Đô án tốt nghiệp Cầu đường (Giải nhất Loa Thành 2022)

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu đường đạt giải nhất giải thưởng Loa Thành 2022, được thực hiển bởi sinh viên Nguyễn Tấn Đạt trường đai học GTVT TP.HCM. Dưới sự hướng dẫn của TS. Mai Lựu, đồ án đã đạt được điểm tuyệt đối 9.810 trước hội đồng bảo vệ DATN (10 giảng viên phản biện + 1 đại diện doanh nghiệp) năm 2022. Mọi thắc mắc vui lòng liên hệ địa chỉ email: tandatjr147gmail.com xin chân thành cam ơn

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM

VIỆN XÂY DỰNG

- -

THUYẾT MINH CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP KỸ SƯ

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CẦU VƯỢT NÚT GIAO CAO TỐC THÀNH PHỐ HỒ

CHÍ MINH-LONG THÀNH- DẦU GIÂY

Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Chuyên ngành: Xây dựng cầu đường

Giáo viên hướng dẫn : TS Mai Lựu Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tấn Đạt

Mã số sinh viên : 17H1090004 Lớp : CD17CLCA

TP Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

LỜI NÓI ĐẦU

Việc sử dụng công nghệ thông tin dạng tích hợp trong việc thiết kế, thi công và quản lý dự án công trình xây dựng đang được phát triển rất mạnh hiện nay Tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ

tự động hóa thiết kế trong ngành Cầu còn rất hạn chế do khá phức tạp về kết cấu công trình và kỹ thuật thi công Vì vậy, công việc này trở thành một thách thức lớn không những cho sinh viên học ngành này mà còn cho các kỹ sư đang thực hiện các dự án thực tế Chuyên đề tốt nghiệp này sẽ nghiên cứu thiết kế kỹ thuật một kết cấu cầu cong bằng bê tông cốt thép dự ứng lực căng sau thi công phân đoạn trên đà giáo với ứng dụng công nghệ thông tin từ việc tính toán thiết kế đến tạo bản vẽ trên mô hình 3D và xuất ra bản vẽ 2D, cụ thể như sau:

1 Mô phỏng thiết kế cầu cong bê tông cốt thép dự ứng lực công nghệ căng sau thi công phân đoạn trên đà giáo bằng mô phỏng phần tử hữu hạn thông qua phần mềm RM Bridge; một số kết quả từ phần mềm được đánh giá so sánh bằng cách tính thủ công để kiểm chứng

2 Mô phỏng Revit cho các cấu kiện dầm hộp, trụ cầu, bố trí bán tự động thông qua lập trình Dynamo tích hợp trong Revit Bố trí cáp dự ứng lực 3D tự động thông qua tọa độ, có thay đổi linh hoạt tọa độ, hình dạng

3 Tìm hiểu các mô hình nền như Mohr-Coulomb, soft-soil, … trong ứng dụng Plaxis để mô phỏng môi trường nền đất yếu khu vực đầu cầu có gia cố cọc đất xi măng đất dưới tải trọng khối đất đắp Một số kết quả từ phần mềm cũng được đánh giá so sánh bằng cách tính thủ công để kiểm chứng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG DỰ ÁN 1

