Trong lĩnh vực vận tải và xây dựng cầu đường, công thức phân bố tải trọng xe đóng vai trò then chốt, đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế cho cả công trình lẫn phương tiện. Tại Xe Tải Mỹ Đình, chúng tôi hiểu rõ tầm quan trọng của việc nắm vững kiến thức chuyên môn về xe tải, và bài viết này sẽ đi sâu vào công thức phân bố tải trọng xe, dựa trên tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11823-3:2017, giúp bạn đọc có cái nhìn toàn diện và ứng dụng thực tế.
Công Thức Phân Bố Tải Trọng Xe Theo Tiêu Chuẩn TCVN 11823-3:2017
Tiêu chuẩn TCVN 11823-3:2017 là kim chỉ nam trong thiết kế cầu đường tại Việt Nam, quy định chi tiết về tải trọng và hệ số tải trọng. Trong đó, phần 6.1.2.6 Phân bố tải trọng bánh xe qua đất đắp đặc biệt quan trọng khi xét đến ảnh hưởng của tải trọng xe lên các công trình ngầm như cống hộp, cống tròn.
Phân Bố Tải Trọng Bánh Xe Qua Đất Đắp Cho Cống
Tiêu chuẩn quy định rõ, khi lớp đất đắp trên cống có chiều dày lớn hơn 2400mm và lớn hơn chiều dài nhịp cống (đối với cống đơn), hoặc lớn hơn khoảng cách giữa các bề mặt phía trong của hai tường biên cống (đối với cống nhiều nhịp), thì có thể bỏ qua tác dụng của hoạt tải xe.
Tuy nhiên, khi lớp đất đắp mỏng hơn, việc phân bố tải trọng bánh xe cần được tính toán chính xác. Công thức và phương pháp phân bố phụ thuộc vào chiều dày lớp đất đắp và loại cống.
Trường Hợp Đất Đắp Nhỏ Hơn 600mm
Với lớp đất đắp nhỏ hơn 600mm, hoạt tải xe được phân bố trực tiếp lên bản nắp cống hộp hoặc cống tròn bê tông cốt thép theo quy định tại điều 6.2.10 của TCVN 11823-4. Đặc biệt, với cống tròn bê tông cốt thép có lớp đất đắp từ 300mm đến 600mm, thiết kế phải dựa trên chiều dày lớp đất đắp 300mm, thể hiện sự thận trọng trong đảm bảo an toàn.
Trường Hợp Đất Đắp Lớn Hơn 300mm (Cống Tròn Không Bê Tông) hoặc 600mm (Cống Khác)
Khi lớp đất đắp dày hơn mức trên, hoạt tải được xem như phân bố đều trên diện tích hình chữ nhật. Diện tích này được xác định dựa trên kích thước diện tích tiếp xúc bánh xe (theo điều 6.1.2.5) và hệ số phân bố hoạt tải (LLDF) quy định trong Bảng 8 của tiêu chuẩn.
Công thức tính diện tích hình chữ nhật phân bố tải (ALL):
ALL = lw * wwTrong đó, lw và ww lần lượt là chiều dài và chiều rộng vệt phân bố hoạt tải tại chiều sâu H (chiều dày lớp đất đắp).
Bảng 8 – Hệ số phân bố hoạt tải (LLDF) trên các kết cấu vùi dưới đất
| Loại kết cấu | LLDF theo chiều ngang hoặc song song với nhịp |
|---|---|
| Ống cống bê tông có lớp đất đắp phía trên dày 600 mm hoặc hơn | 1.15 cho đường kính ≤ 600 mm, 1.75 cho đường kính ≥ 2400 mm, nội suy tuyến tính ở giữa |
| Tất cả các loại cống khác và các kết cấu vùi trong đất | 1.15 |
Công thức xác định chiều rộng vệt phân bố (ww) và chiều dài vệt phân bố (lw):
Công thức này khác nhau tùy theo hướng xe chạy (song song hay vuông góc với nhịp cống) và chiều sâu lớp đất đắp (H) so với chiều sâu tương tác của tải trọng trục bánh xe (Hint-t hoặc Hint-p).
