Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN VĂN NGÔN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH CHO KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN VĂN NGÔN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH CHO KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ Ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình đặc biệt Mã số: 9580206 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Nguyễn Viết Trung PGS.TS Phạm Duy Anh HÀ NỘI - 2022 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I LỜI CAM ĐOAN .II DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU III DANH MỤC CÁC BẢNG .VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VIII MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Cấu trúc luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH VÀ CÁC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRONG KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU5 1.1 Khái quát vật liệu cốt sợi polyme (FRP) 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Ưu, nhược điểm GFRP .7 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Các tính chất lý đặc trưng vật liệu GFRP .10 1.3.1 Các tính chất vật lý 10 1.3.2 Các tính chất học 11 1.3.3 Ứng xử phụ thuộc thời gian 13 1.3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ cao lửa 14 1.4 Các vật liệu thành phần GFRP phương pháp chế tạo 15 1.4.1 Thành phần vật liệu GFRP 15 1.4.2 Phương pháp chế tạo vật liệu GFRP .16 1.5 Độ bền GFRP .18 1.5.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền GFRP 18 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu độ bền 20 1.6 Khái quát nghiên cứu ứng dụng cốt GFRP 20 1.6.1 Khái quát tiêu chuẩn, dẫn thiết kế hành 20 1.6.2 Một số nghiên cứu ứng xử uốn kết cấu bê tông cốt GFRP 23 1.6.3 Một số nghiên cứu sử dụng cốt FRP cho kết cấu mặt cầu .32 1.6.4 Ứng dụng cốt FRP 42 1.7 Định hướng nghiên cứu 46 1.7.1 Nhận xét kết nghiên cứu có 46 1.7.2 Các vấn đề đề tài tập trung nghiên cứu .46 Kết luận chương .47 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH 48 2.1 Giới thiệu 48 2.2 Các giả thiết tính chất thiết kế GFRP 48 2.2.1 Các giả thiết 48 2.2.2 Các tính chất thiết kế GFRP .48 2.3 Lý thuyết thiết kế kết cấu mặt cầu cốt GFRP theo hướng dẫn AASHTO LRFD .49 2.3.1 Các trạng thái giới hạn 49 2.3.2 Các nghiên cứu thiết kế .51 2.3.3 Thiết kế chịu uốn 51 2.3.4 Thiết kế chịu cắt 57 2.3.5 Bố trí chi tiết cốt .59 2.3.6 Triển khai mối nối cốt 61 2.4 Trình tự thiết kế mặt cầu cốt GFRP theo AASHTO LRFD 2018 .64 2.5 Phương pháp thiết kế mặt cầu cốt GFRP theo Tiêu chuẩn Thiết kế cầu Canada (CAN/CSA S6.1S1-10) 67 2.5.1 Tính tốn mặt cầu sử dụng phương pháp thiết kế uốn .67 2.5.2 Cơ sở thiết kế mặt cầu sử dụng phương pháp kinh nghiệm .70 2.6 Đánh giá cơng thức dùng tính tốn khả chịu tải kết cấu mặt cầu bê tông cốt GFRP 72 2.6.1 Khái quát công thức dự báo 72 2.6.2 Đánh giá công thức dự báo 74 2.7 So sánh thiết kế kết cấu mặt cầu sử dụng cốt GFRP thay cốt thép 82 Kết luận chương .84 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH 85 3.1 Giới thiệu 85 3.1.1 Các sở tiến hành thí nghiệm 85 3.1.2 Mục đích thí nghiệm 85 3.2 Lựa chọn mơ hình thí nghiệm 85 3.3 Công tác chuẩn bị thí nghiệm .86 3.3.1 Vật liệu 86 3.3.2 Thiết bị thí nghiệm 87 3.3.3 Mẫu thí nghiệm 88 3.3.4 Bố trí thiết bị đo đạc 91 3.4 Phương pháp tiến hành thí nghiệm .92 3.4.1 Sơ đồ thí nghiệm .92 3.4.2 Trình tự thí nghiệm 93 3.5 Kết thí nghiệm phân tích 93 3.5.1 Cường độ bê tông 93 3.5.2 Mơ hình phá hoại dạng vết nứt 93 3.5.3 Biến dạng bê tông cốt 96 3.5.4 Ứng xử võng - Biểu đồ quan hệ tải trọng độ võng 98 3.6 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm 100 3.6.1 So sánh kết thực nghiệm với công thức lý thuyết 100 3.6.2 Phân tích ứng xử kết cấu thí nghiệm phương pháp PTHH 103 Kết luận chương 109 CHƯƠNG PHÂN TÍCH THIẾT KẾ KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH 110 4.1 Giới thiệu 110 4.2 Nghiên cứu so sánh các phương pháp thiết kế mặt cầu 110 4.2.1 Giới thiệu 110 4.2.2 Tính toán thiết kế mặt cầu cốt GFRP theo phương pháp 110 4.2.3 So sánh