1.1 Vị trí địa lý 1

1.2 Địa chất khu vực xây dựng cầu 2

1.3 Chỉ tiêu kỹ thuật 3

1.4 Vật liệu sử dụng 4

1.5 Bố trí chung nhánh cầu thiết kế 5

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU PHẦN TRÊN 6

2.1 Thiết kế lan can bản mặt cầu (xem phụ lục mục 1.1; 1.2) 6

2.2 Thiết kế dầm chủ 6

2.2.1 Kích thước chung nhánh 3 6

2.2.2 Đặt trưng hình học (Xem phụ lục mục 1.3) 6

2.2.3 Phân chia giai đoạn thi công 6

2.3 Tải trọng thiết kế và tổ hợp tải trọng (xem phụ lục mục 1.3.2) 8

2.4 Tính toán nội lực qua các giai đoạn 8

2.4.1 Tính tay cho giai đoạn 2 (thi công nhịp 1) 8

2.4.2 Kết quả phân tích cho các giai đoạn còn lại (sử dụng chương trình RM Bridge) 9

2.5 Xếp xe trên đường ảnh hưởng 13

2.6 Tính toán mất mát ứng suất 14

2.6.1 Phương pháp tính tay 14

2.6.2 Mất mát ứng suất qua phân tích bằng chương trình RM bridge 22

2.6.3 Tổng hợp và so sánh kết quả tính 24

2.7 Kiểm toán ứng suất các giai đoạn 25

2.7.1 Giai đoạn truyền lực (thi công) 25

2.7.2 Kiểm toán ứng suất trạng thái giới hạn sử dụng 1 29

2.8 Kiểm toán xoắn trong cầu cong (xem phụ lục mục Error! Bookmark not defined

2.9 Ứng dụng Revit + Dynamo 33

CHƯƠNG 3: KẾT CẤU PHẦN DƯỚI 37

3.1 Thiết kế mố M1 37

3.1.1 Kích thước chung mố 37

3.1.2 Tải trọng và tổ hợp tải trọng (xem phụ lục mục 2.1) 38

3.1.3 Tổng hợp nội lực 38

3.1.4 Thiết kế cốt thép mố 39

3.2 Thiết kế móng mố M1 41

3.2.1 Thông số đầu vào 41

3.2.2 Sức chịu tải cọc khoan nhồi 43

3.2.3 Bố trí cọc 47

3.2.4 Tính toán nội lực đầu cọc 47

3.2.5 Kiểm tra sức chịu tải cọc 51

3.2.6 Thiết kế cốt thép cọc khoan nhồi 53

3.3 Thiết kế trụ T4 65

3.3.1 Kích thước chung trụ 65

3.3.2 Tải trọng và tổ hợp tải trong (Xem phụ lục mục 2.4) 67

3.3.3 Tổng hợp nội lực 67

3.3.4 Kiểm toán thân trụ 68

3.3.5 Kiểm tra khả năng chịu cắt của trụ 76

3.3.6 Kiểm toán mặt cắt xà mũ 78

3.3.7 Thiết kế móng cọc trụ T4 82

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ ĐÀ GIÁO TRỤ TẠM 84

4.1 Bố trí chung đà giáo 84

4.2 Tính đại diện cho dầm ngang H150x150 84

4.2.1 Sơ đồ tính 84

4.3 Tổ hợp tải trọng và nội lực 85

4.3.1 Tải trọng tác dụng 85

4.3.2 Nội lực 85

4.4 Kiểm toán kết cấu thép theo AISC 86

4.4.1 Kiểm toán uốn 87

4.4.2 Kiểm toán cắt 88

4.4.3 Kiểm tra khả năng nén của sườn tăng cứng 88

4.4.4 Kiểm tra cho các dầm còn lại 89

4.5 Kiểm toán hệ trụ H250x250 theo AISC 90

4.5.1 Kiểm tra cấu kiện chịu nén 90

4.5.2 Kiểm toán nén uốn kết hợp 91

CHƯƠNG 5: XỬ LÝ ĐẤT YẾU KHU VỰC ĐƯỜNG DẪN ĐẦU CẦU 94

5.1 Phân tích hiện trạng đất yếu đưa ra phương án thiết kế 94

5.1.1 Phương án đắp toàn bộ 94

5.1.2 Phương án đắp theo giai đoạn 95

5.1.3 So sánh kết quả tính và đề xuất phương án thiết kế 100

5.2 Phương án xử lý đất yếu bằng cọc xi măng đất 101

5.2.1 Các thông số chung 101

5.2.2 Tính toán sức chịu tải cọc 102

5.2.3 Tính toán biến dạng nền 105

5.3 Thiết kế kết cấu áo đường cho 500m đường dẫn vào cầu 112

TÀI LIỆU THAM KHẢO 113

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thông số địa chất 3

Bảng 2.1 Mát mát ứng suất do mat sát 15

Bảng 2.2 Mát mát ứng suất do ép sít neo 17

Bảng 2.3 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi 19

Bảng 2.4 Mất mát ứng suất do co ngót 20

Bảng 2.5 Mất mát ứng suất do từ biến 21

Bảng 2.6 Mất mát ứng suất theo phương pháp tính tay 24

Bảng 2.7 So sánh kết quả tính tay và chương trình RM ở giai đoạn thi công nhịp 1 24

