Luận án Nghiên cứu đánh giá tính dư trong kết cấu cầu ở Việt Nam

48] 
 Kết cấu bên dưới cầu với hình dạng 4 cột định hình và kích thước cột 
trung bình được thiết kế không tăng cường cốt thép ngang có mức độ đầy đủ 
tính dư tạo ra một tỉ lệ bảo toàn hệ thống cho TTGH cuối cùng Ru = 1.20 hay 
cao hơn. Điều này được nhận thấy là tương đương với chỉ số độ tin cậy hệ thống 
tương đối u cho TTGH cuối cùng bằng 0.50 hay cao hơn. 
56 
 Hệ thống kết cấu bên dưới cầu được xem là có đầy đủ tính dư nếu phân 
tích của kết cấu bên dưới tạo ra tỉ lệ bảo toàn hệ thống cho khả năng cuối cùng 
Ru là lớn hơn hay bằng 1.20. Giá trị yêu cầu Ru req bằng 1.20 nghĩa là tải trọng 
ngang tạo ra sự sụp đổ của kết cấu bên dưới cầu phải cao hơn 20% tải trọng 
ngang sẽ gây ra trong thành phần đầu tiên để đạt đến khả năng mô men danh 
định của nó. 
 Ngoài ra, một kết cấu bên dưới được xem là đầy đủ cho TTGH hoạt động 
nếu tải trọng mà gây ra chuyển vị ngang toàn bộ H/50 (trong đó H là chiều cao 
tĩnh của cột) tạo ra một tỉ lệ bảo toàn hệ thống Rf = 1.20. 
 Cuối cùng, kết cấu bên dưới cầu được xem là đầy đủ tính dư khi một cột 
mất tính giòn, kết cấu bên dưới vẫn sẽ có khả năng chịu 50% tải trọng ngang mà 
gây ra phá hoại của thành phần đầu tiên trong kết cấu nguyên vẹn. Điều này là 
tương đương với tỉ lệ bảo toàn hệ thống cho kết cấu bên dưới phá hoại Rd = 
0.50. 
 Chú ý rằng, Ru, Rf, và Rd được xác định trong tính toán tính dư của hệ 
thống (Cầu không dư có thể vẫn cung cấp mức độ cao của độ an toàn hệ thống 
nếu các thành phần của chúng được thiết kế vượt). Do đó, kiểm tra tính dư phải 
luôn được trình bày kết hợp với kiểm tra độ an toàn thành phần. Sự kiểm tra này 
được thực hiện bởi so sánh khả năng thực sự của các thành phần cầu với khả 
năng yêu cầu bởi tiêu chuẩn. Trong trường hợp này, Rreq được định nghĩa như là 
khả năng thành phần yêu cầu để thoả mãn tiêu chuẩn AASHTO. Ví dụ, khả năng 
thành phần danh định yêu cầu Rreq được tính toán cho thành phần trọng yếu nhất 
sử dụng công thức thiết kế và đánh giá AASHTO LRFD [9] như sau. 
Rreq = d Dn + l Ln + w Wn (2.26) 
 Trong đó,  là hệ số sức kháng, d là hệ số tải trọng tĩnh, l hệ số tải trọng 
động, w là hệ số tải trọng ngang, Dn là tải trọng tĩnh thiết kế hay danh định, Ln 
là tải trọng động thiết kế hay danh định bao gồm tác động xung kích, và Wn là 
tải trọng ngang (thí dụ: gió). Công thức (2.26) có một dạng chung mà có thể 
57 
được sử dụng cho tiêu chí AASHTO bất kỳ. Trong LRFD, hệ số  phụ thuộc 
dạng vật liệu, d phụ thuộc vào dạng của tải trọng tĩnh (ví dụ: d = 1.25 được sử 
dụng cho tải trọng tĩnh thành phần), l phụ thuộc vào tổ hợp tải trọng được sử 
dụng. Ví dụ, khi tải trọng gió được áp dụng trên kết cấu, l hoặc bằng 1.35 hoặc 
0 kết hợp với hệ số tải do gió tương ứng bằng 0.40 hoặc 1.40. 
