chất
lượng mối hàn được kiểm tra bằng
Phương pháp thử không phá hủy
(NDT) và với đầu mối hàn được
mài nhẵn êm thuận
Phần 6- Các chi tiết liên kết đƣợc nối bằng hàn chịu tải theo phƣơng ngang
Khi thanh đệm hàn được gỡ bỏ: Gần điểm tiếp
tuyến của bán
kính hoặc trong
mối hàn hoặc
tại ranh giới
nóng chảy của
cấu kiện chịu
tải theo chiều
dọc hoặc chi
tiết hàn gắn
kèm chịu tải
theo chiều
ngang
R ≥ 600 mm B 3,93E+12 110
600mm>R≥150mm C 1,44E+12 69
150mm>R≥50mm D 7,21E+11 48
50mm > R E 3,61E+11 31
Khi thanh đệm hàn không được gỡ
bỏ:
Tại chân mối
hàn hoặc dọc
theo cạnh của
cấu kiện chịu tải
theo phương dọc
hoặc chi tiết gắn
kèm chịu tải
theo phương
ngang
R ≥ 590 mm C 1,44E+12 110
590 mm>R≥150mm C 1,44E+12 69
150mm>R≥50mm D 7,21E+11 48
50mm > R E 3,61E+11 31
(Chú ý: Phải kiểm tra
Điều kiện 6.1)
chịu lực theo phương ngang (ví
dụ một bản nối ngang) được gắn
vào cấu kiện chịu tải theo chiều
dọc có chiều dày thép không
bằng nhau bằng mối hàn rãnh
Tại chân mối hàn
dọc theo cạnh
của tấm mỏng
hơn
Tại điểm kết thúc

26
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
ngấu hoàn toàn song song với
cấu tạo chuyển tiếp chiều dày
mối hàn với bán kính R, với chất
lượng mối hàn được kiểm soát
bởi Phương pháp thử không phá
hủy (NDT) và với đầu mối hàn
được mài nhẵn êm thuận:
mối hàn của
chuyển tiếp chiều
dày bán kính nhỏ
Tại chân mối hàn
dọc theo cạnh của
tấm mỏng
hơn
Khi thanh kê đáy mối hàn
được gỡ bỏ:
R ≥ 50 mm D 7,2E+11 48
R < 50 mm E 3,6E+11 31
Đối với bất kỳ bán kính chuyển
tiếp chiều dày mối hàn với thanh
kê đáy đường hàn không gỡ bỏ
(chú ý: Phải kiểm tra
Điều kiện 6.1)
E 3,6E+11 31
chịu tải theo phương ngang (ví
dụ một bản nối ngang) được gắn
kèm với cấu kiện chịu tải theo
chiều dọc bởi một đường hàn góc
hoặc mối hàn rãnh ngấu không
hoàn toàn song song với phương
ứng suất chính (chú ý: phải kiểm
tra Điều kiện 6.1)
Xem
Điều
kiện
5.4
Phần 7-Các chi tiết liên kết đƣợc hàn, chịu tải theo chiều dọc
7.1 Kim loại cơ bản trong cấu
kiện chịu tải theo chiều dọc tại
chi tiết có chiều dài L theo
phương của ứng suất chính và
chiều dày t gắn vào cấu kiện bởi
mối hàn rãnh hoặc hàn góc song
song hoặc theo phương ngang
với phương của ứng suất chính,
nơi chi tiết gắn kết không, có bán
kính chuyển tiếp:
Trong các cấu kiện
chính ở đầu mối
hàn tại chân mối
hàn
L < 50 mm C 1,44E12 69 L < 50

