NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP LIÊN TỤC HÓA CẦU TÂN AN (KM1947+182) - LONG AN LUẬN VĂN THẠC SĨ

Luận văn này dựa vào thực tế hiện trạng của cầu trên cơ sở lý thuyết tiến hành đề xuất phương án liên tục hóa và tính toán kiểm tra các giai đoạn trong quá trình thi công liên tục hóa cũ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -

Người hướng dẫn khoa học:

TS CAO VĂN LÂM

Đà Nẵng – Năm 2018

Luận văn “Nghiên cứu biện pháp liên tục hóa cầu Tân An (KM1947+182)- Long An” được thực hiện từ tháng 4/2018 đến tháng 10/2018 với mục đích Nâng cấp cầu chính Tân An để đảm bảo đồng bộ tải trọng khai thác lý do cầu hiện tại đang cắm biển hạn chế tải trọng các loại xe >=23T và các loại xe rơ móc khác

Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Cao Văn Lâm đã tận tình giúp đỡ,

hướng dẫn định hướng và hỗ trợ, thông tin cần thiết trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn

Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho tôi được tham gia lớp học và thực hiện luận văn tốt nghiệp Cảm ơn Ban đào tạo Sau đại học, quý Thầy Cô, tập thể cán bộ, giảng viên Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong thời gian học cao học và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Vì kiến thức và thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không tránh khỏi những tồn tại, thiếu sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ quý thầy cô, bạn

bè và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Đà Nẵng, tháng 10 năm 2018

Tác giả

Nguyễn Văn Tình

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân

Các số liệu, kết quả tính toán và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, không sao chép bất kỳ nguồn nào dưới mọi hình thức Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả

Nguyễn Văn Tình

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

3 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

3 Kết quả dự kiến 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU TÂN AN (KM1947+182) TỈNH LONG AN 3

1.1 Giới thiệu chung công trình cầu Tân An 3

1.2 Hiện trạng của cầu Tân An 4

1.3 Nhu cầu đồng bộ tải trọng hiện nay của cầu Tân An 6

1.4 Tính cấp thiết của việc nâng cấp Liên tục hóa công trình cầu Tân An 9

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ ĐỂ TÍNH TOÁN NÂNG CẤP LIÊN TỤC HÓA CẦU CHÍNH TÂN AN 11

2.1 Mô hình tính toán liên tục hóa kết cấu cầu chính Tân An 11

2.1.1 Mô hình tính toán bằng Midas Civil 11

2.1.2 Các phương án thi công phục vụ liên tục hóa cầu dầm đeo 17

2.2 PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG PHỤC VỤ THIẾT KẾ LIÊN TỤC KẾT CẤU NHỊP 20

2.2.1 Tháo dở dầm đeo bằng 02 xe cẩu đứng trên cầu 20

2.2.2 Giai đoạn thi công cẩu lắp dầm thay thế: 22

2.2.3 Giai đoạn thi công xong nhịp chính thành nhịp liên tục kiểm toán ở 2 trạng thái giới hạn 23

2.3 Tổ hợp tải trọng phục vụ tính toán nâng cấp cầu Tân An 25

2.3.1 Tổ hợp tải trọng thiết kế dầm tăng cường 25

2.3.2 Tổ hợp tải trọng phục vụ thiết kế và kiểm toán cầu chính 26

2.4 Cở sở lý thuyết để liên tục hóa kết cấu nhịp 27

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ LIÊN TỤC HÓA NHỊP CHÍNH CẦU TÂN AN 29

3.1 Phân tích nội lực cầu chính Tân An 29

3.1.1 Giai đoạn thi công tháo dở dầm đeo 29

3.1.2 Giai đoạn thi công lắp dầm thay thế 29

3.1.3 Sau khi liên tục hóa cầu bằng phương pháp nối cứng 31

3.2 Thiết kế dầm tăng cường thay thế nhịp Đeo 34

3.2.1 Tính Toán Ứng suất mặt cắt 34

3.3 Tính toán liên kết giữa dầm tăng cường với sơ đồ cũ 44

3.3.1 Tính toán mối nối bản biên dầm chủ 44

3.4 Kiểm toán kết cấu cầu 51

3.4.1 Giai đoạn cẩu lắp dầm thay thế 54

3.5 Phân tích và đánh giá kết quả 63

KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐẾ TÀI (BẢN SAO)

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP LIÊN TỤC HÓA CẦU TÂN AN

(KM1947+182) -LONG AN

Học viên: Nguyễn Văn Tình

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mã số: Khóa: K34.XGT_Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng

Luận văn bao gồm các phần sau:

Tóm tắt - Cầu Tân An nằm ở KM1947+182 Quốc lộ 1A, thuộc địa phận thành

phố Tân An, tỉnh Long An Cầu bắc qua sông Vàm Cỏ Tây nằm trong phạm vi quản lý của Công ty 714, khu Quản lý đường bộ 7 Cầu gồm 13 nhịp bố trí theo sơ đồ 6x24,54+ (48,7+60,5+48,7) + 4x24,54 (m) Chiều dài toàn cầu là 409,13m Nhịp chính vượt sông là nhịp N7, N8 và N9 với sơ đồ (48,7+60,5+48,7) (m), các nhịp này là nhịp dầm thép dạng dầm giản đơn mút thừa có nhịp đeo tại nhịp N8 Hiện nay phần kết cấu nhịp đã xuống cấp, đặc biệt là nhịp chính N8 không đủ khả năng chịu tải trọng vì đã xuống cấp nghiêm trọng Nên việc lựa chọn biện pháp nâng cấp cầu chính Tân An để bảo đảm đồng bộ tải trọng khai thác trên Quốc lộ 1A

Luận văn này dựa vào thực tế hiện trạng của cầu trên cơ sở lý thuyết tiến hành đề xuất phương án liên tục hóa và tính toán kiểm tra các giai đoạn trong quá trình thi công liên tục hóa cũng như sau khi liên tục hóa, nhằm dự báo được cùng một tổ hợp tải trọng tỉnh tải và hoạt tải lưu thông qua cầu thì nội lực diễn ra trong cầu sau khi liên tục nhỏ hơn hiện tại một tỷ lệ nhất định

Từ đó dự báo được khi liên tục hóa cầu thì khả năng chịu tải của cầu tăng lên đảm bảo khả năng đồng bộ tải trọng của các loại xe khi lưu thông qua cầu

EXECUTIVE SUMMARY RESEARCH CONTINUOUS MEASURES TO IMPROVE TAN AN BRIDGE

(KM1947 + 182) -LONG AN Summary - Tan An Bridge is located at KM1947 + 182 National Highway 1A, in

the Tan An City, Long An Province The bridge across the Vam Co Tay River is under the management of Company 714, Road Management 7 The bridge includes 13 spans arranged in 6x24,54 + (48.7 + 60.5 + 48.7) ) + 4x24.54 (m) The global length is 409.13m The main span crossing the river is the span of N7, N8 and N9 with the plan (48.7 + 60.5 + 48.7) (m) At present, the rhythmic structure has deteriorated, especially the main span of N8 is not able to withstand the load because of severe degradation Should choose the method of upgrading Tan An main bridge to ensure synchronous load on Highway 1A

