Nghiên cứu sự phân bố lại nội lực trong kết cấu cầu mở rộng có kể đến ảnh hưởng của từ biến bê tông dưới tác dụng của tải trọng bản thân

III Trường Đại học Xây dựng MỤC LỤC Trang MỤC LỤC .III DANH MỤC HÌNH VẼ VI DANH MỤC BẢNG .IX CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC DẠNG KẾT CẦU VÀ KHỔ CẦU MỞ RỘNG HIỆN NAY 1.1 Các dạng kết cấu khổ cầu mở rộng thường thấy 1.2 Những tác động từ biến bê tông mở rộng cầu phương pháp nối dầm ngang 1.3 Tình hình nghiên cứu phân bố nội lực kết cấu cầu mở rộng có xét đến ảnh hưởng từ biến bê tông Việt Nam… CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 2.1 Từ biế n 10 2.2 Phương pháp tiń h toán các đă ̣c trưng từ biế n theo các quy trình, quy pha ̣m .12 2.2.1 Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN-18-79 12 2.2.2 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 14 2.2.3 Quy phạm CEB-FIP 1990 .15 2.2.4 Quy trình Nhâ ̣t .18 2.2.5 Quy pha ̣m ACI 209 (1998) 19 2.3 So sánh thông số từ biến của các quy trình, quy pha ̣m 21 2.4 Kiến nghị điều kiện Việt Nam .22 2.5 Phương pháp tính tốn phân tích ảnh hưởng thứ cấp 22 2.5.1 Phương pháp tính toán biế n da ̣ng của từ biế n kế t cấ u siêu tiñ h 22 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 IV Trường Đại học Xây dựng 2.5.2 Quan hệ thời điểm chất tải hệ số 25 2.5.3 Công thức tính tốn hệ số từ biến 28 2.6 Phương pháp tính tốn nội lực ảnh hưởng từ biến .29 2.6.1 Phương pháp tính nội lực từ biến theo quy luật biến đổi ẩn số dư 29 2.6.2 Phương pháp tính nội lực từ biến gần 30 2.6.3 Phương pháp tính nội lực từ biến theo phần tử hữu hạn 30 2.6.4 Phương pháp Dischinger 31 2.6.5 Phương pháp tích lũy dần ảnh hưởng từ biến 32 2.7 Giới thiệu phầm mềm tính tốn MIDAS/Civil .33 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TỐN NỘI LỰC CÁC DẠNG KẾT CẦU CẦU MỞ RỘNG CÓ KỂ ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ BIẾN BÊ TƠNG 3.1 Ví dụ áp dụng 35 3.2 Giả thiết 36 3.3 Kết tính tốn 37 3.3.1 Trường hợp nhịp L=21m 37 3.3.1.1 Khổ 9m nối dầm phía .38 3.3.1.2 Khổ 9m nối hai dầm phía .40 3.3.1.3 Khổ 9m nối ba dầm phía 42 3.3.1.4 Khổ 9m nối hai dầm hai phía .45 3.3.1.5 Khổ 9m nối ba dầm hai phía 47 3.3.1.6 Khổ 11.4m nối dầm phía 50 3.3.1.7 Khổ 11.4m nối hai dầm phía 52 3.3.1.8 Khổ 11.4m nối ba dầm phía 55 3.3.1.9 Khổ 11.4m nối hai dầm hai phía 57 3.3.1.10 Khổ 11.4m nối ba dầm hai phía 60 3.3.2 Trường hợp nhịp L=18m 62 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 V Trường Đại học Xây dựng 3.3.2.1 Khổ 9m nối dầm phía .62 3.3.2.2 Khổ 9m nối hai dầm .65 3.3.2.3 Khổ 9m nối ba dầm phía 67 3.3.2.4 Khổ 9m nối hai dầm hai phía 70 3.3.2.5 Khổ 9m nối ba dầm hai phía 72 3.3.2.6 Khổ 11.4m nối dầm phía 74 3.3.2.7 Khổ 11.4m nối hai dầm phía 76 3.3.2.8 Khổ 11.4m nối ba dầm phía 79 3.3.2.9 Khổ 11.4m nối hai dầm hai phía 81 3.3.2.10 Khổ 11.4m nối ba dầm hai phía 84 3.4 Kết luận chương III 77 