Nghiên cứu giải pháp liên tục hóa dầm 1 bê tông dự ứng lực

TTHL va TT... TTHL va TT... TTHL va TT... Bước 1: Đúc dầm và căng cốt thép dưl.Bước 2: Lắp đặt dầm trên gối tạm và đổ bê tông dầm ngang ngoài trụ Bước 3: Đổ bê tông dầm ngang và bản bê t

I H C À N NG

TR NG I H C BÁCH KHOA

NGUY N LÊ TRUNG

NGHIÊN C U GI I PHÁP LIÊN T C HÓA D M 1

K thu t, Chuyên ngành K thu t Xây d ng Công trình Giao Thông, h p

t i Tr ng i h c Bách khoa vào ngày tháng n m 2017

Có th tìm hi u lu n v n t i:

Trung tâm H c li u, i h c à N ng t i Tr ng i h c Bách khoa

Th vi n Khoa Xây d ng C u ng, Tr ng i h c Bách khoa

H N

TTHL va TT

U

1 Lý do ch n tài:

      ng n m g n ây, n n kinh t Vi t Nam ang có nh ng

b c chuy n mình nhanh chóng, h i nh p v i n n kinh t toàn c u Songsong v i s phát tri n ó, h th ng s s h t ng c ng có nh ng b c pháttri n quan tr ng

N c ta có h th ng sông ngòi nhi u, nhu c u xây d ng c u là r t

ph c v i l i, thu n l i giao thông v n chuy n hàng hóa Trong khi ó các

c u c c n thay th ho c c i t o là khá nhi u Vì th trong th i gian t i, kh i

l ng xây d ng công trình c u là r t l n

Hi n nay n c ta, mô hình c u s d ng k t c u nh p gi n n c

s d ng r ng rãi D m gi n n c áp d ng r t ph bi n trong xây d ng

c u n c ta b i tính c gi i hoá, tiêu chu n hoá, tính d l p t, lao l p và

v n chuy n phù h p v i trình các n v thi công trong n c hi n nay.Tuy nhiên nh c i m c a k t c u d m nh p n gi n nhi u nh p là v trícác khe co giãn, không ch làm gây sóc xe khi ch y qua, gây khó ch u chohành khách và ng i i u khi n ph ng ti n, gi m t c khi l u thông, t o

l c xung kích l n tác d ng vào c u, công tác b o d ng các khe co giãn

c ng ph c t p và t n kém nâng cao hi u qu khai thác, t o s êm thu ntrong l u thông và gi m chi phí duy tu s a ch a các chi ti t khe co giãn Momen d ng c a s tính nh p liên t c hóa nh h n so v i nh p n

gi n, momen âm t i gói ch do t nh t i giai o n 2 và ho t t i gây ra nên nó

nh h n momen âm c a d m liên t c thu n túy vì do toàn b t nh t i và ho t

t i gây ra nên ti t ki m v t li u h n, n nh h n trong quá trình khi thác s

d ng, và có th v t kh u l n h n

Nâng cao kh n ng ch u t i khi liên t c hóa so v i s d m liên

t c, t n d ng hi u qu tính n ng c lý c a v t li u bê tông và c t thép khi

ng th i ch u mô men âm và mô men d ng do t nh t i v i cùng giá tr ,

gi m s l ng các khe co giãn d n n gi m giá thành ng th i gi m s ccho các ph ng ti n v n chuy n, gi m l c hãm c a oàn xe cho các tr c u,

gi m ph n l c g i c u do ho t t i, gi m biên giao ng c a các nh p c u

TTHL va TT

khi ch u t i tr ng ng ã t ra yêu c u v gi i pháp công ngh gi iquy t v n này.

