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

Dầm giản đơn được áp dụng rất phổ biến trong xây dựng cầu ở nước ta bởi tính cơ giới hoá tiêu chuẩn hoá tính dễ lắp đặt lao lắp và vận chuyển phù hợp với trình độ các đơn vị thi công trong nước hiện nay Tuy nhiên nhược điểm của kết cấu dầm nhịp đơn giản nhiều nhịp là vị trí các khe co giãn không chỉ làm gây sóc xe khi chạy qua gây khó chịu cho hành khách và người điều khiển phương tiện giảm tốc độ khi lưu thông tạo lực xung kích lớn tác dụng vào cầu công tác bảo dưỡng các khe co giãn cũng phức tạp và tốn kém Công nghệ liên tục hóa cho dầm giản đơn là hết sức cần thiết nhằm đem lại một kết cấu dầm I liên tục hóa vừa có ưu điểm của cầu dầm liên tục vừa có ưu điểm của cầu dầm I giản đơn giảm được số khe co giãn tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận trên cầu đảm bảo vận tốc xe chi phí bảo trì bảo dưỡng các khe co giãn trên cầu và hệ thống thoát bên dưới cầu được giảm đi đáng kể Giảm được mômen uốn ở giữa nhịp do có mômen âm xuất hiện ở gối cầu Mang tính khả thi ứng dụng rộng rãi tên tỉnh Trà Vinh trong việc xây dựng cải tạo sửa chữa và nâng cấp cầu

NGUY N LÊ TRUNG

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

BÊ TÔNG D NG L C

LU N V N TH C S K THU T

K thu t xây d ng công trình giao thông

À N NG - N M 2017TTHL va TT

NGUY N LÊ TRUNG

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

BÊ TÔNG D NG L C

LU N V N TH C S K THU T

K thu t xây d ng công trình giao thông

À N NG - N M 2017TTHL va TT

Tôi cam oan ây là công trình nghiên c u c a riêng tôi.

Các s li u, k t qu nêu trong lu n v n là trung th c và ch a t ng c ai công b trong b t k công trình nào khác.

Tác gi

Nguy n Lê Trung

TTHL va TT

AASHTO LRFD American Association of State Highway and Transportation

Officials Load and Resistance Factor Design

M U 1

CH NG 1 T NG QUAN V CÔNG NGH LIÊN T C HÓA D M I BT D L 6 1.1 Công ngh k t c u liên t c hóa 6

1.1.1.Gi i thi u chung 6

1.1.2.Các ph ng pháp v liên t c hóa: 7

1.1.3.Tình hình s d ng d m I BTCT D L trên th gi i 9

1.1.4.Tình hình s d ng d m I BTCT D L Vi t Nam 13

1.2 Công ngh d m I 14

1.2.1 u nh c i m khi s d ng d m I: 14

1.2.2 c i m c u t o c a d m I BTCT D L 14

1.3 K t lu n ch ng 1 16

CH NG 2 C S TÍNH TOÁN LIÊN T C HÓA D M I BTCT D L 17

1.1 Trình t công ngh thi công d m I liên t c hóa 17

1.2 Di n bi n n i l c theo công ngh 18

2.3 Ki m toán k t c u theo các giai o n 23

2.3.1 Tính duy t theo TTGH s d ng: 23

2.3.2 Tính duy t theo tr ng thái gi i h n c ng .26

2.1.K T LU N CH NG 2 31

CH NG 3 VÍ D TÍNH TOÁN K T C U NH P LIÊN T C HÓA T CÁC D M I33 C A C U KHÓM 2 32

3.1 Mô hình và các thông s tính toán 32

3.1.1 Thông s k thu t chung 32

3.1.2 Thông s k thu t v k t c u nh p 34

3.2 TÍNH TOÁN K T C U 3 NH P D M N GI N I33 34

3.2.1 L a ch n s li u tính toán d m I n gi n: 34

3.2.1.1 K t c u: 35

3.2.1.2 C ng và ng su t gi i h n c a v t li u: 35

3.2.2 Trình t thi công d m I n gi n: 37

3.3 TÍNH TOÁN K T C U LIÊN T C HÓA 3 NH P D M I33 38

TTHL va TT

6 Thi công ph n b n m t c u còn l i, h th ng lan can tay v n, gi i phân cách, lóp ph m t c u, các ti n ích c u, a c u vào khai thác 40 3.3.3 Xác nh n i l c c a d m t i các m t c t 40 3.4 SO SÁNH K T C U NH P LIÊN T C HÓA T CÁC D M I VÀ K T C U NHIP