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO .91 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 VI Trường Đại học Xây dựng DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: Mặt cắt ngang cầu cũ khổ 9m Hình 1.2: Mặt cắt ngang nối dầm bên khổ 9m Hình 1.3: Mặt cắt ngang nối hai dầm bên khổ 9m Hình 1.4: Mặt cắt ngang nối ba dầm bên khổ 9m Hình 1.5: Mặt cắt ngang nối hai dầm hai bên khổ 9m Hình 1.6: Mặt cắt ngang nối ba dầm hai bên khổ 9m Hình 1.7: Mặt cắt ngang cầu cũ khổ 11.4m Hình 1.8: Mặt cắt ngang nối dầm bên khổ 11.4m Hình 1.9: Mặt cắt ngang nối hai dầm bên khổ 11.4m Hình 1.10: Mặt cắt ngang nối ba dầm bên khổ 11.4m Hình 1.11: Mặt cắt ngang nối hai dầm hai bên khổ 11.4m Hình 1.12: Mặt cắt ngang nối ba dầm hai bên khổ 11.4m Hình 2.1: Phân tích thành phần biến dạng từ biến .10 Hình 2.2: Hệ số kc phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích bề mặt 15 Hình 2.3: Quy luâ ̣t phát triể n từ biế n theo lý thuyế t già 26 Hình 2.4: Quy luâ ̣t phát triể n từ biế n theo lý thuyế t di truyề n 27 Hình 2.5: Quy luâ ̣t phát triể n từ biế n theo lý thuyế t hỗn hơ ̣p 27 Hình 2.6: Phân chia các khoảng thời gian tiń h toán từ biế n 33 Nhịp 21m Hình 3.1: Mặt cắt ngang cầu cũ khổ 9m 35 Hình 3.2: Mặt cắt ngang cầu cũ khổ 11.4m 36 Hình 3.3: Mặt cắt ngang dầm chủ 36 Hình 3.4: Mặt cắt ngang nối dầm bên khổ 9m 38 Hình 3.5: Mơ hình midas thêm dầm 39 Hình 3.6: Mặt cắt ngang nối hai dầm bên khổ 9m .40 Hình 3.7: Mơ hình midas thêm hai dầm 40 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 VII Trường Đại học Xây dựng Hình 3.8: Mặt cắt ngang nối ba dầm bên khổ 9m 42 Hình 3.9: Mơ hình midas thêm ba dầm 42 Hình 3.10: Mặt cắt ngang nối hai dầm hai bên khổ 9m 45 Hình 3.11: Mơ hình midas thêm hai dầm 45 Hình 3.12: Mặt cắt ngang nối ba dầm hai bên khổ 9m .47 Hình 3.13: Mơ hình midas thêm ba dầm 47 Hình 3.14: Mặt cắt ngang nối dầm bên khổ 11.4m 50 Hình 3.15: Mơ hình midas thêm dầm .50 Hình 3.16: Mặt cắt ngang nối hai dầm bên khổ 11.4m 52 Hình 3.17: Mơ hình midas thêm hai dầm 52 Hình 3.18: Mặt cắt ngang nối ba dầm bên khổ 11.4m .55 Hình 3.19: Mơ hình midas thêm ba dầm 55 Hình 3.20: Mặt cắt ngang nối hai dầm hai bên khổ 11.4m .57 Hình 3.21: Mơ hình midas thêm hai dầm 57 Hình 3.22: Mặt cắt ngang nối ba dầm hai bên khổ 11.4m 60 Hình 3.23: Mơ hình midas thêm ba dầm 60 Nhịp 18m Hình 3.24: Mặt cắt ngang nối dầm bên khổ 9m 62 Hình 3.25: Mơ hình midas thêm dầm .63 Hình 3.26: Mặt cắt ngang nối hai dầm bên khổ 9m 65 Hình 3.27: Mơ hình midas thêm hai dầm 65 Hình 3.28: Mặt cắt ngang nối ba dầm bên khổ 9m 67 Hình 3.29: Mơ hình midas thêm ba dầm 67 Hình 3.30: Mặt cắt ngang nối hai dầm hai bên khổ 9m 70 Hình 3.31: Mơ hình midas thêm hai dầm 70 Hình 3.32: Mặt cắt ngang nối ba dầm hai bên khổ 9m .72 Hình 3.33: Mơ hình midas thêm ba dầm 72 Hình 3.34: Mặt cắt ngang nối dầm bên khổ 11.4m 74 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 