- This thesis is based on the actual situation of the bridge on the basis of the theory of proposing the project of continuous and calculating the test of stages in the process of continuous construction as well as after the continuation, aiming Forecasting the same load of the province load and flow through the bridge, the internal force takes place in the bridge after a continuous smaller than the current a certain percentage

It is predicted that the continuous loading of the bridge will increase the load capacity of the bridge to ensure the synchronous load of vehicles when passing through the bridge

3.10 T ổng hợp nội lực ở trạng thái giới hạn cường độ 31 3.11 Tổng hợp nội lực ở trạng thái giới hạn sử dụng 32 3.12 Tổng hợp độ võng tại các MC giữa nhịp 32

3.13 Bảng tổng hợp nội lực tại các MC ở các giai đoạn

b ảng

3.21 Tổng hợp ứng suất tại các mặt cắt ở các giai đoạn 36

3.24 Ki ểm toán sức kháng uống mặt cắt liên hợp 40

3.26 Kiểm toán sức kháng cắt dầm liên hợp BTCT 41 3.27 Ứng suất thớ trên dầm thép tại MC trụ T7; T8 51 3.28 Ứng suất thớ dưới dầm thép tại MC trụ T7; T8 52 3.29 Thông s ố kiểm tra sức kháng uống giai đoạn thi công 52 3.30 Thông s ố kiểm tra sức kháng cắt giai đoạn thi công 53

3.34 Đặt trưng hình học MC tại trụ T6 – T9 56 3.35 Đặt trưng hình học MC tại giữa nhịp 57 3.36 Đặt trưng hình học MC tại trụ T7 – T8 58

2.4 Khai báo m ặt cắt ngang dầm đeo trạng 12 2.5 Khai báo mặt cắt ngang dầm nhịp N7 – nhịp N9

2.8 Mô hình nh ịp chính cầu Tân An bằng Midas Civil

2.10 Khai báo m ặt cắt ngang dầm nhịp N7 – nhịp N9 15 2.11 Khai báo mặt cắt ngang dầm thay thế 16

2.13 Mặt cắt ngang dầm dọc (dầm thép hiện hữu cầu

2.17 Sơ đồ tính thi công tháo dở dầm thay thế 19 2.18 Bố trí Thi công cẩu lắp dầm thay thế 19 2.19 Sơ đồ tính ½ cầu khi cẩu lắp dầm thay thế 20

D ạng phân bố mô men ½ bên phải cầu dầm giản đơn mút hẩng khi tháo dở dầm đeo và lắp dầm

3.8 Bố trí bulong cho vách dầm M1; M Momen tác

MỞ ĐẦU

1 L ý do chọn đề tài

Theo quyết định số 4697/QĐ-BGTVT ngày 12/12/2014 Bộ Giao thông Vận tải phê duyệt có tổng số 345 cầu nằm trên 72 tuyến Quốc lộ trải dài trên cả nước, từ kết quả rà soát, khảo sát hiện trường và các số liệu khác thu thập được trong đó bao gồm

163 cầu có tiêu chuẩn kỹ thuật thấp và đang xuống cấp Đặc biệt có một số cầu đã bị xuống cấp nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ công trình, tiềm ẩn nhiều nguy cơ mất an toàn giao thông cho người và phương tiện cũng như khả năng phục vụ công trình cầu khi phương tiện lưu thông qua cầu Thực tế gần đây đã xảy ra sự cố sập cầu Long Kiểng ở huyện Nhà Bè thành phố Hồ Chí Minh

Trong số này có cầu Tân An nằm ở KM1947+182 Quốc lộ 1A, thuộc địa phận thành phố Tân An, tỉnh Long An Cầu bắc qua sông Vàm Cỏ Tây nằm trong phạm vi quản lý của Công ty 714, khu Quản lý đường bộ 7 Cầu gồm 13 nhịp bố trí theo sơ đồ 6x24,54+ (48,7+60,5+48,7) +4x24,54 (m) Chiều dài toàn cầu là 409,13m

Nhịp chính vượt sông là nhịp N7, N8 và N9 với sơ đồ (48,7+60,5+48,7) (m), các nhịp này là nhịp dầm thép dạng dầm giản đơn mút hẫng có nhịp đeo tại nhịp N8 Các nhịp dẫn gồm 6 nhịp phía bờ TP Hồ Chí Minh và 4 nhịp phía bờ TP Tân An, các nhịp dẫn là dầm bê tông tiền áp định hình được sản xuất ở Thái Lan dài 24,54m

Hiện nay phần kết cấu nhịp đã xuống cấp, đặc biệt là nhịp chính N8 không đủ khả năng chịu tải trọng vì đã xuống cấp nghiêm trọng Nên việc lựa chọn biện pháp nâng cấp cầu chính Tân An để bảo đảm đồng bộ tải trọng khai thác trên quốc lộ 1A là hết sức cần thiết

3 M ục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Mục tiêu: Nâng cấp cầu chính Tân An để đảm bảo đồng bộ tải trọng khai thác

- Đối tượng: Công trình cầu Tân An; Nghiên cứu biện pháp liên tục hóa công trình cầu dầm thép có nhịp Đeo;

- Phạm vi nghiên cứu: Nhịp chính cầu Tân An (N7, N8, N9) Thiết kế giải pháp

để liên tục hóa cầu chính Tân An

- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

Xuất phát từ thực tiễn Cầu Tân An trên Quốc lộ 1A lý trình (KM1947+182), thuộc địa phận thành phố Tân An, tỉnh Long An bắt qua sông Vàm Cỏ Tây nằm trong phạm vi quản lý của Công ty 714, khu Quản lý đường bộ 7 Cầu gồm 13 nhịp bố trí theo sơ đồ 6x24,54+ (48,7+60,5+48,7) +4x24,54 (m) Chiều dài toàn cầu là 409,13m; Nhịp chính vượt sông là nhịp N7, N8 và N9 với sơ đồ (48,7+60,5+48,7) (m), các nhịp

này là nhịp dầm thép dạng dầm giản đơn mút hẫng có nhịp đeo tại nhịp N8 Các nhịp dẫn gồm 6 nhịp phía bờ TP Hồ Chí Minh và 4 nhịp phía bờ TP Tân An, các nhịp dẫn

là dầm bê tông tiền áp định hình được sản xuất ở Thái Lan dài 24,54m

Bề rộng mặt đường xe chạy 7,5m, hai lề đi bộ khác mức, bề rộng lề đi bộ kể cả phạm vi lan can rộng 1,8m Bề rộng toàn cầu 7,5+2*1,8m=11,1m