27
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
mm
50 mm ≤ L≤12t hoặc 100 mm D 7,21E11 48 50 mm ≤ L≤12t
hoặc 100 mm
L > 12t hoặc 100 mm
t < 25 mm E 3,61E+11 31 t < 25
mm
t ≥ 25 mm E’ 1,28E+11 18 t ≥ 25 mm
(Chú : Xem Điều kiện 7.2 đối với mối hàn thanh thép góc hoặc thanh mặt cắt
chữ T liên kết với bản nút hoặc bản nối)
7.2 Kim loại cơ bản trong các
bộ phận thép góc hoặc mặt cắt
chữ T liên kết với một bản nút
hoặc tấm nối bởi mối hàn
góc theo chiều dọc cả
2 mặt của chi tiết liên kết của
mặt cắt cấu kiện. Biên độ ứng
suất mỏi phải được tính trên
diện tích thực có hiệu của cấu
kiện, Ae = U Ag, trong đó U =
(1-x/L) và Ag là diện tích mặt
cắt nguyên của cấu kiện. x là
khoảng cách từ trọng tâm của
cấu kiện tới bề mặt của bản nút
hoặc tấm nối và L là chiều dài
lớn nhất của mối hàn dọc.
Không tính đến hiệu ứng mô
men do lệch tâm trong liên kết
khi tính toán biên độ ứng suất
(Mc Donald và Frank,
2009)
E 3,61E+11 31 Chân của mối hàn
góc trong cấu
kiện liên kết
Phần 8-Các dạng khác
8.1 Sườn dọc nối hàn với bản
mặt cầu bằng đường hàn một
mặt ngấu 80% (nhỏ nhất 70%)
với khoảng hở chân ≤ 0,05 mm
trước khi hàn
Cấp thiết kê bản trực hướng áp
dụng:
C 1,44E+12 69 Xem hình

28
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
1, 2 hoặc 3
8.2 Mối nối hàn sườn dọc bằng
hàn đối đầu soi rãnh đơn với tấm
lót đệm để lại. Khe hở hàn > bề
dày vách sườn dọc
dụng: 1, 2 hoặc 3
D 7,21E+11 48 Xem hình
8.3 Mối nối sườn dọc (bắt bu
lông) - Kim loại cơ bản tại mặt
cắt nguyên của liên kết bu lông
cường độ cao chịu ma sát
dụng:
1, 2 hoặc 3
B 3,93E+12 16 Xem hình
8.4 Mối nối hàn tấm bản mặt cầu
(trong mặt phẳng) - hàn nối đối
đầu soi rãnh đơn theo phương
ngang hoặc dọc với tấm lót để
lại.
dụng:
1, 2 hoặc 3
D 7,21E+11 48 Xem hình
8.5 Sườn dọc hàn với dầm
ngang - Vách sườn tại mối hàn
dầm ngang (hàn góc hoặc hàn
rãnh ngấu hoàn toàn)
dụng:1, 2 hoặc 3
C 1,44E+12 69 Xem hình
8.6 Sườn dọc hàn nối hàn vào
dầm ngang mặt cầu - Vách
sườn tại mối hàn dầm ngang
(hàn góc, hàn rãnh ngấu hoàn
toàn hoặc hàn rãnh ngấu không
hoàn toàn)
C
(Xem
Ghi
chú 1)
1,44e+12 69 Xem hình

29
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
dụng:
1 hoặc 3
8.7 Tại phần khoét lỗ dầm
ngang - Kim loại cơ bản tại
mép với vết cắt mịn bằng nhiệt
theo AWS D1.5
A 8,19E+12 165 Xem hình
dụng:
1 hoặc 3
8.8 Vách sườn dọc ở nơi khoét lỗ
dầm ngang - Vách sườn dọc tại
nơi sườn dọc nối hàn với dầm
ngang (hàn góc, hàn rãnh ngấu
không hoàn toàn hoặc hàn rãnh
ngấu hoàn toàn)
Cấp thiết kế bản trực hướng áp
dụng :1 hoặc 3
C 1,44E+
12
69 Xem hình
8.9 Sườn dọc nối với bản mặt cầu
tại vị trí dầm ngang
dụng:
1 hoặc 3
C 1,44E+
12
69 Xem hình
1: Khi các ứng suất bị chi phối bởi các cấu kiện trong mặt phẳng tại mối hàn góc hoặc mối hàn rãnh
ngấu không hoàn toàn, phải xem xét Phương trình 5. Trong trường hợp này, ∆f phải được tính tại giữa
chiều dày và không được áp dụng phương pháp ngoại suy theo điều Điều 9.8.3.4.3.
Phần 9-Các dạng khác
9.1 Kim loại cơ bản tại đinh neo
chịu cắt được gắn kết bởi đường
hàn góc hoặc đường hàn đinh
neo tự động
Tại chân của mối
hàn trong kim loại
cơ bản