GI N N C A C U KHÓM 2 46 3.5 K T LU N CH NG 3 49

TÀI LI U THAM KH O 53

TTHL va TT

Hình 1.1 Gia công thép d m và l p t ng ghen lu n cáp 9

Hình 1.2 bê tông và b o d ng bê tông d m 10

Hình 1.3 Khi bê tông t c ng ,ti n hành c ng cáp D L l n 1 10

Hình 1.4 V n chuy n và l p t d m vào v trí k t c u nh p 10

Hình 1.5.Thi công l p t c t thép ch , b trí c t thép th ng trong d m ngang t i v trí m i n i, n i ng lu n cáp D L trong kho ng gi a 2 u d m t i v trí m i n i, gia công c t thép b n m t c u, ti n hành bê tông b n m t c u và m i n i 11

Hình 1.6 Ti n hành c ng cáp l n 2 sau khi bê tông m i n i và b n m t c u t c ng yêu c u Ti n hành c ng 2 bó cáp còn l i s 4,5 c luôn xuyên qua các d m ch trong cùng m t liên và c ng D L Sau ó ti n hành b m v a vào ng lu n cáp b o v cáp D L 12

Hình 1.7 Ti n hành thi công các ph n còn l i 12

Hình 2.1 Ch t o d m 17

Hình 2.2 V n chuy n l p t d m 18

Hình 2.3 C ng cáp d m 18

Hình 2.4 a vào khai thác 18

Hình 2.5 S tính toán 19

Hình 2.6 Di n bi n n i l c trong d m làm vi c giai o n 1 19

Hình 2.7 Di n bi n n i l c trong d m làm vi c giai o n 2 20

Hình 2.8 Di n bi n n i l c trong d m c liên t c hóa giai o n 3 22

Hình 3.1 Hình v mô t chi u r ng c u 33

Hình 3.2 Hình kích th c d m ch và b trí cáp d ng l c Khóm 2 34

TTHL va TT

Hình 3.4 Trình t quá trình thi công d m liên t c hóa 40

Hình 3.5 Chi ti t m i n i cáp b n m t c u 40

Hình 3.7 Moment do t nh t i DC Giai o n c u l p d m 41

Hình 3.8 L c c t do t nh t i DC Giai o n c u l p d m 41

Hình 3.9 Moment do t nh t i Giai o n sau khi liên t c hóa d m (DC+DW+DC2) 42

Hình 3.10 L c c t do t nh t i Giai o n sau khi liên t c hóa d m (DC+DW+DC2) 42

Hình 3.11: Moment do t nh t i ph n 2 (DW) 43

Hình 3.12: L c c t do t nh t i ph n 2 (DW) 43

Hình 3.13 Bi u bao moment do ho t t i 44

Hình 3.14 Bi u bao l c c t do ho t t i 44

Hình 3.15: Bi u moment TTGH s d ng 44

Hình 3.16 Bi u l c c t TTGH s d ng 45

Hình 3.17: Bi u moment TTGH C ng 45

Hình 3.18 Bi u l c c t TTGH C ng 45

Hình 3.19 Bi u so sánh n i l c trong d m 48

TTHL va TT

B ng 3.1 Tính toán n i l c trong d m I n gi n 37

B ng 3.2 Tính toán d m I liên t c hóa (Giai o n 1) 41

B ng 3.3 Tính toán d m I liên t c hóa (Giai o n 2) 42

B ng 3.4 Tính toán d m I liên t c hóa (Giai o n 3) 46

B ng 3.5 So sánh n i l c trong d m I gi n và d m I liên t c hóa 47

B ng 3.6 ánh giá t ng k t d m I n gi n và d m I liên t c 50

TTHL va TT

H c viên: Nguy n Lê Trung Chuyên ngành: K xây d ng công trình giao thông

Mã s : 60.58.02.05 Khóa K31 Tr ng i h c Bách Khoa à N ng

Tóm t t: 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 trí các khe co giãn, không ch làm gây sóc xe khi

ch y qua, gây khó ch u cho hành 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 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, gi m c s khe co giãn t o i u

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 Mang tính kh thi ng

d ng r ng rãi tên t nh Trà Vinh trong vi c xây d ng c i t o, s a ch a và nâng c p c u.

T khóa: Liên t c hóa d m I; gi i pháp liên hóa d m I, ph ng pháp liên t c hóa d m

I.