Phần kết cấu nhịp đã bị xuống cấp nghiêm trọng đặc biệt là nhịp chính N8 không

đủ khả năng chịu tải trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ công trình, tiềm ẩn nhiều nguy cơ mất ATGT cho người và phương tiện cũng như công trình cầu khi phương tiện lưu thông qua cầu, chưa phát huy được hiệu quả khai thác, không đáp ứng kịp nhu cầu phát triển các phương tiện vận tải

Ý nghĩa khoa học; việc lựa chọn biện pháp nâng cấp cầu chính Tân An để bảo đảm đồng bộ tải trọng khai thác trên quốc lộ 1A sẽ giải quyết được các khó khăn trong thực tế nêu trên

3 Kết quả dự kiến

- Nghiên cứu được phương pháp thi công liên tục hóa cầu chính Tân An

- Tính toán đồng bộ được tải trọng cho Cầu Tân An trên quốc lộ 1 đoạn qua thị

xã Tân An, tỉnh Long An bằng phương pháp liên tục hóa cầu dầm đeo thành cầu dầm liên tục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH CẦU TÂN AN (KM1947+182) TỈNH LONG AN

- Cầu Tân An cũ nằm ở KM1947+182 Quốc lộ 1A, thuộc địa phận thành phố Tân An, tỉnh Long An Cầu bắc qua sông Vàm Cỏ Tây nằm trong phạm vi quản lý của Công ty 714, khu Quản lý đường bộ 7;

- Cầu Tân An ở KM1947+182 Quốc lộ 1A được xây dựng Cầu được xây dựng năm 1968 và thông xe đưa vào sử dụng năm 1972 tuổi thọ của cầu đã đạt 46 năm, hiện đã xuống cấp nhiều nhưng vẫn phải gồng mình gánh hàng ngàn lượt ô tô lưu thông mỗi ngày Hồi tháng 9 năm 2007, tại cầu Tân An đã xảy ra sự cố sụp vỉ sắt bản mặt cầu sắt hộp rổng giữa nhịp đeo của cầu Các cơ quan chức năng của Cục quản lý đường bộ và tỉnh Long An đã khảo sát và phát hiện giàn thép của cầu đã quá cũ, rất nguy hiểm cho các phương tiện và người tham gia giao thông;

- Cầu gồm 13 nhịp bố trí theo sơ đồ 6x24,54+ (48,7+60,5+48,7) +4x24,54 (m) Chiều dài toàn cầu là 409,13m;

- Nhịp chính vượt sông là nhịp N7, N8 và N9 với sơ đồ (48,7+60,5+48,7) (m), các nhịp này là nhịp dầm thép dạng dầm giản đơn mút thừa có nhịp đeo dài L=17m tại giữa nhịp N8 Các nhịp dẫn gồm 6 nhịp phía bờ TP Hồ Chí Minh và 4 nhịp phía bờ

TP Tân An, các nhịp dẫn là dầm bê tông tiền áp định hình được sản xuất ở Thái Lan dài 24,54m;

- Dự án sửa chữa gia cường cầu trên các tuyến Quốc lộ đảm bảo đồng bộ tải trọng khai thác trên tuyến được Bộ Giao thông Vận tải phê duyệt nhiệm vụ và dự toán chi phí khảo sát tại quyết định 4697/QĐ-BGTVT ngày 12/12/2014 có tổng số 345 cầu nằm trên 72 tuyến Quốc lộ trải dài trên cả nước, từ kết quả rà soát số liệu khảo sát hiện trường và các số liệu khác thu thập được Dự án còn lại 163 cầu, 182 cầu loại khỏi Dự án do trùng các dự án xây dựng cơ bản, dự án sửa chữa đặt biệt năm 2015 của Tổng cục Đường bộ Việt Nam, các cầu đã đáp ứng được tải trọng khai thác trên tuyến không cắm biển hạn chế tải trọng

- Hiện tại, trên toàn tuyến các quốc lộ có 163 cầu thuộc phạm vi dự án cầu có tiêu chuẩn kỹ thuật thấp và đang xuống cấp, làm giao thông trên tuyến gặp nhiều khó khăn, đặc biệt có một số cầu đã bị xuống cấp nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ công trình, tiềm ẩn nhiều nguy cơ mất ATGT cho người và phương tiện cũng như công trình cầu khi phương tiện lưu thông qua cầu, chưa phát huy được hiệu quả khai thác, không đáp ứng kịp nhu cầu phát triển các phương tiện vận tải hiện nay, ảnh hưởng đến việc phát triển hạ tầng mạng lưới giao thông đường bộ, nhu cầu trao đổi

lưu thông hàng hóa giữa các vùng miền và sự phát triển kinh tế của đất nước Tham chiếu tại Quyết định số 3367/QĐ - BGTVT ngày 05/9/2014 của Bộ Giao thông vận tải về việc cho phép lập Dự án sửa chữa, gia cường các cầu trên Quốc lộ đảm bảo đồng bộ tải trọng khai thác trên tuyến; Quyết định số 2020/QĐ-BGTVT ngày 29/6/2016 của Bộ giao thông vận tải về việc chuyển đoạn tuyến từ Km1945+275 đến

Km 1950+677, QL1, đoạn đi qua thành phố Tân An thành đường địa phương (bao gồm cả cầu Tân An 1 cũ tại Km 1947+ 182), trong đó giao Tổng cục ĐBVN thực hiện sửa chữa cầu Tân An 1 cũ theo Dự án sửa chữa, gia cường các cầu trên quốc lộ đảm bảo đồng bộ hóa tải trọng khai thác trên tuyến; Văn bản số 7710/BGTVT-KCHT ngày 05/7/2016 đã chấp thuận cho phép thực hiện sửa chữa, gia cường cầu Tân An 1 cũ tại

Km 1947+182 trong giai đoạn 1 của Dự án sửa chữa, gia cường các cầu trên quốc lộ đảm bảo đồng bộ tải trọng khai thác trên tuyến; Căn cứ văn bản số 12025/BGTVT-KCHT của Bộ giao thông vận tải quyết định phương án sửa chữa cầu Tân An 1 cũ trên Quốc lộ 1 qua địa phận tỉnh Long An;

- Việc đầu tư sửa chữa, gia cường sẽ giúp hoàn thiện cơ sở hạ tầng mạng lưới giao thông đường bộ trên toàn quốc, đáp ứng nhu cầu vận tải, lưu thông hàng hóa giữa các vùng miền trong cả nước, tạo động lực thúc đầy phát triển sản xuất, phát triển kinh tế xã hội, góp phần vào sự phát triển và hội nhập kinh tế của đất nước, tăng cường quan hệ giao thương kinh tế, chính trị, xã hội giữa Việt Nam với các nước trong khu vực và trên thế giới đồng thời gúp cho các cơ quan quản lý Nhà nước quản

lý tốt cơ sở hạ tầng đối với hệ thống cầu, đường bộ và các phương tiện vận tải qua lại trên các tuyến quốc lộ

