AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn kỹ thuật Gối cầu thông thường gối caosu đàn hồi có thép gia cường AASHTO: M 251-06 LỜI NÓI ĐẦU  Việc dịch ấn phẩm sang tiếng Việt Hiệp hội Quốc gia đường vận tải Hoa kỳ (AASHTO) cấp phép cho Bộ GTVT Việt Nam Bản dịch chưa AASHTO kiểm tra mức độ xác, phù hợp chấp thuận thông qua Người sử dụng dịch hiểu đồng ý AASHTO không chịu trách nhiệm chuẩn mức thiệt hại trực tiếp, gián tiếp, ngẫu nhiên, đặc thù phát sinh pháp lý kèm theo, kể hợp đồng, trách nhiệm pháp lý, sai sót dân (kể bất cẩn lỗi khác) liên quan tới việc sử dụng dịch theo cách nào, dù khuyến cáo khả phát sinh thiệt hại hay không  Khi sử dụng ấn phẩm dịch có nghi vấn chưa rõ ràng cần đối chiếu kiểm tra lại so với tiêu chuẩn AASHTO gốc tương ứng tiếng Anh TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn kỹ thuật Gối cầu thông thường gối caosu đàn hồi có thép gia cường AASHTO: M 251-06 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật quy định yêu cầu vật liệu cho gối cầu cao su thông thường có thép Các gối cầu cao su cung cấp theo tiêu chuẩn kỹ thuật phải tạo đủ độ giãn nỡ co nhiệt, quay, thay đổi độ vồng, từ biến co ngót, tùy trường hợp, cho phận kết cấu Các gối cầu cao su định nghĩa tài liệu bao gồm phẳng (chỉ có vật liệu cao su đàn hồi) gối có gia cường thép hay lưới thép TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Các tiêu chuẩn AASHTO: • R 11, Chỉ vị trí số cần xem có ý nghĩa giá trị giới hạn quy định • T 67, Tiêu chuẩn thực hành cho kiểm định lực thiết bị thí nghiệm • Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường • Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRFD 2.2 Các tiêu chuẩn ASTM: • A 36/A 36M, Tiêu chuẩn thép cácbon kết cấu • D 412, Phương pháp thử cho cao su lưu hóa loại cao su nhiệt dẻo chất đàn hồi nhiệt dẻo, chịu kéo • D 746, Phương pháp thử cho nhiệt độ hóa giòn nhựa/chất dẻo vật liệu đàn hồi dẻo xung kích • D 751, Phương pháp thử cho lưới phủ bọc/mạ • A 1011M, Tiêu chuẩn kỹ thuật cho thép, dải • D 3183, Thực hành chuẩn bị mẫu cao su cho mục đích thí nghiệm từ sản phẩm • D 4014, Tiêu chuẩn kỹ thuật cho gối cầu cao su đàn dẻo thông thường có thép TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 2.3 Các tiêu chuẩn ANSI: • ANSI B46.1, Bề mặt hoàn thiện bề mặt 2.4 Các tiêu chuẩn Hiệp hội nhà sản xuất caosu: • RMA F • RMA T.063 • RMA F 2.5 Các tiêu chuẩn Hội công nghệ phủ bọc bảo vệ • SSPC-VIS 1-01, Tiêu chuẩn mặt thị giác cho thép làm thổi mài mòn CÁC YÊU CẦU CHUNG 3.1 Mọi gối cầu phải thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật chứa phiên Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường AASHTO Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO LRFD 3.2 Các kích thước gối cầu cung cấp phải kích thước yêu cầu hồ sơ thiết kế phạm vi sai số cho Mục tiêu chuẩn kỹ thuật Các gối phải cấu tạo từ vật liệu quy định; phải thử nghiệm mức độ thích hợp; phải thỏa mãn yêu cầu đặc biệt bên mua 3.3 Nhà thầu phải cung cấp cho bên mua thông báo văn 30 ngày trước bắt đầu sản xuất gối Thông báo phải bao gồm số hợp đồng, số lượng, kích cỡ gối chế tạo, tên nhà sản xuất, vị trí, người đại diện để điều phối việc sản xuất, kiểm tra, lấy mẫu, thí nghiệm với bên mua 3.4 Thí nghiệm tính chất vật lý chất dẻo caosu yêu cầu phá hủy nhiều gối cầu từ lô hàng Trong trường hợp này, giá thành việc cung cấp gối bổ sung cho mục đích thí nghiệm phải nhà cung cấp chịu 3.5 Tùy theo ý muốn chủ đầu tư, gối cầu quy định độ cứng thiết kế theo Phương pháp A Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO LRFD Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường AASHTO thí nghiệm chấp thuận theo Phụ lục X1 thay Mục 3.6 Ngoài yêu cầu vật liệu cho phận riêng gối cầu, tiêu chuẩn kỹ thuật đưa tiêu chí chấp thuận cho gối cầu hoàn thiện CÁC VẬT LIỆU 4.1 Tính chất vật liệu cao su dẻo - Hợp chất cao su dẻo dùng để làm loại gối cầu phép chứa polycloropren chống tinh thể hóa tinh khiết (neopren) polyisopren tự nhiên tinh khiết (cao su tự nhiên) chất polyme nguyên liệu Tất vật liệu phải mà vật liệu tái chế lẫn vào