30
Mô tả Loại
Hằng
số A
(MPa3
)
Ngƣỡng
mỏi
(F)TH
(MPa)
Điểm khởi
ẩn
Thí dụ
minh họa
9.2 Bu lông cường độ cao không
căng trước, bu lông thường,
thanh neo ren và thanh treo với
ren cắt, neo với mặt đất hoặc ren
được cán. Sử dụng biên độ ứng
suất tác động trên diện tích chịu
ứng suất kéo do hoạt tải cộng với
tác động của lực bẩy cạy nắp khi
áp dụng.
Từ chân của ren
phát triển vào
phần diện tích
chịu ứng suất
chịu kéo
(Trạng thái Mỏi II) Tuổi thọ hữu
hạn
E’ 1,28E+
11
(Trạng thái Mỏi I) Vĩnh cửu D - 48
Bảng 2.3. 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
Bulông M164 M (A325M) chịu kéo dọc trục 5,61
Bulông M253 M (A490M) chịu kéo dọc trục 10,3

31
Bảng 2.4. Các chu kỳ đối với mỗi lượt xe tải chạy qua, n
Các cấu kiện dọc
Chiều dài nhịp
> 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 2.5. Giới hạn mỏi - biên độ không đổi
Loại chi tiết Giới hạn (MPa)
A 165
B 110
B' 83
C 69
C' 83
D 48
E 31
E' 18
Bulông M164M (A325M) chịu kéo dọc trục 214
Bulông M253M (A490M) chịu kéo dọc trục 262
2.2. Tính toán tích lũy hƣ hại do mỏi
Tuổi thọ của một cấu trúc chịu tải trọng dao động được chia ra làm ba giai đoạn,
giải đoạn không có vết nứt, giai đoạn từ khi có các vết nứt vi mô đển khi có các vết nứt
kỹ thuật và giai đoạn phát triển của các vết nứt kỹ thuật đến lúc cấu trúc bị gãy vỡ.
Sự ước lượng tuổi thọ bằng cách làm một bài tính tích lũy sự hư hại trong vật
liệu của cấu trúc chịu tải trong dao động chỉ có giá trị đối với 2 giai đoạn đầu tiên nêu
trên. Để chuẩn đoán thời gian của giai đoạn thứ ba, người ta phải dùng đến lý thuyết
cơ học rạn nứt (fracture mechanics)

32
2.2.1. Tíc lũy ư ại theo Miner
Hầu hết tải trọng tác dụng lên những cấu trúc kỹ thuật đều có dạng dao động
và thay đổi một cách bất kỳ, tải trọng có những biên độ giá trị trung bình không đứng
nguyên một chỗ. Trong khi đó đa số các dữ liệu về độ bền mỏi của vật liệu đều được
xác định qua thí nghiệm trên những mẫu thử cùng với 1 tải trọng có biên độ không đổi.
Những giá trị của vật liệu không dùng được trực tiếp trong qua trình tính toán mỏi của
kết cấu.
Vì lý do này , một lý thuyết hợp l và tương xứng với những điều kiện thực tế
phải được lập ra để tính toán tích lũy những sự hư hại xẩy ra trong cấu trúc. Những sự
đòi hỏi chính của lý thuyết này là:
+ Lý thuyết phải có giá trị tổng quát cho nhiều trường hợp khác nhau, ví dụ như
tập hợp tải trọng, vật liệu, cấu trúc, hệ số hình dạng, đặc điểm tải trọng……..
+ Lý thuyết phải có tính chất độc lập với thí nghiệm, ví dụ như người ta phải
được làm thích ứng với số liệu tính toán mỏi của một cấu trúc qua những số liệu thí
nghiệm đã có.
+ Lý thuyết phải nêu ra được độ chính xác và độ tin cậy của một bài toán.
Lý thuyết đơn giản nhất hiện nay được dùng trong thực tế là một lý thuyết do
Palmgren và Miner lập ra. Lý thuyết tích lũy này đặt ra giả thiết là sự hư hại trong
cấu trúc tuân theo một quy luật tuyến tính và không bị ảnh hưởng phi tuyến bởi độ cao
cũng như một chu kỳ tải trọng. Sự hư hại trong cấu trúc được gia tăng đều đặn theo số
chu kỳ tải trọng. Trong trường hợp tải trọng dao động có nhiều cấp biên độ dao động
khác nhau, mỗi cấp biên độ gây ra từng thần phần hư hại không giống nhau. Tất cả
những thành phần hư hại này được cộng tích lũy theo tuyến tính.
Hình 2.1. Đường cong tuổi thọ S-N