- Với những lý do nêu trên, việc đầu tư xây dựng Sửa chữa, gia cường các cầu trên quốc lộ nói chung và cầu Tân An nói riêng để đảm bảo đồng bộ tải trọng khai thác trên các tuyến là thật sự cần thiết và đã đủ điều kiện về chủ trương và nguồn vốn

để triển khai

- Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: Nâng cấp cầu chính Tân An để đảm bảo đồng

bộ tải trọng khai thác

- Phạm vi nghiên cứu: Nhịp chính cầu Tân An (N7, N8, N9); Thiết kế giải pháp

để liên tục hóa cầu chính Tân An

- Cầu gồm 13 nhịp bố trí theo sơ đồ 6x24,54+ (48,7+60,5+48,7) + 4x24,54 (m) Chiều dài toàn cầu là 409,13m; Nhịp chính vượt sông là nhịp N7, N8 và N9 với sơ đồ (48,7+60,5+48,7) (m), các nhịp này là nhịp dầm thép dạng dầm giản đơn mút thừa có nhịp đeo tại nhịp N8 Các nhịp dẫn gồm 6 nhịp phía bờ thành phố Hồ Chí Minh và 4

nhịp phía bờ thành phố Tân An, các nhịp dẫn là dầm bê tông tiền áp định hình được sản xuất ở Thái Lan dài 24,54m;

T6

T9 nhIP CHINH cÇu HIÖN H÷U

+ Bản bê tông mặt cầu dày 18cm, lớp phủ mặt cầu dày 5cm;

+ Nhịp dầm đeo dài 17,0m, dầm đeo là dầm chữ I có chiều cao 1,6m, mặt cầu tại nhịp đeo là bản mặt cầu dạng sàn thép rỗng;

+ Mặt cắt ngang nhịp dẫn: Mỗi nhịp có 5 dầm chữ I BTCT dự ứng lực, dầm chủ

là dầm BT tiền áp định hình 24,54m được sản suất trước năm 1975 tại Thái Lan Khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,25m;

+ Bản bê tông mặt cầu dày 18cm, lớp phủ bằng BTN dày 5cm;

+ Lan can BTCT cao 90cm, kích thước cột đứng 35x30cm, thanh ngang 25x15cm;

+ Khe co giãn trên nhịp dẫn bằng khe co giãn cao su bản thép;

+ Gối cầu tại nhịp dẫn là gối cao su bản thép, trên nhịp chính là con lăn thép;

1.3 NHU CẦU ĐỒNG BỘ TẢI TRỌNG HIỆN NAY CỦA CẦU TÂN AN

- Cầu Tân An được đưa vào sử dụng năm 1972, nằm trên tuyến đường huyết mạch nối liền miền đồng và Tây Nam bộ Cây cầu này góp phần không nhỏ vào sự phát triển của tỉnh Long An cũng như đáp ứng lưu lượng phương tiện tham gia giao thông trên tuyến quốc lộ 1 Qua nhiều năm sử dụng, phần bản mặt cầu bằng sàn thép hộp rỗng giữa cầu thuộc nhịp đeo không còn phù hợp và tiềm ẩn nhiều nguy cơ mất

an toàn giao thông cho người và phương tiện khi lưu thông qua cầu

- Hiện tại cầu có tiêu chuẩn kỹ thuật cũ và đang xuống cấp, làm giao thông trên tuyến gặp nhiều khó khăn, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ công trình, tiềm ẩn nhiều nguy cơ mất ATGT cho người và phương tiện cũng như công trình cầu khi phương tiện lưu thông qua cầu, chưa phát huy được hiệu quả khai thác, không đáp ứng kịp nhu cầu phát triển các phương tiện vận tải hiện nay, ảnh hưởng đến việc phát triển hạ tầng mạng lưới giao thông đường bộ, nhu cầu trao đổi lưu thông hàng hóa giữa các vùng và sự phát triển kinh tế của tỉnh Long An nói riêng và cả nước nói chung Trước tình hình trên các cơ quan chức năng thuộc Cục quản lý đường bộ và tỉnh Long An cũng đã có nhiều biện pháp xử lý nhằm đảm bảo lưu thông xe qua cầu và đảm bảo an toàn giao thông tuy nhiên vẫn chưa phát huy được hiệu quả mà tình hình ngày càng xấu đi nhiều, cụ thể các sự cố và tai nạn giao thông thường xuyên xảy ra trên cầu đặt biệt là tại vị trí nhịp đeo đã xuống cấp

- Năm 2007 cầu đã xảy ra sự cố sập sàn thép rỗng bản mặt câù nhịp đeo, cơ quan chức năng đã tiến hành sửa chữa tạm thời đến ngày 20/10/2007 Sở giao thông vận tải tỉnh Long An đã tiến hành áp dụng phân luồn giao thông để hạn chế tai nạn giao thông cụ thể.” Kể từ ngày 20/10, tất cả xe gắn máy, ôtô từ chín chỗ ngồi trở xuống và ôtô tải dưới 3,5 tấn chỉ được đi theo tuyến Quốc lộ 1A cũ, qua cầu Tân An để đi thành phố Hồ Chí Minh và ngược lại Tuyến tránh Quốc lộ 1A qua thị xã Tân An sẽ dành cho ôtô khách trên chín chỗ ngồi và ôtô tải trên 3,5 tấn lưu thông hai chiều Xe gắn máy không được phép lưu thông trên tuyến tránh”

Vị trí cầu Tân An

- Biển cắm đầu cầu

Hình 1.3 Biển hạn chế tải trọng

- Sau đó Sở giao thông vận tải tỉnh Long An lại tiếp tục thực hiện cấm xe từ ngày 28/8/2017 trở đi, tất cả ô tô tải và ô tô khách (kể cả xe buýt) không được lưu thông qua lại cầu Tân An Các phương tiện từ miền Tây về Thành phố Hồ Chí Minh

và ngược lại đều phải đi theo đường tránh Quốc lộ 1 Đối với các phương tiện ô tô trong nội thành thành phố Tân An và huyện Châu Thành (Long An) muốn đi Thành phố Hồ Chí Minh phải theo đường Hùng Vương và Quốc lộ 62 ra đường tránh Quốc

lộ 1 về Thành phố Hồ Chí Minh;