VIII Trường Đại học Xây dựng Hình 3.35: Mơ hình midas thêm dầm .74 Hình 3.36: Mặt cắt ngang nối hai dầm bên khổ 11.4m 76 Hình 3.37: Mơ hình midas thêm hai dầm 77 Hình 3.38: Mặt cắt ngang nối ba dầm bên khổ 11.4m .79 Hình 3.39: Mơ hình midas thêm ba dầm 79 Hình 3.40: Mặt cắt ngang nối hai dầm hai bên khổ 11.4m .81 Hình 3.41: Mơ hình midas thêm hai dầm 81 Hình 3.42: Mặt cắt ngang nối ba dầm hai bên khổ 11.4m 84 Hình 3.43: Mơ hình midas thêm ba dầm 84 Hình 3.45: Sự mô tả tác động yếu tố tải trọng lên kết cấu phần mềm midas civil 87 Hình 3.46: Tính từ biến ứng với nhịp dầm L=21m 87 Hình 3.47: Tính từ biến ứng với nhịp dầm L=18m 89 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 IX Trường Đại học Xây dựng DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Một số cầu thực tế có khổ hẹp đường Bảng 1.2: Bảng thống kê trường hợp khảo sát phân bố mô men biến dạng Bảng 2.1: hệ số  13 Bảng 2.2: Trị số tiêu chuẩn từ biến CH bê tông 14 Bảng 2.3: Bảng giá trị cường độ mẫu bê tông (Mpa) 16 Bảng 2.4: Bảng giá trị mô đun đàn hồi đàn hồi thu gọn (103Mpa) 17 Bảng 2.5: Bảng giá trị hệ số từ biế n quy trình nhật .19 Bảng 2.6: So sánh hệ số từ biến 21 Nhịp 21m Bảng 3.1: Tổng hợp độ võng nối dầm phía khổ 9m 38 Bảng 3.2: Tổng hợp mô men nối dầm phía khổ 9m 39 Bảng 3.3: Tổng hợp độ võng nối hai dầm phía khổ 9m 40 Bảng 3.4: Tổng hợp mơ men nối hai dầm phía khổ 9m .41 Bảng 3.5: Tổng hợp độ võng nối ba dầm phía khổ 9m .43 Bảng 3.6: Tổng hợp mơ men nối ba dầm phía khổ 9m 44 Bảng 3.7: Tổng hợp độ võng nối hai dầm hai phía khổ 9m .45 Bảng 3.8: Tổng hợp mô men nối hai dầm hai phía khổ 9m 46 Bảng 3.9: Tổng hợp độ võng nối ba dầm hai phía khổ 9m 48 Bảng 3.10: Tổng hợp mô men nối ba dầm hai phía khổ 9m .49 Bảng 3.11: Tổng hợp độ võng nối dầm phía khổ 11.5m .50 Bảng 3.12: Tổng hợp mô men nối dầm phía khổ 11.5m 51 Bảng 3.13: Tổng hợp độ võng nối hai dầm phía khổ 11.5m .53 Bảng 3.14: Tổng hợp mô men nối hai dầm phía khổ 11.5m 54 Bảng 3.15: Tổng hợp độ võng nối ba dầm phía khổ 11.5m 55 Bảng 3.16: Tổng hợp mô men nối ba dầm phía khổ 11.5m .56 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 X Trường Đại học Xây dựng Bảng 3.17: Tổng hợp độ võng nối hai dầm hai phía khổ 11.5m 58 Bảng 3.18: Tổng hợp mô men nối hai dầm hai phía khổ 11.5m .59 Bảng 3.19: Tổng hợp độ võng nối ba dầm hai phía khổ 11.5m 60 Bảng 3.20: Tổng hợp mô men nối ba dầm hai phía khổ 11.5m 61 Nhịp 18m Bảng 3.21: Tổng hợp độ võng nối dầm phía khổ 9m 63 Bảng 3.22: Tổng hợp mơ men nối dầm phía khổ 9m .64 Bảng 3.23: Tổng hợp độ võng nối hai dầm phía khổ 9m 65 Bảng 3.24: Tổng hợp mô men nối hai dầm phía khổ 9m 66 Bảng 3.25: Tổng hợp độ võng nối ba dầm phía khổ 9m .68 Bảng 3.26: Tổng hợp mô men nối ba dầm phía khổ 9m 69 Bảng 3.27: Tổng hợp độ võng nối hai dầm hai phía khổ 9m .70 Bảng 3.28: Tổng hợp mô men nối hai dầm hai phía khổ 9m 71 Bảng 3.29: Tổng hợp độ võng nối