ĐỀ TÀI NCKH : GIẢM LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU BẰNG MỐ MỞ RỘNG CÓ BẢN GIẢM TẢI TOÀN KHỐI. Chủ nhiệm: TRẦN MINH PHỤNG

GIẢM LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU BẰNG MỐ MỞ RỘNG CÓ BẢN GIẢM TẢI TOÀN KHỐI... TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU• Lún đầu cầu đã trở thành một hiện tượng khá phổ biến, không những ở Việt Nam mà

Trang 1

GIẢM LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU BẰNG MỐ MỞ

RỘNG CÓ BẢN GIẢM TẢI TOÀN KHỐI.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA XẬY DỰNG

Chủ nhiệm: TRẦN MINH PHỤNG

ĐỀ TÀI:

Bình Dương ngày 26/12/2016

Trang 2

NỘI DUNG BÁO CÁO

TOÀN KHỐI.

Trang 3

PHẦN MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

4 ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

6 CẤU TRÚC ĐỀ TÀI

Trang 4

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

• Lún đầu cầu đã trở thành một hiện tượng khá phổ biến, không những ở Việt Nam mà ngay cả các nước phát triển trên thế giới

• Hiện tượng này làm giảm năng lực thông hành, gây hỏng hóc phương

tiện, hàng hóa, phát sinh tải trọng xung kích phụ thêm lên mố cầu, tốn kém

• Để giải quyết vấn đề đó đã có nhiều giải pháp được đưa ra và cũng

khắc phục được hiện tượng lún đầu cầu như: kéo dài đường vào đầu cầu tức tăng khẩu độ cầu, làm sàn giảm tải gia cố cọc.

• Tuy đã khắc phục được việc lún đầu cầu nhưng chi phí tốn kém, bên cạnh

đó có những biện pháp tiết kiệm hơn như làm bản quá độ tuy nhiên hiện tượng lún vẫn xảy ra.

• Đưa một giải pháp mới nhằm hạn chế lún đầu cầu bằng việc thiết kế mố

Trang 5

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Tìm ra được giải pháp mới trong việc hạn chế lún đột ngột đầu cầu bằng biện

pháp tiết kiệm hơn so với các biện pháp khác.

Đối tượng nghiên cứu: Các hệ thống cầu trên địa bàn Đông Nam Bộ nói riêng và các công trình cầu cả nước nói chung với những cầu có chiều cao mố vừa và nhỏ.

Phạm vi nghiên cứu:

• Các công trình cầu vừa và nhỏ phù hợp với kết cấu của mố có bản giảm toàn khối.

• Từ cơ sở tính toán đưa ra một số ví dụ cụ thể của việc tính kết cấu và tính lún khi có bản bản giảm tải toàn khối.

• Đề tài tập trung chủ yếu vào khả năng chịu tải của mố, và tính lún nền đất sau mố khi có bản giảm tải toàn khối.

Trang 6

ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

Chuyển dịch độ lún ra khỏi phạm vi mố bằng bản giảm tải toàn khối.

Tăng độ lớn bán kính của đường cong đứng trên đường đầu cầu nên xe chạy vào cầu êm thuân hơn.

Đề tài hy vọng giúp chủ nhà thiết kế cân nhắc việc đưa ra giải pháp hạn chế lún đường đầu cầu cho từng công trình làm sao phù hợp nhất, giữa việc giảm lún, tăng độ êm thuận khi xe vào cầu và chi phí phải bỏ ra.

Trang 7

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

nước ngoài, từ đó nghiên cứu thiết kế mố mở rộng có bản giảm tải toàn khối, và tính lún nền đất khi có bản giảm tải toàn khối.

Trang 8

CẤU TRÚC ĐỀ TÀI

• Chương 1: Tổng quan hiện trạng lún và các phương pháp giảm

• Chướng 2: Nghiên cứu tính toán mố mở rộng có bản giảm tải

• Chương 3: Nghiên cứu tính lún nền đường đầu cầu.

• Chương 4: Kết luận và kiến nghị.