RESEARCH SOLUTIONS CONTACT THE BEAM I CONCRETE

Simple beams are very popular in the construction of bridges in our country because of the mechanization, standardization, ease of installation, installation and transport in accordance with the level of the current construction units in the country However, the disadvantage of a simple rhythmic beams structure is the position of the joints, not only cause car care when running through, causing discomfort for passengers and operators of vehicles, reducing speed when traveling, creating a large shock force effect on the bridge, the maintenance of expansion joints are complex and expensive Continuous beam technology is extremely necessary in order to provide a continuous beams structure that has the advantage of continuous girder bridges, and has the advantage of simple beam girder, reducing the number The expansion joint creates favorable conditions for smooth running of the bridge to ensure the speed of the vehicle, the maintenance and maintenance costs of the expansion joints on the bridge and the drainage system under the bridge is significantly reduced Reduce the bending moment in the middle of the rhythm due to the negative moment in the bridge bearing.

It is feasible to use the name Tra Vinh in the construction, renovation, repair and upgrading of bridges.

Keywords: Continuous girder I; intermodal solution of beams I, continuous method of beams I.

TTHL va TT

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 và s a ch a

c i t o nâng c p 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 trí các khe co giãn, không ch làm gây sóc xe khi

ch y qua, gây khó ch u cho hành 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 n trong

l u thông và gi m chi phí duy tu s a ch a các chi ti t khe co giãn, ng th i nâng cao

hi u qu s d ng v t li u, nên s d ng s d m liên t c trong ó momen d ng c a

s tính toán 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 c cho 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 khi ch u t i tr ng ng ã t ra yêu c u c n tìm gi i pháp công ngh

gi i quy 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 trình xây d ng c i t o, s a

ch a và nâng c p 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,

TTHL va TT

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

2 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 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.

3 i t ng và ph m vi nghiên c u:

T ng quan v tình hình áp d ng công ngh liên t c hóa d m I BT D L.

C s lý thuy t tính toán, c u t o và xây d ng v công ngh liên t c hóa d m I

BT D L.

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.

MIDAS/Civil là m t s n ph m ph n m m phân tích c u chuyên d ng Ch ng trình h tr cho vi c phân tích các bài toán c u nh : C u treo dây v ng, dây võng, c u

BT D L d m liên t c kh u l n thi công theo ph ng pháp úc h ng cân b ng, à giáo di ng, úc y v.v.

MIDAS/Civil c phát tri n d a trên Visual C, Fortran m t ngôn ng l p trình h ng i t ng m nh trong môi tr ng Windows Ch ng trình n i b t v m t

t c mô hình hóa và tính toán, r t d s d ng b i giao di n thân thi n v i ng i s

d ng Trong quá trình phát tri n MIDAS/Civil t ng ch c n ng ã c ki m tra và so sánh k t qu v i lý thuy t c ng nh v i m t s ch ng trình khác [3], [4], [8].

c i m n i b t c a Midas/Civil so v i các ch ng trình khác:

Kh n ng mô hình hóa: ch ng trình h tr nhi u mô hình k t c u, c bi t là

k t c u c u, cung c p nhi u lo i m t c t khác nhau Kh n ng mô t c v t li u ng

h ng, tr c h ng, d h ng, hay v t li u phi tuy n.V t i tr ng ch ng trình h tr

r t y và a d ng v th lo i nh : t nh t i v i các lo i l c, nhi t , g i lún, d

ng l c ho t t i v i nhi u lo i xe tiêu chu n k thu t, xe do ng i dùng nh ngh a

t i tr ng ng v i các ph ng pháp tính toán tiên ti n Ch ng trình có nhi u công c

tr c quan h tr vi c mô hình hóa m t cách tr c ti p.

TTHL va TT

Giao di n và t c tính toán: ch ng trình ho t ng trong môi tr ng Windows, giao di n thân thi n, kh n ng tính toán m nh.

Hi n nay, ph n m m này ang c áp d ng ph bi n M và nh t là các n c châu Á nh Nh t, Trung Qu c, Malaysia, R t nhi u công trình l n trên th gi i ã

c thi t k và phân tích b ng ph n m m này, nh c u Stonecutter H ng Kông dài 1018m, c u Sutong Trung Qu c dài 1088m, c u treo dây võng Thu n Ph c thành

Phân tích ng l c h c: tính tr riêng, ph ph n ng, l ch s th i gian

Mô hình hóa và phân tích các giai o n thi công có xét n s thay itính n ng v t li u, co ngót, t bi n c a bê tông, v trí và hình d ng k t c u

H tr tr c ti p vi c mô hình hóa và phân tích c bi t, ch ng trình có

h tr r t ti n l i cho h u h t các k t c u c u d m, c u vòm, c u b n, v i cáccông ngh thi công nh úc t i ch , úc y, úc trên à giáo y và nh t là các

k t c u ph c t p nh c u treo dây v ng, dây võng

Ngoài ra hi n nay trên th gi i còn r t nhi u các ph m m m cho phép ng i dùng tính toán bài toán c u m t cách hi u qu chính xác.