 Hệ số tải trọng ngang yêu cầu cho một thành phần, LFl req được xác định 
như sau: 
w
n
nlddreq
lreq W
LDR
LF 

 (2.27) 
 Trong đó, Rreq là khả năng thành phần yêu cầu xác định từ công thức 
(2.26); Dn là tác động tải trọng tĩnh danh định trên thành phần chịu tải trọng 
trọng yếu nhất; Ln là tác động của tải trọng động danh định trên cột trọng yếu 
nhất; Wn là tác động của tải trọng ngang trên thành phần trọng yếu nhất; s,d, l 
và w là sức kháng thành phần và các hệ số tải trọng. 
 Công thức (2.27) chỉ ra rằng nếu các cột của kết cấu bên dưới được thiết 
kế thoả mãn chính xác tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, và nếu tải trọng động và tải 
trọng tĩnh có nhân hệ số được áp dụng trên kết cấu, hệ số tải trọng ngang mà sẽ 
gây ra phá hoại của thành phần đầu tiên LFl req phải bằng hệ số tải trọng thiết kế 
của tải trọng ngang w. Nếu cột cầu được thiết kế vượt, thì hệ số tải trọng LFl 
cần để gây ra phá hoại thành phần đầu tiên sẽ cao hơn giá trị đạt được từ công 
thức (2.27). Ngược lại, nếu các cột cầu được thiết kế dưới, thì hệ số tải trọng LFl 
sẽ là thấp hơn giá trị đạt được từ công thức (2.27). Hệ số tải trọng LFl tương ứng 
với khả năng thành phần được thể hiện như: 
n
nlddprovided
l W
LDR
LF
 
 (2.28) 
58 
 Để cung cấp phương pháp đầy đủ của khả năng thành phần được thể hiện 
bởi LF1theo yêu cầu của tiêu chuẩn AASHTO, tỉ lệ bảo toàn thành phần r1 được 
định nghĩa như sau: 
nw
nnnnprovided
n
nnnnrequired
n
nnnnprovided
eql
l
l W
LDR
W
LDR
W
LDR
LF
LF
r




 (2.29) 
 Tỉ lệ bảo toàn thành phần r1 được định nghĩa trong công thức (2.29) là 
tương đương với hệ số xếp hạng nhưng được áp dụng với tải trọng ngang (ví dụ: 
tải trọng gió). Các cột cầu mà được thiết kế theo tiêu chuẩn AASHTO sẽ tạo ra tỉ 
lệ bảo toàn thành phần bằng 1.0, trong khi các thành phần mà được thiết kế vượt 
sẽ tạo ra giá trị r1 cao hơn 1.0. (Chú ý rằng quy trình đánh giá thành phần này có 
thể được sử dụng với bất kỳ tiêu chí thiết kế cầu nào bao gồm WSD, LFD và 
LRFD hay quy trình đánh giá mức độ xếp hạng hoạt động và thống kê cầu sử 
dụng tải trọng động HS20, HL-93 hay tải trọng thích hợp khác). 
 Tỉ lệ bảo toàn thành phần, rl được sử dụng kết hợp với sự kiểm tra tỉ lệ 
bảo toàn hệ thống Ru, để giới thiệu hệ số hệ thống tóm tắt trong quy trình phân 
tích tính dư trực tiếp được mô tả dưới đây. 
Quy trình phân tích tính dư trực tiếp: 
 Phương pháp trực tiếp để xác định mức độ tính dư của kết cấu bên dưới 
cầu sử dụng phân tích PTHH phi tuyến tính. Quy trình được sử dụng kết hợp với 
tiêu chí kiểm tra thành phần bất kỳ bao gồm 22TCN 272-05, AASHTO’s WSD, 
LFD, hoặc LRFD hoặc xếp hạng hoạt động hoặc thống kê. Các bước trong phân 
tích tính dư của kết cấu bên dưới cầu là: 
Bước 1. Sử dụng tiêu chuẩn AASHTO để tìm khả năng uốn yêu cầu Rreq 
cho các cột cầu sử dụng công thức (2.26). Xác định LFl req từ công thức (2.27). 
