Nghiên cứu ứng dụng dầm thép bụng rỗng trong kết cấu cầu vượt,luận văn thạc sỹ xây dựng cầu hầm

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 1- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tác giả nhận nhiều giúp đỡ quý Thầy, Cô giáo hướng dẫn, Đồng nghiệp Cơ quan liên quan Lời đầu tiên, tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Nguyễn Quốc Hùng – Bộ môn Cầu Hầm sở II - Trường Đại học Giao thơng Vận tải tận tình hướng dẫn suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến tồn thể q Thầy, Cơ giáo mơn Cầu Hầm Khoa Cơng trình - Trường Đại học Giao thơng Vận tải tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức quý báu suốt thời gian học tập, làm sở cho trình nghiên cứu hoàn thiện luận văn Tác giả xin cảm ơn tập thể Ban giám hiệu, Phòng đào tạo đại học sau đại học - Trường Đại học Giao thông Vận tải giúp đỡ, tạo điều kiện học tập, nghiên cứu để khóa học Cao học 20 hồn thành Và chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình Cơ quan, Gia đình Bạn bè suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thiện luận văn Trong khuôn khổ luận án Thạc sỹ khoa học kỹ thuật với vốn thời gian hạn chế trình độ thân cịn hạn hẹp chắn chưa đáp ứng cách đầy đủ vấn đề đặt Tác giả xin chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp quý Thầy, Cô giáo, bạn Học viên Đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Hữu Sinh Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 2- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng MỤC LỤC MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH ẢNH PHẦN MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài 11 Tổng quan vấn đề nghiên cứu luận văn 12 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 12 Đối tượng nghiên cứu 13 Phương pháp nghiên cứu 13 Phạm vi nghiên cứu 13 Kết cấu luận văn 13 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DẦM THÉP BỤNG RỖNG 14 1.1 Giới thiệu chung trạng xây dựng cầu thép 14 1.1.1 Hiện trạng xây dựng cầu thép giới 14 1.1.2 Hiện trạng xây dựng cầu thép Việt Nam 16 1.2 Tổng quan loại kết cấu cầu thép liên hợp 18 1.2.1 Cầu dầm thép liên hợp dạng I 19 1.2.2 Cầu dầm hộp thép liên hợp 25 1.2.3 Cầu liên hợp dầm giàn (PCT- Prestressed Composite Truss girder ) 29 1.3 Giới thiệu chung dầm thép bụng rỗng 32 1.3.1 Sơ lược dầm I thép bụng rỗng 32 1.3.2 Tình hình sử dụng kết cấu dầm thép bụng rỗng giới 32 1.3.3 So sánh với kết cấu dầm bụng đặc khác 38 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO DẦM THÉP BỤNG RỖNG 40 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 3- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng 2.1 Phân tích đặc điểm cấu tạo 40 2.1.1 Sự cần thiết phải phải khoét rỗng bụng 40 2.1.2 Đặc điểm lỗ rỗng bụng dầm thép 41 2.1.3 Đặc điểm cấu tạo dầm thép bụng rỗng 41 2.2 Công nghệ chế tạo dầm I bụng rỗng 44 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC DẦM I BỤNG