Trang 10

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG LÚN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

GIẢM LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU Ở VIỆT NAM HIỆN NAY

1.2 HIỆN TRẠNG LÚN VÀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU

Ở NƯỚC TA HIỆN NAY

Hình 1.2: Nguyên nhân gây ra hiện tượng lún lệch (Briaud) [9]

Trang 11

Một số hình ảnh chung về lún đầu cầu:

Hình 1.4: Cầu ông Cộ “cũ” (Hiệp An, Tp.Thủ Dầu Một) Hình 1.3: Lún đầu cầu ở cầu vượt Tân Cảng (Tp.HCM)

Trang 12

Một số hình ảnh chung về lún đầu cầu:

Hình 1.5 Cầu nối Đại lộ Hậu Giang với đường Lê Hồng Phong, Đồng Nai, trích “Báomới.com” số ra 02/11/2013.

Trang 13

1.2.1.Giải pháp giảm lún đường đầu cầu bằng bản quá độ

nhanh, chi phí không cao.

chiều cao đất đắp không lớn, hiện tượng

chạy vào cầu không êm thuận, vẫn chưa thể khắc phục được tình trạng lún khi

nền đất yếu.

Hình 1.7: Mố có bản quá độ [2]

Trang 14

1.2.2 Giải pháp dùng sàn giảm tải trên hệ cọc bê tông

cốt thép đóng sâu

Hình 1.8: Sàn giảm tải sau mố [10]

Trang 15

1.2.2 Giải pháp dùng sàn giảm tải trên hệ cọc bê tông cốt thép

đóng sâu

Hình 1.9: Sàn giảm tải ở những cầu dẫn vào cầu Phú Mỹ (thành

phố Hồ Chí Minh) [10]

đảm bảo độ lún tối thiểu và độ

ổn định, độ an toàn cao cho kếtcấu tường chắn, quy trình thi

thiết bị thi công đặc chủng

đoạn xử lý với đường bìnhthường nếu chiều cao đất đắplớn

Trang 16

1.2.3 Giải pháp mở rộng khẩu độ cầu

Hình 1.10: Đường vào cầu Sài Gòn (Tp.Hồ chí Minh)

đất đắp sau mố, độ lún lệch giữa mố và đường

tốn kém trong việc đầu tư

Trang 17

1.3 GIẢM LÚN ĐẦU CẦU BẰNG MỐ MỞ RỘNG CÓ BẢN GIẢM

TẢI TOÀN KHỐI (phương án đề xuất)

Phần

mở

rộng

mố cầu, tăng độ êm thuận cho xe khichạy trên đoạn đường khi vào cầu, chi

chỉ tiêu cơ lý không quá yếu và chiều

vực Đông Nam Bộ

Trang 19

2.1.TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỐ CẦU

Khi thiết kế mố trụ cầu trước hết chọn loại mố cầu, sơ bộ xác định kích thước các tiết diện, sau đó tiến hành các trình tự sau:

Chọn sơ đồ tính toán.

Xác định các loại tải trọng đối với tiết diện cần tính toán của các bộ phận mố.

Lập các tổ hợp tải trọng nhằm xác định các trị số nội lực bất lợi rất có khả năng xuất hiện trong quá trình xây dựng và khai thác công trình.

Kiểm tra các tiết diện theo các trạng thái giới hạn.

Trang 20

2.2 CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ CẦU

 2.2.1 Phản lực gối dưới tác dụng của trọng lượng bản thân kết cấu nhịp

Trang 21

 g đ : trọng lượng riêng của lớp đất sau mố (kN/m 3 ).

 b 8 : chiều cao đất đắp sau mố, bằng chiều cao tường thân cộng chiều cao tường đỉnh (m).

 (1): là khối khép kín, được bao bọc bởi hai bên tường cánh, tường thân, tường đỉnh.

 (2) khối đất trong phạm vi bản giảm tải toàn khối.

Trang 22

)' ( 2

Trang 23

C 5 : chiều rộng bệ mố theo phương ngang cầu (m).

g: trọng lượng riêng của lớp đất sau mố (kN/m 3 ).