33
Palmgren và Miner định nghĩa sư hư hại bị gây ra bởi một chu kỳ tải trọng có
giá trị là 1/N.
Cấu trúc của ni chu kỳ tải trọng và biên đọ ứng suất δai, một thành phần hư hại
St được tính là:
St= ni/Nt (2.5)
Tổng số các hư hỏng được gây ra bởi một tập hợp tải trọng với ni chu kỳ cho
mỗi cấp tải trọng i khác nhau là tổng tất cả các thành phần hư hại:
S = ∑St =∑ nt/Nt (2.6)
Theo định nghĩa trên, sự gãy vỡ xảy ra khi tổng số các hư hại đạt đến giá trí
S=1,0.
Palmgren thiết lập vào năm 1924 cách tính tích lũy tuyến tính sự hư hại để
chuẩn đoán tuổi thọ của những bạc đạn. Năm 1945 Miner so sánh phương pháp tính
này với những thí nghiệm trên các mẫu thử bằng nhôm. Miner nhận thấy bài toán tích
lũy hư hại theo luật tuyến tính cho một kết quả tuổi thọ thấp hơn so với các kết quả thí
nghiệm.
Các lý do chính cho sự chênh lệch giữa hai kết quả tính toán và thí nghiệm là:
+ Các ứng suất trong cấu trúc nằm dưới giới hạn mỏi không được để ý tới trong
tính toán , chúng được xem như là không gây ra một hư hại nào trong cấu trúc . Quan
niệm này không đúng với thực tế, nhất là trong giai đoạn sau khi các vết nứt vi mô đã
xẩy ra trong cấu trúc.
+ Thứ tự của những cực đại và cực tiểu của tải trọng khong được chú đến
trong bài toán.
+ Ảnh hưởng phi tuyến của từng chu kỳ tải trọng đỉnh cao không được chú ý
đến.
+ Những đỉnh tải trọng của những ứng suất kéo có thể xảy ra các ứng suất nén
dư. Ứng suất nén dư này sẽ làm giảm bớt sự hư hại của các chu kỳ tải trọng tiếp theo
và làm cho tuổi thọ cấu trúc tăng lên.
+ Ngược lại, những sự quá tải ứng suất kéo này cũng có thể dẫn tới sự hư hại
siêu tuyến tính.
+ Những ứng suất nén cao có thể gây ra những ứng suất kéo dư trong cấu trúc.
Chúng làm cho tuổi thọ của cấu trúc giảm đi.
Những giả thuyết dùng trong bài tính Miner làm cho kết quả bị sai lệch không
những theo chiều hướng an toàn mà còn kéo theo chiều hướng kém an toàn của bài
toán mỏi.
Theo chiều hướng kém an toàn, nghĩa là tuổi thọ của cấu trúc được tính ra có
giá trị lớn hơn sự thật là do những giả thiết sau đây gây ra khi:

34
+ Cấu trúc chịu tải trọng uốn, trong bài tính mỏi áp dụng đường cong S-N uốn.
+ Trên đường quá trình tải trọng, giá trị ứng suất trung bình có những sự thay
đổi lớn.
+ Cấu trúc có ứng suất nén dư trong bài tính khi áp dụng đường cong S-N của
các mẫu thử cững có ứng suất nén dư.
+ Tải trọng có nhiều có nhiều chu kỳ dao dộng với biên đọ nằm dưới giới hạn
mỏi.
Theo chiều hướng an toàn, nghĩa là tuổi thọ được tính ra sẽ có giá trị nhỏ hơn
sự thật, là do những giả thuyết sau đây gây ra khi:
+ Đường quá trình tải trọng có ứng suất trung bình lớn hơn không.
+ Cấu trúc có những ứng suất kéo dư và đồng thời bài tính mỏi áp dụng đường
cong S-N của các mẫu thử cũng có ứng suất kéo dư.
+ Cấu trúc có ứng suất nén dư , đã được cố tình lập ra để làm gia tăng độ bền
của cấu trúc và đồng thời bài tính mỏi áp dụng đường công S-N của các mẫu thử
không có ứng suất dư.
Như đã nói trên bài toán mỏi về lý thuyết của Miner không chú đến những
ứng suất với biên độ giới hạn mỏi thấp hơn độ bền mỏi. Trên thực tế, những ứng suất
nhỏ này cũng làm giảm đi tuổi thọ của cấu trúc.
Để có thể một phần nào chú đến ảnh hưởng của những biên độ ứng suất nhỏ
trong bài tính mỏi, người ta phải mở rộng thêm lý thuyết Palmgren và Miner nguyên
thủy.
Hình 2.2 diễn tả những lý thuyết mở rộng được dùng hiện nay để tính toán tuổi
thọ của cấu trúc.
Đường (1) diễn tả lý thuyết nguyên thủy của Miner. Những ứng suất thấp hơn
giới hạn mỏi được coi như không gây ra một hư hại nào trong cấu trúc. Lý thuyết này
không hợp lý so với thực tế.
Đường (2) diễn tả lý thuyết Miner cơ bản. Những ứng suất thấp hơn giới hạn
mỏi được coi như cũng gây ra một sự hư hại tuyến tính giống như những ứng suất
khác. Lý thuyết này đánh giá hơi gắt gao đối với những ứng suất thấp.
Đường (3) diễn tả lý thuyết Miner hiêu chỉnh theo Haibach. Theo sự nhận xét
qua những kết quả thí nghiệm của Haibach, đường công tuổi thọ S-N trong vùng giới
hạn mỏi chạy tiếp tục theo đường phân giác giữa đường mỏi và đường tuổi tho vô tận.
Sự hiệu chỉnh này được dùng cho những đường S-N với hai trục logarihm.
Đường(4) Diễn tả lý thuyết Miner hệ quả. Đường này có những hình dạng khác
nhau đối với những vật liệu, cấu trúc và dạng đường quá trình tải trọng. Lý thuyết này