RỖNG SO SÁNH VỚI KẾT CẤU DẦM I BỤNG ĐẶC 53 3.1 Đánh giá khả chịu lực dầm I bụng rỗng 53 3.1.1 Giới thiệu chung cầu vượt nhẹ sử dụng dầm I bụng rỗng 53 3.1.2 Cấu tạo chi tiết phận cầu vượt nhẹ sử dụng dầm I bụng rỗng 57 3.1.3 Mơ hình tính tốn 61 3.1.4 Kết phân tích: 68 3.1.5 Kiểm tra điều kiện 72 3.2 Phân tích ổn định dầm I bụng rỗng 73 3.2.1 Mơ hình tính tốn 75 3.2.2 Phân tích ổn định dầm 77 3.2.3 Phân tích ứng suất cục bụng dầm 84 3.3 So sánh với dầm I bụng đặc 86 3.3.1 Giới thiệu chung cầu vượt 86 3.3.2 Mơ hình tính tốn: 92 3.3.3 Kết phân tích: 99 3.3.4 So sánh với dầm I bụng rỗng với dầm I bụng đặc 103 3.3.5 Kết luận chung 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 Kết luận 110 Kiến nghị 110 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 4- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng  Các vấn đề tồn đề tài 110  Hướng nghiên cứu đề tài 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 113 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 5- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Danh sách bảng biểu Bảng 2.1 Đặc trưng vật liệu thép chế tạo 41 Bảng 3.1 Đặc trưng vật liệu thép chế tạo phận 56 Bảng 3.2 Bảng quy định cường độ bê tông chế tạo phận 56 Bảng 3.3.Bảng quy định đặc trưng cốt thép 57 Bảng 3.4 Bảng thống kê kết tính tốn ứng suất 72 Bảng 3.5 Bảng thống kê kết tính tốn độ võng 73 Bảng 3.6 Bảng quy định đặc trưng vật liệu thép chế tạo phận 89 Bảng 3.7 Bảng quy định đặc trưng vật liệu bê tông chế tạo phận 89 Bảng 3.8 Bảng quy định đặc trưng cốt thép 89 Bảng 3.9 Bảng thống kê so sánh độ võng trạng thái giới hạn sử dụng 105 Bảng 3.10 Bảng so sánh ứng suất cánh dầm chịu kéo trường hợp giới hạn sử dụng 106 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 6- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH ẢNH Danh sách biểu đồ Biểu đồ 3.1 Mối quan hệ trọng lượng chiều cao dầm 104 Danh sách hình ảnh Hình 1.1 Các loại mặt cắt điển hình với vật liệu HPS 16 Hình 1.2 Sơ đồ nhịp điển hình cầu dầm thép I liên hợp 20 Hình 1.3 Mặt cắt ngang điển hình cho loại cầu liên hợp 20 Hình 1.4 Liên kết ngang phạm vi nhịp 21 Hình 1.5 Liên kết ngang phạm vi đầu dầm 21 Hình 1.6.Cầu Thanh Quýt QL1A 22 Hình 1.8.Cầu Dài QL1A 22 Hình 1.9.Cầu Đò Trai QL8 23 Hình 1.10.Cầu Vượt Ngã Tư Hàng Xanh- Tp Hồ Chí Minh 24 Hình 1.11 Cầu Lăng Cha Cả - Tp Hồ Chí Minh 25 Hình 1.12 Cầu dầm hộp thép liên hợp BTCT dầm hộp hở có mặt cắt ngang hình thang 26 Hình 1.13 Cầu dầm hộp thép liên hợp BTCT dầm hộp hở có mặt cắt ngang hình hộp vng 26 Hình 1.14 Cầu dầm hộp thép liên hợp BTCT sử dụng dầm hộp kín có mặt cắt chữ nhật 27 Hình 1.15.Cầu dầm hộp thép liên liên hợp BTCT thực tế 27 Hình 1.16 Cầu vượt Ngã Tư Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh 28 Hình 1.17.Cầu vượt Vịng xoay Cây Gõ , Tp Hồ Chí Minh 29 Hình 1.18.Hình dạng loại cầu PTC 30 Hình 1.20 Mặt cắt ngang điển hình PTC 30 Hình 1.22.Cầu Nagata sông