Chiều cao tường (mm) H eq (mm)

≤1500 1700

3000 1200

6000 760

≥9000 610

Trang 24

2.3 CÁC MẶT CẮT KIỂM TOÁN VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

TÁC DỤNG LÊN MỐ

2.3.1 Các mặt cắt kiểm toán 2.3.2 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố cầu

Trang 25

2.4 TÍNH DUYỆT MỐ CẦU

 2.4.1 Tính duyệt khả năng chịu uốn

 2.4.2 Tính duyệt khả năng chịu cắt

 2.4.3 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu

 2.4.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa

 2.4.5 Tính duyệt theo TTGH sử dụng

Trang 26

2.5 TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC

Hình 2.9: Hình minh họa bố trí cọc trong bệ mố

Lực dọc trục đầu cọc của cọc thứ i được tính theo

Trang 27

2.6 VÍ DỤ TÍNH TOÁN MỐ CẦU CÓ BẢN GIẢM TẢI TOÀN KHỐI THEO

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 22TCN 272-05

Số liệu kết cấu phần trên

-Chiều rộng toàn cầu W = 12.1 m

- Chiều dày bản mặt cầu : tdeck= 0.2 m

-Diện tích của mỗi dầm ngang Fng= 0.3633 m 2

-Chiều rộng của dầm ngang dọc cầu b = 0.2 m

-Chiều cao dầm ngang Hn= 1 m

-Diện tích của gờ lan can F lc = 0.313 mm 2

-Chiều dày lớp phủ t = 0.12 m

-Chiều cao gối cầu hg= 0.2 m

-Chiều cao dầm tính đến lớp phủ H dầm = 1.82 m

-Chiều dày của lớp bê tông tấm đan hđan 0.2 m

-Chiều dày lớp bản mặt cầu h 0.2 m

Trang 28

2.6 VÍ DỤ TÍNH TOÁN MỐ CẦU CÓ BẢN GIẢM TẢI TOÀN KHỐI THEO

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 22TCN 272-05

Biểu đồ 2.1 Số lượng thép qua các mặt cắt

Trang 29

2.6 VÍ DỤ TÍNH TOÁN MỐ CẦU CÓ BẢN GIẢM TẢI TOÀN KHỐI

THEO TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 22TCN 272-05

P N

Trang 30

2.8 TÍNH TOÁN MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP CÓ CHIỀU CAO MỐ VÀ CHIỀU RỘNG BẢN GIẢM TẢI TOÀN

KHỐI THAY ĐỔI

Trang 31

2.8.1 Trường hợp chiều cao mố 4.74m và chiều rộng bản giảm toàn khối

a0 từ 3-6 (m)

Hình 2.15: Kích thước mố có chiều cao 4.74m

Trang 32

Biểu đồ thể hiện áp thẳng đứng tại tiết diện A-A theo chiều rộng

bản giảm tải toàn khối

Áp lực thẳng đứng tại tiết diện A-A (KN)

Biểu đồ 2.2: Áp lực thẳng đứng tại tiết diện A-A có

chiều cao mố 4.74m

Biểu đồ 2.3: Số lượng cọc theo chiều rộng bản giảm tải

toàn khối có chiều cao mố 4.74m

Trang 33

a0 từ 3-6 (m)

Biểu đồ 2.4: Số lượng thép cần bố trí qua các mặt cắt ứng với chiều rộng bản

giảm tải toàn khối có chiều cao 4.74m

Trang 34

2.8.2.Trường hợp chiều cao mố 5.24m và chiều rộng bản giảm toàn

khối a0 từ 3-6 (m)

Hình 2.16: Kích thước mố có chiều cao mố 5.24m

Trang 35

17775,21 19501.28

21230.09

23635.59

0 5000 10000 15000 20000 25000

Biểu đồ 2.5: Áp lực thẳng đứng tại tiết diện A-A với chiều

cao mố 5.24m

Biểu đồ 2.6: Số lượng cọc theo chiều rộng bản giảm tải toàn

khối có chiều cao mố 5.24m

Trang 36

khối a0 từ 3-6 (m)

Biểu đồ 2.8 Số lượng thép qua các mặt cắt có chiều cao mố

5.24m

Đối với bản giảm tải toàn khối có

bề rộng 5- 6m cần có biện pháp tăngtiết diện cọc ngoài ra đối với bản giảmtải có bề rộng 6m cần tăng chiều dày

bệ mố và chiều dày bản giảm tải toànkhối để tăng sức chịu tải cho mố

chiều dày bản giảm tải toàn khối tạimặt cắt G-G là 1m)