gối hoàn thiện Các AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx hợp chất caosu dẻo phải phân loại thành Cấp 0, 2, 3, 4, nhiệt độ thấp quy định yêu cầu cấp tối thiểu Bảng 14.7.5.2-2, "Các vùng nhiệt độ thấp Cấp tối thiểu chất caosu dẻo", Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO LRFD Các vùng nhiệt độ thấp dùng bảng định nghĩa Hình 14.7.5.2-1, "Các vùng nhiệt độ", tài liệu nói 4.2 Vật liệu cao su bảo dưỡng phải đáp ứng yêu cầu tối thiểu Bảng Các tính chất vật liệu hợp chất caosu dẻo bảo dưỡng liệt kê Bảng xác định cách sử dụng mẫu thử lấy từ gối cầu thực tế Bảng - Các tính chất chất dẻo caosu Tính Tiêu chất vật chuẩn liệu ASTM Tính vật lý chất Xem 8.8.4 Yêu cầu thí nghiệm Mục Polyisopren Polycloropren Đơn vị (caosu tự (Neopren) nhiên) Môđun chịu cắt tối thiểu 0,55 (79.7707) 0,55 (79.7707) Mpa (psi) Cường độ chịu kéo tối thiểu 15.5 (2248.085) 15.5 (2248.085) Mpa (psi) Độ dãn dài tới hạn tối thiểu 450 400 % D 412 Tính giòn nhiệt độ thấp D 746 Cấp - Không yêu cầu thí nghiệm Thủ tục B Cấp - Thí nghiệm -400C (-400F) Đạt Đạt Cấp - Thí nghiệm -480C (-54.40F) Đạt Đạt Cấp - Thí nghiệm -570C (-70.60F) Đạt Đạt 4.3 Mọi thí nghiệm vật liệu phải tiến hành 23 ± 0C (73.40 ± 3.60F) trừ có Chú thích khác 4.4 Đối với mục đích xác định phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật này, giá trị quan sát tính toán phải làm tròn đến gần 100 kPa (14.5038 psi) cường độ chịu kéo, đến gần 10% biến dạng dãn dài, đến gần 0,01 Mpa (1.4504 psi) môđun chịu cắt 4.5 Bản thép gia cường - Các thép dùng để gia cường phải làm từ thép cán mềm (thép cácbon thấp) tuân thủ theo ASTM A 36/A 36M, ASTM A 1011M, tương đương, quy định khác bên mua hàng Các thép phải có chiều dày quy định bên mua, để trống không quy định, phải có chiều dày danh nghĩa tối thiểu 1,52 mm (0,0598 in) Không phép có lỗ để phục vụ mục đích chế tạo chúng xem xét thiết kế gối cầu 4.6 Các chịu tải bên phải tuân thủ yêu cầu ASTM A 36/A 36M, ASTM A 1011M, hay tương đương, quy định khác tài liệu hợp đồng Trừ thích khác, bề mặt gối cầu chịu tải trọng phải hoàn thiện làm phẳng máy vòng 0,25 mm (0,0098 in) Các bề mặt đáy tải trọng (các tiếp xúc khối xây) thiết kế để nằm gối không vượt giá trị làm phẳng 1,59 mm (0,062598 TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 in) Các chịu tải trọng phải bảo vệ chống gỉ bề mặt lộ thiên sơn phủ trường Mọi hợp chất chống gỉ sử dụng phải loại bỏ khỏi tất bề mặt cần hàn trước tiến hành hàn 4.7 Các lưới - Các lưới phải dệt từ 100% sợi thủy tinh có sợi loại "E" với sợi liên tục Số đường sợi tối thiểu theo hai hướng phải 10 sợi cm Lưới phải có dụng cụ móc hay mẫu/kiểu dệt sa 8-dây Mỗi tao sợi lưới phải có cường độ chịu kéo tối thiểu 140 kN/m (799,4208 lbf/in) bề rộng theo hướng sợi, mà xác định ASTM D 751 CHẾ TẠO 5.1 Các gối cầu có thép phải đúc thành khối khuôn liên kết lưu hóa nhiệt áp suất Các khuôn phải có mặt hoàn thiện khuôn theo thông lệ chuẩn xưởng Các thép bên phải làm thổi đến điều kiện đáp ứng theo SSPC-Vis 1-01, Tiêu chuẩn ảnh BSP6 hay CSP6, làm bổ sung khỏi dầu mỡ trước dính kết Các cạnh sắc gờ ráp, phải có lớp phủ mép tối thiểu mm (0,2362 in) Bản chịu tải trọng (tấm đế) phải bảo vệ khỏi gỉ nhà sản xuất, phải liên kết nóng với gối lưu hóa Các gối có thép mà chúng thiết kế để làm việc khối đơn với hệ số hình dạng cho phải sản xuất đơn vị đơn 5.2 Các gối cầu có lưới gia cường đúc lưu hóa thành lớn cắt theo kích cỡ Việc cắt phải tiến hành cho tránh nung nóng vật liệu tạo mặt hoàn thiện nhẵn mà lưới không bị phân tách khỏi caosu dẻo Lưới phải gấp nếp gợn sóng phải song song với bề mặt Nếu yêu cầu có thép ngoài, dùng trình liên kết nguội mà tạo cường độ yêu cầu Mục 8.8 tiêu chuẩn kỹ thuật thay cho liên kết nóng 5.3 Các gối bình thường đúc khuôn hay ép đùn, lưu hóa thành lớn cắt theo kích cỡ Việc cắt không làm nóng vật liệu, phải tạo bề mặt hoàn thiện trơn nhẵn theo ANSI B46.1, 6,3 µm (248 µin) Các bình thường phải đúc khuôn hay ép đùn thành chiều dày hoàn thiện Nhà chế tạo không phép làm gối có chiều dày hoàn thiện cách ghép có chiều dày bé với Khi dùng tải trọng