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, tính chính xác cao

c bi t là c ng d ng cho r t nhi u công trình th c t trên 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

4 Ph ng pháp nghiên c u

Tr ng ph m vi th i gian h n h p nên tài ch nghiêm c u xây quanh theo

ph ng pháp nghiêm c u v lý thuy t v i n i dung c th nh sao:

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 c ung

Thu th p tài li u v các công trình ã c thi công theo th c t trong n c

và n c ngoài làm c s d li u tham kh o, so sánh và ánh giá

Tính toán, phân tích, ng d ng gi i pháp công ngh cho d m I so sánh,ánh giá a ra k t lu n và ki n ngh theo úng nh n nh c a tài nghiên 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 cang 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 công trong 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 vàlao l p d m theo các giai o n t ch t o, v n chuy n, lao l p lên k t c u nh p.Các tính toán xác nh mô men u n, l c c t d i t i trong phân b u theo t nggiai o n thi công T ó so sánh m c chênh l ch n i l c c a 2 s tính

TTHL va TT

toán xác nh kh n ng u vi c c a d m liên t c hóa 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 so sánh 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 mliên t c nêu lên nh ng u nh c i m trong kh n ng ch u l c, chi phí thi 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 a các

c u nhi u nh p d m BTCT D L n gi n xu t ng d ng ph ng pháp 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

TTHL va TT

CH NG 1

T NG QUAN V CÔNG NGH LIÊN T C HÓA D M I BT D L

1.1.Công ngh k t c u liên t c hóa

1.1.1 Gi i thi u chung

Hi n nay trên th gi i, Vi t Nam và trên a ph ng t nh Trà Vinh ã b t

u s d ng bi n pháp liên t c hóa các d m n gi n ang s d ng nâng cao

th i gian ph c v , và kh n ng ch u t i s a ch a các c u c vì d m n gi n

c áp d ng khá ph bi n b i d l p t, tính c gi i hóa cao, tiêu chu n hóa

và v n chuy n phù h p v i trình n v thi công hi n nay

K t c u nh p g i là liên t c hóa 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 túy 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

Tính liên t c hóa trong xây d ng c u có s d ng nh p d m gi n n BT

D L úc s n có u i m là: gi m c s khe co giãn t o i u 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 sxung kích chi m ph n l n trong t ng th mômen thi t k i v i c u d mBTCT D L thi t k liên t c cho phép gi m 10% n 25% n i l c c n thi t so

v i thi t k nh p n gi n

V m c k t c u khi n i các d m gi n n thành h liên t c thì mômen

d ng gi m so v i d m gi n n, nh ng làm mômen âm v trí liên k t d mtrên tr c u Cho nên c n b trí c t thép th ng và có th c t thép D L ch umômen âm tùy thu c vào m c liên t c hóa b n nhi t hay liên t c hóa các

TTHL va TT

nhà máy, d l p c h n, n gi n hóa trong quá trình thi công, phù h p c

v i trình thi công n c ta hi n nay

- Liên t c hóa ch ph n b n m t c u (liên t c nhi t)

- Liên t c hóa toàn b c b n m t c u và ph n d m ch b ng ph ngpháp bê tông và c t thép th ng n i c ng u d m (Ph ng pháp này khá

Có th chia thành 5 lo i liên t c hóa khi không b trí thép D L theo

ph ng d c c u, mà ch s d ng m i n i liên t c thông qua bêtông m i n i

t i ch và b trí thép th ng ch u l c, d i ây s trình bày chi ti t m t s

ph ng pháp liên t c hóa:

Ph ng pháp 1: Liên t c b n d ng liên k t ch t (ph ng pháp Maunsell)[11]

K t c u nh p c thi t k và thi công theo s d m gi n n nhi u

nh p theo ph ng pháp truy n th ng k t h p v i d m ngang và b n n i t i u

d m T i v trí trên tr , b trí hai hàng g i, s k t c u v n gi ng nh ph ngpháp gi n n truy n th ng

Nh ng thanh thép ch t dài c b trí chính gi a b n theo chi u caoliên k t b n gi a hai nh p v i nhau, lo i b khe bi n d ng t i nh tr và chophép áp d ng m i n i xoay chìm trong b n m t c u có th xoay c, thanh

TTHL va TT

thép ch t c l ng vào trong m t ng b c không dính bám v i bê tông xungquanh t i v trí khe bi n d ng Cùng v i ó ph n b n và d u d m bên d i có

nh i l p v t li u àn h i c bên trên và bên d i thanh ch t

Ph ng pháp 2: D m ngang li n kh i (ph ng pháp Mattock) [11]