ba dầm hai phía khổ 9m 72 Bảng 3.30: Tổng hợp mơ men nối ba dầm hai phía khổ 9m .73 Bảng 3.31: Tổng hợp độ võng nối dầm phía khổ 11.5m .75 Bảng 3.32: Tổng hợp mơ men nối dầm phía khổ 11.5m 76 Bảng 3.33: Tổng hợp độ võng nối hai dầm phía khổ 11.5m .77 Bảng 3.34: Tổng hợp mơ men nối hai dầm phía khổ 11.5m 78 Bảng 3.35: Tổng hợp độ võng nối ba dầm phía khổ 11.5m 79 Bảng 3.36: Tổng hợp mơ men nối ba dầm phía khổ 11.5m .80 Bảng 3.37: Tổng hợp độ võng nối hai dầm hai phía khổ 11.5m 82 Bảng 3.38: Tổng hợp mơ men nối hai dầm hai phía khổ 11.5m .83 Bảng 3.39: Tổng hợp độ võng nối ba dầm hai phía khổ 11.5m 84 Bảng 3.40: Tổng hợp mô men nối ba dầm hai phía khổ 11.5m 85 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 Trường Đại học Xây dựng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, với phát triển kinh tế, hạ tầng giao thông nước ta bước nâng cấp, ngày nhiều cơng trình cầu, đường xây dựng Tuy nhiên, trình cải tạo, nâng cấp hạ tầng giao thông số cơng trình cầu xây dựng khổ cầu lại nhỏ quy mô đường, để đồng hóa cần phải mở rộng cầu Bài tốn mở rộng cầu khơng phải mới, nhiên tính tốn thiết kế mở rộng cầu kỹ sư chưa quan tâm cách đầy đủ cụ thể tính từ biến bê tơng phần kết cấu cầu cũ phần mở rộng Việc nghiên cứu nội lực kết cấu cầu mở rộng có kể đến ảnh hưởng từ biến bê tơng giúp chúng đưa đánh giá sát thực tường minh dạng kết cấu Từ làm sở cho giải pháp thiết kế đem lại hiệu kinh tế chất lượng cơng trình Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng từ biến đến phân bố lại nội lực kết cầu cầu mở rộng tải trọng thân dầm Mục tiêu nghiên cứu: - Lý thuyết từ biến bê tông - Ứng dụng phần mềm Midas phân tích kết cấu - Sử dụng phần mềm Midas tích tồn nội lực số dạng kết cầu mở rộng có xét tới từ biên bê tơng Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Một số cầu giản đơn bê tông cố thép Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 Trường Đại học Xây dựng Cơ sở khoa học thực tiễn: Khi chịu tải, kết cấu bê tông xuất biến dạng tuyến tính (đàn hồi) biến dạng phi tuyến Biến dạng từ biến bê tông loại biến dạng phi tuyến theo thời gian Thực tế, từ biến tượng tương quan bên kết cấu bê tơng q trình biến đổi hóa lý (sự hyđrát hóa bê tơng, chuyển dịch học phần nhỏ bột xi măng) Việc đánh giá định lượng ảnh hưởng tượng từ biến lên kết cấu bê tơng – bê tơng cốt thép nói chung khó khăn “trừu tượng” trình xảy lâu dài (hàng chục năm) thường khơng có đo đạc kiểm chứng Với ý tưởng vậy, tác giả lựa chọn đề tài Đề tài “Nghiên cứu phần bố lại nội lực kết cấu cầu mở rộng có kể đến ảnh hưởng từ biến bê tông tác dụng tải trọng thân” góp phần phân tích, đánh giá mức độ ảnh hưởng từ biến bê tông thiết kế mở rộng cầu Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 77 Trường Đại học Xây dựng Hình 3.37 Mơ hình midas thêm dầm - Về độ võng : Bảng 3.33: Tổng hợp độ võng ( đơn vị : mm ) Trường hợp Dầm Khơng kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Cũ 01 6.33 6.23 6.21 6.15 6.08 Cũ 02 6.46 6.42 6.39 6.37 6.34 Cũ 03 6.55 6.59 6.60 6.64 6.69 Cũ 04 6.61 6.81 6.93 7.09 7.29 Cũ 05 6.66 7.16 7.46 7.85 8.30 Mới 01 6.29 9.56 10.08 10.81 11.67 Mới 02 6.34 9.85 10.70 11.77 13.06 Biểu đồ độ võng (mm) Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm Dầm -2 -4 -6 -8 Không kể từ biến Bắt đầu khai thác Sau 300 Sau 1000 -10 Sau 10000 -12 -14 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 78 Trường Đại học Xây dựng Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 tăng 85.53% dầm 02 tăng 105.99% Dầm cũ kế bên 05 tăng 24.62% - Về mô men : Bảng 3.34: Tổng hợp nội lực mô men ( đơn vị : kN.m) Trường hợp Dầm Khơng kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Cũ 01 1576 1556 1544 1528 1509 Cũ 02 1608 1598 1592 1585 1577 Cũ 03 1632 1642 1648 1656 1668 Cũ 04 1650 1702 1734 1775 1825 Cũ 05 1602 1791 1870 1970 2086 Mới 01 1563 1449 1381 1290 1194 Mới 02 1578 1531 1502 1466 1412 Biểu đồ mô men (kN.m) 2500 2000 Không kể từ biến 1500 Bắt đầu khai thác Sau 300 1000 Sau 1000 Sau 10000 500 Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm Dầm Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 giảm 23.60% dầm 02giảm 10.52% Dầm cũ kế bên 05 tăng 30.21% Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 79 Trường Đại học Xây dựng 3.3.2.8 Khổ 11.4m nối ba dầm phía 18600 16600 500 500 2400 DÇm c ò 01 2400 DÇm c ò 02 2400 DÇm c ò 03 500 500 2400 DÇm c ò 04 2400 DÇm c ị 05 2400 DÇm mí i 01 2400 DÇm mí i 02 DÇm mí i 03 Hình 3.38 Mặt cắt ngang cầu nối thêm dầm Hình 3.39 Mơ hình midas thêm dầm - Về độ võng : Bảng 3.35: Tổng hợp độ võng ( đơn vị : mm ) Trường hợp Dầm Không kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Cũ 01 6.39 6.32 6.28 6.23 6.16 Cũ 02 6.51 6.48 6.47 6.45 6.42 Cũ 03 6.60 6.65 6.68 6.72 6.78 Cũ 04 6.68 6.89 7.01 7.19 7.39 Cũ 05 6.75 7.24 7.55 7.95 8.42 Mới 01 6.40 9.74 10.32 11.05 11.94 Mới 02 6.45 10.04 10.87 11.90 13.18 Mới 03 6.43 10.19 11.21 12.47 14.06 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 80 Trường Đại học Xây dựng Biểu đồ độ võng (mm) Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm Dầm Dầm -2 -4 -6 Không kể từ biến Bắt đầu khai thác -8 Sau 300 Sau 1000 -10 Sau 10000 -12 -14 -16 Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 tăng 86.56% dầm 02 tăng 104.34% dầm 03 tăng 118.66% Dầm cũ kế bên 05 tăng 24.74% - Về mô men : Bảng 3.36: Tổng hợp nội lực mô men ( đơn vị : kN.m) Trường hợp Dầm Khơng kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Cũ 01 1604 1586 1574 1559 1540 Cũ 02 1636 1629 1624 1618 1611 Cũ 03 1661 1674 1681 1692 1765 Cũ 04 1681 1736 1770 1816 1869 Cũ 05 1699 1827 1909 2016 2138 Mới 01 1606 1498 1432 1339 1247 Mới 02 1620 1568 1533 1488 1433 Mới 03 1617 1606 1600 1596 1579 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 81 Trường Đại học