35
cho những kết quả đúng nhất so với thí nghiệm thực tế. Lý thuyết này cần đến nhiều
thí nghiệm và nhiều kinh nghiệm lâu dài trong công việc tính toán mỏi của cấu trúc.
Hình 2.2. Lý thuyết Palmgren – Miner mở rộng
2.3.2. X c suất ư ỏn của cấu trúc
Xác suất hư hỏng được đòi hỏi cho một cấu trúc, thông thường tùy thuộc vào
tính chất và nhiệm vụ của cấu trúc, cũng như sự dễ đạt tới trong khi cấu trúc đang
được sử dụng. Ví dụ như trong kỹ thuật máy bay, ví dụ như an toàn cao nên xác suất
hư hỏng được đòi hỏi cho các cấu trúc phải nhỏ hơn rất nhiều so với những cấu trúc
trong kỹ nghệ chế tạo máy nặng.
Hình 2.3 Trình bày biểu đồ, dùng cho việc tính chuyển đổi từ xác suất 50% đến
xác suất hư hỏng cần thiết như 1 cấu trúc.
Hình 2.3. Xác suất hư hỏng

36
Hình 2.4. Hệ số rủi ro J
Khi phải dùng những đường công tuổi thọ S-N không có sự quan sát thống kê
chắc chắn, người ta đặt giả thiết là những đường công này vẫn có một xác suất hư
hỏng là Pa = 50%. Và sau đó người ta sửa lại những sai số có thể xảy ra qua một hằng
số an toàn được gọi là hệ số rủi ro j, hình 2.4.
Hình 2.4 diễn tả hệ số rủi ro, phụ thuộc vào hệ số rãi rác và số lượng mẫu thử
được dùng để lập ra đường công tuổi thọ S-N.
Ví dụ, đối với một đường công tuổi thọ S-N được lập ra trên cơ sở năm thú
nghiệm (n=5), mỗi mẫu thử cho một trong năm mức ứng suất khác nhau. Theo hình
trên , hệ số rủi ro sẽ là J=1,4 cho một hệ số rãi rác T=1/5.
Sau cùng, tuổi thọ của cấu trúc với xác suất hư hỏng cần thiết sẽ đueọc tính bởi:
X = X(PA =50%) / i1 x J (2.8)
2.3.3. Tả trọn dao ộn bất kỳ
Phần nhiều những bộ phận giao động máy móc hoặc cấu trúc trên thự tế đều
phải chịu đựng những tải trọng dao động thay đổi bất kỳ Hình 2.5 diễn tả các dạng tải
trọng thường gặp trong thực tế gồm tải trọng dao động một biên độ, tải trọng dao động
nhiều biên độ và tải trọng dao động thay đổi bất kỳ.
Tải trọng dao động một biên độ Tải trọng dao động nhiều biên độ