Theo ph ng pháp này, các d m BTCT D L c thi công theo t ng

nh p nh xây d ng c u nhi u nh p gi n n Sau ó các d m ngang t i ch ,bao b c l y các u d m, s c xây d ng t i m i tr M i n i bi n d ng ch

c b trí t i hai m Mômen âm t i cu i các d m thông th ng òi h i ph i cóthép D L và b trí ph n b n t i ch và c neo vào ph n trong c a

k t c u nh p Mômen d ng t i v trí d m ngang n i cu i d m ch c ch u

b ng cách liên k t các c t thép t i b n áy c a d m tr c khi bêtông d mngang Chi u cao xây d ng t ng t nh k t c u nh p g i gi n n Các d mBTCT D L c x p vào hai hàng g i t m th i ho c v nh c u trên nh tr ,sau ó d m ngang li n kh i bao b c l y u d m v i chi u sâu ngàm kho nglm

d ng l c, b trí c ph n trên và ph n d i c a d m ch Kh n ng ch u l ctheo ph ng ngang c m b o b ng c t thép th ng ho c c t thép D L,

m t s thanh i xuyên qua ph n cu i c a thân d m ch D m ngang c kêtrên m t hàng g i t t i tâm tr

Ph ng pháp 5: Liên t c b n m t c u (liên t c nhi t) (ph ng pháp Kumar) [11]

K t c u nh p liên t c nhi t là k t c u c t o ra b ng cách n i k t c u

TTHL va TT

nh p d m ho c b n gi n n v i nhau m c b n m t c u, sao cho d i tác

d ng c a l c ngang và nhi t , c u làm vi c nh h d m liên t c, còn d i tác

nh p liên t c hóa hoán toàn D m ch th ng c ch t o s n trong nhà máytheo p ng pháp c ng sau

T i M , k t c u b n liên t c nhi t c s d ng không ch cho các c uxây m i mà còn áp d ng thay th các khe co giãn ã b h h ng c a các c u

hi n h u có yêu c u c i t o, nâng c p Theo nh hi p h i ng b M , vào

n m 2010 s có t i 42% s c u trên ng ôtô c a M c n c nâng c p c i

t o v i chi phí c tính lên n 50t ô la (Ashley, 1996)

Úc t n t i hai d ng n i liên t c nhi t M t là dùng gi i pháp n i b n

m t c u gi ng gi i pháp ã th c hi n c u M Thu n Hai là, n i liên t c trên

d m ngang Vi c s d ng b n liên t c nhi t ây c dùng r t ph bi n và

ã ch ng t c nh ng u i m trong su t quá trình s d ng lâu dài

c và Nga: gi i pháp t ra ch y u là n i b n liên t c nhi t và ch

có k t c u b n m t c u ch u toàn b n i l c phát sinh do ho t t i và t nh t igiai o n hai cùng tác ng khác nh co ngót, t bi n, thay i nhi t

M t s hình nh mô t các b c thi công chính v liên t c hóa k t c u

nh p s d ng d m I:

Hình 1.1 Gia công thép d m và l p t ng ghen lu n cáp

TTHL va TT

Hình 1.2 bê tông và b o d ng bê tông d m

Hình 1.3 Khi bê tông t c ng ,ti n hành c ng cáp D L l n 1

Hình 1.4 V n chuy n và l p t d m vào v trí k t c u nh p

TTHL va TT

Hình 1.5.Thi công l p t c t thép ch , b trí c t thép th ng trong d m ngang

t i v trí m i n i, n i ng lu n cáp D L trong kho ng gi a 2 u d m t i v trí

m i n i, gia công c t thép b n m t c u, ti n hành bê tông b n m t c u và

m i n i.

TTHL va TT

Hình 1.6 Ti n hành c ng cáp l n 2 sau khi bê tông m i n i và b n m t c u t

c ng yêu c u Ti n hành c ng 2 bó cáp còn l i s 4,5 c luôn xuyên qua các d m ch trong cùng m t liên và c ng D L Sau ó ti n hành b m v a vào

ng lu n cáp b o v cáp D L

Hình 1.7 Ti n hành thi công các ph n còn l i

TTHL va TT

1.1.4 Tình hình s d ng d m I BTCT D L Vi t Nam

T i Vi t Nam k t c u nh p liên t c nhi t c áp d ng u tiên cho m t

c u d n ng ôtô c u Th ng Long d i s tr giúp k thu t c a các chuyên giaLiên Xô tr c ây C u g m 4 làn xe theo s : 32,546+21x32,7+11 b B c

và 32,546+20x31,7+11 b Nam Các nh p 2 8 trên m t b ng c t theohình cong a tuy n ng ôtô l ch kh i ng tim c u chính m t góc 21,540