nhà sản xuất phải bảo vệ chống gỉ, thực lưu hóa để liên kết nóng trình đúc khuôn ban đầu 5.4 Dung sai rìa xờm/bavia, hoàn thiện, vẻ gối cầu phải đáp ứng yêu cầu phiên Sổ tay caosu xuất Hội nhà chế tạo caosu, RMA F T.063 gối đúc RMA F gối ép đùn DUNG SAI 6.1 Các bình thường có gia cường phải chế tạo theo dung sai kích thước thiết kế liệt kê Bảng 2, dung sai khác thể vẽ thiết kế Dùng phương trình sau để xác định giới hạn dung sai đường nét cho thép dung sai #3 (±3 mm) (±0,1181 in) bị vượt quá: 7,5θ + ν/hr ≤ 0,35 miễn θ AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx ≤ 0,02 θ (rađian) ν (mm) (in) giá trị tuyệt đối góc xoay thép chuyển vị thẳng đứng Nếu chiều dày lớp chất dẻo lớp yêu cầu h r, chiều dài gối cầu L, H1 H2 chiều dày lớn nhỏ đo cạnh lớp, ν = |hr - 0,5(H1 + H2)| θ = |(H1 - H2)/2L| cho lớp bên θ = |(H1 - H2)/L| cho lớp đáy miễn chiều dày lớp chất dẻo tối thiếu H ≥ mm (0,1968 in) Các gối có dung sai thỏa mãn phương trình phải thỏa mãn thí nghiệm nén Mục 8.8 thí nghiệm nén nghiêng Phụ chương A1 Bảng - Các dung sai mm (in-sơ) Kích thước thẳng đứng toàn bộ: Chiều dày thiết kế 32 mm (1,2598 in) nhỏ Chiều dày thiết kế lớn 32 mm (1,2598 in) Kích thước theo chiều ngang toàn bộ: Với số đo 914 mm (35,9842 in) Với số đo lớn 914 mm (35,9842 in) Chiều dày lớp chất dẻo riêng biệt (chỉ với loại gối có thép gia cường) điểm phạm vi gối cầu Sai khác kể từ mặt phẳng song song với bề mặt lý thuyết (như xác định đo đạc mép gối) Đỉnh Các cạnh Vị trí phận liên kết bị phơi lộ Lớp phủ mép thép chôn sẵn cấu kiện liên kết Kích cỡ lỗ, khe, hay đệm Vị trí lỗ, khe, hay đệm -0, +3 (0,1181) -0, +6 (0,2362) -0, +6 (0,2362) -0, +12 (0,4724) ±3 mm (0,1181) Nghiêng tương đối so với đáy không 0,005 rađian (0,2362) ±3 (0,1181) -0, +3 (0,1181) ±3 (0,1181) ±3 (0,1181) ĐÁNH DẤU 7.1 Mỗi gối chất dẻo phải đánh dấu mực tẩy hay sơn linh động Đánh dấu phải gồm có số đặt hàng, số lô, số nhận dạng gối, loại cấp chất dẻo Trừ phi quy định khác tài liệu hợp đồng, việc đánh dấu phải thực bề mặt nhìn thấy sau lắp dựng cầu THÍ NGHIỆM GỐI CẦU VÀ CÁC TIÊU CHUẨN CHẤP THUẬN 8.1 Mọi thiết bị thí nghiệm dùng để xác định phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật phải hiệu chỉnh hàng năm theo T 67 8.2 Việc lấy mẫu, thí nghiệm, xem xét chấp thuận thực sở lô hàng Một lô gối xem nhóm 100 gối hoặt mà chúng sản xuất theo cách thức liên tục từ mẻ chất dẻo, bảo dưỡng điều kiện, có kích cỡ loại (không gia cường, có lưới gia cường, hay có thép gia cường) Một lô bao gồm 100 hay gối có lưới gia cường với kích TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 cỡ mặt khác cắt từ lớn từ đáp ứng yêu cầu 8.3 Nhà sản xuất phải phân định gối lô xác nhận gối lô sản xuất theo cách thức liên tục từ mẻ chất dẻo, bảo dưỡng điều kiện Ngoài ra, nhà sản xuất phải xác nhận gối lô thỏa mãn yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế đáp ứng dung sai kích thước Mục tiêu chuẩn kỹ thuật 8.4 Phải kiểm tra kích thước gối cầu Nếu kích thước nằm cá giới hạn liệt kê Mục tiêu chuẩn kỹ thuật này, lô hàng bị loại bỏ 8.5 Bên mua hàng phải lựa chọn gối mẫu từ lô để thí nghiệm theo tiêu chuẩn kỹ thuật Tỷ lệ lấy mẫu sau: • Gối bình thường - Hai gối có đủ kích thước lô • Gối có gia cường - Một gối đủ kích thước mười lô, tối thiểu hai gối 8.6 Chất dẻo lấy từ gối làm mẫu thử thí nghiệm để kiểm tra phù hợp với yêu cầu Mục 4.1 đến 4.4 tiêu chuẩn kỹ thuật Nếu chất dẻo lấy mẫu không đáp ứng yêu cầu nào, lô hàng bị bác bỏ 8.7 Các thí nghiệm thực nhà sản xuất, đại lý mua hàng hay phòng thí nghiệm độc lập bên với chấp thuận bên mua hàng Nếu thí nghiệm tiến hành nhà sản xuất hay phòng thí nghiệm độc lập, phải cung cấp kết thí nghiệm chứng thực Bất kể đại lý định để thí nghiệm gối, bên mua có quyền nhận mẫu thử lấy từ gối để khẳng định lại kết thí nghiệm 8.8 Các tiêu chí gối cầu bao gồm sau: 8.8.1 Mỗi gối cầu lấy mẫu thử nghiệm để xác định biến dạng nén tải trọng tĩnh thiết kế lớn cộng với hoạt tải nén khai thác theo Mục 9.1 tiêu chuẩn kỹ thuật kỹ sư kết cấu quy định giá trị lớn biến dạng nén tải trọng Nếu biến dạng quy định bị