37
Taí
i troü
ng thay âäø
i báú
t kyì
Taí
i troü
ng dao âäü
ng nhiãö
u biãn âäü
d
t
dmi
dai
d
t
Taí
i troü
ng dao âäü
ng mäü
t biãn âäü
d
t
dm
da
da
Hình 2.5. Các dạng tải trọng theo thời gian.
Đối với những tải trọng có các biên độ nhỏ, vật liệu có thể chịu đựng được
trong thời gian vô tận, không hề có các hiện tượng gãy vỡ xảy ra. Tuy nhiên hầu hết
các vật liệu kim loại đều có những giá trị giới hạn mỏi rất nhỏ. Nếu lúc nào cũng dùng
các giá trị này để đạt tiêu chuẩn trong công công việc thiết kế cấu trúc, cấu trúc sẽ
thường nhận được những kích thước quá to.
2.4. Dự báo tuổi thọ mỏi còn lại cầu thép (Cơ sở đánh giá mỏi)
2.4.1. Đ n cầu t ép t eo TTGH mỏ . (ở Mỹ)
Có hai phương pháp phổ biến để đánh giá hư hỏng mỏi và dự báo tuổi thọ kết
cấu cầu. Phương pháp thứ nhất là phương đường cong S-N truyền thống, trong đó
quan hệ giữa khoảng biên độ ứng suất hằng số S và số vòng lặp tải trọng gây phá hủy
N được xác định bằng các thí nghiệm mỏi phù hợp. Lý thuyết hư hỏng tuyến tính
Palmgren-Miner cũng được gọi là nguyên tắc Miner (1945) được mở rộng cho các tải
có biên độ thay đổi. Phương pháp thứ hai là phương pháp cơ học phá hũy. Phương
pháp này diễn tả mối liên hệ giữa chiều dài của vết nứt kỹ thuật và một ứng suất ngưỡn
mà dưới tác dụng của ứng suất này có sự phá hũy xảy ra.
Phương pháp đường cong S-N sử dụng cho giai đoạn thiết kế và đánh giá sơ bộ
tuổi thọ mỏi và phương pháp cơ học rạn nứt dùng đánh giá chi tiết tuổi thọ mỏi còn lại
căn cứ trên vết nứt hoặc để quyết định đưa ra các chiến lượt kiểm định/bảo trì cầu hiệu
quả (JSC, 2008 )
Đã có nhiều khảo sát và áp dụng đánh giá hư hỏng và dự báo tuổi thọ mỏi của
cầu theo phương pháp đường cong S-N truyền thống (Moes và đồng nghiệp -1987;
Peil và đồng nghiệp-2001,…) và bằng phương pháp cơ học rạn nứt (Fisher 1984; Zhao
và Haldar 1996; Luckic và Cremona 2001). Một số tiêu chuẩn (BSI 1980; AASHTO
Tải trọng dao động thay đổi bất kỳ

38
1990; CEN 1992) chấp nhận phương pháp truyền thống S-N cho thiết kế và đánh giá
mỏi cầu thép.
Theo các tiêu chuẩn này dự báo tuổi thọ mỏi của kết cấu chịu tải ngẫu nghiên là
xác định liên quan giữa tuổi thọ mỏi, phổ ứng suất và sức kháng của vật liệu. Sức kháng
của vật liệu cho trên đường cong S-N ứng với cường độ tải hằng số. Nói chung phổ ứng
suất là chưa biết và cần xác định bằng tính toán mô phỏng hoặc đo đạc thực nghiệm.
Trong quá trình dự báo tuổi thọ mỏi phổ ứng suất thu được bằng việc tách các
vòng ứng suất từ lịch sử ứng suất theo thời gian bằng một phương pháp đếm thích hợp.
Phương pháp đếm các vòng ứng suất kiểu dòng mưa (rainflow) hay được sử dụng cho
mục đích này.
Tiếp theo chọn qui luật hư hỏng tích lũy do mỏi phù hợp để tính toán hư hỏng
mỏi do các cấp ứng suất riêng. Tổng hư hỏng mỏi bằng tổng hư hỏng do các cấp ứng
suất riêng. Một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất là nguyên l hư
hỏng tích lũy tuyến tính do mỏi của Miner và phương pháp đếm vòng ứng suất theo
dòng mưa (rainflow) để tách các vòng ứng suất từ phổ ứng suất theo thời gian.
Qui trình kiểm toán mỏi và xác định tuổi thọ mỏi theo MBE-2011 theo các
bước chính như sau:
2.4.1.1. Ước tính các khoảng ứng suất:
Khoảng ứng suất có hiệu được ước tính như sau:
(f)eff= Rs. f (2.9)
trong đó:
Rs= Hệ số tải trọng riêng phần cho ước tính khoảng ứng suất, tính bằng Rsa.Rst
được tóm tắt trong bảng 7.2.2.1-1 của MBE-2011. trừ phi có chỉ định khác.
f = Khoảng ứng suất có hiệu đo được hoặc 75% khoảng ứng suất tính toán do
xe tải mỏi thiết kế đi qua xác định theo tiêu chuẩn thiết kế LRFD mục 3.6.1.4 hoặc xe
tải mỏi xác định bởi một xe tải khảo sát hoặc qua nghiên cứu số liệu cân động (WIM).
2.4.1.2 Khoảng ứng suất ước tính từ đo đạc
Khoảng ứng suất hữu hiệu có thể ước tính từ số liệu đo biến dạng hiện trường
tại các chi tiết dể bị mỏi dưới tải trọng giao thông điển hình. Khoảng ứng suất hữu
hiệu lấy bằng căn bậc 3 tổng mủ 3 các khoảng ứng suất như sau:
(f)eff= Rs. (ifi
3
)1/3
(2.10)
trong đó:
i= Phần trăm số chu kỳ của khoảng ứng suất riêng biệt.
fi= Khoảng ứng suất riêng biệt.
Tải bản FULL (98 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