Bảng 2.8 So sánh kết quả phân tích ứng suất 27

Bảng 2.10 Ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng 1 32

Bảng 2.11 So sánh kết quả tính 33

Bảng 3.1 Nội lực tại mặt cắt 1-1 ở các TTGH 38

Bảng 3.2 Nội lực tại mặt cắt 2-2 ở các TTGH 38

Bảng 3.3 Tổng hợp nội lực ở TTGH CD1 cho các mặt cắt còn lại 38

Bảng 3.4 Thông số đầu vào 39

Bảng 3.5 Kiểm tra sức kháng uống 39

Bảng 3.6 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu 40

Bảng 3.7 Kiểm tra nứt 41

Bảng 3.8 Phân lớp đất phục vụ tính toán 42

Bảng 3.9 Kích thước chung cọc 43

Bảng 3.10 Hệ số áp lực ngang 45

Bảng 3.11 Sức kháng thành bên đơn vị trong đất dính 46

Bảng 3.12 Bảng tính rww; ruw 49

Bảng 3.13 Nội lực đầu cọc TTGH CD 50

Bảng 3.14 Chuyển vị đầu cọc 53

Bảng 3.15 Lực cắt thân cọc 53

Bảng 3.16 Mô men thân cọc 54

Bảng 3.17 Tính toán các tham số 58

Bảng 3.18 Biến dạng trong từng hàng thép 59

Bảng 3.19 Ứng suất trong từng hàng thép fsi (Mpa) 60

Bảng 3.20 Lực dọc trong từng hàng thép Asixfsi 61

Bảng 3.21 Momen so với trọng tâm nhóm thép Asixfsixzi(N) 61

Bảng 3.22 As.fs 63

Bảng 3.23 Bảng thông số trụ 66

Bảng 3.24 Nội lực đã nhân hệ số mặt cắt 1-1 67

Bảng 3.25 Nội lực đã nhân hệ số mặt cắt 2-2 67

Bảng 3.26 Phân loại điều kiện kiểm toám 70

Bảng 3.27 Kết quả tính Pry 73

Bảng 3.28 Kết quả kiểm toám sức kháng trụ cầu 74

Bảng 3.29 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu phương dọc cầu 74

Bảng 3.30 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu phương ngang cầu 74

Bảng 5.1 Bảng tính lún theo kêt quả thí nghiệm nén lún e_p 98

Bảng 5.2 Tính lún theo kết quả biểu đồ e_logp 100

Bảng 5.3 Phân tầng cộng lún theo e_p 106

Bảng 5.4 Phân tầng cộng lún theo e_log(p) 106

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mặt bằng bố trí cầu 1

Hình 1.2 Phố cảnh dự án bằng phần mềm Revit + Lumion + Photoshop 2

Hình 1.3 Hình trụ hố khoan 3

Hình 1.4 Trắc dọc, mặt bằng, mô hình 3D bố trí chung nhánh 3 5

Hình 2.1 Mặt căt ngang dầm 6

Hình 2.2 Giai đoạn 1 (thi công kết cấu phần dưới) 7

Hình 2.3 Giai đoạn 2 (thi công nhịp 1) 7

Hình 2.4 Giai đoạn 3 (thi công nhịp 2) 7

Hình 2.5 Giai đoạn 4 (thi công nhịp 3) 7

Hình 2.6 Giai đoạn 5 (thi công nhịp 4) 8

Hình 2.7 Giai đoạn 6 (thi công nhịp 5) 8

Hình 2.8 Sơ đồ tính giai đoạn 2 (dầm giản đơn có múc thừa) 8

Hình 2.9 Mô men do tải bản thân DC1 trong giai đoạn thi công nhịp 1 9

Hình 2.10 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 1 10

Hình 2.11 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 2 10

Hình 2.12 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 3 11

Hình 2.13 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 4 11

Hình 2.14 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 5 12

Hình 2.15 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT tổng hợp các giai đoạn 12

