Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu khả năng ứng dụng cầu dầm liên tục được xây dựng bằng phương pháp lắp ghép các đoạn dầm có chiều dài lớn

DANH SACH CAC HINH VEHÌNH VE TRANGHinh 1.1 — Cau Moore Haven, Florida, Hoa KY ...ccccccessssssccceceeccceeeesssessssssaeeeeeeeeeeeeeees 5Hinh 1.2 — Cau Clearfork Main Street, Texas, Hoa

3k 3£ 3k 3K 3k 3€ 2K

LE TIEN DAN

NGHIEN CUU KHA NANG UNG DUNG CAU DAM LIEN

TỤC ĐƯỢC XÂY DUNG BANG PHƯƠNG PHAP LAP

GHEP CAC DOAN DAM CO CHIEU DAI LON

Chuyên ngành: Xây dựng Cau - HamMa so: 605825

LUAN VAN THAC SI

TP Hỗ Chi Minh, thang 7 năm 2013

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS LÊ BÁ KHÁNH

CHU TICH HOI DONG TRUONG KHOA

TRUONG DAI HOC BACH KHOA Độc lập — Tự do — Hạnh phúc

Tp HCM, ngày tháng năm 2013NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: LE TIEN DAN MSHV: 11380339Ngày, thang, năm sinh: 14/02/1987 Nơi sinh: Hà Tĩnh

Chuyên ngành: Xây dựng cau- ham Mã số ngành: 60.58.25I- TÊN ĐÈ TÀI:

NGHIÊN CỨU KHẢ NANG UNG DỤNG CÂU DAM LIEN TỤC DUOCXÂY DỰNG BANG PHƯƠNG PHAP LAP GHÉP CAC DOAN DAM CÓ

CHIEU DAI LON

Chuong1: Tổng quan về cầu dam BTCT DUL được thi công băng phương pháp lắp

phép các đoạn dâm có chiêu dai lớn.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết.Chương 3: Giải pháp thiết kế và thi công.Chương 4: Kết luận và kiến nghị

I- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 02 tháng 07 năm 2012HI- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: Ngày 21 tháng 06 năm 2013

IV- CÁN BỘ HƯỚNG DAN: 7S LE BA KHANH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được hội đồng chuyên ngành thông qua.CÁN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QUAN LÝ

QL CHUYEN NGANH CHUYEN NGANH

TS LE BA KHANH TS LE BA KHANH

LOI CAM ON

Tôi xin được cam on thay hướng dẫn Lê Bá Khanh Sự hướng dẫn, góp ý, cungcấp tài liệu tham khảo và động viên của thầy trong quá trình thực hiện là một phầnrất quan trọng để tôi hoàn thành tốt được luận văn

Tôi cũng xin được cảm ơn các bạn đồng nghiệp tại Công ty TNHH Kỹ thuậtThuận Việt, Công ty Cổ phần Tập đoàn Hăng An quý công ty đã tạo điện kiện, hỗtrợ về thời gian để giúp tôi hoàn thành luận văn

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành dén cha me, anh, chi và bạn bè tôi Sựđộng viên và hồ trợ của mọi người là nguôn sức mạnh lớn giúp tôi vượt qua nhữngkhó khăn thách thức để hoàn thành tốt luận văn

Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không tránh khỏi những hạn chế vàthiếu sót Tôi rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô giáo, bạn bè vàđồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm on!

NOI DUNG

TRANG

Mục đích - - - c1 1n ng net 2no 00183180: ÔẴOÔÔ 2Phương phâp nghiín CỨU 55 2222111111111 111555555115 3Y nghĩa khoa hoc của dĩ tăi - s31 EEEESESESEEkrkrkekekeeeed 3CHƯƠNG 1: TONG QUAN Về CầU DầM LIÍN TụC BTCT DUL ĐựƠC THI

CONG BằNG PHƯƠNG PHÂP LắP GHĨP CÂC DOaN DaM COCHIU DAT LớNN - 5< 5Ÿ 5° +S<SSskse+teEEseEserkeekserserkrksersee 4I.I Giới thiệu chung: 010101010111 11111111111999231 1111 111kg ng vờ 41.2 Lich sử phât triỂn:, «set 3 E191 E1915E3 1 11111 1 111g 11g11 xe rvc 41.3 Đặc điểm tt TT HH T110 111111111111 111111 1111111115111 11151111 EEErerrrd 5