M t gi i pháp công ngh r t hi u qu ng d ng cho v n trên,

là ng d ng công ngh liên t c hóa k t c u nh p d m gi n n vào quá trìnhxây d ng c u Vi t Nam nói chung và ng d ng cho c u d m I nói riêng

M c ích làm gi m t i a các v trí khe co giãn, m b o m quan, an toàn

n nh h n cho công trình, c i thi n kh n ng v t kh u cho d m gi n

n là r t thi t th c, v a có tính kh thi v c s khoa h c, v a có tri n

v ng ng d ng vào th c ti n s n xu t

 M c tiêu nghiên c u c a tài

tài nghiên c u v c s lý thuy t, tính toán c th so sánh,

ch ng minh tính kh thi c a gi i pháp liên t c hóa ng d ng cho k t c u

nh p gi n n d m I bê tông c t thép d ng l c em l i m t k t c u d m Iliên t c hóa v a có u i m c a c u d m liên t c, v a có u i m c a c u

Các hình th c c u t o, công ngh xây d ng, c s lý thuy t tính toán

c a ng d ng công ngh liên t c hóa cho d m I BT D L

Bài toán tính toán v liên t c hóa d m I BT D L t các d m n

gi n i v i công trình c u c th S d ng ph n m m MIDAS/Civil.Qua tham kh o xem xét m t s ph n m m tính toán, nh n th y ph n

m m MIDAS/Civil có giao di n thân thi n v i ng i dùng, d s d ng, tínhchính xác cao c bi t là c ng d ng cho r t nhi u công trình th c ttrên th gi i, vì v y, quy t nh l a ch n ph n m m này h tr tính toán

gi i quy t nhi m v nghiên c u c a lu n v n

4 Ph ng pháp nghiên c u

TTHL va TT

Tr ng ph m vi th i gian h n h p nên tài ch nghiêm c u xâyquanh theo ph ng pháp nghiêm c u v lý thuy t v i n i dung c th nhsao:

Các tài li u, sách báo ã công b trong n c và ngoài n c

Các tài li u trong các Website trên m ng Inernet v chuyên ngành

Thu th p tài li u v các công trình ã c thi công theo th c ttrong n c và n c ngoài làm c s d li u tham kh o, so sánh và ánhgiá

Tính toán, phân tích, ng d ng gi i pháp công ngh cho d m I sosánh, ánh giá a ra k t lu n và ki n ngh theo úng nh n nh c a tàinghiên c u c

5 B c c tài

- Ph n m u: Trình bày s c n thi t c a tài; m c tiêu, i t ng

và ph m vi nghiên c u c a tài; pháp ph ng nguyên c u

Hi n các c u trên a bàn t nh Trà Vinh xây m i và c xây d ng

tr c ang trong quá trình khá nhi u, trong ó c u bê tông c t thép nh p

n gi n c xây d ng ph bi n b i tính c gi i hoá, tiêu chu n hoá, tính

d l p t, lao l p và v n chuy n phù h p v i trình các n v thi côngtrong n c hi n nay Vi c áp d ng công ngh liên t c hóa cho d m gi n n

là h t s c c n thi t, nh m em l i m t k t c u d m I liên t c hóa v a có u

i m c a c u d m liên t c, v a có u i m c a c u d m I gi n n, làm

t ng thêm kh n ng khai thác và s d ng

- Ch ng 1: T ng quan v công ngh liên t c hóa d m I BT D L

Gi i thi u khái quát v tính kh d ng và t i u hóa c a công ngh Các ph ng pháp c s d ng ph bi n nh t c a th gi i và c a n c ta

hi n nay Mang l i cái nhìn t ng quan h n trong công ngh c u liên t c hóa

nh p gi n n

- Ch ng 2: C s tính toán liên t c hóa d m I BT D L

Trên c s c u t o c a d m n gi n và d m liên t c hóa theo s

c k t c u, i v i chi u dài nh p t ng t , ch ng 2 s a ra công ngh

ch t o và lao l p d m theo các giai o n t ch t o, v n chuy n, lao l p lên

TTHL va TT

k t c u nh p Các tính toán xác nh mô men u n, l c c t d i t i trongphân b u theo t ng giai o n thi công T ó so sánh m c chênh l ch

n i l c c a 2 s tính toán xác nh kh n ng u vi c c a d m liên t chóa Các giá tr c a s tính toán c a vào b ng so sánh, và rút ra k t

lu n c n thi t trong vi c ng d ng d m liên t c hóa

- Ch ng 3: Là ch ng tính toán ng d ng cho m t k t c u c u c

th liên t c hóa t các d m I33 - c u Khóm 2 trên qu c l 53 minh ch ng

s v t tr i c a d m liên t c hóa so v i d m n gi n Kèm theo b ng sosánh a ra k t lu n v vi c s d ng d m liên t c hóa cho c u Khóm 2