vượt quá, lô hàng bị bác bỏ 8.8.2 Mỗi gối cầu lấy mẫu phải chịu tải trọng nén tương đường với 1,5 lần tải trọng tĩnh thiết kế cộng với hoạt tải nén khai thác lớn Tải trọng giữ năm phút, dỡ tải, lại chất tải cho chu kỳ thứ hai năm phút Gối kiểm tra mắt chịu chất tải đợt hai Nếu gối thể ba vết nứt bề mặt riêng biệt mà chúng rộng mm (0,0787 in) sâu mm (0,0787 in) vết nứt đơn sâu mm (0,1181 in) hay rộng mm (0,2362 in), lô hàng bị bác bỏ Với gối có tăng cường, mẫu hình phình lên cho thấy việc đặt gia cường không thỏa mãn tiêu chí thiết kế dung sai chế tạo, hay phồng cho thấy liên kết tồi gia cường, lô hàng bị bác bỏ 8.8.3 Tối thiểu gối lấy mẫu lô phải thí nghiệm từ biến cường độ liên kết chống cắt theo Phụ chương A2 tiêu chuẩn kỹ thuật Từ biến phần trăm AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx 25 năm phải báo cáo cho bên mua hàng, người thiết kế quy định giá trị cho phép Nếu giá trị cho phép bị vượt quá, lô hàng bị bác bỏ Nếu mẫu chọn lựa cho thí nghiệm liên kết chống cắt mà không đạt tiêu chí Phụ chương A2.6.1, hai mẫu bổ sung lựa chọn để thử theo Phụ chương A2.6.1, hai mẫu không đạt, lô bị bác bỏ 8.8.4 Môđun chịu cắt chất dẻo phải xác định 23 0C ± 10C (73,40F ± 1,80F) theo Phụ chương A1 hay Phụ chương A2 tiêu chuẩn kỹ thuật hay ASTM D 4014 Phụ chương A1 sửa đổi sau: chu kỳ ban đầu lấy với biến dạng 0,7 chu kỳ cuối môđun chịu cắt xác định mức biến dạng 0,5 Môđun chịu cắt xác định Phụ chương A1, Phụ chương A2, hay Phụ chương A1 ASTM D 4014 sửa đổi cho gối caosu bình thường có gia cường thiết kế theo Phương pháp A Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO LRFD Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường AASHTO Môđun chịu cắt xác định Phụ chương A1 hay Phụ chương A1 ASTM D 4014 sửa đổi gối có gia cường thiết kế theo Phương pháp B Nếu môđun chịu cắt không nằm ±15% giá trị quy định, lô gối bị bác bỏ Nếu môđun chịu cắt không đáp ứng giá trị tối thiểu yêu cầu Bảng 1, lô gối bị bác bỏ 8.9 Các thủ tục thí nghiệm tùy chọn yêu cầu bên mua hàng 8.9.1 Đối với chất dẻo Cấp 2-5, thí nghiệm môđun chịu cắt bổ sung thực chất dẻo từ gối lấy mẫu theo Mục 9.2 tiêu chuẩn kỹ thuật Nếu độ cứng đo nhiệt độ quy định mà vượt bốn lần độ cứng đo 23 0C ± 20C (73,40F ± 3,60F), lô gối bị bác bỏ 8.9.2 Chất dẻo từ gối lấy mẫu thí nghiệm độ cứng chống nén theo Phụ chương A3 Độ cứng chất dẻo đo 23 0C ± 20C (73,40F ± 3,60F) nhiệt độ thấp tương ứng với cấp chất dẻo quy định Nhiệt độ thí nghiệm thấp cho cấp chất dẻo sau: • Cấp - Thí nghiệm -320C ± 20C (-25,60F ± 3,60F) • Cấp - Thí nghiệm -400C ± 20C (-400F ± 3,60F) • Cấp - Thí nghiệm -460C ± 20C (-50,80F ± 3,60F) • Cấp - Thí nghiệm -540C ± 20C (-65,20F ± 3,60F) 8.9.2.1 Nếu độ cứng chất caosu dẻo đo nhiệt độ thấp hơntheo quy định mà lớn bốn lần độ cứng chất dẻo đo 23 0C ± 20C (73,40F ± 3,60F), lô hàng bị bác bỏ 8.9.3 Bên mua hàng yêu cầu thí nghiệm gối cầu chặt chẽ mỏi hay thử đến phá hoại CÁC THÍ NGHIỆM 9.1 Xác định độ dãn dài nén tải trọng thiết kết lớn nhất: TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 9.1.1 Gố cần thử phải đặt máy thử có khả tác dụng tải trọng nén tương đương với tải trọng tĩnh thiết kế cộng với hoạt tải khai thác lớn gối 9.1.2 Một cặp máy đo độ võng phải đặt mặt đối diện gối cầu máy thử Các máy đo độ võng phải bố trí gần với tâm gối tốt 9.1.3 Gối phải chất tải với tốc độ 520 kPa/phút (75,4196 psi/phút) tới ứng suất nén tương đương với năm phần trăm tải trọng tĩnh thiết kế cộng với hoạt tải nén khai thác lớn gối Tải trọng 5% phải trì hai phút Vào lúc kết thúc phút, ghi lại số đọc máy đo độ võng 9.1.4 Tải trọng nén phải tăng lên với tốc độ 520 kPa/phút (75,4196 psi/phút) tới ứng suất nén tương đương với tải trọng tĩnh thiết kế cộng với hoạt tải nén khai thác lớn gối Tải trọng phải trì hai phút, vào lúc kết thúc phút, ghi lại số đọc máy đo độ võng 9.1.5 Tổng độ võng nén hai lần chất tải tính toán cho máy đo độ võng Biến dạng nén gối tính toán trung bình độ uốn nén thị hai máy đo độ võng chia cho chiều dày caosu có hiệu thiết kế gối thí nghiệm 9.2 Thí nghiệm môđun chịu cắt bổ sung cho vật