1.3.2 Cấu tao nhip va vi tri MOL NOL eceecccescscscesescscesesescesescsessesesesescseeees 61.3.3 Câc phương phâp nối liín tục dam seesesesesesesssscscnees 81.3.4 Câc dạng múi nỗi - cv EEEE9E5E 11111 ckekeed 111.4 Nguyín lý lăm vVIỆC: - 100101103101 11 1111111111188 1 11111 re rre 151.5 Co sở đânh giâ hiệu quả kinh tẾ - - «+ St ‡EEEeEeEsrerrerees 151.6 Kha nang Ung 0ì 207 16CHUONG 2: CO Sở LY THUY ssessssssssssesssssssssscsssssssssssssssssessssesssesessssesneese 18"8š O0 — ,ÔỎ 182.2 Đặc điỀm ch rrrereie 182.3 Tải trọng tâc dụng vă tổ hop tải trọng cv xeEeEerererrerees 19“Y8 7 eeeececcccessssscccceccceeeeeeseeesssneeeeeeesecceeseesessesaaeeeeeeeeeeeeees 192.3.2 TỔ hợp tải trỌng - «sec 111111 1xx eei 202.4 Vật liệu sử dung trong dầm dự Ứng ỰC 5-57 sresss 202.4.1 ĐỀ tÔng HH ng 21

2.4.2 Cốt thép thường -.- cv E1 E111 11x ckrkekeed 212.4.3 Cốt thép dự Ứng ÌỰC c6 6k1 SE SE EExrxgkrkrkekekekd 212.5 Các giới hạn Ứng Suất -¿- - k1 9E E1 11g11 xxx 212.5.1 Các giới han ứng suất đối với tao thép dự ứng lực 212.5.2 Các giới han ứng suất đối với bê tông se cxcxsxsxexd 222.6 Phương trình bố trí cấp căng sau - << SxSxSxSxSkSE SE EEEEeEeEerrererees 242.7 Các yêu câu về cấu †ạO - tk 11151515 1111111 1 1 1111111011111 13 xxx 272.7.1 Các yêu cau về kích thước tối thiỀu «+ ss+x+x+xexẻ 272.7.2 Các yêu cau về khoảng cách tối thiểu giữa các tao thép và ống

0 — ,Ô 282.7.3 Các yêu cau về kích thước va vật liệu ống gen - 302.8 Mat mát Ứng Suất cv v11 1191915111 11111 1 11111010111 13 xxx 312.8.1 Các dang mat mát ứng SuẤt - - - - s+xsEsESEsEEkvkrkreeeeeeed 312.8.2 Tính toán mat mát ứng suất trong dầm căng cáp nhiều giai đoạn

d 432.8.3 Tổng hop mat mát Ứng suất - + s+xsEsEsEsEEkvkrkrkeeeeeed 502.9 Ứng xử của dam qua các giai đoạn thi công - - - +cscscscxecee 512.9.1 Giai đoạn 1: Giai đoạn chế tao dam, căng cáp giai đoạn 1 512.9.2 Giai đoạn 2: Thi công mối nối, dầm ngang, bản mặt cầu 522.9.3 Giai đoạn 3: Căng cap dự ứng luc giai đoạn 2, tháo dỡ trụ tam.522.9.4 Giai đoạn 4: Thi công lớp phủ, lan can, gO chẵn 532.9.5 Giai đoạn 5: Giai đoạn khai thác sử dung 542.10 Các bước tính tOán 1110311110111 1111111111188 31511111 re 56CHUONG 3: GIáI PHAP THIẾT KE VÀ THỊ CÔNG . c-<< 583.1 TOng QUan G1311 9191515 511111111111 1111 131111111 greg 583.2 Dinh hướng nghiÊn CUUQu ccccccceesssssssssneeeeeeececeeeeseessssnsaeeeeeeseeeeeees 583.3 Phương pháp thi công nối liên tục các đoạn đâm - - 2 2 + se: 58

3.3.1 Phuong pháp 1: Các đoạn dầm được nối liên tục trên mặt đất

trước khi cầu lắp «xxx EES SE SE ct cv rreg 59

3.3.3 Phương pháp 3: Các đoạn dâm được nối liên tục sau khi cau lắp,

vị trí nôi cách đỉnh tru 1 khoảng L, năm trong vùng có m6 men

"¡0 62

3.4 Phân tích tinh toán - - c1 1199 11 re 663.4.1 Đặc điểm phân bố mô men do tinh tải giai đoạn l 66

Sh NH9 vui 76 a e 69

3.5.1 Trinh tự thi công cầu liên tục 3 nhịp có sử dụng trụ tạm 69

3.5.2 Trinh tự thi công cầu liên tục 3 nhịp không sử dụng trụ tạm 703.5.3 Các bước thi công chính - << 55s +**++++sssssssssssessa 7]3.6 Ví dụ tính fOáñ -. cc c1 nh re 79CHƯƠNG 4: KéT LUậN VÀ KIếN NGHỊ, - << 55555 sscscsesesee 914.1 K@tane scecceecsscsseesseecseecseecsecsscesccsscsusccssceusesusesnscsusecueeneecnseeneenseeneeenes 914.2 Kiến nghị -c- c1 T111 11111111 gu 92TÀI LIệU THAM KHảO 5-5- 5° 5° 5° 2 S2 S2 S4 S4 S4 9E3ES£S£S£SeEeE S4 4 4 5 5 5 s52 93