Hình 1.4 Biển cấm tải trọng

- Như đã nêu trên hiện tại cầu đang được cắm biển hạn chế tải trọng 03 loại xe với biển tải trọng 23T, 29T và 33T tương ứng với 03 loại xe thân liền, sơ mi rơ mooc

và rơ mooc, cắm các biển cấm tải trọng bên cạnh đó cơ quan chức năng đã nhiều lần tiến hành phân luồn giao thông và có nhiều biện pháp nhằm đáp ứng được nhu cầu lưu thông xe cộ và hàng hóa qua cầu, và nhằm hướng tới hạn chế tối đa vấn đề tai nạn giao thông cũng như sự cố sập sàn thép bản mặt cầu nhịp đeo Liên tục hóa nhằm đồng bộ tải trọng khai thác trên tuyến giải quyết vấn đề về hạn chế tải trọng đối với các loại xe nêu trên hướng đến bảo vệ bềnh vững kết cấu công trình

- Trên cơ sở quy mô hiện trạng cầu cũ (bị hạn chế tải trọng), thực hiện sửa chữa, gia cường các bộ phận kết cấu của cầu và đường đầu cầu, đặc biệt là đồng bộ tải trọng liên tục hóa nhịp chính cầu, nhằm duy trì, nâng cao tải trọng khai thác của cầu

TRÌNH CẦU TÂN AN

- Cầu Tân An nằm ở KM1947+182 Quốc lộ 1A, thuộc địa phận thành phố Tân

An, tỉnh Long An Cầu bắc qua sông Vàm Cỏ Tây nằm trong phạm vi quản lý của Công ty 714, khu Quản lý đường bộ 7 Cầu nằm trên tuyến huyết mạch lưu thông hàng hóa qua lại giữa Thành phố Hồ Chí Minh với Long An nói riêng và các tỉnh Miền Tây Nam Bộ nói chung; Hiện tại lưu thông hàng hóa giữa Thành phố Hồ Chí Minh với Long An nói riêng và các tỉnh Miền Tây Nam Bộ nói chung bằng phương tiện chủ yếu là xe thân liền, sơ mi rơ mooc và rơ mooc; tuy nhiên hiện cầu đang cắm biển hạn chế các loại xe này lưu thông

- Hiện nay, đây tuyến chính nằm trên Quốc lộ 1A là tuyến huyết mạch để lưu thông hàng hóa và hành khách từ Thành phố Hồ Chí Minh về miền Tây và ngược lại đặc biệt là các loại xe thân liền, sơ mi rơ mooc và rơ mooc

- Trong những năm gần đây với vai trò là đô thị vệ tinh của thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Tân An đã hình thành nhiều khu đô thị và khu công nghiệp, lưu lượng xe trên khu vực này khá lớn khoản 15.000 -:- 20.000 lượt/ngày đêm Loại tải trọng phần lớn là xe tải các loại, xe thân liền, sơ mi rơ mooc và rơ mooc, xe khách và

xe buýt Đặt biệt các dịp Tết Nguyên đán, trên Quốc lộ 1A đoạn qua cầu Tân An, ngày cao điểm đã lên tới 50.000 lượt xe/ngày đêm Đây là một trong 2 điểm đen trên

Quốc lộ 1A thường xuyên xảy ra tai nạn giao thông Mặt khác, trên cầu Tân An còn

có 2 chốt đèn giao thông cách nhau chưa đầy 1Km gây cản trở giao thông Cầu Tân

An được thiết kế nhịp giữa là nhịp đeo dạng như dầm đơn giản bản mặt cầu bằng sắt hộp rỗng Trường hợp xe ùn tắc đoạn giữa cầu sẽ gây ra lực tập trung tại nhịp đeo tăng khả năng mất an toàn tại nhịp đeo

- Việc đầu tư sửa chữa và liên tục hóa nhịp chính cầu sẽ giúp hoàn thiện cơ sở hạ tầng mạng lưới giao thông đường bộ trên địa bàn tỉnh Long An nói riêng và trên toàn quốc nói chung, đáp ứng nhu cầu vận tải, lưu thông hàng hóa giữa các vùng miền trong cả nước, tạo động lực thúc đẩy phát triển sản xuất, phát triển kinh tế xã hội, góp phần vào sự phát triển và hội nhập kinh tế của đất nước, tăng cường quan hệ giao thương kinh tế, chính trị, xã hội giữa Việt Nam với các nước trong khu vực và trên thế giới đồng thời gúp cho các cơ quan quản lý Nhà nước quản lý tốt cơ sở hạ tầng đối với hệ thống cầu, đường bộ và các phương tiện vận tải qua lại trên các tuyến quốc lộ

- Với những lý do nêu trên, việc đầu tư xây dựng Sửa chữa, gia cường và đặc biệt là liên tục hóa nhịp chính cầu Tân An để đảm bảo đồng bộ tải trọng khai thác trên tuyến là thật sự cần thiết và cấp bách

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ ĐỂ TÍNH TOÁN NÂNG CẤP LIÊN TỤC HÓA CẦU CHÍNH TÂN AN

- Mô hình hiện tại của nhịp chính N7, N8, N9 cầu Tân An Với Sơ Đồ (48,7+60,5+48,7) (M)

Hình 2.1 Sơ đồ làm việc hiện trạng cầu Tân An

Nhịp chính gồm hai nhịp cầu dầm thép giản đơn mút thừa liên kết gồm hai gối

cố định tại trụ T7 và T8, hai gối di động tại T6 và T9; giữa nhịp T7-T8 có dầm đeo gối lên hai đầu mút thừa và được bố trí một đầu cố định và một đầu di động như một dầm giản đơn gối trên hai đầu mút thừa

Mô hình sau khi liên tục hóa nhịp chính N7, N8, N9 cầu cũng gồm 3 nhịp liên tục theo Sơ Đồ (48,7+60,5+48,7) (M)

Hình 2.2 Sơ đồ làm việc sau khi liên tục hóa cầu Tân An

Sơ đồ làm việc của nhịp chính cầu Tân An gồm 3 gối di động là T6; T8; T9 và một gối cố định T7 sơ đồ chịu lực là sơ đồ dầm liên tục 3 nhịp với nhịp chính là T7- T8

Để mô tả nhằm phục vụ cho quá trình tính toán tác giả sử dụng chương trình Midas Civil

2.1.1 Mô hình tính toán bằng Midas Civil

Mô hình tính toán nhịp chính cầu Tân An trước khi liên tục hóa:

Hình 2.3 Mô hình nhịp chính cầu Tân An bằng Midas Civil (Trước khi liên tục hóa)

Hình 2.4 Khai báo mặt cắt ngang dầm đeo trạng

Hình 2.5 Khai báo mặt cắt ngang dầm nhịp N7 – nhịp N9 hiện trạng

Hình 2.6 Khai báo liên kết gối

Hình 2.7 Khai báo liên kết dầm đeo

- Khai báo các liên kết ngang, khai báo tải trọng DC; DW và hoạt tải (chi tiết tại phụ lục 02 kèm theo)