liệu cao su Cấp 2-5: 9.2.1 Thí nghiệm môđun chịu cắt thực mô tả Phụ chương A1 ASTM D 4014 không kể điều chỉnh sau 9.2.2 Các mẫu thử thí nghiệm lấy từ gối lấy mẫu Sau chuẩn bị mẫu thử, xử lý thời gian nhiệt độ quy định Thời gian xử lý nhiệt độ cho cấp chất dẻo caosu khác sau: 9.2.3 • Cấp - ngày -180C ± 20C (-0,40F ± 3,60F) • Cấp - 14 ngày -260C ± 20C (-14,80F ± 3,60F) • Cấp - 21 ngày -370C ± 20C (-34,60F ± 3,60F) • Cấp - 28 ngày -370C ± 20C (-34,60F ± 3,60F) Thí nghiệm môđun chịu cắt phải thực với mẫu thí nghiệm thiết bị làm lạnh kín có khả trì nhiệt độ xử lý yêu cầu Một chu trình biến dạng ± 25% áp dụng khoảng thời gian 100 giây ¾ chu trình loại bỏ độ cứng xác định độ dốc đường cong tải trọng - độ võng cho ½ chu trình chất tải CÁC PHỤ CHƯƠNG (Là thông tin không bắt buộc) A1 THÍ NGHIỆM NÉN NGHIÊNG XÁC ĐỊNH MÔĐUN CHỊU CẮT A1.1 Phạm vi: 10 AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx A1.1.1 Phương pháp xác định môđun chịu cắt gối caosu kích thước thật từ đường cong tải trọng nén - biến dạng sau ba chu trình xử lý tới biến dạng 65% A1.2 Thiết bị: A1.2.1 Một máy thử nén dùng để tác dụng tải trọng lên cặp gối thí nghiệm ba trục đặt nghiêng thể Hình A1.1 A1.2.2 Các trục nằm nghiêng phải làm từ thép nhôm Độ nghiêng bề mặt thay đổi từ 1:10 đến 1:20 Tất trục phải có độ nghiêng Kích thước trục phải lớn kích thước gối cầu thử Chiều dày tối thiểu trục nhôm phải 12 mm (0,4724 in) Các trục đỉnh đáy phải gá vào máy thử A1.2.3 Các bề mặt trục cuốn, hay tạo bề mặt gắn vào trục cuốn, mà chúng tiếp xúc với gối cầu, phải làm nhám để tránh gối bị trượt thử Việc tạo nhám thực xung kích với dụng cụ mà dùng để làm nhám bề mặt bêtông, thổi đá mạt, hay cách thức tương đương khác Các rãnh cán không sâu mm (0,0394 in) sử dụng để tạo bề mặt chống trượt Hình A1.1 - Cấu tạo thí nghiệm nén nghiêng A1.3 Mẫu thí nghiệm: A1.3.1 Gối caosu phải có chiều dày đồng có mặt cắt hình chữ nhật hay hình tròn Chiều dày không bé mm hay ¼ in Chiều dài chiều rộng gối không bé bốn lần chiều dày A1.3.2 Các gối chất dẻo cốt gia cường phải dính kết vào cứng mặt mặt Hệ thống tạo dính kết không đòi hỏi nhiệt độ bảo dưỡng lớn 400C (1040F) Các phải có hình dạng chữ nhật phải làm thép cácbon mềm (dễ hàn) Kích thước phải lớn chút so với kích thước gối Một chiều dày ≥ mm (0,1968 in) dùng cho A1.3.3 Đo chiều dài, bề rộng tổng chiều dày caosu gối để xác định diện tích bề mặt trung bình (A) chiều dày caosu trung bình (T) gối 11 TCVN xxxx:xx A1.3.4 AASHTO M251-06 Các gối có gia cường thí nghiệm có đế đính kèm A1.3.5 Các bề mặt tiếp xúc gối mà không dính kết vào thép phải làm để loại bỏ loại chất bẩn A1.4 Quy trình thí nghiệm: A1.4.1 Cho phép có thời gian với dính kết để đạt đủ cường độ xử lý mẫu thử nhiệt độ thí nghiệm 230C ± 20C (73,40F ± 3,60F) trước thí nghiệm trừ có quy định nhiệt độ thí nghiệm khác A1.4.2 Gối phải đưa vào trục bề mặt tiếp xúc hết với A1.4.3 Hai máy đo độ võng lắp đặt để theo dõi dịch chuyển ngang trục Các máy đo độ võng phải xác tới 0,025 mm (0,000984 in) A1.4.4 Tiến hành bốn chu kỳ chất tải dỡ tải liên tiếp đến độ uốn tương đương với 65% chiều dày gối trung bình, với tốc độ gia tải cho thời gian chu kỳ nằm khoảng từ bốn đến sáu phút Trong chu kỳ dỡ tải, tải trọng tối thiểu phải kN (1124,045 lbf) 2% tải trọng lớn nhất, lấy giá trị bé A1.4.5 Nếu có dấu hiệu trượt gối so với cứng xảy phá hoại dính kết thí nghiệm, phải chuẩn bị mẫu thử làm lại thí nghiệm A1.4.6 Nếu trục không trở lại gần vị trí cũ sau hai chu kỳ dỡ tải liên tiếp cuối cùng, xảy trượt gối trục Tình trạng phải chỉnh sửa để có thí nghiệm đắn A1.5 Xác định môđun chịu cắt: A1.5.1 Môđun chịu cắt xác định từ chu kỳ thứ tư đường cong chất tải nén chuyển vị trung bình thể Hình A1.5.2 Lấy điểm gốc hiệu dụng lực F 1, gióng lấy X1 F1 kN (1124,045 lbf) hay 2% lực lớn chu kỳ thứ tư, lấy giá trị bé Xác định lực F điểm gióng X2 cho X1 + 0,5T, T tổng chiều dày trung bình lớp caosu gối cầu (chiều dày toàn gối trừ chiều dày tất gia cường đặt gối) A1.5.3 Môđun chịu cắt tính toán sau: ( F2 − F1 ) Môđun chịu cắt = Axn Cho trục nghiêng 1:n Hệ số n chuyển đổi