Tama 31 Hình 1.23.Cơng trình Holmes Place Fittness Club, Merton 33 Hình 1.24.Cơng trình IFB Zeebrugge, USA 33 Hình 1.25.Cơng trình Spice Factory, Buckinghame, UK 34 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 7- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Hình 1.26.Cơng trình Churchill Manchester, UK 34 Hình 1.27.Cơng trình Hull KC Stadium, UK 34 Hình 1.28.Cơng trình LiverPool Football Club,UK 35 Hình 1.29.Pedestrian bridge, Cappadocia, Turkey 35 Hình 1.30.The Brownrig-bridge 36 Hình 2.1.Hình dạng lọa lỗ rỗng hình trịn 42 Hình 2.2.Ứng dụng loại dầm thép kht lỗ hình trịn ngồi thực tế 42 Hình 2.3.Hình dạng loại lỗ rỗng lục giác 43 Hình 2.4.Dầm thép bụng rỗng liên hợp với bê tông 43 Hình 2.5.Ứng dụng loại dầm thép khoét lỗ lục giác ngồi thực tế 44 Hình 2.6.Q trình chế tạo dầm 45 Hình 2.7.Sản phẩm dầm hồn thành 45 Hình 2.8.Quá trình chế tạo nhà máy sản phẩm 46 Hình 2.9 Khoét đường zích zắc bụng dầm I 47 Hình 2.10.Hai dầm thép hình dạng chữ T 47 Hình 2.11.Chồng nối hai dầm thép chữ T lên 48 Hình 2.12.Dầm thép bụng rỗng 48 Hình 2.13.Chồng nối táp vào bụng dầm chữ T 49 Hình 2.14.Nối bụng dầm đường hàn đối đầu 49 Hình 2.15.Kht lỗ trịn zích zắc bụng dầm I đặc 50 Hình 2.16.Thực việc hàn nối bụng 50 Hình 2.17 Dầm I bụng rỗng hoàn thiện 51 Hình 2.18 Kht lỗ trịn zích zắc bụng dầm I đặc 51 Hình 2.19.Các sản phẩm sau trình khoét bụng dầm I bụng đặc 52 Hình 2.20.Hàn nối bụng thành sản phẩm dầm I bụng rỗng hồn thiện 52 Hình 2.21.Dầm thép I bụng rỗng hồn thiện ngồi cơng trường 52 Hình 3.1.Bố trí chung cầu vượt nhẹ 57 Hình 3.2.Bố trí mặt cắt ngang cầu 58 Hình 3.3.Quy cách khoét lỗ bụng dầm 58 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 8- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Hình 3.4.Cấu tạo dầm chủ I bụng rỗng 59 Hình 3.5.Cấu tạo chi tiết bụng 59 Hình 3.6.Mặt cắt ngang dầm chủ I bụng rỗng 59 Hình 3.7.Bố trí chung hệ dầm ngang liên kết 60 Hình 3.8.Cấu tạo chi tiết dầm ngang 60 Hình 3.9.Bố trí chung mặt hệ dầm 61 Hình 3.10.Cấu tạo xe trục thiết kế 62 Hình 3.11.Cấu tạo xe trục thiết kế 62 Hình 3.12.Sơ đồ xếp tải tâm mặt cắt ngang 63 Hình 3.13.Sơ đồ xếp tải lệch tâm mặt cắt ngang 64 Hình 3.14.Sơ đồ xếp xe trục thiết kế tải trọng 64 Hình 3.15.Sơ đồ xếp xe trục thiết kế tải trọng 64 Hình 3.16.Mơ hình cầu 65 Hình 3.17.Mơ hình hệ liên kết ngang 65 Hình 3.18.Mơ hình tải trọng lan can cầu 66 Hình 3.19.Mơ hình tải trọng xe trục thiết kế 66 Hình 3.20.Mơ hình tải trọng xe trục thiết kế 67 Hình 3.21.Mơ hình tải trọng thiết kê tâm 67 Hình 3.22.Mơ hình tải trọng thiết kê lệch tâm 68 Hình 3.23.Kết phân tích ứng suất dầm 68 Hình 3.24.Kết phân tích ứng suất dầm 69 Hình 3.25.Kết phân tích ứng suất dầm 69 Hình 3.26.Kết phân tích ứng suất dầm 70 Hình 3.27.Kết phân độ võng dầm 70 Hình 3.28.Kết phân độ võng dầm 71 Hình 3.29.Kết phân độ võng dầm 71 Hình 3.30.Kết phân độ võng dầm 72 Hình 3.31.Xếp tải lệch tâm theo phương ngang