Bước 2. Hình thành một mô hình kết cấu của cầu và phân tích lực đẩy phi 
tuyến tính tĩnh của kết cấu bên dưới để tính đến tác động P- . Trong mô hình, 
59 
sử dụng tính chất vật liệu danh định của các cột và móng có độ cứng tốt nhất. 
Áp dụng hệ số tải trọng động và tĩnh như chỉ rõ trong chỉ dẫn AASHTO thông 
thường đối với trường hợp đang phân tích. 
Bước 3. Sử dụng tiêu chuẩn AASHTO [9], [10] để tìm độ lớn của tải 
trọng ngang (ví dụ: tải trọng gió 75 năm) mà được áp dụng trên kết cấu bên 
dưới, là tải trọng ngang danh định Wn. 
Bước 4. Tác dụng tải trọng danh định Wn trên kết cấu bên dưới và gia 
tăng tải trọng cho đến khi cột đầu tiên đạt đến khả năng cường độ của nó. Hệ số 
được nhân với Wn ban đầu cho phá hoại đầu tiên xảy ra được định nghĩa là LFl. 
Lấy tỉ lệ LF1 với LFl req để tính toán tỉ lệ bảo toàn thành phần, rl, từ công thức 
(2.29). 
Nếu cột được thiết kế để thoả mãn chính xác tiêu chuẩn AASHTO thì rl = 
1.0. Các thành phần thiết kế vượt sẽ có giá trị rl lớn hơn 1.0. 
Bước 5. Tiếp tục phân tích lực đẩy vượt quá phá hoại của thành phần đầu 
tiên và gia tăng tải trọng ngang danh định tác dụng cho đến khi một trong các sự 
kiện sau đạt đến: 
a. Một trong các cột đạt đến biến dạng nén vỡ. 
b. Một cơ chế sụp đổ hình thành. 
Chú ý hệ số tải trọng LFu tạo bởi tải trọng ngang ban đầu được thay đổi 
để đạt được một trong hai TTGH này. Tính toán tỉ lệ Ru=LFu/LFl nếu Ru cao 
hơn 1.20, thì cầu có một mức độ đầy đủ của tính dư để thoả mãn tiêu chí tính dư 
yêu cầu. Tính toán tỉ lệ tính dư cho TTGH cuối cùng ru. 
ru = Ru/1.20 (2.30) 
Bước 6. Tiếp tục gia tăng tải trọng (nếu cần thiết) và ghi lại hệ số tải 
trọng LFf tại giá trị mà chuyển vị ngang tổng cộng đạt đến H/50 (H là chiều cao 
tĩnh của cột). Tính toán tỉ lệ Rf=LFf/LFl. Nếu Rf là lớn hơn 1.20, thì kết cấu bên 
60 
dưới cầu có đủ tính dư để thoả mãn TTGH hoạt động. Tính toán tỉ lệ tính dư cho 
TTGH hoạt động rf 
rf = Rf/1.20 (2.31) 
Bước 7. Nhận biết các thành phần kết cấu bên dưới mà phá hoại của 
chúng có thể là trọng yếu với kết cấu nguyên vẹn của hệ thống kết cấu. Những 
thành phần có thể là (a) các cột mà có thể bị phá hoại bởi tai nạn va xô xe cộ, tàu 
thuyền, hay vỡ; (b) móng bị xói lỡ; hay (c) các thành phần (ví dụ: cột, thép, hay 
cọc bê tông ứng suất trước và cọc sâu) mà có thể xảy ra phá hoại ăn mòn hay 
gãy mõi. 