K t lu n và ki n ngh

Rút ra nh ng k t lu n c n thi t khi liên t c hóa d m n gi n thành

d m liên t c nêu lên nh ng u nh c i m trong kh n ng ch u l c, chi phíthi công và trong quá trình khai thác

Trên c s ph n lý thuy t tính toán và thông kê s c n thi t s a ch acác c u nhi u nh p d m BTCT D L n gi n xu t ng d ng ph ngpháp liên t c v i các c quan qu n lý giao thông a ph ng áp d ng trong

vi c s a ch a, nâng c p các c u trên bàn t nh Trà Vinh

ki n cho xe ch y êm thu n trên c u m b o v n t c xe, chi phí b o trì b o

d ng các khe co giãn trên c u và h th ng thoát bên d i c u c gi m

i áng k Gi m c mômen u n gi a nh p do có mômen âm xu t hi n

g i c u c u có kh u nh p ng n s gi m c nhi u h n khi mômen

do ho t t i có tính h s xung kích chi m ph n l n trong t ng th mômenthi t k i v i c u d m BTCT D L thi t k liên t c cho phép gi m 5%

TTHL va TT

T nh ng s li u th ng kê t p h p, phân tích trên, th y r ng v n

ng d ng công ngh liên t c hóa k t c u nh p t các phi n d m gi n ntrong c ng ngh d m I nh sau:

Hi n nay n c ta, mô hình c u s d ng k t c u nh p gi n n

c s d ng r ng rãi D m gi n n c áp d ng r t ph bi n trong xây

TTHL va TT

d ng c u n c ta b i tính c gi i hoá, tiêu chu n hoá, tính d l p t, lao

l p và v n chuy n phù h p v i trình các n v thi công trong n c hi nnay Tuy nhiên, nâng cao hi u qu khai thác, t o s êm thu n trong l uthông và gi m chi phí duy tu s a ch a, b o trì, b o d ng, các các chi ti tkhe co giãn trên c u và h th ng thoát bên d i c u c gi n i áng k ,

ã t ra yêu c u v gi i pháp công ngh gi i quy t v n này M t gi ipháp công ngh r t hi u qu : Liên t c hóa k t c u nh p d m gi n n K t

c u nh p g i là liên t c hoá n u k t c u d m c n i liên t c t các d m

gi n n t o thành d m liên t c thu n tuý sao cho d i tác d ng c a l c

d c, nhi t , t nh t i ph n II, ho t t i cùng các tác nhân khác nh co ngót,

t bi n c u làm vi c nh h liên t c

V i u i m v t tr i c a d m d m I c ng thêm u di m c a côngngh liên t c hóa k t c u nh p t các phi n d m gi n n, ta có th t o ra

k t c u nh p liên t c hóa t các phi n d m gi n n mang l i hi u qu kinh

t cao, tu i th công trình l n h n, h n ch dao ng vì k t c u ng nh t

h n, kh n ng ch ng xo n t t h n, an toàn trong thi công

TTHL va TT

+ Chênh l ch nhi t th trên và th d i

+ Chênh l ch do co ngót c a bêtông hai giai o n

+ Lún l ch c a các g i

+ T bi n d i tác d ng c a t nh t i và t i tr ng do D L

TTHL va TT

Hình 2.8 Di n bi n n i l c trong d m c liên t c hóa giai o n 3

.3 Ki m toán k t c u theo các giai o n

ng d ng tính toán k t c u nh p liên t c hóa t các phi n d m

gi n n nói chung và ng d ng cho c u d m I nói riêng ph i l a ch n

c hình th c c u t o h p lý và phân tích trình t thi công ng v i các giai

o n tính toán k t c u v i các giai o n ó Qua trình bài ch ng 2, có

th rút ra k t lu n nh sau :