Xây dựng Biểu đồ mô men (kN.m) 2500 2000 Không kể từ biến 1500 Bắt đầu khai thác Sau 300 1000 Sau 1000 Sau 10000 500 Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm Dầm Dầm Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 giảm 22.35% dầm 02 giảm 11.54% dầm 03 giảm 2.35% Dầm cũ kế bên 05 tăng 25.83% 3.3.2.9 Khổ 11.4m nối hai dầm hai phía 16200 500 500 7100 2400 DÇm mí i 01 7100 2400 DÇm c ị 01 2400 DÇm c ò 02 2400 DÇm c ò 03 500 500 2400 DÇm c ị 04 2400 DÇm c ị 05 DÇm mí i 02 Hình 3.40 Mặt cắt ngang cầu nối thêm dầm Hình 3.41 Mơ hình midas thêm dầm Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 82 Trường Đại học Xây dựng - Về độ võng : Bảng 3.37: Tổng hợp độ võng ( đơn vị : mm ) Trường hợp Dầm Khơng kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Mới 01 6.17 9.18 9.64 10.22 10.85 Cũ 01 6.58 7.00 7.23 7.53 7.86 Cũ 02 6.58 6.74 6.83 6.96 7.11 Cũ 03 6.58 6.65 6.70 6.76 6.85 Cũ 04 6.58 6.73 6.82 6.94 7.09 Cũ 05 6.58 6.96 7.18 7.48 7.81 Mới 02 6.17 9.21 9.66 10.23 10.86 Biểu đồ độ võng (mm) Dầm Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm -2 -4 Không kể từ biến Bắt đầu khai thác -6 Sau 300 Sau 1000 -8 Sau 10000 -10 -12 Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 tăng 75.85% dầm 02 tăng 76.01% Dầm cũ kế bên 01 tăng 19.45% dầm cũ 05 tăng 18.69% - Về mô men : Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 83 Trường Đại học Xây dựng Bảng 3.38: Tổng hợp nội lực mô men ( đơn vị : kN.m) Trường hợp Dầm Khơng kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Mới 01 1534 1376 1287 1171 1038 Cũ 01 1639 1748 1808 1886 1968 Cũ 02 1641 1683 1707 1738 1776 Cũ 03 1641 1659 1670 1685 1709 Cũ 04 1641 1679 1702 1733 1771 Cũ 05 1639 1739 1797 1873 1956 Mới 02 1534 1386 1299 1184 1052 Biểu đồ mô men (kN.m) 2500 2000 Không kể từ biến 1500 Bắt đầu khai thác Sau 300 1000 Sau 1000 Sau 10000 500 Dầm Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 giảm 32.33% dầm 02 giảm 31.42% Dầm cũ kế bên 01 tăng 20.07% dầm cũ 05 tăng 19.34% Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 84 Trường Đại học Xây dựng 3.3.2.10 Khổ 11.4m nối ba dầm hai phía 18600 16600 500 500 2400 DÇm m í i 01 2400 DÇm c ị 01 2400 DÇm c ị 02 500 500 2400 DÇm c ị 03 2400 DÇm c ị 04 2400 2400 DÇm c ị 05 DÇm m í i 02 DÇm m í i 03 Hình 3.42 Mặt cắt ngang cầu nối thêm dầm Hình 3.43 Mơ hình midas thêm dầm - Về độ võng : Bảng 3.39: Tổng hợp độ võng ( đơn vị : mm ) Trường hợp Dầm Khơng kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Mới 01 6.22 9.29 9.73 10.30 10.92 Cũ 01 6.63 7.04 7.27 7.57 7.89 Cũ 02 6.63 6.81 6.90 7.03 7.18 Cũ 03 6.65 6.74 6.79 6.87 6.98 Cũ 04 6.67 6.86 6.97 7.12 7.32 Cũ 05 6.71 7.14 7.42 7.79 8.22 Mới 02 6.33 9.62 10.16 10.85 11.68 Mới 03 6.37 9.93 10.73 11.75 12.99 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 85 Trường Đại học Xây dựng Biểu đồ độ võng (mm) Dầm Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm Dầm -2 -4 Không kể từ biến -6 Bắt đầu khai thác Sau 300 -8 Sau 1000 Sau 10000 -10 -12 -14 Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 tăng 75.56% dầm 02 tăng 84.51% dầm 03 tăng 103.92% Dầm cũ kế bên 01 tăng 19.00% dầm cũ 05 tăng 22.50% - Về mô men : Bảng 3.40: Ttổng hợp nội lực mô men ( đơn vị : kN.m) Trường hợp Dầm Khơng kể Có kể đến từ biến đến từ biến T1 T2 T3 T4 Mới 01 1560 1343 1299 1177 1036 Cũ 01 1666 1774 1834 1911 1992 Cũ 02 1669 1714 1739 1771 1810 Cũ 03 1673 1696 1710 1729 1756 Cũ 04 1679 1727 1757 1797 1847 Cũ 05 1687 1802 1875 1970 2080 Mới 02 1587 1469 1397 1298 1194 Mới 03 1602 1548 1514 1471 1408 Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 86 Trường Đại học Xây dựng Biểu đồ mô men (kN.m) 2500 2000 Không kể từ biến 1500 Bắt đầu khai thác Sau 300 1000 Sau 1000 Sau 10000 500 Dầm Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm cũ Dầm Dầm Nhận xét: Sau thời điểm 10000 ngày dầm 01 giảm 33.58% dầm 02 giảm 24.76% dầm 03 giảm 12.10% Dầm cũ kế bên 01 tăng 19.56% dầm cũ 05 tăng 23.29% 3.4 Kết luận chương III : Dựa tất số liệu nội lực chuyển vị có sau khảo sát nhịp dầm 18m , 21m, có nhận xét chung ảnh hưởng tượng từ biến với kết cấu mỏ rộng sau: Từ biến bê tông tượng biến dạng tăng theo thời gian tải trọng tác dụng không tăng Biến dạng từ biến biến dạng dẻo bê tơng tất trường hợp mở rộng cầu xét ảnh hưởng từ biến có đặc điểm chung Xét ảnh hưởng tượng từ biến đến làm việc kết cấu cách so sánh chuyển vị nội lực kết cấu có khơng xét đến từ biến sau : Trong từ biến phân loại từ biến sơ cấp từ biến thứ cấp, tác động loại mô tả theo bảng sau Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 87 Trường Đại học Xây dựng Hình 3.25: Sự mô tả tác động yếu tố tải trọng lên kết cấu bao gồm ( Tĩnh tải1, tĩnh tải 2, … từ biến co ngót ) phần mềm midas civil Kết cấu bê tông chịu ảnh hưởng từ biến, ban đầu kết cấu bị biến dạng ảnh hưởng từ biến sơ cấp ( SCREEP PRIMARY ) Khi bị biến dạng để đảm bảo chuyển vị gối 0, kết cấu có xu hướng chống lại biến dạng cách phát sinh phản lực gối, kết cấu tĩnh định phản lực gối ( ko xét đến yếu tố khác ma sát ), nói kết cấu tĩnh định từ biến dường tác động đến mặt biến dạng mà không gây ảnh hưởng nội lực, Nhưng kết cấu xét kết cấu siêu tĩnh (có hệ thống dầm ngang liên kết với dầm chủ thành hệ siêu tĩnh trong) sau chịu biến dạng từ biến sơ cấp, gối phát sinh phản lực chống biến dạng ảnh hưởng từ biến thứ cấp (SCREEP SECONDARY), phản lực thông qua dầm ngang phân bố lại nội lực dầm, thể chỗ dầm thêm vào có mơ đun lớn nên biến dạng lớn ( bị võng xuống nhiều ) để chuyển vị gối đảm bảo điều kiện =0 dầm vào nhận phản lực gối theo chiều hướng xuống xuất mô men âm dầm này, dầm phía chịu mơ men dương trừ dầm phía Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 88 Trường Đại học Xây dựng Xem xét ảnh hưởng yếu tố thời gian với tượng từ biến : Từ biến yếu tố thay đổi theo thời gian, ban đầu từ biến gây biến dạng lớn, sau biến dạng giảm dần khoảng thời gian 30 năm (10000 ngày xem tượng từ biến khơng cịn nữa) điều thể rõ số liệu biểu đồ liên hệ biến dạng thời gian tính theo mốc thời gian T1, T2, T3, T4 chương III phù hợp với kết tính từ biến cơng cụ hỗ trợ tính tốn sử dụng đề tài : Phần mềm Midas civil 7.3 Phần mềm midas 7.3 tích hợp việc tính hệ số từ biến với mốc thời gian khác ảnh hưởng từ biến khác cụ thể lúc ban đầu ảnh hưởng từ biến lớn ( hệ số từ biến tăng nhanh, ảnh hưởng từ biến giảm dần 10000 ngày) Đồ thể biến thiên hệ số từ biến theo thời gian Hình 137 Tính từ biến ứng với nhịp dầm L=21m Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 89 Trường Đại học Xây dựng Hình 137 Tính từ biến ứng với nhịp dầm L=18m Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 90 Trường Đại học Xây dựng CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Với 20 toán toán phân tích trường hợp, khơng xét tới từ biến có xét đến từ biến đưa kết cụ thể ảnh hưởng từ biến bê tông tải trọng thân kết cấu cầu mở rộng: - Những dầm xét tới từ biến có độ võng tăng từ 50% đến 100%, mô men tăng từ 20% đến 50% - Những dầm cũ tiếp giáp phần mở rộng bị ảnh hưởng lớn Độ võng tăng khoảng 30% mô men tăng khoảng 31% - Khoảng tháng tốc độ từ biến xảy nhanh lớn khoảng 70%-80% giá trị Sau khoảng thời gian tốc độ xẩy chậm 4.2 Kiến nghị Từ kết giúp ta thấy bất lợi mở rộng cầu, thiết kế thi công phải đưa biện pháp phù hợp làm giảm ảnh hưởng từ biến, cụ thể: - Sử dụng kết dầm đúc sẵn để giảm ảnh hưởng từ biến, không sử dụng biện pháp đổ đà giáo - Nghiên cứu phụ gia đặc biệt giúp giảm biến dạng từ biến tăng tốc độ từ biến Mở rộng cầu phương án toán tổng thể cải tạo, nâng cấp, sửa chữa cơng trình cầu Vì thực tế ta cần kiểm định đưa xác khả làm việc cầu cũ để đưa giải pháp tận dụng cầu cũ hay thay toàn bộ, điều góp phần đưa dự án có hiệu quả, đảm bảo chất lượng giá thành cơng trình Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 91 Trường Đại học Xây dựng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Nguyễn Phi Lân (2006), Tài liệu nghiên cứu phân tích kết cấu 2- Ngơ Đăng Quang (2007), Mơ hình hóa phân tích kết cấu cầu với MIDAS/Civil, tập I, II ,Nhà xuất Xây dựng 3- Lê Đình Tâm (2006), Cầu bêtông cốt thép đường ôtô - tập I, II, Nhà xuất Xây dựng 4- Lê Văn Thưởng, Bài giảng mơn cầu BTCT độ lớn, Tính nội lực thứ cấp từ biến bê tông 5- Lê Văn Thưởng, Nghiên cứu bước đầu đề xuất thông số co ngót từ biến bê tơng điều kiện Việt Nam 6- Bộ giao thông vận tải (2005), Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05, Nhà xuất Giao thông vận tải 7- CEB-FIP Mode Code 1990 8- The 1998 American association of State Hightway and Transportation Officials AASHTO LRFD Bridge Design Specifications Dương Đức Thành Trường Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013