DANH SACH CAC BANGBANG TRANGBang 1.1 — Các giai đoạn làm việc của dẦm - + + ExE xckckckevekeeeeeree 15Bang 1.2 — So sánh các tóm tat các công nghệ thi CON csesesesesectceceeeseeeeees 16Bang 2.1 — Bang tô hop tai trỌng, - s3 111511111111 1 1xx rreg 20Bảng 2.2 — Giới hạn ứng suất đối với tao thép dự ứng lực - 2-5 s+s+s+escse 22Bang 2.3 —Gidi han ứng suất kéo tam của bê tông dự ứng lực trước mat mát, kết câu

dự ứng lực toàn phan - + xkk+k*E#E#E9ESESEExEkSk kg rreg 23Bảng 2.4 — Giới hạn ứng suất nén của bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử

dụng sau mat mát, kết câu dự ứng lực toàn phan ¬— 23Bảng 2.5 — Giới hạn ứng suất kéo của bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử

dụng sau mat mát, kết câu dự ứng lực toàn phan ¬— 24Bang 2.6 — Tổng hop mat mát ứng suất đối với trường hợp căng giai đoạn 1 là căng

trước, căng giai đoạn 2 là căng sau trong hoặc ngoải tiết diện 50Bang 2.7 — Tổng hop mat mát ứng suất đối với trường hợp căng giai đoạn 1 là căng

sau trong tiết diện, căng giai đoạn 2 là căng sau trong hoặc ngoài tiết

DANH SACH CAC HINH VEHÌNH VE TRANG

Hinh 1.1 — Cau Moore Haven, Florida, Hoa KY ccccccessssssccceceeccceeeesssessssssaeeeeeeeeeeeeeees 5Hinh 1.2 — Cau Clearfork Main Street, Texas, Hoa SA 5Hình 1.3 — Mat cat dam str dung cho cầu dam liên tục BTCT thi công bang phương

pháp lắp ghép các đoạn dâm có chiều dai lớn - - - sec: 6Hình 1.4— Cau cong kết hợp với bố trí siêu €aO ¿+ - + EE+E+EeEeEeErkrkeeereei 7Hình 1.5 — Đoạn dầm trên đỉnh trụ có tiết điện thay (0) nn 8Hình 1.6 — Nối dầm sử dung cáp dự ứng lực căng sau toàn bộ chiều dai các nhịp

(nguồn PCI manual) 2-2-5 + SE +E+k+E#ESEEEE+EeEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkerererkrkd 9Hình 1.7 — Nói dầm sử dung thanh căng cường độ cao s6 s+s+s+x+esesese 10Hình 1.8 — Chi tiết cốt thép thường mối nối trên đỉnh trụ 5-5-5 <5: 11Hình 1.9 — Môi nối cốt thép thường trênd đỉnh trụ hoàn chỉnh - 5: 12Hình 1.10 — Mối nối sử dụng cáp du ứng lực căng sau toàn bộ chiều dài các nhịp 12Hình 1.11— Mặt bằng mối nối '“khâu”” 2 2E k+E+E#EEEE+E£EeESEEEEEEEESEEEErkrkrrerers 13Hình 1.12 — Mối nối sử dụng keo €OXY - - 6k SE#E+ESESEExEkEkSkckckckekekreeeeree 14Hình 1.13 — Mối sử dụng bản thép - s s St SESEEEEEEES SE SE rkcvrvcveerreg 14Hình 2.1 — Hình dạng đường cáp căng SaU - 11111111 ksseessessee 25

Hình 2.2 — Các quan hệ hình học giữa các đường cong parabol bố trí tao thép 26Hình 2.3 — Lực kéo bung bê tông ở đoạn cong và bố trí thép rang buộc 30Hình 2.4 — Mat mát do ma sat ở đoạn €OInE -¿- - SE SE ckckekekeeeeeree 35Hình 2.5 — Biểu đồ thay đổi ứng suất trong sợi cáp trước và sau khi mmưs do tụt