Bước 8. Dỡ bỏ một trong những thành phần nhận biết ở Bước 7 từ mô 
hình kết cấu và lặp lại phân tích lực đẩy. Xác định hệ số tải trọng của cầu bị phá 
hoại LFd mà sẽ gây ra sự nén vỡ của một trong những cột còn lại hoặc sự hình 
thành một cơ chế sụp đổ trong phần còn lại của kết cấu bên dưới. Kiểm tra phá 
hoại là để đảm bảo rằng cầu sẽ vẫn có khả năng chịu một vài tải trọng cho đến 
khi có sự sửa chữa thích hợp được tác động. Xác định tỉ lệ bảo toàn Rd=LFd/LFl, 
trong đó LFl là tải trọng tương ứng với phá hoại thành phần đầu tiên của kết cấu 
nguyên vẹn. Nếu Rd cao hơn 0.50, thì cầu có một mức độ đầy đủ của tính dư để 
thoả mãn tiêu chí tính dư yêu cầu. Tính toán tỉ lệ tính dư cho TTGH phá hoại rd. 
rd = Rd/0.5 (2.32) 
Bước 9. Đặt thành phần đã dỡ bỏ ở Bước 7 vào lại mô hình và dỡ bỏ 
thành phần trọng yếu khác. Lặp lại Bước 8 cho đến khi tất cả thành phần trọng 
yếu ở Bước 7 được nhận biết. Lấy giá trị thấp nhất của rd như là giá trị tỉ lệ tính 
dư cuối cùng cho TTGH phá hoại. 
Bước 10. Nếu tất cả tỉ lệ tính dư ru, rf, và rd đạt được từ phân tích lực đẩy 
là lớn hơn 1.0, kết cấu bên dưới cầu có một mức độ tính dư đầy đủ. Nếu một tỉ 
lệ tính dư nhỏ hơn 1.0, kết cấu bên dưới cầu không có mức độ đầy đủ của tính 
dư và cần có phương pháp hữu hiệu thực hiện để cải thiện an toàn kết cấu bên 
61 
dưới trừ khi cầu được thiết kế vượt (xem phần sau). Phương pháp hữu hiệu có 
thể bao gồm tăng cường các cột cầu, thay đổi hình học, hay giảm hệ số xếp hạng 
của cầu. 
Để cải thiện tính dư của kết cấu bên dưới cầu, hình dạng hình học có thể 
được thay đổi bằng cách thêm cột. Nếu điều này không thể thực hiện, kết cấu 
bên dưới không có tính dư phải được phạt bởi yêu cầu cột cung cấp mức độ an 
toàn cao hơn kết cấu bên dưới tương tự với hình dạng dư. Cường độ thành phần 
của kết cấu bên dưới không dư phải được cung cấp bởi sự gia tăng cường độ cột 
bởi một hệ số an toàn thêm Rprovided giống như là sức kháng cuối cùng Rfinal được 
tính toán là: 
Rfinal = Rprovided /min (r1ru, r1rf , r1rd) (2.33) 
Trong đó, rl là tỉ lệ bảo toàn thành phần được định nghĩa trong công thức 
(2.29); ru là tỉ lệ tính dư cho TTGH cuối cùng được định nghĩa trong công thức 
(2.30); rf là tỉ lệ tính dư cho TTGH hoạt động được định nghĩa trong công thức 
(2.31); rd là tỉ lệ tính dư cho TTGH phá hoại được định nghĩa trong công thức 
(2.32). 
Sử dụng công thức (2.33) là tương đương với khả năng cột yêu cầu xác 
định từ công thức kiểm tra của AASHTO, bởi thêm hệ số hệ thống giống như là 
khả năng thành phần phải thoả mãn công thức: 
sRreq = d Dn + l Ln + w Wn (2.34) 
Trong đó, s là hệ số hệ thống quan hệ với độ an toàn; tính dư, và tính 
dẽo của hệ thống kết cấu bên dưới cầu;  là hệ số sức kháng; d là hệ số tải 
trọng tĩnh; l là hệ số tải trọng động; w là hệ số tải trọng ngang; Dn là tải trọng 
tĩnh thiết kế hay danh định; Ln là tải trọng động thiết kế hay danh định bao gồm 
lực xung kích; và Wn là tải trọng ngang (ví dụ: gió). 