khối lượng vật liệu tính theo hai phương pháp 113 4.3 Phân tích hiệu ứng dụng cốt GFRP thay cốt thép kết cấu mặt cầu 113 4.3.1 Số liệu tính tốn 113 4.3.2 Tính tốn nội lực .114 4.3.3 Tính tốn khối lượng vật liệu cốt 114 4.3.4 So sánh chi phí vật liệu cốt .115 4.4 Phân tích hiệu ứng dụng cốt GFRP thay cốt thép xét đến chi phí vịng đời 117 4.4.1 Giới thiệu 117 4.4.2 Phân tích chi phí vịng đời 117 4.5 Một số kiến nghị áp dụng tiêu chuẩn thiết kế cầu TCVN 11823: 2017 kết cấu mặt cầu bê tông cốt GFRP 120 4.5.1 Các nội dung tương ứng với Phần - kết cấu bê tông [2] 120 4.5.2 Các nội dung kết cấu mặt cầu [2] 128 Kết luận chương 128 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 130 Những kết đạt luận án 130 Những đóng góp luận án .130 Hạn chế đề tài .131 Kiến nghị hướng nghiên cứu 131 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO .133 PHỤ LỤC 143 i LỜI CẢM ƠN Luận án thực Bộ mơn Cơng trình giao thơng thành phố Cơng trình thủy, Khoa Cơng trình, Trường Đại học Giao thơng vận tải hướng dẫn cố GS.TS Nguyễn Viết Trung PGS.TS Phạm Duy Anh Tác giả luận án xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc tới cố GS.TS Nguyễn Viết Trung xin cảm ơn PGS.TS Phạm Duy Anh tận tình hướng dẫn khoa học suốt q trình thực luận án Tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo Bộ mơn Cơng trình giao thơng thành phố Cơng trình thủy - Trường Đại học Giao thông vận tải động viên, giúp đỡ tạo điều kiện để hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn phòng Đào tạo sau đại học trường Đại học Giao thông vận tải giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập trường Tơi xin trân trọng cảm ơn Phịng Thí nghiệm vật liệu xây dựng, Trung tâm Khoa học công nghệ Giao thông vận tải - Trường Đại học Giao thông vận tải tạo điều kiện giúp đỡ thực nghiên cứu thực nghiệm Cuối bày tỏ cảm ơn đồng nghiệp, gia đình người thân giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu Mặc dù cố gắng hoàn thành luận án với tất nỗ lực thân, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong q Thầy, Cơ tận tình bảo Trân trọng cảm ơn Hà Nội, Ngày 15 tháng 11 năm 2022 Tác giả Nguyễn Văn Ngôn ii LỜI CAM ĐOAN Tác giả luận án xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả Nguyễn Văn Ngôn iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU Tiếng Anh AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials (Hiệp hội Viên chức Đường Vận tải Mỹ) ACMA: American Composites Manufacturers Association (Hiệp hội nhà sản xuất vật liệu composit Mỹ) ACI: American Concrete Institute (Viện Bê tông Mỹ ) AFRP: Aramid Fiber Reinforced Polymers (Pôlime gia cường cốt sợi Aramid) ASCE: American Society of Civil Engineers (Hội kỹ sư Xây dựng Mỹ) ASTM: Hiệp hội Thí nghiệm Vật liệu Mỹ (American Society for Testing and Materials) BSI: British Standards Institution (Viện Tiêu chuẩn Anh) CMA Compressive Membrane Action (Tác động màng nén) CSA: Canada Standards Association (Hiệp hội tiêu chuẩn Canada) CFRP: Cacbon Fiber Reinforced Polymers (cốt polyme sợi bon) fib: International Federation for Structural Concrete (Liên đồn kết cấu bê tơng quốc tế) FRP: Fiber Reinforced Polymers (cốt sợi polyme) GFRP: Glass Fiber Reinforced Polymers (cốt polyme sợi thủy tinh) ISIS: Intelligent Sensing for Innovative Structures (Quan trắc thông minh cho kết cấu tiên tiến) IstructE: Institution of Structural Engineers (Tổ chức kỹ sư kết cấu) ... ? ?Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt polyme sợi thủy tinh cho kết cấu mặt cầu đường ô tơ” làm đề tài luận án Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng cốt GFRP cho kết cấu mặt cầu đường ô tô; Đối tượng... VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN VĂN NGÔN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH CHO KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ Ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình... khả chịu tải kết cấu mặt cầu bê tông sử dụng loại cốt GFRP sản xuất Việt Nam phương án sử dụng cốt GFRP mặt cầu, làm sở cho việc nghiên cứu, ứng dụng cốt GFRP xây dựng cầu Việt Nam Cấu trúc luận