Hình 2.16 Xếp xe 3 trục trên DAH mặt cắt đại diện (S13-13) 13

Hình 2.17 Xếp xe 2 trục trên ĐAH mặt cắt đại diện (S13-13) 13

Hình 2.18 Xếp 2 xe 3 cách nhau 15m trục trên ĐAH mặt cắt đại diện (S13-13) 13

Hình 2.19 Xếp tải trọng làn trên ĐAH mặt cắt đại diện (S13-13) 14

Hình 2.20 Phân chia nhóm cáp tại mặt cắt đầu dầm 22

Hình 2.21 Mô hình bó cáp A1 và biểu đồ lực cáp trong chương trình RM bridge 23

Hình 2.22 Ứng suất thớ trên và dưới sau khi căn cáp DUL nhịp 1 (KN/m2) 27

Hình 2.23 Ứng suất thớ dưới qua các giai đoạn thi công 28

Hình 2.24 Ứng suất thớ trên qua các giai đoạn thi công 29

Hình 2.25 Ứng suất max, min thớ trên dầm chủ ở TTGH SD1 (KN/m2) 33

Hình 2.26 Ứng suất max, min thớ dưới dầm chủ TTGH SD1 (KN/m2) 33

Hình 2.27 Một số node lấy tọa độ trong Dynamo 34

Hình 2.28 Mô hình hóa kết cấu 35

Hình 2.29 Mô hình hóa cáp dự ứng lực 36

Hình 3.1 Các kích thước chung mố 37

Hình 3.2 Mặt cắt ngang cọc 43

Hình 3.3 Bố trí chung cọc mố M1 47

Hình 3.4 Sơ đồ tính cọc chịu tải ngang L0 = 0 51

Hình 3.5 Phân bố lực cắt thân cọc 54

Hình 3.6 Biểu đồ phân bố mô men thân cọc 55

Hình 3.7 Chiều cao vùng nén trong cọc 57

Hình 3.8 Phân bố ứng suất trong từng thanh thép khi cọc phá hoại cân bằng 58

Hình 3.9 Ứng suất trong từng hàng thép ứng với chiều cao c giả định 60

Hình 3.10 Biểu đồ phân bố ứng suất trong từng hàng thép khi cọc chịu uống thuần túy 63

Hình 3.11 Biểu đồ đường cong tương tác M_P 64

Hình 3.12 Kích thước chung trụ 65

Hình 3.13 Mặt cắt kiểm toán 67

Hình 4.1 Phân bố tải trọng dầm ngang H150x150 85

Hình 5.1 Cung trượt và hệ số ổn đinh nền khi đắp đất giai đoạn 2 97

Hình 5.2 Biểu đò nén lún e_logp mẫu 99

Hình 5.3 Bố trí cọc xi măng đất 102

Hình 5.4 Phân bố độ lún tại tim đường theo phương đứng 108

Hình 5.5 Phân bố độ lún tại tim đường theo phương ngang 109

Hình 5.6 Cung trượt và hệ số ổn định 111

Hình 5.7 Phân bố độ lún tại mặt cắt tim đường 112

Hình 5.8 Cấu tạo nền mặt đường 112

CHƯƠNG 1:

1.1 Vị trí địa lý

Cầu vượt nút giao nằm trên đường 319 là trục giao thông chạy xuyên qua các KCN của huyện Nhơn Trạch Do đó, khi hoàn thành toàn tuyến sẽ rút ngắn thời gian di chuyển đến TP.HCM chỉ còn khoảng 20 phút cũng như góp phần chia tải lưu lượng cho đường cao tốc TP.HCM - Long Thành - Dầu Giây và Quốc lộ 51 vốn đang bị quá tải

Mặt khác, huyện Nhơn Trạch có vị trí địa lý thuận lợi là tâm điểm tam giác TPHCM - Đồng Nai - Bà Rịa Vũng Tàu nên được quy hoạch thành đô thị loại II Đầu năm 2020, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt điều chỉnh quy hoạch chung đô thị mới Nhơn Trạch đến năm 2035 và tầm nhìn đến năm 2050

Hình 1.1 Mặt bằng bố trí cầu

Hình 1.2 Phố cảnh dự án bằng phần mềm Revit + Lumion + Photoshop

1.2 Địa chất khu vực xây dựng cầu

Dự án được xây dựng ở khu vực đồng bằng, không bắt qua sông, mặt đất tự nhiên gần như bằng phẳng dễ dàng bố trí thiết bị máy móc, láng trại, khu tập kết vật tư…

Địa chất khu vực được thể hiện qua bảng sau:

Tải trọng thiết kế: Bộ tải trọng HL93;

Quy mô công trình: Cầu bê tông cốt thép dự ứng lực vĩnh cữu;

Bề rộng tường lan can: 2x0.5 m, không có lề bộ hành;

Mố trụ cầu, bệ móng và cọc khoan nhồi: fc' = 30 MPa

Thép tường và cột lan can (Gr.60): fy = 420 Mpa

Thép làm đà giáo, trụ tạm: fy = 250 Mpa

Trọng lượng riêng của thép:



- Giới hạn chảy: fpy = 1670 MPa

- Modul đàn hồi: Eps = 197000 MPa

1.5 Bố trí chung nhánh cầu thiết kế

Hình 1.4 Trắc dọc, mặt bằng, mô hình 3D bố trí chung nhánh 3

CHƯƠNG 2:

2.1 Thiết kế lan can bản mặt cầu (xem phụ lục mục 2.1; 2.2)

Hình 2.2 Giai đoạn 1 (thi công kết cấu phần dưới)

Hình 2.3 Giai đoạn 2 (thi công nhịp 1)

Hình 2.4 Giai đoạn 3 (thi công nhịp 2)

Hình 2.5 Giai đoạn 4 (thi công nhịp 3)

Hình 2.6 Giai đoạn 5 (thi công nhịp 4)

Hình 2.7 Giai đoạn 6 (thi công nhịp 5)

2.3 Tải trọng thiết kế và tổ hợp tải trọng (xem phụ lục mục 2.3.2)

2.4 Tính toán nội lực qua các giai đoạn

2.4.1 Tính tay cho giai đoạn 2 (thi công nhịp 1)

Hình 2.8 Sơ đồ tính giai đoạn 2 (dầm giản đơn có múc thừa)

Tải trọng tác dụng: DC1+CLL

Nội lực:

Kết quả phân tích từ phần mềm RM bridge:

Hình 2.9 Mô men do tải bản thân DC1 trong giai đoạn thi công nhịp 1

Nhận xét: Kết quả tính tay có sự sai lệch với phần mềm do trong quá trình tính tay ta sử dụng

DC1 là giá trị trung bình, thực tế DC1 sẽ lớn ở những đoạn dầm đặc và nhỏ ở đoạn dầm rỗng Một phần nguyên nhân là do mặt cắt ngang trong khi chia lưới phần tử hữu hạn chưa đủ nhỏ

2.4.2 Kết quả phân tích cho các giai đoạn còn lại (sử dụng chương trình RM Bridge)

Tính đại diện cho tải trọng bản thân DC và lực căn cáp PT, chi tiết nội lực xem phụ lục mục 1.1.3

Hình 2.10 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 1

Hình 2.11 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 2

Hình 2.12 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 3

Hình 2.13 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 4

Hình 2.14 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT trong giai đoạn thi công nhịp 5

Hình 2.15 Mô men do tải bản thân DC và lực căn cáp PT tổng hợp các giai đoạn

2.5 Xếp xe trên đường ảnh hưởng

Hình 2.16 Xếp xe 3 trục trên DAH mặt cắt đại diện (S13-13)

Hình 2.17 Xếp xe 2 trục trên ĐAH mặt cắt đại diện (S13-13)

Hình 2.18 Xếp 2 xe 3 cách nhau 15m trục trên ĐAH mặt cắt đại diện (S13-13)

Hình 2.19 Xếp tải trọng làn trên ĐAH mặt cắt đại diện (S13-13)

- x: độ dài bó thép DUL từ đầu điểm kích đến đến điểm đang xét (mm);

- k: Hệ số ma sát lắc (tính trên mm dài của bó thép): k=6.6x10−7;

P1 R ds

da/2

- α: Tổng giá trị tuyệt đối của thay đổi góc đường cáp DUL từ đầu kích đến điểm đang xét (radian) Đối với trường hợp cáp cong theo 3d thì α được tính theo chỉ dẫn điều C5.9.5.2.2b AASHTO-14:

Chiều dài từ đầu kích đến mặt cắt S14: x = 17850mm

Gía trị tuyệt đối của góc α = 0.0890

S23-23

T11-T31; T61-T81 5250 0.017 0.017 0.025 13.38 T41-T51 5301 0.279 0.017 0.28 98.79 T91-T121 5283 0.279 0.017 0.28 98.77 T131-T161 5250 0 0.017 0.017 10.88

S26-26

T12-T32;T62-T82 35000 0.035 0.175 0.178 91.18 T42-T52 35215 1.117 0.175 1.131 367.6 T92-T122 35238 1.117 0.175 1.131 367.6 T132-T172 35215 1.117 0.175 1.131 367.6

T42-T52 22908 0.838 0.122 0.847 283

T92-T122 22914 0.838 0.122 0.847 283 T132-T172 22857 0.838 0.122 0.847 283

S43-43

T12-T32;T62-T82 5250 0.017 0.017 0.025 13.38 T42-T52 5301 0.279 0.017 0.28 98.79 T92-T122 5283 0.279 0.017 0.28 98.77 T132-T172 5250 0 0.017 0.017 10.88