cầu 74 Hình 3.32.Xếp tải thiết kế theo phương dọc cầu 75 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 9- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Hình 3.33.Tải trọng lan can cầu 75 Hình 3.34.Tải trọng xe trục thiết kế 76 Hình 3.37.Kết phân tích ứng suất dầm biên bất lợi 79 Hình 3.38.Kết phân tích ứng suất dầm biên 81 Hình 3.39.Kết phân tích ứng suất cắt hệ dầm 81 Hình 3.40.Kết phân tích ứng suất cắt dầm biên 82 Hình 3.41.Bố trí sườn tăng cường đứng 82 Hình 3.42.Cấu tạo sườn tăng cường đứng 83 Hình 3.43.Kết phân tích ứng suất cắt dầm 84 Hình 3.44.Kết phân bố ứng suất bụng 85 Hình 3.45.Bo trịn góc tiết diện khoét lỗ 85 Hình 3.46.Sử dụng tiết diện khoét lỗ dạng hình trịn 86 Hình 3.47.Sử dụng táp để gia cường lỗ kht 86 Hình 3.48.Bố trí chung cầu vượt 90 Hình 3.49.Bố trí mặt cắt ngang cầu 91 Hình 3.50.Mặt cắt ngang dầm chủ 91 Hình 3.51.Bố trí chung hệ dầm ngang liên kết 92 Hình 3.52.Bố trí chung sơ đồ hệ dầm 92 Hình 3.53.Cấu tạo xe trục thiết kế 93 Hình 3.54.Cấu tạo xe trục thiết kế 94 Hình 3.55.Sơ đồ xếp tải tâm mặt cắt ngang 95 Hình 3.56.Sơ đồ xếp tải lệch tâm mặt cắt ngang 95 Hình 3.57.Sơ đồ xếp xe trục thiết kế phương dọc cầu 95 Hình 3.58.Sơ đồ xếp xe trục thiết kế phương dọc cầu 96 Hình 3.59.Mơ hình cầu 96 Hình 3.60.Mơ hình tải trọng lan can cầu 97 Hình 3.61.Mơ hình tải trọng lớp phủ mặt cầu 97 Hình 3.62.Mơ hình tải trọng xe trục thiết kế 98 Hình 3.63.Mơ hình tải trọng xe trục thiết kế 98 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 10- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Hình 3.64.Mơ hình tải trọng xe thiết kế 99 Hình 3.65.Kết phân tích ứng suất hệ dầm 99 Hình 3.66.Kết phân tích ứng suất hệ dầm 100 Hình 3.67.Kết phân tích ứng suất hệ dầm 100 Hình 3.68.Kết phân tích ứng suất hệ dầm 101 Hình 3.69.Kết phân tích độ võng hệ dầm 101 Hình 3.70.Kết phân tích độ võng hệ dầm 102 Hình 3.71.Kết phân tích độ võng hệ dầm 102 Hình 3.72.Kết phân tích độ võng hệ dầm 103 Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 99- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Hình 3.64.Mơ hình tải trọng xe thiết kế 3.3.3 Kết phân tích: 3.3.3.1 Phân tích ứng suất dầm  Trường hợp xe tải thiết kế(xe trục) với tải trọng Trường hợp hoạt tải xếp tâm Hình 3.65.Kết phân tích ứng suất hệ dầm Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 100- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Hoạt tải xếp lệch tâm Hình 3.66.Kết phân tích ứng suất hệ dầm  Trường hợp xe tải xe trục với tải trọng Hoạt tải xếp tâm Hình 3.67.Kết phân tích ứng suất hệ dầm Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 101- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Hoạt tải xếp lệch tâm - Kết phân tích ứng suất dầm: Hình 3.68.Kết phân tích ứng suất hệ dầm 3.3.3.2 Phân tích độ võng dầm trạng thái giới hạn sử dụng  Trường hợp có xe tải thiết kế(xe trục)  Hoạt tải xe trục xếp tâm Hình 3.69.Kết phân tích độ võng