39
Rs lấy bằng 0.85 khi đánh giá tuổi thọ mỏi tối thiểu; Rs=1 khi đánh giá tuổi thọ
mỏi trung bình.
2.4.1.3 Xác định các chi tiết dể bị nứt do mỏi:
Các chi tiết của cầu chỉ được xem xét dể bị hư hỏng do vết nứt mỏi theo kinh
nghiệm là tại các vùng chịu ứng suất kéo. Do đó hư hỏng mỏi chỉ đánh giá tại các chi
tiết khi:
2Rs.(f)tension> fdead load-compression (2.11)
trong đó:
Rs= Hệ số tải trọng riêng phần ước tính khoảng ứng suất
(f)tension= Ứng suất kéo đã nhân hệ số tải trọng của khoảng ứng suất do xe tải
mỏi đi qua.
fdead load-compression= ứng suất nén chưa nhân hệ số tại chi tiết do tĩnh tải.
2.4.1.4. Kiểm tra tuổi thọ vô hạn.
Nếu (f)max <= (F)TH (2.12)
Thì Y= trong đó:
(f)max= Khoảng ứng suất lớn nhất xảy ra tại chi tiết dể mỏi, có thể lấy bằng
2.(f)eff
(F)TH= Hằng số biên độ ngưỡng mỏi xác định theo tiêu chuẩn thiết kế cầu
AASHTO- LRFD mục 6.6.1.2.5-3 .
2.4.1.5. Ước tính tuổi thọ mỏi hữu hạn.
Tổng tuổi thọ mỏi hữu hạn của chi tiết dể mỏi theo năm xác định như sau:
3
ef
.
365 ( ) [( ) ]
R
SL f
R A
Y
n ADTT f


(2.13)
Trong đó:
RR= Hệ số sức kháng cho đánh giá mỏi theo tuổi thọ tối thiểu hoặc trung bình
cho ở bảng 7.2.5.2-1 MBE-2011.
A = Hằng số danh mục chi tiết cho ở bảng 6.6.1.2.5-1 tiêu chuẩn thiết kế cầu
LRFD.
n = Số vòng lặp khoảng ứng suất do trên xe tải qua ước tính theo mục 7.5.2.2
(MBE-2011)
(ADTT)SL = Số xe tải trung bình trong một ngày trên một làn đơn trung bình
trong tuổi thọ mỏi xác định theo tiêu chuẩn thiết kế cầu LRFD mục 3.6.1.4.2.
2.4.1.6 Tính tuổi thọ mỏi còn lại:
Tuổi thọ mỏi còn lại bằng tuổi thọ mỏi hữu hạn xác định ở trên trừ tuổi hiện tại
của cầu.
Tải bản FULL (98 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