1.V c u t o, có r t nhi u hình th c n i liên t c hóa k t c u

nh p t các phi n d m gi n n nh : liên t c hóa hoàn toàn b ng cách b trí

c t thép D L d c c u, liên t c hóa ch b trí c t thép th ng trong m i

n i, do ó khi thi t k c n tính toán l a ch n gi i pháp liên t c hóa và s

TTHL va TT

l ng nh p c u n i liên t c trong cùng m t liên cho h p lý trên c s phântích c i m ch u l c c ng nh trình t thi công c th

2. V ph ng pháp tính toán, k t c u nh p c u liên t c hóa ctính toán t ng t nh vi c tính toán thi t k m t h d m liên t c khác

nh ng c n l u ý m t s v n c th có nh h ng l n n kh n ng ch u

l c c a k t c u nh : xét n trình t thi công nh h ng n s phân b ng

su t trong k t c u; xét nh h ng c a t bi n và co ngót trong bê tông vìchúng có nh h ng l n n s phân b l i n i l c do t nh t i, c bi ttrong nh ng tr ng h p mà quá trình thi công k t c u nh p tr i qua nhi ugia o n v i nhi u l n thay i s t nh h c c a k t c u nh p ang hìnhthành d n d n Khi ó tr s mômen g i trong d m liên t c xu t hi n do tác

ng c a t nh t i dài h n có xét n co ngót và t bi n s khác xa tr s tínhtoán c theo s gi thi t

TTHL va TT

 NG 3

VÍ D TÍNH TỐN K T C U NH P LIÊN T C HĨA T

CÁC D M I33 C A C U KHĨM 2

3.1 Mơ hình và các thơng s tính tốn

3.1.1 Thơng s k thu t chung

MẶT CẮT NGANG CẦU

1/2 MẶT CẮT NGANG GIỮA DẦM 1/2 MẶT CẮT ĐẦU DẦM

t i gi a nh p biên, mô men âm t i g i và mô men d ng t i gi a nh p gi akhi liên t c hóa K t c u liên t c 3 nh p th hi n c y các i l ng

c n kh o sát, ng th i kh i l ng tính toán c ng phù h p v i th i giannghiên c u c a tài cao h c

Bước 1: Đúc dầm và căng cốt thép dưl.

Bước 2: Lắp đặt dầm trên gối tạm và đổ bê tông dầm ngang ngoài trụ

Bước 3: Đổ bê tông dầm ngang và bản bê tông mặt cầu trên trụ.

Bước 4: Căng kéo cốt thép DƯL liên kết dầm ngang

Bước 5: Lắp đặt gối cầu và căng kéo DƯL bản mặt cầu

B ng 3.2 Tính toán d m I liên t c hóa (Giai o n 1)

b Giai o n 2 (Sau khi liên t c hóa d m + T i m t c u)

B ng 3.3 Tính toán d m I liên t c hóa (Giai o n 2)

STT H ng m c so sánh C u n gi n 3 nh p I33 C u liên t c hóa 3 nh p I33 l ch (%) Chênh

Qua tính toán, phân tích và so sánh v c i m ch u l c gi a k t

c u nh p gi n n và k t c u nh p liên t c hóa trên cho phép k t lu n m t

TTHL va TT

s v n nh sau:

+ V c b n c i m ch u l c c a k t c u nh p c u c liên t chóa t các phi n d m gi n n c ng t ng t nh m t k t c u nh p liên t cthông th ng Do có s xu t hi n c a mô men âm t i g i nên tr s mô men