Hình 2.6 — Hệ số từ DiGi oo eseeceesseesseecsseesseesscesscesscessccsscesscessccnsccusecnscensceneeenseenseenes 39Hình 2.7 — Biểu đồ mô men giai đoạn Ì - ¿2 - +s+E+ESEEEEEEEEkekekekeeeeeeeree 51Hình 2.8 — Biều đồ mô men giai đoạn 2 - 2-2-6 k+E+E+ESESEEEEEEEEkekekekeeeeeeeree 52Hình 2.9 — Biểu đồ mô men giai đoạn 3 -¿- - - k+x+E+ESESEEEEEkckckckekekeeeeeree 52Hình 2.10 — Biểu đồ mô men giai đoạn 4 - 2 - s+x+E+ESESEEEkEkckckckekekeeeeeree 53Hình 2.11 — Biểu đồ mô men giai đoạn 5 -¿- - - s+E+E+ESEExEEEkckckckekekeeeeeree 54Hinh 3.1 — Thi cong nỗi dầm tại mặt đất oc eccccccccscccsccscscscesescsessesesesescsessesesesesees 59Hình 3.2 — So đồ bố trí cáp giai đoạn 1- phương pháp l 25s +s+s+sscse 60Hình 3.3 — Sơ đồ cáp giai đoạn 2 — Phương pháp ¿<< s+s+x+x+x+xexsesesese 61Hình 3.4 — So đồ bố tri cáp giai đoạn 1 — Phương pháp 2 - 2-5 s+s+ssescse 62Hình 3.5 — Sơ đồ cáp giai đoạn 2 — Phương pháp 2 < s ssx+x+x+x+xeeeeeeeeee 62Hình 3.7 — So đồ bố trí cáp giai đoạn 1- phương pháp 3a - - 5 +s+s+escse 63Hình 3.8 — Biểu đồ mô men dam liên tục — Phương pháp 3a - - 5s +: 64Hình 3.9 — Sơ đồ cáp giai đoạn 2 — phương pháp 3a - ¿<6 5s+x+x+x+x+esesese 64Hình 3.10 — Biểu đồ mô men dầm đơn - Phương pháp 3b - 5 +s+s+ss¿ 65Hình 3.11 — Sơ đồ bố trí cáp giai đoạn 1- phương pháp 3b - 5 s+s+sscs¿ 65Hình 3.12 — Biểu đồ mô men dam liên tục — Phương pháp 3b - - - +: 65Hình 3.13 — Sơ đồ cáp giai đoạn 2 — Phương pháp3b ¿5 6+x+x+x+x+esesese 65Hình 3.14 — Trình tự thi công cầu liên tục 3 nhịp — Phương pháp 3a 70Hình 3.15 — Trình tự thi công cầu liên tục 3 nhịp — Phương pháp 3b 7]Hình 3.16 — Bồ trí cốt thép, ống gen đoạn dầm nhịp biên 2-2-5 +s+s+sssse 71Hình 3.17 — Bồ tri cốt thép, ống gen đoạn dầm trên đỉnh trụ -.- - - <<: 72Hình 3.18 — Thứ tự cau lắp các đốt dầm — Phương pháp 3a - - s+ssss¿ 72

Hình 3.19 — Thứ tự cau lắp các đốt dầm — Phương pháp 3b - - s+ssss¿ 72Hình 3.20 — Sử dụng trụ tạm, trụ vĩnh cửu có định đoạn dầm trên đỉnh trụ 73Hình 3.21 — Sử dụng giá đỡ gan với tru vĩnh cửu cô định đoạn dầm trên đỉnh tru 73Hình 3.22 — Sử dụng giá treo thép liên kết tạm thời các đoạn dầm - 74Hình 3.23 — Vách ngăn giữa 2 đốt dầm trong gai đoạn chế tạo - - 5c: 74Hình 3.24 — Mối nối khô -:-©:-5c++2xt2E 2E 2E EEEEEEEtrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrie 75Hình 3.25 — Đồ bê tông tại chỗ mối nối ướt + ¿2 + + E+EE+E+E+E+EeEE+E+xeesreei 76Hình 3.26 — Bồ trí ụ neo đầu đầm tt St EE 1113181 E8 EESEEEEEESErErErerererred 77Hình 3.27 — Bồ trí van thoát ƯỚC - ¿2 S2 SE£E9EEEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkrrrred 78Hình 3.28 — Mặt cắt ngang Cau - «s1 111111 1111111 greg 79Hình 3.29 — Mặt cắt ngang dầm - -ssxSxStSvv TS E1 E19151 111111 1 11x rreg 79Hình 3.30 — Sơ đồ bố trí cáp giai đoạn 2 -¿-c- -kk+x+EeESESEEggvct cv cvnvnererreg 80Hình 3.31 — Biểu đồ mô men, ứng suất trong dầm trước khi nối liên tục 81Hình 3.32 — Mô men phát sinh trong dầm do căng cáp giai đoạn 2 nối liên tục dam

¬— 81

Hình 3.33 — Ung suất trong dầm, ban mặt cau do căng cáp giai đoạn 2 §2Hình 3.34 — Mô men trong dam do tĩnh tải giai đoạn 2 + hoạt tải khai thác 82Hình 3.35 — Ứng suất trong dầm, ban mặt cau do tĩnh tai giai đoạn 2 + hoạt tải khai