40
Tài liệu MBE-2011 cũng cho phép ước tính lại tuổi thọ mỏi khi chấp nhận mức
độ rủi ro cao hơn hoặc thông qua các dữ liệu chính xác hơn như: khoảng ứng suất hữu
hiệu hoặc trọng lượng xe tải hữu hiệu; Cường độ xe tải trung bình ngày hoặc số vòng
lặp tải trên 1 xe tải qua cầu.
2.4.2. Đ n cầu ở An Quốc và c âu Âu
Hướng dẫn BD 21/01 về đánh giá kết cấu và cầu ô tô thông qua một định dạng
TTGH với các hệ số an toàn riêng phần cho đánh giá hầu hết các cầu ô tô trừ cầu gang
đúc và cầu vòm đá. Nó qui định đánh giá theo TTGH sử dụng và cường độ cho các cầu
xây dựng sau năm 1965 và các cầu xây dựng trước năm 1965 thì không cần đánh giá
TTGH sử dụng. Tuy nhiên yêu cầu về đánh giá mỏi không có trong tiêu chuẩn vì lý do
lịch sử ứng suất trong quá khứ của kết cấu không ảnh hưởng nhiều đến kiểm tra TTGH
mỏi và không thể xác định yêu cầu độ chính xác cho mức đánh giá. Hệ số an toàn mục
tiêu không giảm so với thiết kế xác định trong BD21/01, tuy nhiên có nhiều điều chỉnh
giảm mô hình hoạt tải khi đánh giá cầu củ. Ở Anh mô hình hoạt tải thiết kế cầu bao
gồm tải phân bố (UDL) và tải vệt (KEL) với cường độ giảm theo chiều dài nhịp. Tải
thiết kế được ước tính bất lợi nhất từ các số liệu thống kê đáng tin cậy. Các điều chỉnh
đề nghị giảm mô hình tải thiết kế cho các cầu có tải trọng nhỏ hơn trường hợp bất lợi
của tải thiết kế trong khi vẩn duy trì mức độ tin cậy cho toàn mạng lưới. Chi tiết
đường cong các hệ số điều chỉnh hệ số tải trọng cho trong tài liệu hướng dẫn. Hơn nữa
thiếu thông tin về các tính chất vật liệu cho ước tính sức kháng kết cấu thì cho phép
lấy các tính chất vật liệu trong lần đánh giá đầu tiên và hầu hết tùy thuộc vào khoảng
thời gian xây dựng cầu. Các kết cấu không đánh giá được hoạt tải sau khi tính toán
kiểm tra và không có lịch thay thế ngay hoặc gia cường thì sẽ đánh giá lại với 3 cấp
hoạt tải cắm biển thấp hơn. Các qui định về cắm biển cho trong tài liệu hướng dẫn.
Tài liệu BA 54/94 về thử tải cho đánh giá cầu giới thiệu các chỉ dẫn chung về
thực hành thử tải. Hướng dẫn cho rằng vai trò chính của thử tải là tìm ra cường độ chịu
tải dự trữ. Thử tải chỉ làm hai loại là thử tải kiểm chứng và thử tải chẩn đoán. Bởi vì có
rủi ro sụp đổ cầu khi thử tải kiểm chứng hoặc gây hư hỏng các phân tố kết cấu nên thử
tải này có giới hạn và chỉ thực hiện khi đánh giá l thuyết cho kết quả phải đóng cầu .
Cầu trước khi thử tải kiểm chứng phải được kiểm định kỹ càng và đánh giá thường
xuyên hơn.Tài liệu cũng cho phép ngoại suy kết quả thử tải với mức tải thấp hơn tới
mức tải có thể đạt TTGH cực hạn.
Chỉ dẫn trong BA 54/94 chỉ là tổng quát, chưa có chỉ dẫn chi tiết về các thế tải
thử và cường độ tải, trình tự thử tải và diễn dịch kết quả.
Vấn đề đánh giá kết cấu hiện hữu và tuổi thọ mỏi kết cấu thép được nêu trong
tài liệu “Assessment of Existing Steel Structures:Recommendations for Estimation of
14074897

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỎI CẦU ĐƯỜNG SẮT LA THỌ KM81.1+012 14074897

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỎI CẦU ĐƯỜNG SẮT LA THỌ KM81.1+012 14074897

Similar to NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỎI CẦU ĐƯỜNG SẮT LA THỌ KM81.1+012 14074897 (20)

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỎI CẦU ĐƯỜNG SẮT LA THỌ KM81.1+012 14074897