 Hệ số hệ thống s được tính toán như sau: 
62 
s = min (ru, rf, rd) (2.35) 
 Nếu s nhỏ hơn 1.0, nó chỉ ra rằng kết cấu bên dưới có một mức độ 
không đầy đủ của tính dư hệ thống. Một hệ số hệ thống có s lớn hơn 1.0 chỉ ra 
rằng mức độ an toàn hệ thống kết cấu bên dưới là đầy đủ. Hệ số hệ thống s là 
hệ số thưởng - phạt mà nhờ đó cầu với hình dạng không dư sẽ được yêu cầu có 
khả năng cột cao hơn kết cấu bên dưới tương tự với hình dạng dư. Mặt khác, 
hình dạng dư sẽ được thưởng bởi sự cho phép các cột của chúng có khả năng 
thấp hơn. 
 Giá trị s = 1.20 được xem như là một giới hạn trên. Giới hạn 1.20 là dựa 
trên hệ số điều chỉnh tải trọng cuối cùng được đề nghị trong tiêu chuẩn 
AASHTO LRFD. Thực tế, tiêu chuẩn LRFD đề nghị một hệ số điều chỉnh tải 
trọng nhỏ nhất 0.95x0.95x0.95. Giá trị này tạo ra một giá trị nhỏ nhất là 0.86, là 
tương đương với hệ số tính dư lớn nhất bằng 1.17. Mặt khác, giá trị tối thiếu s 
= 0.80 được đề nghị ở đây; đó là, phạt lớn nhất mà kết cấu bên dưới không dư 
được ấn định là 20% trong khi thưởng lớn nhất cũng là 20%. Khoảng 40% cũng 
là khoảng được đề nghị trong tính dư kết cấu bên trên cầu. 
 Hệ số hệ thống s có thể được áp dụng giống nhau cho tất cả các thành 
phần của kết cấu bên dưới cầu. Trong thực tế, nếu kết cấu bên dưới được hình 
thành bởi các cột chiều dài không bằng nhau và khả năng một vài cột có thể góp 
phần ít hơn các cột khác, sử dụng hệ số s giống nhau cho tất cả các cột có thể 
không có hiệu quả trong các trường hợp như thế. Để có hiệu quả hơn, hệ số hệ 
thống s có thể được áp dụng chỉ với cột trọng yếu nhất và phân tích đầy đủ 
được mô tả trên được lặp lại cho đến khi tính dư hệ thống yêu cầu được thỏa 
mãn. 
2.2 Đánh giá và định chuẩn tính dư của kết cấu phần trên 
 Tương tự định nghĩa ở phần kết cấu phần dưới, tính dư của kết cấu phần 
trên là khả năng của cầu tiếp tục chịu tải trọng sau khi một trong những thành 
phần của cầu bị phá hoại. Điều này nghĩa là kết cấu nhịp có thêm cường độ bảo 
63 
toàn như là sự phá hoại của một thành phần không dẫn đến sự phá hoại của toàn 
kết cấu nhịp. Thành phần phá hoại có thể là dẻo hay giòn. Nó có thể được gây ra 
bởi tải trọng động lớn tác dụng hay sự phá hoại bất thình lình của của một thành 
phần do mõi, gãy giòn, hay là một tai nạn như là va xô của xe cộ, tàu thuyền 
hoặc vỡ. 
 Một phương pháp xác định tính dư của hệ thống cầu là tính toán bộ hệ số 
hệ thống. Ngoài ra, phương pháp phân tích trực tiếp sử dụng mô hình kết cấu và 
chương trình phân tích PTHH với hệ thống cầu cư xử đàn hồi và không đàn hồi 
và đánh giá cầu nguyên vẹn cũng như là phá hoại. Chương trình có thể kiểm tra 
ứng xử của cầu, hoạt động còn lại sau tải trọng nặng, hay cầu sẽ sụp đổ dưới tác 
động của tải trọng xe cộ. 
 Phương pháp để tính toán tính dư và phát triển hệ số hệ thống hay sử dụng 
phương pháp phân tích trực tiếp. Bao gồm, (a) tính toán các TTGH; (b) mức độ 
các tải trọng mà kết cấu phải chịu trước khi các TTGH đạt đến; (c) dạng của các 
điều kiện phá hoại mà kết cấu phải chịu đựng. 