-
Hướng xe chạy song song với khẩu độ nhịp cống:
- Chiều sâu tương tác của tải trọng trục bánh xe (Hint-t):
Hint-t = 1220 + Di- Khi H < Hint-t:
ww = wt + LLDF * H + 0.060 * Di- Khi H ≥ Hint-t:
ww = wt + sw + LLDF * H + 0.06 * Di -
Hướng xe chạy vuông góc với nhịp cống:
- Chiều sâu tương tác của tải trọng trục bánh xe (Hint-p):
Hint-p = 2440 + Di- Khi H < Hint-p:
lw = lt + LLDF * H- Khi H ≥ Hint-p:
lw = lt + sa + LLDF * H
Trong đó:
wt: chiều rộng vệt lốp xe (510mm)lt: chiều dài vệt lốp xe (250mm)sw: cự ly bánh xe (1800mm)sa: cự ly trục xe (mm, thay đổi theo xe thiết kế)Di: đường kính trong hoặc nhịp tĩnh của cống (mm)LLDF: hệ số phân bố hoạt tải (từ Bảng 8)H: chiều dày lớp đất đắp (mm)
Công thức tính áp lực hoạt tải thẳng đứng (PL):
PL = (P * (1 + IM/100) * m) / ALLTrong đó:
PL: áp lực chóp do hoạt tải thẳng đứng (MPa)P: hoạt tải đặt trên mặt đường (tổng tải trọng bánh xe tương tác) (N)IM: độ gia tăng lực do xung kích (từ điều 6.2.2)m: hệ số làn xe (từ điều 6.1.1.2)ALL: diện tích hình chữ nhật phân bố tải (mm²)
Hình ảnh minh họa xe tải trọng lớn di chuyển trên cầu, thể hiện sự phân bố tải trọng lên kết cấu.
Ứng Dụng Thực Tiễn Công Thức Phân Bố Tải Trọng Xe
Việc áp dụng chính xác công thức phân bố tải trọng xe không chỉ đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật mà còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực:
- Thiết kế kết cấu an toàn: Công thức giúp kỹ sư xác định chính xác tải trọng tác dụng lên các bộ phận cầu đường, từ đó thiết kế kết cấu đủ khả năng chịu lực, đảm bảo an toàn cho công trình và người sử dụng.
- Tối ưu hóa vật liệu xây dựng: Việc tính toán chính xác tải trọng giúp tránh tình trạng thiết kế dư thừa, lãng phí vật liệu. Kết cấu được thiết kế vừa đủ, đảm bảo an toàn mà vẫn tiết kiệm chi phí xây dựng.
- Đánh giá và kiểm định chất lượng công trình: Công thức phân bố tải trọng xe là cơ sở quan trọng để đánh giá khả năng chịu tải thực tế của cầu đường, phục vụ công tác kiểm định chất lượng và bảo trì công trình.
- Quản lý tải trọng vận tải: Hiểu rõ công thức giúp cơ quan quản lý nhà nước đưa ra các quy định về tải trọng xe phù hợp, tránh gây quá tải cho cầu đường, bảo vệ hạ tầng giao thông.
- Ứng dụng trong vận tải hàng hóa: Đối với các doanh nghiệp vận tải xe tải như Xe Tải Mỹ Đình, nắm vững công thức phân bố tải trọng giúp tối ưu hóa việc xếp hàng lên xe, đảm bảo phân bố tải trọng đều, tránh gây hư hỏng xe và hàng hóa, đồng thời tuân thủ quy định pháp luật.
Kết Luận
Công thức phân bố tải trọng xe là một phần không thể thiếu trong tiêu chuẩn thiết kế cầu đường, đặc biệt quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế. Hiểu rõ và áp dụng chính xác các công thức này, dựa trên tiêu chuẩn TCVN 11823-3:2017, là trách nhiệm của các kỹ sư, nhà quản lý và cả những người trực tiếp tham gia vào lĩnh vực vận tải.
Tại Xe Tải Mỹ Đình, chúng tôi cam kết cung cấp những thông tin hữu ích và chuyên sâu về xe tải, góp phần nâng cao kiến thức và kỹ năng cho cộng đồng vận tải Việt Nam. Hy vọng bài viết này đã mang đến cho bạn đọc cái nhìn rõ ràng và sâu sắc hơn về công thức phân bố tải trọng xe và ứng dụng của nó trong thực tiễn.
Tài liệu tham khảo:
- TCVN 11823-3:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 3: Tải trọng và Hệ số tải trọng.