hệ dầm Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 102- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng  Hoạt tải xe trục xếp lệc tâm Hình 3.70.Kết phân tích độ võng hệ dầm  Trường hợp xét 25% xe trục thiết kế với tải trọng thiết kế  Hoạt tải xếp tâm Hình 3.71.Kết phân tích độ võng hệ dầm Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 103- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng  Hoạt tải xếp lệch tâm Hình 3.72.Kết phân tích độ võng hệ dầm 3.3.4 So sánh với dầm I bụng rỗng với dầm I bụng đặc 3.3.6.1 Trọng lượng dầm chủ - Cùng với loại vật liệu, chiều dài nhịp, chiều cao dầm nhau, chịu tải trọng thiết kế - Trọng lượng dầm I bụng đặc tính Qi=6.0759 (Tấn) - Trọng lượng dầm I bụng rỗng tính Qr= 5.228 (Tấn) Trọng lượng dầm giảm :   (6.0759  5.228) *100  13.95% 6.0759 Nhận xét, trọng lượng phần dầm chủ I bụng rỗng giảm 13.95 % so với kết cấu dầm I bụng đặc, nên tổng tải trọng toàn kết cấu phần giảm lớn, tác dụng lên kết cấu phần giảm đáng kể khối lượng mố trụ hệ cọc, dẫn đến giảm chi phí đầu tư xây dựng cho cơng trình Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 104- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Xây dựng mối quan hệ trọng lượng dầm chiều cao dầm Biểu đồ 3.1 Mối quan hệ trọng lượng chiều cao dầm Nhận xét: Khi chiều cao dầm lớn, khả vượt nhịp tăng, tương ứng với chiều dài dầm L(m) tăng trọng lượng dầm giảm tương ứng so với dầm I bụng đặc, nên loại dầm I bụng rỗng hiệu mặt kinh tế so với dầm I bụng đặc sử dụng vượt độ nhịp lớn Học viên: Nguyễn Hữu Sinh – Lớp Cao học cầu hầm K20-1 105 3.3.6.2 So sánh độ võng dầm Khi chịu tải trọng thiết kế Bảng 3.9 Bảng thống kê so sánh độ võng trạng thái giới hạn sử dụng Thành phần Trường hợp tải trọng 25% xe thiết kế 25% xe thiết kế +làn tâm +làn lệch tâm 17.035 15.779 16.394 18.411 19.947 17.809 18.728 1/800Ltt (mm) 24.250 24.250 24.250 24.250 Kiểm tra điều kiện ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Loại dầm Trạng thái GHSD Dầm I bụng Độ võng hoạt tải tính đặc tốn (mm) Dầm I bụng Độ võng hoạt tải tính rỗng tốn (mm) Xe trục tâm Xe trục lệch tâm 15.885 Kiểm tra Nhận xét Độ võng xét trụng thái giới hạn sử dụng, ta thấy loại kết cấu, chịu tổ hợp tải trọng nhau, độ võng dầm I bụng đặc dầm I bụng rỗng chênh lệch không lớn nằm giới hạn cho phép độ võng dầm Học viên: Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 106 3.3.6.3 Ứng suất cánh dầm Bảng 3.10 Bảng so sánh ứng suất cánh dầm chịu kéo trường hợp giới hạn sử dụng Thành phần Xe trục+làn Xe trục+làn lệch Xe trục+làn Xe trục+làn lệch tâm tâm tâm tâm 55.016 57.734 52.010 54.982 67.519 71.827 61.705 66.325 0.9.Rb.Rh.Fyt 327.75 327.75 327.75 327.75 Kiểm tra điều kiện ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Loại dầm Trạng thái GHSD Dầm I bụng Ứng suất lớn cánh đặc tải trọng tính tốn (Mpa) Dầm I bụng Ứng suất lớn cánh rỗng tải trọng tính tốn (Mpa) Kiểm tra Trường