¡0107 AÓAúúA 83Hình 3.36 — Mặt cắt ngang cầu - - s1 E111 111111 greg 84Hình 3.37 — Mặt cắt ngang dam c.ccccccssssssssscscscsesssesscscscsssvsvevsescsesesececscssasavevevens 84Hình 3.38 — Sơ đồ bố trí cáp giai đoạn 2 oo ccescsescssssssssssssssscscscsessstsscscssesesevevens 85Hình 3.39 — Biểu đồ mô men, ứng suất trong dầm trước khi nối liên tục 85

Hình 3.41 — Ứng suất trong dầm, ban mặt cau do căng cáp giai đoạn 2 86Hình 3.42 — Mô men trong dầm do tĩnh tải giai đoạn 2 + hoạt tảiI 87Hinh 3.43 — Ung suat trong dầm, ban mặt cau do tĩnh tai giai doan 2 + hoat tai 88Hình 3.44 — Mô men sơ cấp do căng cáp giai đoạn 2 (VD0T) -.-cccccscscee 88Hình 3.45 — Mô men sơ cấp do căng cáp giai đoạn 2 (VDO2) cceesesssssteteeeeeeees 89Hình 3.46 — Mô men thứ cấp do căng cáp giai đoạn 2 (VD0T) -cccscsce¿ 89Hình 3.47 — Mô men thứ cấp do căng cáp giai đoạn 2 (VD02) cccccscee 90

Cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực với những ưu điểm vượt trội như khảnăng vượt nhịp xa, hạn chế vết nứt, tiết kiệm vật liệu, giảm độ võng so với dầm bêtông cốt thép thường Nhờ những ưu điểm này, nó đã được sử dụng rộng rãi ở nướcta trong suốt những năm qua với hai dạng chính là cầu dầm giản đơn và cầu dầmliên tục.

Cầu dầm giản đơn có ưu điểm công nghệ thi công đơn giản, thời gian thi côngnhanh, chi phí thấp Bên cạnh những ưu điểm nó cũng có những nhược điểm còntồn tại như: khả năng vượt nhịp còn han chế, lưu thông chưa được êm thuận, tínhthấm mỹ không cao

So với cầu dầm giản đơn, cầu dâm liên tục có những ưu điểm vượt trội hơnnhư: kha năng vượt nhịp xa hơn, lưu thông êm thuận, tính thâm mỹ cao Ở nước tahiện nay, cầu dầm bê tông cốt thép liên tục chủ yếu thi công theo công nghệ đúchang cân bang, đúc trên đà giáo Tuy chúng ta đã làm chủ được công nghệ thi côngcác loại cầu nảy nhưng do tính phức tạp, chi phí xây dựng cao nên đó chưa phải làmột sự lựa chọn hoàn hảo cho nhiêu dự án xây dựng câu.

Nêu tận dụng được ưu diém và khăc phục những hạn chê của hai loại cau ở trênsẽ tạo ra được một loại câu vừa có thê đáp ứng tôt hơn cho nhu câu sử dụng mà chiphí xây dựng lại phù hợp với khả năng tài chính của nước ta hiện nay.

Phương án lắp ghép các đoạn dầm có chiều dai lớn dé trở thành kết cau nhịpliên tục có lẽ là một sự lựa chọn tối ưu hơn, bởi vì nhịp liên tục sẽ phân bố lại mômen tốt hơn so với nhịp giản đơn Do đó loại cầu nảy sẽ có tiết diện thanh mảnhhơn, khả năng vượt nhịp xa hơn, chi phí cho kết cầu phần dưới cũng như cho côngtác duy tu bảo dưỡng sẽ giảm đáng kể Mặt cắt dầm sử dụng là các dầm giản đơnthông thường vốn đã rất quen thuộc ở nước ta, nên công nghệ thi công sẽ không quáphức tạp, thời gian thi công nhanh Ngoài ra việc ghép nối các đoạn dầm ngăn để

chật hẹp.Loại cầu này đã được ứng dụng rộng rãi ở Mỹ từ những năm 1970, với các cầu:cầu Fuller Warren, cầu Moore Haven, cầu Highland View ở Bang Florida, cauKlickitat Country, cầu Rock Cut ở Bang Washington D.C O châu A loại cầu naycũng duoc Han Quốc, Đài Loan đưa vào sử dụng từ năm 1982 Tuy nhiên loại cầunày vân còn đang khá mới mẻ ở nước ta và chưa được ứng dụng.