lực nén thẳng đứng thành lực cắt ngang 12 AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx Hình A1.2 - Lực nén tương quan với chuyển vị cắt A2 MỘT PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH TỪ BIẾN VÀ LIÊN KẾT CHỊU CẮT TRONG GỐI CẦU CAOSU-THÉP A2.1 Phạm vi: A2.1.1 Tài liệu mô tả thủ tục để đánh giá từ biến dính kết chịu cắt gối cầu caosu Nó mô tả thủ tục để đánh giá môđun chịu cắt gối cầu chất dẻo cho phép Mục 8.8.4 A2.1.2 Các giá trị nêu hệ đơn vị mét phải xem tiêu chuẩn A2.1.3 Tài liệu không nhằm mục đích giải chi tiết bố trí thí nghiệm hay vấn đề an toàn, có, liền với sử dụng Trách nhiệm người sử dụng thiết lập thủ tục sức khỏe an toàn thích hợp định khả áp dụng hạn chế quy định trước sử dụng thí nghiệm tóm tắt tài liệu 13 TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 Khung thép Chốt treo Chốt treo Kéo Kéo Mẫu cao su Đĩa thép Đơn vị đo tương đương mm in mm in 13 19 44 51 0.5118 0.7480 1.7323 2.0079 89 146 190 216 3.5039 5.7480 7.4803 8.5039 Chú thích: Tất kích thước thể milimét trừ quy định khác Hình A2.1 - Cấu tạo thí nghiệm (mm) A2.2 • A2.3 Các tài liệu tham chiếu: ASTM D 3183, Thực hành chuẩn bị mẫu cao su cho mục đích thí nghiệm từ sản phẩm Mẫu thử: A2.3.1 Mẫu thử tiêu chuẩn phải gồm hai mẫu caosu hình vuông 51 x 51 mm (2,0079 x 2,0079 in) gắn dính vào thép thể Hình A2.1 Tỷ số hình dạng, chiều cao chiều rộng, phải nằm 0,75 1,25 Nếu gối caosu xét loại gia cường, mẫu thí nghiệm phải có đến lớp chất dẻo 14 AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx A2.3.2 Các miếng caosu phải cắt từ gối thử theo ASTM D 3183 A2.3.3 Caosu gắn vào thép lạnh hay nóng cách sử dụng hệ thống dính kết thích hợp chuẩn bị bề mặt đắn để giữ cho liên kết hoàn toàn nguyên vẹn trong mẫu thử chịu biến dạng cắt trì 50% nhiệt độ phòng Chú thích A1 - Khi thử gối caosu có lưới gia cường, mà sử dụng tải trọng ngòai dính kết, hệ thống kết dính cho liên kết nguội chất dẻo thép phải tương tự với sử dụng gối sản xuất thực tế A2.3.4 Tổng chiều cao miếng caosu phải lớn 12 mm (0,4727 in) nhỏ 45 mm (1,7717 in) Nếu miếng caosu cấu tạo liên tiếp từ lớp caosu lớp gia cường kim loại hay lưới sợi cắt từ gối thực tế thể Hình A2.1, chiều cao tổng cộng miếng caosu hạn chế đến 51 mm (2,0079 in) A2.4 Thủ tục thí nghiệm: A2.4.1 Lắp mẫu thử vào hệ thống chất tải kiểm soát chuyển vị (MTS tương đương) với hộp đo lực thích hợp nối với hệ thống thu thập liệu (tự động hay tay) A2.4.2 Chất tải cho mẫu tới 50% biến dạng cắt 10 lần 1% biến dạng giây Biến dạng cắt định nghĩa tỷ số chuyển vị cắt tổng chiều dày caosu mẫu thử Nếu chiều dày caosu mẫu R thk, biến dạng 50% mẫu cần phải chuyển vị 0,5Rthk A2.4.3 Chất tải cho mẫu tới 50% biến dạng cắt giây giữ biến dạng không đổi sáu A2.4.4 Ghi lại tải trọng sau 30 phút chất tải ban đầu với phép đo tiếp tục sau năm phút 360 phút A2.4.5 Đối với lần đo sử dụng Phương trình A2.1 để chuyển đổi tải trọng thành môđun chống cắt G( t) = taitrong ( t ) 51x51x x 0,5 (A2.1) tải trọng(t) tải trọng thời điểm t (phút) G(t) môđun chống cắt (Mpa) (psi) thời điểm t Lưu ý (51x51) diện tích mẫu thử 0,5 biến dạng cắt Vì có hai mẫu thử mẫu thử, nên tải trọng chia cho hai A2.4.6 Một quy luật hàm mũ có dạng thể Phương trình A2.2 dùng thiên an toàn để dự đoán G(t) thời điểm lớn ba mươi phút G(t) = atb Trong a b số tính từ phép phân tích hồi quy số liệu nhận từ Mục A2.4.5 mô tả Mục A2.4.7 15 TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 A2.4.7 Vẽ đồ thị logG(t) so với log(t) vẽ đường thẳng xấp xỉ sử dụng phương pháp bình phương bé Hệ số b độ dốc đường thẳng log( a) tung độ đườn thẳng trục logG(t) A2.5 Đánh giá từ biến cho gối kích thước thật: A2.5.1 Cho T thời gian mà độ võng từ biến cần phải đánh giá (ví dụ, 25 năm) Tính G(t) = 60 phút t = T sử dụng Phương trình A2.2 A2.5.2 Tính toán từ biến phần trăm sử dụng Phương trình A2.3  G ( 60 )  − 1÷x100 Từ biến (%) =  G ( T )   A2.6 (A2.3) Dính kết chịu cắt: A2.6.1 Sau kết thúc thí nghiệm giãn sáu giờ, chất tải cho mẫu đến 150% biến dạng biến dạng 1% giây Giữ mẫu biến dạng 150% phút quan sát phá hoại caosu hay