hợp tải trọng Nhận xét Ứng suất lớn cánh chịu kéo, xét trụng thái giới hạn sử dụng ta nhận thấy chịu tổ hợp tải trọng tính tốn ứng suất cánh dầm rỗng lớn hơn, mức độ chênh lệch không lớn, nằm giới hạn cho phép ứng suất cánh 3.3.5 Kết luận chung Với kết phân tích với ưu điểm vượt trội mỹ quan, kinh tế…giải pháp sử dụng dầm I bụng rỗng hồn tồn sử dụng để thay dầm I thông thường cơng trình kết cấu cầu vượt nhẹ thành phố Học viên: Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -107- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Đánh giá khả áp dụng dầm thép bụng rỗng kết cấu cầu vượt nhẹ nước ta - Hiện nay, nước ta với xu hướng gia tăng không ngừng phương tiện giao thông đô thị lớn, tình trạng ùn tắc vị trí giao cắt điều khó tránh khỏi rõ thành phố lớn thành phố Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh  Ở thành phố Hà Nội: - Trong vài năm trở lại hàng loạt dự án cầu vượt thép sử dụng, - Cụ thể, thành phố Hà Nội, ngày 26/4/2012 vừa qua, sau tháng xây dựng, cầu vượt nhẹ ngã tư Chùa Bộc - Thái Hà - Tây Sơn Láng Hạ – Thái Hà - Huỳnh Thúc Kháng thức thơng xe đưa vào sử dụng - Nhận thấy tác dụng cầu vượt nhẹ này, lãnh đạo UBND Hà Nội lại đề kế hoạch xây dựng hàng loạt cầu vượt nhẹ khác ngã tư thường xuyên ùn tắc Chưa đầy nửa tháng sau đó, ngày 8/5/2012, thêm cầu vượt nhẹ thức khởi cơng đường Nguyễn Chí Thanh - Trần Duy Hưng - Láng - Đặc biệt, ngày 11/5/2012 vừa qua, lễ khởi công xây dựng cầu vượt nhẹ bắc qua sông Tô Lịch ngã tư Láng Hạ - Lê Văn Lương khiến dư luận Thủ đô xôn xao quy mơ tầm cỡ Dự kiến tổng trọng lượng dầm thép cơng trình lên đến 1000 dự kiến khánh thành ngày 10/10, kỉ niệm 58 năm, ngày giải phóng Thủ - Ngoài ra, theo quy hoạch xây dựng từ đến 2015, Hà Nội xây dựng thêm cầu vượt nhẹ nút: Hoàng Quốc Việt - Phạm Văn Đồng, Bắc Thăng Thăng Long - Nam Đồng, Nguyễn Sơn - Nguyễn Văn Cừ cải tạo, mở rộng nút Kim Mã - Liễu Giai, đường 69 - Phạm Văn Đồng, Cổ Nhuế - Phạm Văn Đồng  Ở thành phố Hồ Chí Minh Học viên : Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - -108- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Theo báo cáo Sở GTVT TP dự án Đầu tư xây dựng cầu vượt nhẹ nút giao thông trọng điểm, thành phố có khoảng 1.350 nút giao, có 120 nút giao 75 tuyến đường phố trục đối ngoại - Điều quan trọng nút giao khu vực nội thành chủ yếu nút giao đồng mức, dễ gây ùn tắc thời điểm lưu lượng phương tiện tăng cao Trước hết việc đầu tư xây dựng cấp thiết cầu vượt nút giao Thủ Đức, Hàng Xanh, Cây Gõ, - Vì vậy, sáng ngày 10/7/2012, Sở Giao thông Vận tải TP.HCM tổ chức lễ khởi công cầu vượt “nhẹ” địa bàn TP.HCM nút giao Ngã tư Thủ Đức (giáp ranh Q.9 Q.Thủ Đức) Cầu xây dựng dọc theo Xa lộ Hà Nội với tổng chiều dài 570 m, đó, phần cầu dài 278 m, lại phần đường dẫn lên cầu Chiều rộng cầu 16 m, gồm xe Theo thiết kế, cầu xây dựng lệch phía bên phải theo hướng Sài Gòn – Đồng Nai, mép bên trái cầu sát tim Xa lộ Hà