Với những ưu điểm vượt trội như vậy, việc nghiên cứu ứng dụng loại cầu thicông băng phương pháp lắp ghép các dầm bê tông cốt thép dự ứng lực có chiều dàilớn tại Việt Nam mang một ý nghĩa to lớn Tuy nhiên phương pháp tính toán dầmthi công bằng phương pháp này chưa rõ ràng, Tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành22TCN 272-05 chưa có các điều khoản quy định riêng Điều này hiện đang là mộtrào cản cho việc áp dụng phương cau thi công theo phương pháp này

1.1 Mục đích

Nghiên cứu được thực hiện với mục đích năm bắt và tạo cơ sở tính toán ápdụng đối với cau dam liên tục thi công bằng phương pháp lắp ghép các dầm bê tôngcốt thép dự ứng lực có chiều dài lớn, góp phần làm phong phú thêm về công nghệthi công cầu và mang lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật lớn hơn

1.2 Nhiệm vụ và giới hạnĐề tài được thực hiện nhằm tìm hiểu về phương pháp tính toán cũng như côngnghệ xây dựng câu dâm liên tục được thi công bằng phương pháp lắp ghép các dầmBTCT DUL có chiều đài lớn

Luận văn chỉ nghiên cứu các bước tính toán và thi công loại câu này đôi vớimột sô tiêt diện dâm giản đơn thông thường ở nước ta mà chưa đi sâu nghiên cứu

tôi ưu nhât, chưa xét tới ảnh hưởng của co ngót, từ biên tại vi trí môi nôi dén nội lựccủa toàn bộ cầu.

1.3 Phương pháp nghiên cứuPhương pháp:

e Nghiên cứu, đánh giá các tài liệu hiện tại liên quan đến công nghệ cầudâm liên tục BTCT thi công bằng phương pháp lắp ghép các đoạn dầm cóchiều đài lớn.

e Nghiên cứu, xem xét và tổng hợp các quy định của Tiêu chuẩn thiết kếcầu 22TCN 272-05 về cách tính toán các mất mát ứng suất, ứng suất cốtthép dự ứng lực ở trạng thái giới hạn cường độ, các yêu cầu về cau tạo, cáctính toán cần thiết khác, nhằm áp dung và dé xuất phương pháp tính toánthiết kế đặc trưng cho loại dầm thi công băng phương pháp lắp ghép cácđoạn dầm có chiều dài lớn

1.4 Ý nghĩa khoa học của đề tàiĐây là dé tài nghiên cứu về một loại cầu mới nhăm đóng góp những luận điểmkhoa học vào cơ sở đữ liệu cầu bê tông cốt thép dự ứng lực được thi công bằngphương pháp lắp ghép các đoạn dầm có chiêu dài lớn từ đó có thể mở rộng cáchướng nghiên cứu đê hoàn thiện thêm những hiệu biệt về loại cau này.

DUL DuOC THỊ CÔNG BaNG PHƯƠNG PHÁP LắP GHÉP

CÁC DOaN DâM CO CHIêU DAI LớN

Phan này giới thiệu chung vé cầu dầm liên tục bê tông cốt thép dự ứng lực thicông bằng phương pháp lắp ghép các đoạn dam có chiều dài lớn, lịch sử phát triểncũng như những những đặc điểm của loại cầu này

1.1 Giới thiệu chung:

Cau dam liên tục bê tông cốt thép dự ứng lực thi công bang phương pháp lắpghép các đoạn dầm có chiều dài lớn là những kết cau được hình thành từ việc lắpchép từ các đoạn dầm riêng rẽ tiết diện chữ I, T, U Các đoạn dam này có thékhong được du ứng lực hoặc dự ứng lực một phan để có khả năng chịu tải trọng bảnthân, lực xung kích lúc vận chuyền, tỉnh tải giai đoạn một Sau đó sử dụng biệnpháp căng cáp dự ứng lực sau để gan kết các đoạn dầm nay lại với nhau để tạothành kết cau nhịp liên tục có khả năng vượt nhịp lớn hơn

1.2 Lịch sử phát triển:Loại cầu này lần đầu tiên được nghiên cứu ứng dụng ở Newyork-Mỹ vào năm1960 với cau Interstate I-81 Onerda Lake Cầu được thiết kế 3 nhịp liên tục, mặt cắtchữ I, nhịp giữa dài 240 feet (73m) Sau đó loại cầu này tiếp tục phát triển rộng rãiở các bang khác của nước Mỹ, ở Canada Cho tới 1982 cầu này mới được các nướcở châu A như Đài Loan, Hàn Quốc sử dụng Những năm của thập ky 90 chứng kiếnsự phát triển nở rộ với 105 cây cầu loại này được xây dựng Ở thời điểm hiện tại cókhoảng 252 cây cầu đã được xây dựng và đưa vào sử Ở nước ta hiện nay loại cầunày vân chưa được ứng dụng.

tiết diện chữ I, chiều dài nhịp lớn nhất: 320 feet (97m).Cầu Clearfork Main Street, Texas, Hoa Ky

Cau Clearfork Main Street 6 bang Texas, Hoa Ky, hoan thanh nam 2013, sudung dam tiết diện chữ I, chiều dai nhịp lớn nhất: 220 feet (67m)

1.3 Đặc điểm1.3.1 Mặt cắt sử dụng

ghép các đoạn dầm có chiều dài lớn

1.3.2 Cau tạo nhịp và vị trí mối nỗiMỗi nhịp được hình thành từ một, hai hoặc ba đoạn dầm có chiều dai ngắn hơnđược nôi lại với nhau.