bong liên kết giao diện lớp caosu lưới hay thép gia cường Phá hoại định nghĩa tách caosu khỏi lưới hay gia cường diện tích tiếp xúc nào, mà sâu mm (0,0787 in) hay dài 10 mm (0,3937 in) Ghi lại báo cáo dạng phá hoại Các phá hoại liên kết nguội (nếu sử dụng) không quan trọng chúng ảnh hưởng đến khả đạt biến dạng 150%, trường hợp phải chế tạo mẫu thử A3 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỘ CỨNG CHỊU NÉN A3.1 Phương pháp thí nghiệm độ cứng chịu nén: A3.1.1 Thí nghiệm nhằm xác định độ cứng chịu nén gối cầu caosu dẻo dải rộng nhiệt độ phép đo trực tiếp tải trọng nén chuyển vị Phương pháp thử có ích việc xác định thay đổi tương đối độ cứng dải rộng nhiệt độ xác định độ cứng chịu nén dải rộng nhiệt độ A3.2 Bố trí thí nghiệm: A3.2.1 Một máy thử nén dùng mà có khả tạo lực nén 500 kN (1124404,5 lbf) cho cặp mẫu gối cầu thể Hình A3.1 A3.2.2 Bốn cảm biến đo chuyển vị dụng cụ khác với độ xác 0,005 mm (0,000197 in) phải dùng để ghi lại chuyển vị Tải trọng phải theo dõi hộp đo tải trọng hay thiết bị tương đương khác với độ xác 1% tải trọng thử A3.2.3 Các mẫu chất tải phải xử lý thử nghiệm thiết bị bao kín có khả kiểm soát nhiệt độ xuống tới -30 0C ± 20C (-220F ± 3,60F) Tùy thuộc vào dải nhiệt độ thời gian xử lý áp dụng, mà lợi dụng ưu điểm cách làm lạnh học hay hộp nước đá khô, hay hai 16 AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx Cảm biến đo biến dạng Cảm biến đo Lắp nối Tấm đệm Tấm đệm cứng phía Lắp nối cảm biến Hình A3.1 - Cấu tạo thí nghiệm A3.3 Gối thí nghiệm Hình A3.2 - Vị trí cảm biến Mẫu thí nghiệm: A3.3.1 Mẫu thí nghiệm Hình A3.1 cấu tạo từ hai khối giống caosu kẹp cứng Các khối chất dẻo phải có chiều dày đồng đều, tốt với chiều dày ban đầu gối kích thước thật có tiết diện vuông hay chữ nhật, chiều dài bề rộng phải không bé bốn lần chiều dày A3.3.2 Các thép cứng phải có hình dạng vuông hay chữ nhật, chiều dài hay chiều rộng lớn khối caosu Các kích thước thích hợp cho sử dụng với caosu dày 40 mm (1,5748 in) là: chiều dày 25 mm (0,9843 in), kích thước dài rộng lớn 25 mm (0,9843 in) so với kích thước khối A3.4 Thủ tục thí nghiệm A3.4.1 Đo chiều dài, chiều rộng chiều dày khối xác định diện tích tiết diện trung bình, diện tích mặt (A), chiều dày caosu tổng cộng trung bình (T) mẫu thử A3.4.2 Gắn cảm biến đo chuyển vị vào đỉnh đáy cho chuyển vị tương đối đỉnh đáy đo bốn điểm thể Hình A3.2 Các điểm tâm mặt đáy vị trí thích hợp để gắn cảm biến A3.4.3 Đặt mẫu thử vào buồng môi trường (hay máy làm lạnh), đưa máy làm lạnh đến nhiệt độ thí nghiệm mong muốn Xử lý mẫu nhiệt độ thí nghiệm quy định khoảng thời gian theo yêu cầu A3.4.4 Gắn mẫu thử vào máy nén Tiến hành ba chu trình chất tải dỡ tải liên tiếp đến độ võng tương đương với 10% chiều dày caosu tổng cộng hai khối, 2T, với tốc độ cho thời gian cho chu kỳ nằm phạm vi 30 đến 120 giây A3.4.5 Đo tải trọng chuyển vị với gia số 0,02T cho chu trình thứ ba 17 TCVN xxxx:xx A3.5 AASHTO M251-06 Xác định độ cứng A3.5.1 Môđun chịu nén Es phải xác định từ đường cong tải trọng-biến dạng chu trình thứ ba thể hình A3.3 A3.5.2 Vẽ đường thẳng xấp xỉ tốt sử dụng phương pháp bình phương bé qua điểm liệu biến dạng 0,02T 0,2T Đường phải qua điểm số liệu 0,02T Xác định độ dốc K1 đường thẳng xấp xỉ tốt A3.5.3 Xác định Es từ Phương trình A3.1 Es = K1 2T A (A3.1) Đường xấp xỉ Tải trọng Chu trình thứ ba Chuyển vị/biến dạng Hình A3.3 - Đường cong tải trọng - biến dạng CÁC PHỤ LỤC (Là thông tin không bắt buộc) X1 THÍ NGHIỆM TÙY CHỌN VÀ CÁC TIÊU CHUẨN CHẤP THUẬN CHO GỐI CẦU CAOSU-BẢN THÉP THIẾT KẾ THEO PHƯƠNG PHÁP A X.1.1 Phần chung X1.1.1 Phụ lục nhằm mục đích phương án thay để sử dụng kết hợp với M 251 cho gối cầu caosu, mà chúng quy định độ cứng thiết kế theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO LRFD 18 AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường AASHTO Các phương pháp thí nghiệm vật liệu tùy chọn Phụ lục X1 sử dụng thay cho phương pháp thí nghiệm vật liệu Bảng 1, quy định bên mua hàng X1.2 Các tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu liệt kê M 251-06 lưu ý X1.3 Bảng Mục thay thí