Nội hữu Cầu gồm nhịp liên tục dầm hộp thép, mặt cầu có kết cầu gồm liên hiệp bảng bê tơng cốt thép, với tống mức đầu tư 277 tỷ đồng - Sau tháng thi công ngày 27/1/2013 cầu vượt thức đưa vào hoạt động Nhận thấy hiệu việc giải toán ùn tắc vị trí điểm nút giao cắt nên thành phố định đầu tư loạt cầu vượt thép nhẹ tiếu biểu như: Cầu vượt ngã tư Hàng Xanh khánh thành ngày 27/1/2013, tổng mức đầu tư 188.0 tỷ đồng Cầu Vượt Lăng Cha Cả thông xe vào ngày 27/4/2013, tổng mức đầu tư 122.0 tỷ đồng Cầu vượt thép ngã Nguyễn Tri Phương-3/2-Lý Thái Tổ thông xe vào ngày 27/8/2013 với tổng mức đầu tư 318.7 tỷ đồng Cầu vượt giao lộ Cộng Hịa – Hồng Hoa Thám (quận Tân Bình) thơng xe vào ngày 27/8/2013 có tổng mức đầu tư 246,6 tỷ đồng Học viên : Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -109- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Cầu vượt vịng xoay Cây Gõ thơng xe ngày 19/10/2013, tổng mức đầu tư 314.0 tỷ đồng - Trong năm dự án xây dựng cầu vượt nhẹ ngã sáu Gò Vấp triển triển khai để giải ùn tắt cho khu vực ngã sáu - Ngoài thành phố Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh số thành phố khác bắt đầu sử dụng loại kết cấu cầu vượt cho vị trí nút giao thơng, phải kể đến thành phố Biên Hịa – tỉnh Đồng Nai, ngày 19/1/2014 vừa qua khánh thành đưa vào sử dụng cầu vượt ngã tư Vũng Tàu, để giải toán giao cắt vụ trí cửa ngõ vào thành phố - Vậy sau năm triển khai loạt cầu vượt nhẹ đời, phần đáp ứng với nhu cầu cấp thiết đặt - Ngoài ưu điểm bật loại kết cấu tốc độ thi cơng, khả thích động - Thì toán kinh tế đặt phải áp dụng loại kết cấu vừa đáp ứng yêu cầu kĩ thuật, vừa thể tích động, thích ứng với mơi trường thi cơng, tính mỹ quan khu vực đô thị mà suất đầu tư thấp - Với đề tài nghiên cứu kết cấu cầu vượt nhẹ sử dụng dầm thép bụng rỗng đáp ứng yêu cầu kĩ thuật, mức độ phù hợp khu vực đô thị tính mỹ quan, động hay yêu cầu kĩ thuật thi công - Với xu hướng phát triển giao thông đô thị nay, nhu cầu xây dựng cầu vượt nhẹ để giải toán giao cắt lớn - Vậy nên loại kết cấu cầu nhẹ sử dụng dầm thép bụng rỗng mở hướng nghiên cứu kết cấu sử dụng cho cầu vượt nhẹ, với ưu điểm bật tính mỹ quan, tính động, khí động học cơng trình , đặc biệt tính kinh tế việc tiết kiệm vật liệu giảm chi phí kết cấu mố trụ phía dưới, giải hợp lý tốn kinh tế giai đoạn khó khăn Học viên : Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -110- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Việc nghiên cứu đề tài dầm thép bụng rỗng cho kết cấu cầu vượt mở hướng nghiên cứu cho loại kết cấu sử dụng cho kết cấu cầu vượt nhẹ thành phố nói chung kết cấu cầu vượt nói riêng - Việc áp dụng loại kết cấu nghiên cứu để sử dụng, thay cho loại kết cấu cổ điển sử dụng từ trước đến - Thông qua đề tài đề xuất thêm kết cấu nhịp thép có kết cấu mảnh, cường độ cao phù hợp với địa chất đất yếu số thành phố như: thành phố Hồ Chí Minh Kiến nghị  Các vấn đề tồn đề tài - Đề tài dừng