VỊ trí môi nôi có thê được bô trí tại những vi tri sao thuận lợi cho việc chê tạo,vận chuyền, thi công lắp đặt các đốt dầm

dâm có chiều cao thay đôi nhằm làm tăng khả năng vượt nhịp.

1.3.3.1 Phuong pháp 1: Nỗi thông qua cốt thép bản mặt cầuSau khi các đoạn dầm đã được lắp đặt vào đúng vi trí, việc nối liên tục các đoạndầm này có thé được thực hiện bằng cách bố cốt thép cốt thép bản mặt cầu dé chịumô men âm xuất hiện tại các vị trí nối Theo đó phương pháp nối này chỉ được ápdụng cho những mối nối trên đỉnh trụ hoặc tại vị trí tiếp giáp với mồ chỉ xuất hiệnmô men âm mà không xuât hiện mô men dương.

1.3.3.2 Phương pháp 2: Sứ dụng cáp dự ứng lực căng sau

Các đoạn dầm được nối liên tục với nhau nhờ cáp dự ứng lực căng sau Phươngpháp này đòi hỏi ống gen phải được đặt sẵn trong suốt chiều dài dầm Do đó

phương pháp này chỉ áp dụng được đồ với những dam có chiều rộng bản bụng lớnhơn 150mm và được mở rộng ở đoạn dau dam dé có thê bô trí ụ neo.

Hình 1.6 — Nối dầm sử dung cáp dự ứng lực căng sau toàn bộ chiều dài các nhịp (nguồn PCI

manual)

Ứng dụng:Phương pháp này có thé nối nhiều đoạn dam lại với nhau tạo thành dầm cócó chiều dài, khối lượng lớn hơn

- _ Liên tục hóa nhiều nhịp giản đơn thành kết cau nhịp liên tục

- Tao ứng suât trước và làm hạn chê vet nứt cho bản mặt cau trong phạm vichịu mô men âm trên đỉnh trụ

- Tao dâm liên tục dé chịu tải trọng do bản mặt câu và tải trọng ở các giai đoạn

sau

- Trong giai đoạn chế tao và vận chuyển chỉ tao ứng suất trước một bằngphương pháp căng trước do đó sẽ hạn chế được độ vồng cũng như giảm đượccường độ bê tông yêu câu lúc căng cáp.

1.3.3.3 Phuong pháp 3: Sử dụng thanh căng cường độ caoCác thanh cường độ cao ở phân cánh trên cuôi của môi đôt dâm sẽ được kéo dàivà noi đôi dau với nhau từng đôi một tại vi trí trên đỉnh trụ Các thanh cường độ caonày sẽ chịu mô men âm do trọng lượng bê tông bản mặt cau, tải trọng chat thêm vahoạt tải khi đưa vào khai thác sử dụng.

1-3/8" ©, Grade 150 ksiLẦN threaded rod (typ.)#— Œ Pier / a Steel bar (typ.)| / ~ Nut and washer (typ.)

cet + = |Oo == = = =| ' E == - Ù | moet

4 E + =| 25 i 25

x == oe HH BC: E = ` =

Wy | eS | a = saben |về ce} : == ra Œ Pier

|

|

È.30"x4 "x3 Rectangular steel

4

bar with holes @ 3" o.c for

threaded rods (typ.)

a) Plan View b) View A-AHình 1.7 — Nối dầm sử dung thanh căng cường độ cao

Phương pháp nay là sự kết hợp giữa phương pháp 1 và phương pháp 2 nó chophép tạo được dự ứng lực cho kết cau mà thi công đơn giản Theo kinh nghiệmphương phương pháp này có thé làm tăng kha năng vượt nhịp của dầm lên 10% Sovới phương pháp 1 thì phương pháp này có nhiều ưu điểm hon Tuy nhiên so vớiphương pháp 2 thì phương pháp này còn một số hạn chế:

- Không tạo được dự ứng lực cho bản mặt cầu trong vùng chịu mô men âm;- Chi áp dụng được đối với những mối nối trên đỉnh trụ

1.3.3.4 Phương pháp 4: Sứ dụng tao cáp dự ứng lực căng trước kéo đài

Các tao cáp trong dầm sé được kéo dài, chuyển lên sát với thé trên sau đó đượcnối với cáp của đoạn dầm liên kê, tao ứng suất trước rôi tiễn hành đồ bê tông dầmngang tại ví trí mối nối Phương pháp này các sợi cáp căng trước trong dầm đượcnói liên tục giống như các bó cáp căng sau nhưng phương có nhiều lợi điểm hơn ởchỗ phương pháp này không cần phải mở rộng khối đầu dầm để phục vụ cho việcbồ trí neo cáp căng sau, không cần bơm vữa lap day ống ghen do đó chi phí sẽ giảmhơn so với phương pháp căng sau Tuy nhiên phương pháp này cũng có hạn chế đólà thiết bị sử dụng nói cáp, quy trình căng cáp tại mối nối tương đối phức tạp