2.2.1 Mức độ an toàn của kết cấu phần trên 
 Kỹ thuật đánh giá và thiết kế hiện hành chỉ tính đến các thành phần riêng 
lẽ mà bỏ qua ảnh hưởng của hệ thống kết cấu hoàn thiện. Theo tính toán hiện 
hành, kiểm tra sự an toàn là chứng minh rằng cường độ của mỗi thành phần lớn 
hơn lực tác dụng bởi một khoảng an toàn “đầy đủ”. Lực thành phần thì được tính 
toán sử dụng một phân tích đàn hồi trong khi khả năng thành phần có thể được 
tính toán bởi sử dụng phản ứng thành phần không đàn hồi. Khoảng an toàn được 
cung cấp qua sự áp dụng các hệ số an toàn (hệ số sức kháng và/hoặc tải trọng) 
mà được định chuẩn dựa trên kinh nghiệm và đánh giá của kỹ sư (AASHTO – 
Limit State Designvà AASHTO – Load Factor Design) hoặc sự kết hợp của kinh 
nghiệm và phương pháp độ tin cậy kết cấu (AASHTO - LRFD) [9], [18], [19], 
[35]. Ngoài ra, để kiểm tra an toàn thành phần, phương pháp truyền thống yêu 
cầu kiểm tra khả năng của thành phần dưới tải trọng cho phép. 
64 
 Mặc dù phương pháp thành phần truyền thống này đã từng sử dụng thành 
công trong nhiều năm nhưng chưa cung cấp một bức tranh đầy đủ cho sự an toàn 
của hệ thống cầu hoàn thiện. Trong nhiều tình huống, sự phá hoại của một thành 
phần riêng lẽ không dẫn đến sự phá hoại của toàn hệ thống cầu. Mặt khác, vì 
biến dạng lớn, cầu có thể không an toàn cho tải trọng giao thông xe cộ tại mức 
tải trọng mà thấp hơn giá trị gây ra sự sụp đổ hệ thống. 
 Sự mất khả năng của các bộ phận cầu thường phải chịu sự mỏi lớn mà có 
thể dẫn đến gãy hay mất khả năng chịu tải trọng của thành phần chính. Ngoài ra, 
sự ăn mòn, hoả hoạn, hay tai nạn, như là va xô của xe tải, tàu bè và vỡ có thể là 
nguyên nhân mất thành phần của cầu hay mất công năng của tao ứng suất trước. 
Để đảm bảo sự an toàn, cầu có thể chịu đựng được sự phá hoại này và vẫn hoạt 
động, mặc dù khả năng hoạt động giảm xuống. Do đó, để chứng minh thêm sự 
an toàn của kết cấu cầu nguyên vẹn, sự đánh giá an toàn của cầu và tính dư phải 
xem xét kết quả của sự hư hỏng của một thành phần trọng yếu. 
 Tóm lại, cầu an toàn nếu a) cung cấp một mức độ an toàn hợp lý chống lại 
sự hư hỏng của thành phần đầu tiên; b) cung cấp một mức đầy đủ độ an toàn 
trước khi cầu đạt đến khả năng hệ thống cuối cùng của nó dưới điều kiện tải 
trọng lớn; c) không tạo ra biến dạng lớn dưới tải trọng lớn; và d) khả năng chịu 
một vài tải trọng xe cộ sau khi phá hoại hay mất một thành phần. 
 Khái niệm tính dư là quan hệ với toàn bộ khả năng hệ thống, phụ thuộc 
vào cường độ của các thành phần cầu. 
2.2.2 Các trạng thái giới hạn 
 Để phân tích an toàn của hệ thống cầu, phải tính toán khả năng sẵn có của 
chúng để chịu tải trọng trước khi các TTGH trọng yếu đạt đến. 