❖ Do ép sít neo  pA

Với x là điểm mà tại đó sợi cáp không còn di chuyển nữa khi tuột neo

Độ ép xít neo thường nằm trong khoảng 3–10 mm, thường  =A 6mm

Modul đàn hồi Eps = 197000Mpa

Mất mát ứng suất do ép sít neo chỉ ảnh hưởng trong chiều dài LpA:

Thay tất cả thông số vào phương trình fpAx ta được:

x pA

L pA

mm

pA

f



Mpa

x (mm)

x pA

S23-23

T11-T31; T61-T81 31688 37.2 31731 74.501 5250 62.175 T41-T51 11307 103.9 11342 208.436 5283 111.345 T91-T121 11307 103.9 11342 208.436 5301 111.014 T131-T161 32029 35.87 32487 72.767 5250 61.008

S26-26

T12-T32;T62-T82 15633 74.14 15787 149.742 35000 0.000 T42-T52 3664 346.2 3537 668.382 35215 0.000 T92-T122 3664 346.2 3537 668.382 35238 0.000 T132-T172 3664 346.2 3537 668.382 35215 0.000

S33-33

T12-T32;T62-T82 19494 59.3 19712 119.927 22750 0.000 T42-T52 4606 269.7 4493 526.159 22908 0.000 T92-T122 4606 269.7 4493 526.159 22914 0.000 T132-T172 4606 269.7 4493 526.159 22857 0.000

S43-43

T12-T32;T62-T82 31688 37.2 31731 74.501 5250 62.175 T42-T52 11307 103.9 11342 208.436 5301 111.014 T92-T122 11307 103.9 11342 208.436 5283 111.345 T132-T172 32029 35.87 32487 72.767 5250 61.008

❖ Nén đàn hồi fpES

Quá trình căng cáp sẽ được giả thiết căng 1 lần 1 bó đối ở từng phân đoạn theo thứ tự từ

11, 21,…,171 Khi căng kéo các bó cáp không đồng thời thì các bó căng kéo càng về sau sẽ ảnh hường tới diễn biến ứng suất và biến dạng của các bó kéo trước đó

Đối với dầm căng sau, mất mát ứng suất do nén đàn hồi được tính theo công thức:

Δ fpA (Mpa)

I 0 (mm4)

A 0 (mm2)

d ps (mm)

y t0 (mm)

M DC1 (N.mm)

Δ fpES (Mpa)

- Eps: Modul đàn hồi cáp DUL; Eps = 197000Mpa;

- Kif: Hệ số mặt cắt chuyển đổi của bê tông dầm:

Tính đại diện cho mặt cắt S3-3

Hệ số xét đến độ ẩm: khs = 2-0.014H = 2-0.014x80 = 0.88 với H = 80% là độ âm không

- t = 36500 ngày là tuổi bê tông cuối thời kì khai thác;

- f’ci = 60Mpa là cường độ bê tông cuối thời kì khai thác

Hệ số kích thước:

ks = 1.45 – 0.0051x(V/S) = 1.45 – 0.0051x(1230/3.36) = -0.41 lấy ks = 1

Trong đó:

- V = 1.23x1012 mm3 là thể tích dầm chủ;

- S = 3.36x109 mm2 là diện tích xung quanh tiết diện dầm chủ

Hệ số xét đến ảnh hưởng của bê tông khi kết cấu chịu tải:

d ps (mm)

y tg (mm)

I g (mm 4 )

- Pi =

(

)

Tính đại diện cho mặt cắt S3-3

y t0 (mm)

M DC1 (N.mm)

f cgp (Mpa)

Δf pCR (Mpa)

- fpy: Cường độ chảy dẻo của cáp DUL, fpy = 0.9fpu = 0.9x1860 = 1674 Mpa;

- fpj: Ứng suất trong cáp DUL ngay sau khi truyền fpj = 1395 Mpa;

2.6.2 Mất mát ứng suất qua phân tích bằng chương trình RM bridge

Để tiện quá trình tính toán, ta chia nhóm cáp như sau:

- Nhóm A1 bao gồm các bó T1,T2, T3, T6,T7,T8 là những bó đi xuyên suốt thớ

dưới dầm, neo đầu dầm cách bản đáy 300mm

- Nhóm A2 bao gồm các bó T4, T5 đi từ thớ dưới sau đó uốn lên thớ trên, neo đầu dầm cách bản đáy 300mm;