Trang 37

2.8.3 Trường hợp chiều cao mố 5.74m và chiều rộng bản giảm toàn

khối a0 từ 3-6 (m)

Trang 38

2.8.3 Trường hợp chiều cao mố 5.74m và chiều rộng bản giảm toàn

Biểu đồ thể hiện áp thẳng đứng tại tiết diện A-A theo chiều rộng bản

giảm tải toàn khối

18

20

0 5 10 15 20 25

chiều rộng bản giảm tải (m)

Biểu đồ mối tương quan giữa số lượng cọc và chiều rộng bản

Trang 39

2.8.3 Trường hợp chiều cao mố 5.74m và chiều rộng bản giảm

Đối với bản giảm tải toàn khối có bềrộng 5- 6m cần có biện pháp tăng tiếtdiện cọc, ngoài ra đối với bản giảm tải có

bề rộng 6m cần tăng chiều dày bệ mố vàtăng chiều dày bản giảm tải toàn khối đểtăng khả năng chịu lực cho mố cầu

Trang 40

2.8.4 Trường hợp chiều cao mố 6.24m và chiều rộng bản

giảm toàn khối a0 từ 3-6(m)

Trang 41

20

0 5 10 15 20 25

chiều rộng bản giảm tải (m)

Biểu đồ mối tương quan giữa số lượng cọc và chiều rộng bản

số lượng cọc

Biểu đồ 2.12: Áp lực thẳng đứng tại tiết diện A-A với chiều

cao mố 6.24m

Biểu đồ 2.13: Số lượng cọc theo chiều rộng bản

giảm tải toàn khối H mố 6.24m

Trang 42

Biểu đồ 2.11: Số lượng thép qua các mặt cắt có chiều cao mố 6.24m

6.24mĐối với bản giảm tải toàn khối có bềrộng 4- 6m cần có biện pháp tăng tiếtdiện cọc

khối có bề rộng 6m cần tăng chiều dày

Tăng chiều dày bản giảm toàn khối

để đảm bảo khả năng chịu lực cho toàn

bộ mố cầu

Trang 43

2.8.5 Kết luận chung về sức chịu tải của bản giảm tải

toàn khối

Hình 2.19: Minh họa về căng cáp dự ứng lực cho bản

giảm tải toàn khối [14]

 Nên áp dụng bản giảm tải toàn khối cho những loại mố cầu có chiều cao vừa và

• ví dụ như: sử dụng cáp dự ứng lực cho bản giảm tải toàn khối.

Trang 44

CHƯƠNG 3:

NGHIÊN CỨU TÍNH LÚN NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU

Trang 45

3.1 TƯ DUY NGHIÊN CỨU

Trường hợp Mố không có bản giảm tải toàn:

giáp với mố cầu [15, 16]

Trang 46

3.1 TƯ DUY NGHIÊN CỨU

Trường hợp Mố có bản giảm tải toàn khối:

Hình 3.5: Sự thay đổi độ cứng nền đường tại vị trí tiếpgiáp với mố cầu khi có bản giảm tải toàn khối.Hình 3.4: Mô hình Mố cầu có bản giảm tải toàn khối

Trang 47

3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.2.1 Tính lún cho khối đất (1)

Khối đất (1) là khối khép kín, được bao bọc bởi hai bên tường cánh, tường thân và khối đất (2) Trong quá trình thi công, nền đất được đầm chặt nhiều lớp với hệ số đầm chặt k ≥0,98% nên ta coi như nền đất

Trang 48

htP

Hình 3.6: Mô hình tải trọng gây lún khối đất (2)

Khối đất (2) được tính lún theo phương pháp tổng phân tố

P

g

gl P

1i

2i P

Trang 49

M(x,y,z) z

y

x o

R

x

z y

S

Z P

S tg

Trang 50



Trang 52

3.3 VÍ DỤ TÍNH TOÁN

1 3

Trang 53

3.3.1 Tính lún cho khối đất (2) và (3).

ht P

d P

𝑆 3 = 10,3 (𝑐𝑚)

x

y 3m

13m

.