Mô hình tính toán cầu Tân An sau khi liên tục hóa

Hình 2.8 Mô hình nhịp chính cầu Tân An bằng Midas Civil (Sau khi liên tục hóa)

Hình 2.9 Khai báo vật liệu thép

Hình 2.10 Khai báo mặt cắt ngang dầm nhịp N7 – nhịp N9

Hình 2.11 Khai báo mặt cắt ngang dầm thay thế

Hình 2.12 Khai báo liên kết gối

- Khai báo các liên kết ngang, khai báo tải trọng DC; DW và hoạt tải (chi tiết tại phụ lục 02 kèm theo)

Hình 2.13 Mặt cắt ngang dầm dọc (dầm thép hiện hữu cầu Tân An)

2.1.2 Các phương án thi công phục vụ liên tục hóa cầu dầm đeo

- Để đề xuất các phương án thi công phục vụ liên tục hóa cầu Tân An tác giả tiến hành khảo sát, nghiên cứu hiện trạng, điều tra các số liệu về thủy văn, địa chất, địa hình đặc điểm lưu thông đường thủy của sông Vòm cỏ Tây và tổng hợp được một số

số liệu sau;

- Điều tra số liệu thủy văn và đo thực tế tại hiện trường

+ Chiều cao từ mặt đất tự nhiên tại trụ T7 đến mặt cầu là 16 m

+ Cao độ mực nước hiện trạng cách mặt cầu 7,5m

+ Mực nước hiện tại cách mặt đất tự nhiên taị trụ T7 là 8,5 m

+ Mực nước thấp nhất vào mùa khô tại trụ T8 là 3,5m

- Dựa vào điều kiện thực tế về các mực nước, điều kiện thơng xe, địa hình, vị trí cơng trình, thì cĩ thể cĩ nhiều biện pháp thi cơng chuyển từ cầu dầm giản đơn cĩ nhịp đeo sang dầm liên tục Trong luận văn này tác giả đề xuất 2 biện pháp cụ thể như sau: + Phương án chung cẩu tháo dở dầm đeo; và cẩu lắp dầm thay thế:

+ Dự kiến sử dụng cẩu Kanglim KS 5206, 25 tấn 6 đốt cĩ tải trọng 18 Tấn độ cao max 28,3m Dùng để tháo dở dầm đeo và cẩu lắp dầm thay thế

a Giai đoạn cẩu tháo dỡ dầm đeo

Biện pháp 1: Thi cơng bằng 02 xe cẩu Kanglim KS 5206, 18 tấn 6 đốt đứng trên

cầu:

Dầ m đeo thá o dở

Đoạn dầ m đục bỏ

Cẩ u thá o dở dầ m đeo 1/2 Cầ u

Đoạn dầ m đục bỏ

Hình 2.15 Sơ đồ thi cơng xe cẩu trên cầu

Biện pháp 2: Thi cơng bằng 2 xe cẩu đứng trên phà dưới cầu cẩu tháo dầm đeo

- Trường hợp khi cẩu dầm đeo thì xuất hiện phản lực tại đầu mút thừa Vb= gl/2 (tải trọng bản thân của dầm đeo) Trường hợp này xem như đã triệt tiêu tải trọng bản thân dầm đeo khi chưa tháo dỡ vậy không bất lợi hơn khi chưa tháo dầm đeo Bên cạnh đó nếu xét biện pháp thi công tháo dỡ này thì phải kiểm tra ứng suất thớ dưới tại trụ T7 và T8 do phản lực gây ra; cùng với sử dụng cẩu đứng trên phà sẽ tăng thêm chi phí phà và chi phí di chuyển xe cẩu lên phà nên xét về mặt kinh tế chi phí chắc chắn sẽ lớn hơn khi dùng xe cẩu đứng trên cầu

- So sánh 2 biện pháp thi công dự kiến thì khi xe cẩu đứng trên cầu tải trọng tác dụng sẽ gây ra nội lực bất lợi hơn khi xe cẩu đứng dưới cầu Vì xuất hiện tải trọng tập trung của xe cẩu trên phần mút thừa Bên cạnh đó về kinh tế sẽ có giá thành thấp hơn

xe cẩu đứng dưới cầu và nếu xe cẩu đứng trên cầu sẽ rút ngắn các bước kiểm toán trong quá trình thi công

- Dựa vào các cơ sở trên tác giả đề xuất chọn biện pháp thi công dùng xe cẩu đứng trên cầu thi công lần lượt 1/2 cầu, và đảm bảo thông xe 1/2 cầu còn lại

Hình 2.17 Sơ đồ tính thi công tháo dở dầm thay thế

b Giai đoạn cẩu lắp dầm thay thế: Cẩu lắp dầm thay thế bằng xe cẩu đứng trên

cầu dầm thay thế tác dụng 1/2 tải trọng bản thân tại vị trí điểm nối

Hình 2.19 Sơ đồ tính ½ cầu khi cẩu lắp dầm thay thế

c Giai đoạn thi công xong dầm thay thế, nhịp chính trở thành nhịp liên tục

- Dự kiến thiết kế dầm thay thế dầm đeo theo phương pháp nối cứng:

+ Dỡ bỏ toàn bộ nhịp đeo hiện trạng bao gồm cả phần mặt cầu rỗng và phần lan can trên nhịp đeo;

+ Mỗi bên phần hẫng nhịp chính tiến hành cắt bỏ 2,5m dầm chủ (phần hư hỏng, thủng gỉ) và 3m phần bản mặt cầu;

+ Tiến hành sản xuất đoạn dầm nhịp thay thế có chiều dài 22m và chiều cao mỗi dầm là 1.58(m);

+ Lắp dựng đoạn dầm thay thế bằng biện pháp cẩu lắp từng cụm và tiến hành nối cứng đoạn dầm thay thế với cánh hẫng bằng bu lông cường độ cao;

- Thay bản mặt cầu rỗng trên nhịp đeo bằng bản mặt cầu BTCT:

+ Thay thế phần mặt cầu rỗng và 1 phần mặt cầu đã đục bỏ bằng bản mặt cầu BTCT sử dụng bê tông tự đầm SCC (30Mpa);

+ Liên tục hóa phân bản mặt cầu mới với bản mặt cầu cũ bằng biện pháp nối cốt thép giữa bản mới và cốt thép chờ sẵn trong quá trình phá bản mặt cầu cũ;

Hình 2.20 Sơ đồ phân bố tải trọng khi hoàn thành liên tục hóa

2.2 PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG PHỤC VỤ THIẾT KẾ LIÊN TỤC KẾT CẤU NHỊP

Trên cơ sở các mô hình tính toán tại các giai đoạn như trên ta phân tích tải trọng bất lợi cho từng giai đoạn như sau:

2.2.1 Tháo dở dầm đeo bằng 02 xe cẩu đứng trên cầu

Dựa vào biện pháp thi công ½ cầu ta có sơ đồ chất tải

Caåu 18 taángi

Hình 2.21 Sơ đồ phân bố tải trọng ½ cầu khi tháo dầm

Tải trọng gồm tỉnh tải , tải trọng tập trung và hoạt tải xe cẩu:

Khối lượng theo: (Phụ lục 01: Tính toán khối lượng chi tiết)

Tỉnh tải do kết cấu hệ số tải trọng không nhỏ hơn 1,25 (3.4.2)

+ Đoạn T6-T7 và T8-T9 ; Dầm chủ Đoạn T7- A; B -T8

DC1 Trọng lượng bản thân dầm thép và hệ liên kết 0,396 Tấn/m

DW Trọng lượng lớp phủ mặt cầu 0,176 Tấn/m

DC3 Trọng lượng lam can tay vịn 0,552 Tấn/m

Tải trọng tập trung tại A và B do ½ đầm đeo hệ số 1,25 (3.4.2)

+ Dầm Đeo A-B

gi = (DC1+DC2+DC3+DW)*L/2 = 1,02*17/2=8,67 Tấn

Hoạt tải thi công xe cẩu đứng trên cầu Pxc = 18 T hệ số lấy 1,5 (3.4.2)

Bảng 2.1 Bảng tổ hợp tải trọng tính toán giai đoạn thi công tháo dầm đeo

Loại tải trọng Hệ số tải trọng TTGHCĐ Hệ số tải trọng TTGHSD

Trong đó:

Dc :Tĩnh tải bộ phận kết cấu và liên kết (ttgđ1)

Dw:Tải trọng tĩnh các lớp mặt cầu và thiết bị (ttgđ2)

gi: Tải trọng tập trung do ½ tải trọng dầm đeo

Pxc: Tải trọng xe cẩu thi công

Theo sơ đồ và tải trọng tác dụng lên cầu ứng với biện pháp thi công tháo dỡ dầm đeo do tác giả đề xuất sẽ tạo ra nội lực trong dầm chủ có dạng tương tự như cầu hiện hữu chưa tháo dỡ, và sự làm việc của các dầm chủ có tính chất tương tự như sơ đồ mút thừa

2.2.2 Giai đoạn thi công cẩu lắp dầm thay thế:

Gỉa thuyết dự kiến mặt cắt dầm thay thế như hình vẽ

MÆt c¾t ngang GI÷A dÇm BI£N

Hình 2.22 Cắt ngang dầm thay thế

Khối lượng theo: (Phụ lục 01: Tính toán khối lượng chi tiết)

Hình 2.23 Sơ đồ phân bố tải trọng khi lắp dầm thay thế

Tải trọng gồm tỉnh tải, tải trọng tập trung dầm thay thế và hoạt tải xe cẩu:

Tỉnh tải do kết cấu hệ số tải trọng không nhỏ hơn 1,25 (3.4.2)

DW Trọng lượng lớp phủ mặt cầu 0,212 Tấn/m

Tải trọng tập trung tại C và D do ½ đầm thay thế hệ số 1,25 (3.4.2)

+ Dầm thay thế

gi = (DC1+DC2+DC3+DW)*L/2 = 1,06*22/2= 11.66 Tấn

Hoạt tải thi công xe cẩu đứng trên cầu Pxc = 18 T hệ số lấy 1,5 (3.4.2)

Bảng 2.2 Bảng tổ hợp tải trọng tính toán giai đoạn thi công lắp dầm thay thế

Loại tải trọng Hệ số tải trọng TTGHCĐ Hệ số tải trọng TTGHSD

Dc :Tĩnh tải bộ phận kết cấu và liên kết (ttgđ1)

Dw:Tải trọng tĩnh các lớp mặt cầu và thiết bị (ttgđ2)

gi: Tải trọng tập trung do ½ tải trọng dầm thay thế

Pxc: Tải trọng xe cẩu thi công

Theo sơ đồ và tải trọng tác dụng lên cầu ứng với biện pháp thi công cẩu lắp dầm thay thế do tác giả đề xuất cũng sẽ tạo ra nội lực trong dầm chủ có dạng tương tự như cầu hiện hữu chưa tháo dỡ, và sự làm việc của các dầm chủ có tính chất tương tự như

sơ đồ mút thừa

2.2.3 Giai đoạn thi công xong nhịp chính thành nhịp liên tục kiểm toán ở 2 trạng thái giới hạn

Hình 2.24 Sơ đồ phân bố tải trọng khi hoàn thành liên tục

Gỉa định tiết diện thiết kế đoạn dầm nối cứng L = 22m tiết diện như hình vẽ

Tải trọng tính toán: Gồm tỉnh tải và hoạt tải HL93; tải trọng làn PL

Tỉnh tải

+ Đoạn T6-T7 và T8-T9 ; Đoạn T7-T8

DC1 Trọng lượng bản thân dầm thép và hệ liên kết 0,396 Tấn/m

DC2 Trọng lượng bản mặt cầu 0,999 Tấn/m

Dc :Tĩnh tải bộ phận kết cấu và liên kết (ttgđ1)

Dw:Tải trọng tĩnh các lớp mặt cầu và thiết bị (ttgđ2)

LL: Hoạt tải xe

IM.lực xung kích của xe cộ

PL: Tải trọng làng

Ở mục này luận văn đã phân tích tải trọng và hệ số tải trọng phục vụ cho quá trình tính toán liên tục hóa cầu Tân An

2.3 TỔ HỢP TẢI TRỌNG PHỤC VỤ TÍNH TOÁN NÂNG CẤP CẦU TÂN AN

Trong quá trình thi công bao gồm nhiều giai đoạn như tháo dở dầm đeo (dầm cũ), vận chuyển dầm đeo về xưởng, gia công vận chuyển và cẩu lắp dầm thay thế (dầm mới) nhưng quan trọng là sự làm việc của kết cấu nhịp không có sự thay đôỉ nhiều so với sơ đồ cầu trước và sau khi liên tục hóa Tuy nhiên các giai đoạn thi công vẫn có thể gây nguy hiểm cho công trình cầu vì vậy chúng ta cần kiểm toán các điều kiện ổn định để kiểm soát an toàn trong suốt quá trình thi công cũng như giai đoạn hoàn thiện liên tục hóa và đưa công trình đi vào sử dụng Để thực hiện tốt vấn đề này chúng ta phải xác định các yếu tố cần kiểm toán và các trường hợp bất lợi trong qúa trình thi công cũng như giai đoạn hoàn thiện đưa công trình vào sử dụng Chính vì các mục tiêu trên tác giả kèm theo các tổ hợp tải trọng trong các trường hợp nguy hiểm nhằm kiểm toán:

- Ổn định chống lật trong quá trình thi công

- Sức kháng của tiết diện trong quá trình thi công và khai thác

- Kiểm tra độ võng và ứng suất của kết cấu nhịp trong suốt quá trình thi công và khai thác