d ng t i gi a nh p gi m so v i k t c u nh p gi n n Ngoài ra so v i k t

c u nh p liên t c thông th ng, k t c u nh p liên t c hóa còn t ra u vi t

h n khi mômen âm t i g i ch do t nh t i ph n 2 và ho t t i gây ra nên nó

nh h n mômen âm c a d m liên t c thu n túy (do toàn b t nh t i và ho t

+ Ngoài ra v i s d m liên t c hóa s l ng khe co giãn trong

c u s gi m t i thi u, do ó s ti t ki m c v t li u và chi phí duy tu b o

d ng

+ K t c u c u chuy n t s c u d m n gi n sang s c u

d m liên t c hóa do ó t o c c m giác êm thu n cho xe c qua l i trên

TTHL va TT

tr (có kh n ng ch u l c c a g i l n h n), trong quá trình thi công s s

d ng các g i t m và s c phá d sau khi c u c liên t c hóa

+ V tính kh d ng c a k t c u c u d m Liên t c hóa: n c ta

hi n nay k t c u c u d m n gi n ã c s d ng m t cách r ng rãi,nhi u nhà máy s n xu t d m úc s n ra i nh Bê tông 620 Châu Th i, Bêtông 6 v i n ng l c s n xu t l n Ngoài ra công ngh liên t c hóa b ng

d m ngang toàn kh i, d m ngang h ng các nhà th u Vi t Nam hoàn toàn

có th làm ch công ngh Do ó theo quan i m cá nhân vi c s d ng k t

c u d m liên t c hóa v i nhi u u i m v t tr i so v i d m n gi n hoàntoàn kh thi

TTHL va TT

 Á T NG K T C U C U D M LIÊN T C HÓA STT Ch tiêu ánh giá C u d m n

4 Tính u vi t c a k t

c u

Kh n ng ch umômen l n

Xu t hi nmômen âm

g i k t c u l n

h n nh ng mômen d ng o

nh p nh h n.Cao h n v kh

n ng ch u t i,tính ng ng

TTHL va TT

cao h n.

5 Khai thác s d ng

(êm thu n )

B nh h ng b idao ng c a c u

v i t i tr ng xeKhông c êmthu n o cónhi u khe co

gi n

Êm thu n h n

do không cókhe co gi n

kho kh ntrong vi c b o trì

m i n i do cónhi u m i n itrên d m, t nkém nhi u chiphí

D bão trì h n

do ít m i n i

B ng 3.6 ánh giá t ng k t d m I n gi n và d m I liên t c

TTHL va TT

 T LU N VÀ KI N NGH

K T LU N

K t c u nh p liên t c hóa t các d m gi n n áp ng c yêu

c u ó và trên th gi i c ng nh n c ta ã áp d ng thành công côngngh liên t c hóa i v i c u d m I a ra lo i hình k t c u v a k t h p,phát huy các u i m c a lo i c u gi n n mang l i hi u qu v m t khoa

h c, kinh t , kh n ng khai thác Khi c i ti n d m kh n ng, nhu c u s

d ng c áp ng nhi u h n

Ngoài ra t i các khe co giãn, n c ch y xu ng có th làm h

h ng các k t c u bên d i n u nh chúng c làm b ng v t li u d bbào mòn ho c r sét nh s t, Khi k t c u c liên t c hóa s kh c ph c

c ph n l n các nh c i m này vì gi m c các khe co giãn gi a, chcòn l i khe co giãn u và cu i các liên nên gi m c áng k kinh phíkhi thay th và gi m v trí n c ch y xu ng làm h h ng các b ph n bên

d i

+ V m t khai thác và m quan: T ng m quan cho công trình do

gi m c các khe co giãn giúp xe êm thu n h n trong quá trình l u thôngBên c nh nh ng u i m nêu trên, k t c u nh p liên t c hóa c ng

t n t i m t s nh c i m ch a kh c ph c tri t nh : ch u nh h ng l n

TTHL va TT

c a t bi n và co ngót bê tông, v n còn các khe co giãn các u liên d m,

th m chí các khe co giãn này còn l n h n c a nh p gi n n, các d m ngang

t i các m i n i liên t c trên tr th ng l n, thi công m i n i liên t c hóanên ph c t p h n so v i d m gi n n

Mang tính kh thi ng d ng c r ng rãi trong t nh Trà Vinhtrong vi c ng d ng nâng c p s a ch a c u bê tông d ng l c

TTHL va TT