Trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng dân dụng, đảm bảo an toàn, độ bền và khả năng phục vụ của cây cầu là rất quan trọng.Cầu đường cao tốctrên khắp Hoa Kỳ, hướng dẫn cuối cùng quản lý thiết kế và xây dựng của họ làCác thông số kỹ thuật thiết kế cây cầu AASHTO LRFDĐược phát triển và duy trì bởi Hiệp hội các viên chức đường cao tốc và giao thông của Hoa Kỳ (AASHTO), tài liệu toàn diện này đại diện cho đỉnh điểm của nhiều thập kỷ nghiên cứu, thử nghiệm,và kinh nghiệm kỹ thuật thực tế, thiết lập chính nó như là tiêu chuẩn quốc gia cho thiết kế cầu đường cao tốc.
Các đặc điểm kỹ thuật thiết kế cầu AASHTO LRFD là gì?
Về cơ bản, các thông số kỹ thuật AASHTO LRFD là một tập hợp các quy tắc, quy trình và phương pháp được sử dụng bởi các kỹ sư cấu trúc để thiết kế các cây cầu đường cao tốc mới và đánh giá các cây cầu hiện có.Từ viết tắt "LRFD" viết tắt củaThiết kế yếu tố tải và kháng, có nghĩa là một sự thay đổi cơ bản từ các triết lý thiết kế cũ hơn như Thiết kế căng thẳng cho phép (ASD) hoặc Thiết kế yếu tố tải (LFD).
LRFD làdựa trên xác suấtNó rõ ràng thừa nhận sự không chắc chắn vốn có trong cả hai tải trọng mà một cây cầu phải chịu trong suốt cuộc đời của nó (hành chính, gió, động đất, thay đổi nhiệt độ, v.v.).) và sức đề kháng (sức mạnh) của các vật liệu (bê tông)Thay vì áp dụng một yếu tố an toàn toàn toàn cầu duy nhất để giảm độ bền vật liệu (như trong ASD), LRFD sử dụng các yếu tố an toàn khác nhau.Các yếu tố tải(γ) vàCác yếu tố kháng(φ).
Yêu cầu thiết kế cốt lõi trong LRFD được thể hiện như sau:Chống yếu tố ≥ Hiệu ứng tải yếu tốVề cơ bản, sức mạnh của thành phần cầu, giảm theo yếu tố kháng của nó phải lớn hơn hoặc bằng với hiệu ứng kết hợp của tất cả các tải áp dụng,mỗi tăng cường bởi yếu tố tải tương ứng của nóCách tiếp cận này cho phép mức độ an toàn hợp lý và nhất quán hơn trên các loại cầu khác nhau, vật liệu và sự kết hợp tải so với các phương pháp cũ hơn.
Khu vực ứng dụng chính: Cầu đường cao tốc
Các đặc điểm kỹ thuật LRFD AASHTO được thiết kế đặc biệt cho việc thiết kế, đánh giá và phục hồi chức năngCầu đường cao tốc. Điều này bao gồm một loạt các cấu trúc mang giao thông xe trên các chướng ngại vật như sông, đường bộ, đường sắt hoặc thung lũng. Các ứng dụng chính bao gồm:
Cấu trúc trên:Cầu, vạch (thép, bê tông, bê tông đã được căng, tổng hợp), vạch, vòng bi, khớp mở rộng.
Substructure:Các cầu tàu, trụ cột, cột, nắp cầu, tường cánh.
Cơ sở:Chân trải rộng, cột được đẩy (thép, bê tông, gỗ), trục khoan, tường hỗ trợ là một phần của cây cầu.
Các đồ đạc:Đường vây, rào cản, hệ thống thoát nước (như chúng liên quan đến tải trọng cấu trúc).
Các thông số kỹ thuật được thiết kế cho các cây cầu đường cao tốc công cộng trên các con đường được phân loại là "Highway Functional Classifications" Arterial, Collector và Local.Các cấu trúc chuyên biệt như cầu di động hoặc cầu mang tải trọng đặc biệt nặng có thể yêu cầu các tiêu chí bổ sung hoặc sửa đổi.
Đặc điểm phân biệt của các thông số kỹ thuật LRFD AASHTO
Một số đặc điểm chính xác định các đặc điểm kỹ thuật LRFD AASHTO và góp phần vào tình trạng của chúng như là tiêu chuẩn hiện đại:
Các quốc gia giới hạn sức mạnh:Ngăn chặn sự thất bại thảm khốc (ví dụ: nhượng bộ, uốn cong, nghiền nát, gãy). Đây là trạng thái chính bằng phương trình φR ≥ γQ cốt lõi.
Các quốc gia giới hạn dịch vụ:Đảm bảo chức năng và sự thoải mái trong các tải trọng dịch vụ thường xuyên (ví dụ: lệch quá mức gây ra thiệt hại cho vỉa hè, nứt trong bê tông làm suy giảm độ bền hoặc ngoại hình,rung động gây khó chịu cho người dùng).
Các quốc gia giới hạn sự kiện cực đoan:Đảm bảo sự sống còn và khả năng phục vụ hạn chế trong các sự kiện hiếm hoi, dữ dội như động đất lớn, va chạm tàu quan trọng hoặc lũ lụt cấp thiết kế.Chỉ số độ tin cậy thấp hơn thường được chấp nhận ở đây do sự hiếm có của sự kiện.
Tình trạng giới hạn mệt mỏi và gãy xương:Ngăn chặn sự cố do các chu kỳ căng thẳng lặp đi lặp lại trong suốt tuổi thọ của cây cầu, rất quan trọng đối với các thành phần thép.
Các đặc điểm kỹ thuật thiết kế cây cầu AASHTO LRFD đại diện cho hiện đại trong thực hành kỹ thuật cây cầu đường cao tốc ở Hoa Kỳ.triết lý LRFD cốt lõi của nó bao gồm xác suất và lý thuyết độ tin cậy để đạt được một hợp lý hơn, mức độ an toàn nhất quán và có thể định lượng được.bao gồm tất cả mọi thứ từ các nguyên tắc cơ bản đến các quy tắc thiết kế cụ thể vật liệu phức tạp cho tất cả các thành phần cầu chính dưới một loạt các tải trọng và trạng thái giới hạn, làm cho nó trở thành tài liệu tham khảo không thể thiếu cho việc thiết kế các cây cầu đường cao tốc mới, đánh giá các cây cầu hiện có và lập kế hoạch phục hồi.Các đặc điểm xác định của thông số kỹ thuật ️ hiệu chuẩn dựa trên độ tin cậy, kiểm tra giới hạn rõ ràng của nhà nước, kết hợp tải tích hợp và cam kết phát triển liên tục thông qua nghiên cứu và kinh nghiệm thực tiễnbảo vệ tính toàn vẹn và tuổi thọ của cơ sở hạ tầng cầu đường cao tốc quan trọng của quốc gia trong nhiều thập kỷ tớiĐối với bất kỳ kỹ sư cấu trúc nào tham gia vào công việc cầu đường cao tốc của Hoa Kỳ, việc làm chủ các đặc điểm kỹ thuật AASHTO LRFD không chỉ có lợi; nó là cơ bản.