lại việc nghiên cứu kết cấu nhịp cầu giản đơn áp dụng cho cầu vượt nhẹ thị - Việc tính tốn đánh giá khả chịu lực kết cấu nằm mức độ đơn giản, chưa phân tích sâu sắc vấn đề chịu tải kết cấu, chưa phân tích đến tải trọng tác dụng tải trọng gió, hay tải trọng động đất… - Q trình phân tích, tính tốn xét riêng đến phần kết cấu nhịp cơng trình cầu vượt, mà chưa phân tích đánh giá tổng qt cho cơng trình bao gồm kết cấu phần lẫn kết cấu phần  Hướng nghiên cứu đề tài - Hồn thiện phương pháp tính tốn loại kết cấu dầm thép bụng rỗng - Nghiên cứu, tính tốn để rút quy luật diện tích khoét rỗng tương ứng với chiều cao dầm, để tạo mặt cắt tối ưu mặt cấu tạo mà đảm bảo yêu cầu mặt chịu lực cho kết cấu Học viên : Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - -111- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng Nghiên cứu, ứng dụng loại thép cường độ cao để chế tạo thép chữ T để tăng cường khả chịu lực kết cấu, tăng cường khả vượt nhịp kết cấu, giảm chiều cao dầm - Nghiên cứu ảnh hưởng chịu cắt mối nối hàn bụng dầm, đánh giá ảnh hưởng mức độ an toàn mối nối khai thác Học viên : Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -112- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng việt [1] Bộ Giao thông Vận tải (2005), “ Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN-272-05”, NXB Xây dựng [2] Công ty Cổ phần Thiết kế Cầu Lớn Hầm(2012),” Hồ sơ cầu vượt cầu vượt ngã tư Thủ Đức, Cầu vượt ngã tư Hàng Xanh, Cầu vượt Lăng Cha Cả ”, Hà Nội [3] Nguyễn Như Khải- Nguyễn Bình Hà (2005), “ Cầu Thép (phần giáo trình nâng cao)”, Đại học Xây dựng Hà Nội [4] Nguyễn Như Khải - Nguyễn Bình Hà (2005),” Cầu thép bê tơng cốt thép liên hợp”, NXB Xây Dựng [5] Nguyễn Đức Nhân (2012), "Nghiên cứu ứng dụng dạng kết cấu nhịp điển hình thi cơng nhanh thị lớn", Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Giao thơng Vận tải [6] Lê Đình Tâm (2007), “Cầu Thép”, NXB Giao thơng Vận tải [7] Lê Thị Bích Thủy (2008), “Bài giảng mơn học cầu thép (phần giáo trình nâng cao)”, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh [8] Nguyễn Viết Trung - Hoàng Hà - Lê Quang Hanh (2005), “ Kết cấu nhịp cầu thép” NXB Xây dựng [9] Nguyễn Viết Trung - Hoàng Hà (2008), “Cơ sở phân tích kết cấu CầuHầm”, Hà Nội Tài liệu tham khảo tiếng anh [10] American Institute of Steel Construction Inc (1989), ”Specification for Structural Steel Bulding – Allowable Stress Design and Plastic Design”, Chicago, USA [11] Billy Milligan, P.E (2001), “ The smart Solution” CMC Steel Group and SMI Steel Products in Rockwall, TX [12] J.P.BOYER (1964), “CastellatedBeams—NewDevelopments”.the AISC National Engineering Conference [13] M.U.HOSAINANDW.G.SPEIRS (1973), “Experimentson Castellated Steel Beams “ Học viên : Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật -113- GVHD: TS Nguyễn Quốc Hùng PHỤ LỤC TÍNH TỐN Học viên : Nguyễn Hữu Sinh- Lớp cao học xây dựng cầu hầm K20-1