 Khả năng của kết cấu nhịp cầu chịu tải trọng động trước khi những TTGH 
đạt đến thì quan hệ với khoảng tải trọng động (R-D), trong đó R là khả năng của 
cầu và D là tác động của tải trọng tĩnh. Để đánh giá khoảng tải trọng động (R-
D), một phân tích kết cấu tăng dần được thực hiện. Với mục đích đơn giản hoá 
65 
và phù hợp với thực tế hiện hành, phân tích trình bày ở trong luận án này sử 
dụng 2 xe tải thiết kế của AASHTO LRFD xếp cạnh nhau. Để đánh giá khoảng 
của tải trọng động cho giai đoạn giới hạn, những tải trọng thiết kế được tăng dần 
cho đến khi đạt đến TTGH. Do đó, khả năng của cầu thể hiện bởi R-D thì tỉ lệ 
với trọng lượng của 2 xe tải thiết kế. Tỉ lệ này chính là hệ số tải trọng LF. Có 4 
TTGH được lựa chọn trong tính toán. 
2.2.2.1 TTGH cường độ thành phần 
 TTGH cường độ thành phần thành phần được tính toán sử dụng công thức 
cường độ thành phần AASHTO không hệ số an toàn, như đề cập trước, khái 
niệm của tính dư thì quan hệ với cường độ của các thành phần cầu. AASHTO 
hiện hành kiểm tra khả năng thành phần (khả năng thành phần cuối cùng hay 
dẽo) và phản ứng của thành phần (sự gãy của thành phần bê tông và giới hạn sử 
dụng thành phần khác) được đề cập trong nội dung của tính dư cầu. 
 Khả năng của kết cấu chống lại sự phá hoại của thành phần đầu tiên được 
thể hiện như là số tải trọng thiết kế thẳng đứng mà kết cấu có thể chịu trước khi 
TTGH phá hoại thành phần đầu tiên này đạt đến. Hệ số tải trọng này sẽ được đề 
cập như là LF1, LF1 có thể được tính toán bởi áp dụng tải trọng tĩnh trên mô 
hình kết cấu đàn hồi tuyến tính của cầu và sau đó tăng dần tải trọng cho đến phá 
hoại thành phần đầu tiên xảy ra. 
2.2.2.2 Phá hoại tổng thể 
 Giới hạn khả năng cuối cùng được định nghĩa như là tải trọng xe cộ lớn 
nhất mà có thể tác dụng lên kết cấu trước khi nó sụp đổ. Sự sụp đổ được định 
nghĩa như là sự hình thành một cơ chế sụp đổ hoặc một điểm nơi mà kết cấu 
phải chịu với mức cao của sự phá hoại. Cơ chế là một điểm khi mà kết cấu biểu 
lộ mức độ lớn vô hạn của chuyển vị, làm cho kết cấu không sử dụng được. Sự 
phá hoại được định nghĩa như là sự nén vỡ bê tông của thành phần chính hay, 
nhìn chung hơn, sự mất khả năng chịu tải trọng của thành phần chính. Hệ số tải 
trọng tương ứng với TTGH cuối cùng là LFu. LFu có thể được tính toán bởi phân 
66 
tích kết cấu dưới tác động của tải trọng tĩnh và và xe tải thiết kê trên mô hình kết 
cấu phi tuyến tính của cầu và sau đó tăng dần tải trọng xe tải thiết kế cho đến khi 
kết cấu sụp đổ. 
2.2.2.3 TTGH về sử dụng 
 Dưới tác dụng của mức cao của tải trọng, hệ thống kết cấu cầu có thể phải 
chịu với mức lớn của biến dạng lâu dài mà có thể không nhất thiết dẫn đến sự 
sụp đổ nhưng có thể làm cho cầu không an toàn cho giao thông thông thường. 
Hiện tượng này sẽ được nói đến như là sự mất khả năng hoạt động. Tiêu chí hoạt 
động hệ thống bao gồm một mức độ lớn nhất của chuyển vị hay một khớp quay 
cho phép. Tiêu chí thứ hai được sử dụng ở trong AASHTO 1996 ASD. Kiểm tra 
chuyển vị được đề xuất ở đây bởi vì khớp quay chỉ áp dụng cho cầu dầm và 
chuyển vị thì thích hợp cho tất cả các kiểu của kết cấu cầu, bao gồm cầu dàn. 
AASHTO 1996 giới