2.3.1 Tổ hợp tải trọng thiết kế dầm tăng cường

Như đã phân tích ở mục 2.1.2 trường hợp tháo dở dầm đeo là bất lợi nhất trong quá trình thi công vậy giai đoạn thi công chỉ cần quan tâm tổ hợp tải trọng khi tháo dở dầm đeo bằng biện pháp xe cẩu đứng trên cầu

Trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn sử dụng có tổ hợp tải trọng như sau:

Dc :Tĩnh tải bộ phận kết cấu và liên kết (ttgđ1)

Dw:Tải trọng tĩnh các lớp mặt cầu và thiết bị (ttgđ2)

gi: Tải trọng tập trung do ½ tải trọng dầm đeo

Pxc: Tải xe cẩu thi công

- Lực xung kích lấy IM = 25%=0,

Dc :Tĩnh tải bộ phận kết cấu và liên kết (ttgđ1)

Dw:Tải trọng tĩnh các lớp mặt cầu và thiết bị (ttgđ2)

LL:Hoạt tải xe

IM.lực xung kích của xe cộ

PL: Tải trọng làng

Hoạt tải HL 93 và PL=9,3KN/m2

2.3.2 Tổ hợp tải trọng phục vụ thiết kế và kiểm toán cầu chính

Tổ hợp tải trọng phục vụ thiết kế và kiểm toán cầu chính chính là tổ hợp tải trọng sau khi liên tục hóa Gồm tỉnh tải, hoạt tải HL93 và tải trọng làn PL

Hình 2.26 Sơ đồ phân bố tải trọng khi hoàn thành liên tục

Dc: Tĩnh tải bộ phận kết cấu và liên kết (ttgđ1)

Dw: Tải trọng tĩnh các lớp mặt cầu và thiết bị (ttgđ2)

LL: Hoạt tải xe HL93

IM: lực xung kích của xe cộ

PL: Tải trọng làng

2.4 CỞ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP

Cơ sở thứ nhất: Xuất phát từ thực tiễn cầu Tân An đang làm việc với sơ đồ cầu

dầm đơn giãn có dầm đeo giữa nhịp chính: Xét về các biên chịu kéo của dầm chủ: Hiện trạng diễn biến chính nội lực của cầu Tân An là chịu mô men (-) taị trụ và giữa nhịp không xuất hiện mô men (+) Tuy nhiên dầm thép có khả năng chịu kéo cả 2 bản

biên trên và bản biên dưới (có nghĩa là dầm có khả năng chiụ được mômen (-) và

momen (+) Nếu chuyển qua dầm liên tục thì diễn biến chính nội lực của cầu cũng là

mô men (-) tại gối và xuất hiện thêm mô men (+) tại giữa nhịp; Về lý thuyết hai sơ đồ diễn biến nội lực ở 02 hệ kết cấu nhịp là có phần tương đồng nhau Đặt biệt là dầm thép có khả năng đáp ứng được chịu kéo ở bản biên dưới

Hình 2.27 Dạng phân bố mô men cầu dầm đeo hiện trạng

- Khi chuyển qua nhịp liên tục nội lực phân bố có dạng

Hình 2.28 Dạng phân bố mômen cầu dầm liên tục

- Dựa vào hai biểu đồ trên, ta nhận thâý khi chuyển sang dầm liên tục có sự dịch chuyển momen từ biên trên tại gối về biên dưới tại giữa nhịp, bên cạnh đó dầm chủ là dầm thép nên thuận lợi cho việc giải quyết bài toán chịu kéo ở hai biên, sẽ phát huy tối

đa khả năng làm việc của vật liệu dầm chủ

Cơ sở thứ hai: Xét về chiều cao dầm chủ khi chuyển qua cầu dầm liên tục; Cầu Tân An có nhịp chính là cầu dầm thép với mặt cắt ngang chữ I như hình vẽ chiều cao

dầm chủ h=2,625 m với chiều dài nhịp chính L=60,5m => (h=L/23) nằm trong chiều dài nhịp tính toán cho phép của cầu dầm liên tục h=(1/18 -:- 1/24)L nhịp

Cơ sở thứ 03: Xét về điều kiện để thi công liên tục hóa cầu Tân An Theo 02 phương án thi công được tác giả đề xuất như trên ta có dạng sơ đồ phân bố momen của

½ cầu phía bên phải như sau:

Hình 2.29 Dạng phân bố mô men ½ bên phải cầu dầm giản đơn mút hẩng khi tháo dở

dầm đeo và lắp dầm thay thế

- Dựa vào biểu đồ diễn biến nội lực trong quá trình thi công phần chính vẫn xuất hiện mômen âm tại gối, phù hợp với quá trình diễn biến nội lực ban đầu và sau khi liên tục hóa cầu

- Dựa vào 3 cơ sở trên có thể khẳn định việc chuyển nhịp chính từ dầm đeo sang nhịp liên tục là hoàn toàn có cơ sở và khả thi Ở luận văn này đề xuất thay thế nhịp đeo thành nhịp liên tục cụ thể như sau:

- Thay thế nhịp đeo và nối cứng nhịp chính:

+ Dỡ bỏ toàn bộ nhịp đeo hiện trạng bao gồm cả phần mặt cầu rỗng và phần lan can trên nhịp đeo;

+ Mỗi bên phần hẫng nhịp chính tiến hành cắt bỏ 2.5m dầm chủ (phần hư hỏng, thủng gỉ) và 3m phần bản mặt cầu;

+ Tiến hành sản xuất đoạn dầm nhịp thay thế có chiều dài 22m và chiều cao mỗi dầm là 1.58(m) có thể liên hợp hoặc không liên hợp;

+ Lắp dựng đoạn dầm thay thế bằng biện pháp cẩu lắp từng cụm và tiến hành nối cứng đoạn dầm thay thế với cánh hẫng bằng bu lông cường độ cao;

- Thay bản mặt cầu rỗng trên nhịp đeo bằng bản mặt cầu BTCT:

+ Thay thế phần mặt cầu rỗng và 1 phần mặt cầu đã đục bỏ bằng bản mặt cầu BTCT sử dụng bê tông tự dầm SCC (30Mpa);

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ LIÊN TỤC HÓA NHỊP CHÍNH CẦU TÂN AN

- Dựa vào các tổ hợp tải trọng bất lợi và các sơ đồ làm việc của các giai đoạn từ khi thi công đến hoàn thành khai thác sử dụng tại chương 2 ta tổ hợp nôị lực như sau:

(Chi tiết tại phụ lục 02 kèm theo)

3.1.1 Giai đoạn thi công tháo dở dầm đeo

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp nội lực ở trạng thái giới hạn cường độ

3.1.2 Giai đoạn thi công lắp dầm thay thế

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp nội lực ở trạng thái giới hạn cường độ