C u d n b B c dài 729,7m, b Nam dài 697m, c ng chi u dài hai b 1426,7m,

n u k c ph n c u chính thì t ng chi u dài ng ôtô trên c u là 3114,7m c

i m c a c u d n ng ôtô là m t c u liên t c (BTCT) v i m t khe co giãn trên

tr 6 Các nh p c liên k t thành m t h th ng liên t c nhi t b ng cáchbêtông n i li n m t c u c a hai nh p k nhau Chi u dài c a chu i liên t c nhi t :

- Chi u dài chu i d n b B c là 522,37m;

- Chi u dài chu i d n b Nam là 489,67m;

- Chu i ng n b B c và b Nam b ng 194,96m

M t s c u n m trên qu c l 18 nh c u C m, c u c n nhà ga sân bay

Qu c t N i Bài, c u Gián Kh u, c u Mai Pha, Chi L ng trên qu c l 1A, c uTân trên Qu c l 10 b c qua Sông H ng n i gi a hai t nh Nam nh và TháiBình, c u Quý Cao u s d ng b n liên t c nhi t

M t s c u Thành ph H Chí Minh nh C u Long Ki ng n m trên H ng

l 34 huy n Nhà Bè, dài 280m, g m 3 chu i liên t c nhi t : 2 chu i 4 nh p24,54m, và 1 chu i g m 2nh p 24,54m +1nh p 33m và m t s c u n m trên

Qu c l 1A nh c u An L p (liên t c 2nh p 24,54 + 1nh p 33m), c u BìnhThu n u s d ng b n liên t c nhi t, chi u dài chu i liên t c c a các c unày t 4 nh p tr l i

Ngoài nh ng c u bêtông c t thép s d ng b n liên t c nhi t, m t s côngtrình c u giàn thép c ng s d ng b n liên t c nhi t nh c u Ch ng D ng b cqua Sông H ng Hà N i, c u dài 1230m g m 21nh p : 11 nh p thép và 10 nh pbêtông, c u B n Thu b c qua sông Lam dài 650m n i hai t nh Ngh An và Hà

T nh Ph n b n bêtông liên h p v i d m d c h m t c u c ng c nghiên c u

n i liên t c trong t ng liên d m

T ng k t các c u ã s d ng b ng b n liên t c nhi t cho n nay ch t l ng r t

t t, n i b t nh t nh ph n nh p d n c u Th ng Long

TTHL va TT

T c xây d ng công trình nhanh, hi u qu , giá thành có th t c

b ng vi c tiêu chu n hoá các chi ti t d m và c t thép b n m t Xây d ng b n

m t liên quan n lao ng chân tay Ván khuôn c nh gi m giá thành xây l p.Giá chính th c s c gi m d n sau khi ã s n xu t ra m t s d m Th i gianxây d ng gi m vì do s n xu t t i nhà máy a n công trình thi công l p ghép.Giá thành thuê m t b ng xây d ng gi m, y nhanh t c xây d ng

Tính n nh

Ti t di n i x ng nên n nh h n khi v n chuy n d m và lao l p

D l p c d thi công, khi c u l p, m không c n b t c liên k t ngoài

gi n nh - khi mà s m t n nh theo ph ng ngang do u n k t h p xo n

i v i các d m dài là m i lo ng i trong quá trình thi công

Trên d m I có b n BTCT t i ch làm cho k t c u toàn kh i và c ngngang c ng t t, phân ph i t i tr ng cho các d m ng u h n

b Nh c i m

Là lo i k t c u bán l p ghép, ph n b n t i ch nên thi công lâu h n,

ph thu c th i ti t, nh ng i u ki n khí h u n c ta ch có 2 mùa m a n ngnên vi c tích h p trong xây d ng c ng d dàng h n, các d m a s c s n

su t trong nhà máy, nên v n th i ti t c ng không quan tr ng l m cho vi c thicông

D m I 12.5 m - chi u r ng d m: 560mm - chi u cao d m: 550mm

D m I 18.6 m - chi u r ng d m: 560mm - chi u cao d m: 700mm

TTHL va TT

D m I 24.54 m - chi u r ng d m: 558mm - chi u cao d m: 1143mm

D m I 33 m - chi u r ng d m: 610mm - chi u cao d m: 1400mm

Có kh n ng v t nh p l n phù h p v i m i di u ki n c ch t o t inhà máy, công x ng nên t ch t l ng cao, ván khuôn m t c u lúc thi công t i

ch c n gi n r t nhi u

B trí cáp d ng l c trong d m:

C t thép d ng l c nh m giúp cho bêtông c nén tr c khi ch u t i

tr ng bên ngoài, do v y ng su t kéo trong bêtông c gi m b t ho c tri t tiêu

d n n gi m võng khi ch u t i, t ng mômen kháng n t, kh n ng ch u m i

và ph c h i võng sau khi n t t ng

1.2.3 Khát quát các c u hi n có trên a bàn Trà Vinh

B n hi n tr ng giao thông t nh Trà Vinh[8]

TTHL va TT

Toàn t nh có 146 c u ang khai thác, trong ó c u b ng bê tông c t thép

có 102 c u, c u b ng thép có 14 c u và c u liên h p thép và bê tông c t thép có

30 c u

Các c u a s v n còn s d ng t t, c u BTCT nh p n gi n c s d ngnhi u h n nh tính hi n i hóa và các tính n ng u vi c v t tr i c a nó

1.3 K t lu n ch ng 1

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 n trong c ngngh 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 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 nchuy n phù h p v i trình các n v thi công trong n c hi n nay Tuy nhiên, nâng cao hi u qu khai thác, t o s êm thu n trong l u thông và gi m chi phíduy tu s a ch a, b o trì, b o d ng, các các chi ti t khe 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 phápcông ngh gi i quy t v n này M t gi i pháp 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 saocho 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 tácnhân 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 công nghliên 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 pliên t c hóa t các phi n d m gi n n mang l i hi u qu kinh t cao, tu i thcông 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

CH NG 2

C S TÍNH TOÁN LIÊN T C HÓA D M I BTCT D L

1.1 Trình t công ngh thi công d m I liên t c hóa

Giai o n 1: Ch t o d m trong công x ng ho c bãi úc u c u

Hình 2.1 Ch t o d m

- L p t ván khuôn:

+ Ván khuôn ph i là ván khung thép c l p t theo kích th c dâm d cthi t k

+ Ván khuôn ngoài s c l p t sau khi hoàn thành t t c các công tác l p

t c t thép, công tác D L, ván khuôn ngoài s c g n ch t, khít v i vánkhuôn áy

- Công tác c t thép

+ C t thép s c gia công t thanh thép có chi u dài tiêu chu n 11.7m.+ Công tác c t u n c t thép c th c hi n b ng máy C t thép c giacông theo úng hình dáng và kích th c c a thi t k

+ L p t, gia công c t thép ngoài ván khuôn, l p t ng gen cáp DU7L,

l ng thép này s c c u vào ván khuôn b ng c n c u

- Công tác bêtông

+ Công tác bê tông t i: Bê tông các d m c cung c p t tr m tr n bê tông

th ng ph m t i nhà máy

+ s t c a bê tông s c ki m tra tr c khi bê tông c

+ Bê tông c bê tông c tr c ti p t xe tr n bê tông, bê tông c theo t ng l p dày 0.5m tránh vi c phân t ng và tr i u n các thanhthép

- C ng cáp:

+ C ng khi c ng bêtông t trên 90%

Giai o n 2: V n chuy n và l p t d m ra k t c u nh p, c u l p d m vào v trí

TTHL va TT

thi t k , thi công n i liên t c Liên k t các d m qua d m ngang Thi công b n

m t c u ( giai o n này bê tông m i n i ch a c ng)

Hình 2.2 V n chuy n l p t d m

Giai o n 3: Bê tông m i n i ã c ng, ti n hành c ng cáp d l phí trên nh tr

c u Thi công d m ngang, b n m t c u, l p ph và các ti n ích trên c u

Hình 2.3 C ng cáp d m

B c 4: Hoàn thi n, thông xe, a c u vào khai thác

Hình 2.4 a vào khai thác

1.2 Di n bi n n i l c theo công ngh

Ph ng pháp tính toán d m liên t c hoá t các phi n d m gi n n nhi u

nh p, th c ch t gi ng nh tính toán thi t k m t h d m liên t c thông th ngkhác, nh ng có xét n trình t thi công nh h ng n phân b ng su t trong

k t c u nh sau:

TTHL va TT

S tính toán k t c u nh p

Hình 2.5 S tính toán Giai o n 1:

K t c u nh p làm vi c theo s gi n n d i tác d ng c a t nh t i b nthân d m và t i tr ng thi công, D L ban u trong d m ch

Hình 2.6 Di n bi n n i l c trong d m làm vi c giai o n 1

D m ch u l c trong giai o n này là d m n gi n T i tr ng ch u tác d ng

là t i tr ng b n thân bêtông và c t thép có trong d m

TTHL va TT

Giai o n 3: Sau khi chuy n t hai hàng g i v m t hàng g i t i các tr

gi a, k t c u tr thành siêu t nh K t c u làm vi c siêu t nh v i t nh t i giai o n