nghiệm sau đây: Bảng X1 - Các thủ tục thí nghiệm vật liệu tùy chọn cho caosu gối cầu chất dẻo Tính chất Tiêu chuẩn vật liệu ASTM Yêu cầu thí nghiệm Polyisopren (Cao su tự Polycloropren nhiên) (Neopren) 50 Tính vật lý Chống nhiệt 60 70 50 Đơn vị 60 70 chất D 2240 Độ cứng 50±5 D 412 Cường độ chịu kéo nhỏ 15.5 15.5 15.5 15.5 15.5 (2248.0 (2248.0 (2248.0 (2248.0 (2248.0 85) 85) 85) 85) 85) Dãn dài tới hạn nhỏ D 573 nhiệt độ Nhiệt độ đặc thù thí quy định nghiệm 60±5 50±5 60±5 70±5 (2248.085) 400 300 400 350 300 70 70 70 100 100 100 (158) 168 (158) 168 (212) 168 (212) 70 Nhiệt độ đặc thù thí nghiệm 70 (158) Phương pháp B nhiệt độ quy định Độ giòn nhiệt độ thấp D 746 Cấp - Không cần thử Thủ tục B 0 Cấp - thử -40 C (-40 F) 70 (158) 25 70 70 (158) 25 100 (212) 25 100 (212) 35 70 100 C (0F) Giờ Điểm "A" Shore % % C (0F) (212) 35 35 % Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt 0 Cấp - thử -48 C (-54,4 F) Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt 0 Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Cấp - thử -57 C (-70,6 F) Đạt % (212) Thay đổi max độ cứng +10 +10 +10 +15 +15 +15 Thay đổi max cường độ kéo -25 -25 -25 -15 -15 -15 Thay đổi max dãn dài tới hạn -25 -25 -25 -40 -40 -40 Độ co/biến dạng dư sau nén D 395 Điểm "A" Shore 15.5 Mpa (psi) 450 (158) Thời gian già hóa 70±5 X2 THÍ NGHIỆM GỐI CẦU VÀ CÁC TIÊU CHUẨN CHẤP THUẬN X2.1 Sẽ áp dụng mục từ Mục 8.1 đến 8.8.2 thí nghiệm gối cầu tiêu chí chấp thuận X2.2 Với gối cầu có gia cường, tối thiểu gối lấy mẫu lô thí nghiệm cường độ kết dính Các gia cường lưới sợi phải có cường độ kết dính tối thiểu 5,2 kN/m (1169,006 lbf/in), gia cường thép phải có cường độ liên kết tối thiểu 6,9 kN/m (1551,182 lbf/in) Nếu gối thí nghiệm không đáp ứng cường độ liên kết tối thiểu yêu cầu, lô gối bị bác bỏ 19 TCVN xxxx:xx AASHTO M251-06 X2.2.1 Cường độ kết dính phải xác định theo ASTM 429 Phương pháp B điều chỉnh tài liệu X2.2.2 Thí nghiệm dính kết phải thực gối lấy mẫu cách cắt dải yêu cầu từ lớp caosu dẻo dính vào gia cường bên Kích cỡ dải cắt phải rộng 25 mm (0,9843 in), dài 125 mm (4,9213 in), dày 6,3 mm (0,2480 in) Lực tác dụng Lớp bên Đơn vị đo tương đương mm in 12,5 25 125 0.4921 0,9843 4,9212 Chú thích: Tất kích thước thể milimét trừ quy định khác Hình X2.1 - Chuẩn bị mẫu thử cường độ dính kết (mm) X2.2.3 Việc lột dải caosu dẻo khỏi gia cường bên bắt đầu việc cẩn thận cắt ngược caosu để tạo mấu đủ dài để gắn mấu kẹp máy thử X2.2.4 Vẽ đường ngang qua dải 12,5 mm (0,4921 in) 37,5 mm (1,4764 in) từ điểm mà phần lột lên dải caosu gặp gia cường bên Lắp mẫu thử vào mấu kẹp cho góc mấu caosu bề mặt gối xấp xỉ 90 suốt thời gian thí nghiệm X2.2.5 Áp dụng tải trọng kéo với tốc độ yêu cầu caosu lột ngược khỏi vệt dấu 37,5 mm (1,4764 in) ghi lại tải trọng theo yêu cầu Nếu tải trọng đạt 270 kN (60,6984 lbf) mà caosu không bắt đầu bóc lên khỏi bề mặt gia cường, dừng thí nghiệm ghi lại cường độ dính kết 10,8 kN/m (61,6696 lbf/in) + Nếu caosu bong ngược tới vết dấu 37,5 mm (1,4764 in) mà không đạt tải trọng 270 kN (60,6984 lbf), ghi lại cường độ dính kết tải trọng trung bình kN/m (lbf/in) bề rộng yêu cầu để làm bong caosu vết đánh dấu Nếu mấu caosu bị xé toạc khỏi gối cầu trước đạt vết dấu 37,5 mm (1,4764 in) hay đạt tải trọng 270 kN (60,6984 lbf), phải thí nghiệm lại diện tích khác gối 20 AASHTO M251-06 TCVN xxxx:xx _ Hội phủ mạ bảo vệ, 40 Phố 24, Tầng 6, Pittsburgh, PA 15222-4656 21 ... AASHTO M2 51-06 AASHTO M2 51-06 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn kỹ thuật Gối cầu thông thường gối caosu đàn hồi có thép gia cường AASHTO: M 251-06 PH M VI ÁP DỤNG 1.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật quy định yêu cầu. .. (không gia cường, có lưới gia cường, hay có thép gia cường) M t lô bao g m 100 hay gối có lưới gia cường với kích TCVN xxxx:xx AASHTO M2 51-06 cỡ m t khác cắt từ lớn từ đáp ứng yêu cầu 8.3 Nhà... gối cầu có gia cường, tối thiểu gối lấy m u lô thí nghi m cường độ kết dính Các gia cường lưới sợi phải có cường độ kết dính tối thiểu 5,2 kN /m (1169,006 lbf/in), gia cường thép phải có cường độ