S

Z P

𝑆3 = 0,832 (𝑐𝑚)

Trang 54

3.3.1 Tính lún cho khối đất (2) và (3).

h(m) chiều cao đất đắp

0 1 2 3 4 5 6 7

Bảng 3.7: Bảng tổng hợp độ lún S3 của khối đất (3), (cm)

Biểu đồ 3.1: Độ lún khối đất (3)

Trang 55

3.3.3 Khảo sát lún bằng phương pháp số:

Hình 3.20: Mô phỏng mô hình mố có bản giảm tải toàn khối

bằng Abaqus 6-13

Trang 56

3.3.3 Khảo sát lún bằng phương pháp số:

Trang 57

0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000

Trang 58

CHƯƠNG 4:

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Trang 59

KẾT LUẬN

 Từ việc đưa mố cầu có bản giảm tải toàn khối đã giúp cho đường đầu được êm thuận hơn so với mố thông thường Do phạm vi lún được dịch chuyển ra xa mố cầu, độ cứng của nền đường và độ lún của nên đừng cũng biên thiên từ từ làm tăng bán kính đường cong đứng trên đường đầu cầu.

 Kết cấu mố có bản giảm tải toàn khối cấu tạo cũng không quá phức tạp.

 Thời gian thi công nhanh hơn bản giảm tải thông thường.

 Tận dụng phần móng của mố cầu để làm việc nên chi phí giảm đi rất nhiều so với bản giảm tải thông thường.

 Khả năng làm việc tốt hơn nhiều so với bản quá độ, vì bản quá độ thì một đầu tựa trên mố và một đầu kê trưc tiếp trên đường đường đầu cầu Nên khi đường lún thì bản quá độ cũng lún theo.

 Bản quá độ toàn khối còn làm tăng khả năng chống lật cho mố cầu Tuy nhiên móng của mố cầu phải chịu thêm một phần tải trọng của bản quá độ và phần đường bên trên nó.

Trang 60

KIẾN NGHỊ

Thi công mố cầu phải phân ra nhiều giai đoạn:

• Đúc bệ mố.

• Đắp đất phần đường đầu cầu giai đoạn 1 (loại đất có chỉ tiêu cơ lý tốt) đến cao

độ đáy bản giảm tải và lu lèn đạt độ độ chặt k≥0,98.

• Đúc bản giảm tải toàn khối với mố cầu.

• Lắp hệ thống thoát nước sau mố cầu [18].

• Đắp đất phần đường đầu cầu giai đoạn 2 (loại đất có chỉ tiêu cơ lý tốt, chia từng lớp để lu lèn theo Quy trình) đến cao độ mố cầu và lu lèn đạt độ độ chặt k≥0,98.

Trang 61

KIẾN NGHỊ

Chiều cao đất đắp nên áp dụng cho mố có chiều cao vừa và nhỏ (H mố ≤ 6m, chiều dài bản giảm toàn khối ≤ 6m) Nếu chiều dài bản giảm tải lớn hơn thì nên dùng bê tông cốt thép ứng suất trước theo công nghệ căng sau.

Khi đưa mố có bản giảm tải vào thì nên dùng cho các trường hợp và đất nền dưới đáy bệ mố có chỉ tiêu cơ lý không quá yếu, thích hợp cho khu vực các tỉnh ở Đông Nam Bộ.

Cần gia tải phần đường đầu cầu (bên ngoài bản giảm tải) trong quá thi công mố cầu.

Nếu chiều dài bản giảm tải toàn khối lớn hơn 5m thì nên dùng công nghệ bê tông cốt thép ứng suất trước căng sau cho bản thì sẽ tiết kiệm được một lượng thép rất đáng kể.

Nếu chiều cao đất đắp đường đầu cầu lớn hơn 4m thi nên dùng thêm bản quá độ thì sẽ có độ chuyển tiếp độ cứng tốt hơn Nhưng chiều dài bản quá độ phải ngăn hơn chiều dài bản giảm tải toàn khối.

Trang 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 63

CÁM ƠN HỘI ĐỒNG!

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	3,09 MB