II nh t nh t i b n m t c u, ph n xe ch y, lan can và ho t t i khai thác Ngoài

ra còn ch u các tác ng th c p nh :

+ 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

v i m t ng su t làm vi c b ng 0,6 l n c ng ch y nh ng không v t quá36ksi (t ng ng 252 Mpa)

+ Mômen âm t i v trí tr

Khi d m làm vi c nh m t nh p gi n n ch u h u h t các mômen t nh t ithì các mômen âm thi t k trên tr là do ho t t i có xét l c xung kích và t nh t iphàn II Ph ng pháp thi t k c t thép ch u mômen âm nên dùng tr ng thái gi i

h n v i h s t i tr ng cho ho t t i là 2,5 và t nh t i là 1,5 nh h ng c a l cnén tr c ban u o l c c ng kéo d m úc s n có th c b qua trong khitính toán mômen âm c a tr ng thái gi i h n n u nh ng su t nén tr c t i a

nh h n 0,5 fi và c t thép liên t c nh h n 1,5%

+ ng su t nén trong d m t i v trí tr

ng su t nén l n có th x y ra do s c ng tác d ng các ng su t gây ra b i

d ng l c và u n do ho t t i âm trên các tr M t s các nghiên c u ã ch

ra nh ng ng su t này không nh h ng n c ng gi i h n do:

ng su t c gi m qua các bi n d ng không àn h i

Nén toàn ph n không x y ra các u d m d i tác d ng c a bó cáp trênchi u dài truy n l c

Các d m ngang làm t ng kh n ng ch u l c khu v c này

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

2.3.1 Tính duy t theo TTGH s d ng:

N i dung ki m tra theo tr ng thái gi i h n s d ng c quy

nh trong i u 5.5.2 Trong lu n v n ki m toán các n i dung sau :

Ki m tra ng su t trong bêtông theo i u 5.9.4

f g.top : ng su t th trên c a d m (MPa)

fg-bot: ng su t th d i c a d m (MPa)

f s-top: ng su t th trên c a b n m t c u (MPa)

fgL-comp: Gi i h n ng su t nén c a bê tông d m (MPa)

fsL-comp: Gi i h n ng su t nén c a bê tông b n m t c u (MPa)

fgL-tens: Gi i h n ng su t kéo c a bê tông d m (MPa)

tho mãn các kh n ng ch u l c sau c a bê tông:

Quá trình ki m toán c n ki m toán 3 giai o n sau:

Giai o n 1 : Sau khi s n xu t d m I 33,0m c ng sau t i bãi úc

ti n hành c u l p d m vào g i t m

ng su t th trên c a d m:

(1) sec (1) sec (1)

Giai o n 2 : Thi công xong m i n i liên t c hóa, ván khuôn

l i, b n m t c u và d m ngang, d b hai g i t m (S d m liên t clàm vi c v i g i chính)

c a m t c t ngang v t quá 80% c ng ch u kéo do u n nh quy

nh c a i u 5.4.2.6 (l y i v i bê tông là 0.8 X0.63 f c' 0,5. f c' ),

TTHL va TT

+ ds: Kho ng cách t th nén ngoài cùng n tr ng tâm c t thép

tính toán chi u cao vùng nén,tr c h t c n xác nh tr ng

h p tính toán là tr c trung hòa qua cánh ho c qua s n d m.Mu n v y

gi thi t tr c trung hòa qua mép d i b n ch u nén

f

f b k A

d + N u c hf tr c trung hòa qua s n d m Dùng công th c[TCN 5.7.3.1.1-3] v i bi= bWi tính c

TTHL va TT

+ 1.2 l n s c kháng n t, Mcr c xác nh trên c s phân ph i

ng su t àn h i và c ng ch u kéo khi u n fr c a bê tông

+ 1.33 l n mômen tính toán c n thi t d i t h p t i tr ng

-c ng Moomen n t c tính nh sau: Mcr.=Sc.fr

Trong ó: Sc S c kháng n t c a m t c t; fr C ng ch u kéokhi u n c a bê tông có t tr ng th ng fr=0,63 f c'

+ S c kháng c t có th chia thành, V c - do ng su t kéo trong bêtông,

Vs-Do c t thép ch u c t, Vp- Do thành ph n d ng l c th ng ng.+ S c kháng danh nh c a m t c t bê tông:

V c = 0.083 . f b c v d v

+ S c kháng danh nh do c t thép ch u c t:

(cot cot )sin

v y v s