- Nhóm A3 bao gồm các bó T9, T10, T11, T12 đi từ thớ dưới sau đó uốn lên thớ

trên, neo đầu dầm cách bản đáy 700mm;

- Nhóm A4 bao gồm các bó T13, T14, T15, T16, T17 đi từ thớ dưới sau đó uốn lên thớ trên, neo đầu dầm cách bản đáy 1200mm;

Hình 2.20 Phân chia nhóm cáp tại mặt cắt đầu dầm

Cáp dự ứng lực trong phân đoạn 1 được căn kéo 2 đầu:

Hình 2.21 Mô hình bó cáp A1 và biểu đồ lực cáp trong chương trình RM bridge

Giải thích biểu đồ lực trong cáp:

- Đường màu xanh lá cây và xanh dương: lực trong cáp khi căn cáp đầu bên trái;

- Đường màu vàng: lực trong cáp sau khi căn cáp đầu bên phải;

- Đường màu đỏ: lực cáp sau khi đóng neo (sau khi MMUS)

Chi tiết cho các nhóm cáp khác xem phụ lục mục 1.3.4

Δf pF (MPa)

Δf pSD

Δf pCD (MPa)

Δf pR (MPa)

Δf pT (MPa)

P (N)

Nhận xét: kết quả phân tích giữa các phương pháp có độ lệch không quá lớn do đó ta có thể sử

dụng chương trình RM để phân tích mất mát ứng suất cho các giai đoạn còn lại

2.7 Kiểm toán ứng suất các giai đoạn

Ứng suất trong quá trình thi công phải thỏa mãn điều kiện theo quy định ở điều 9.4 TCVN 11823: 2017 phần 5:

- Ứng suất nén cho phép của bê tông đối với dầm thi công phân đoạn sau mất mát:

[fc] ≤ 0.45f'c = 0.45x60 = 27Mpa

- Ứng kéo cho phép của bê tông đối với dầm thi công phân đoạn:

[ft] ≤ 0.5√f'c = 0.5x√60 = 3.87Mpa

2.7.1 Giai đoạn truyền lực (thi công)

Sử dụng phương pháp tính tay xét giai đoạn thi công nhịp 1 và so sánh kết quả với phần mềm RM Bridge, nếu kết quả không có sự chênh lệch nhiều thì tiến hành kiểm tra cho các giai đoạn khác bằng chương trình RM Bridge

2.7.1.1 Phương pháp tính tay

Các tải trọng trong giai đoạn thi công:

- Lực căn cáp: Pi = fpi.Aps với fpi = fpj - ΔfpA - ΔfpF - ΔfpES

- Tải trọng bản thân dầm chủ DC1

- Tải trọng thi công CLL

Xét vị trí có mô men dương:

i ps b0 DC1 CLLi

Hình 2.22 Ứng suất thớ trên và dưới sau khi căn cáp DUL nhịp 1 (KN/m 2 )

Cho phép

Độ lệch (%)

Tính tay RM

Cho phép

Độ lệch (%)

Hình 2.23 Ứng suất thớ dưới qua các giai đoạn thi công

Hình 2.24 Ứng suất thớ trên qua các giai đoạn thi công

Nhận xét: Ứng suất thớ trên và dưới qua các giai đoạn thi công đều không vượt quá ứng suất

cho phép, vậy kết cấu đảm bảo khả năng chịu lực giai đoạn thi công

2.7.2 Kiểm toán ứng suất trạng thái giới hạn sử dụng 1

Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng 1:

- I’g; y’bg; y’tg là đặt trưng hình học sau khi bơm vữa;

- Pf là lực tại tâm trọng tâm nhóm cáp sau khi trừ tất cả mất mát ứng suất:

+ Pf =f pf





+ fpf =fpj− fpT với fpT là tổng mất mát ứng suất qua các giai đoạn

❖ Tính đại diện cho mặt cắt S13-13 (mô men dương)

Mô men do các tải trọng thành phần gây ra tại mặt cắt S13-13:

0.5x2.69x10 1.98x10 0.3x7.81x10

x6061.48x10

x8941.48x10

0.5x2.69x10 1.98x10 0.3x7.81x10

x8941.48x10

❖ Tính đại diện cho mặt cắt S23-23 (mô men âm)

Mô men do các tải trọng thành phần gây ra tại mặt cắt S23-23