1.3.4 Các dạng mối nỗiKhi nói đến kết cau lắp ghép, ngoài công nghệ dé lắp đặt các phân đoạn lại vớinhau thì một vấn đề rất được quan tâm là sự liên kết giữa các phân đoạn đó như thénào Quá trình thi công nay sẽ tạo ra các mối nối giữa các phân đoạn dầm Các mốinối này cần phải được quan tâm đặc biệt trong thiết kế cũng như trong thi công Sựbiến dạng và cơ chế truyền tải trọng của mối nối sẽ ảnh hưởng đến sự toan vẹn vềmặt kết cầu của cầu, đến độ võng cũng như khả năng chịu tải cực hạn của nó Ngoàira mối nỗi giữa các phân đoạn cũng cần đượcc quan tâm về mặt kín khít Sự kín khítgiữa các phân đoạn là yếu tố quyết định đến việc tính toán khả năng chịu lực của kếtcầu Hơn nữa nó còn có chức năng bảo vệ ngăn ngừa các tác nhân có hại từ môitrường xâm nhập vào trong bê tông, làm suy giảm chất lượng của bê tông cũng nhưcốt thép.

1.3.4.1 Mối nối đồ tại chỗ sứ dụng cốt thép thườngMúi nối được đồ bê tông tại chỗ để liên kết các đoạn dam lại với nhau Môi nốiloại này có chiều rộng 20-60cm, thường được bồ trí trên đỉnh trụ Cốt chịu lực chínhlà cốt thép thường được chờ sẵn ở cuối mỗi đốt dam Dam sau khi được gác lênđỉnh trụ cốt thép chờ sẽ được nỗi chồng với nhau dé chịu mô men âm Dé tăng cứngcho mối nối, có thé kết hợp đồ bê tông mối nối với bê tông dầm ngang, bản mặt cầuva xà mũ tạo một khôi cứng liên kết các nhịp dâm với nhau và liên kêt cứng với trụ.

Nhìn chung mối nối dạng này cũng giống như mối nối sử dụng cốt thép thường,điểm khác cơ bản nhất là mỗi loại này được tạo ứng suất trước và cốt chịu lực làthép dự ứng lực căng sau Những bó cáp dự ứng được luồn xuyên suốt các đoạndầm và được căng kéo dé liên kết các chúng lại với nhau Mối nối dang này có théđược bố trí tại mọi vị trí của kết câu nhịp nhưng thường tránh những vi tri xuất hiệnmô men cực đại như giữa nhịp, trên đỉnh trụ Chiều rộng mối nối phải đủ dé thuậnlợi cho công tác bô tri cot thép câu tạo, nôi ông gen.

1.3.4.3 Mối nối “khâu”Múi nối dạng này sử dụng những tao cáp ngắn hoặc những thanh căng cườngđộ cao để “khâu” cục bộ khối đầu dầm của các đoạn dầm lại với nhau Khoảng hởgiữa 2 dầm được lấp đầy bằng vữa mác cao Các đoạn dầm được mở rộng ở cuối đểbồ trí bốt trí ụ neo cũng như dé chịu được những lực tập trung do đầu neo truyềnvào Mối nỗi loại này thường được sử dụng cho những cầu dải có nhiều nhịp nếu sửdụng cáp dự ứng lực căng sau thì không hiệu quả vì mất mát ứng suất do ma sátlớn.

ma, Fill with highstrength grout

Elevation

—.—._ _ ee eee

STE 8S emeeweenc || |Ì Vx.a-«-e=====eennn" Benses a 1.

PlanHình 1.11— Mặt bang mối nối “khâu”

1.3.4.4 Mỗi nối sử dụng keo epoxyĐây là loại mối nối sử dụng keo epoxy hoặc vữa xi măng mịn để kết dính cácđốt dam lại với nhau Trong thực tế người ta thường sử dụng keo epoxy, vữa ximang it được sử dụng Trước khi ghép các đoạn dầm lại với nhau, mặt tiếp xúc đầumỗi dầm sẽ được quét keo epoxy Sau đó các đoạn dầm được ép chặt với nhau băngcáp dự ứng lực căng sau hay các thanh bar tạm thời Sau khi đông cứng keo epxy có

chức năng truyên lực nén và lực căt qua môi nôi Môi nôi dạng này có chiêu dày<3mm.

C.L of splice| deck

L Conventionally ) Conventionally =>

| reinforced girders ! reinforced girders

_ Sx | Girder surface sealed

Post - tensioning - M Š ————— and gap filledtendon with epoxy

Temporary support

Hình 1.12 — Mối nối sử dụng keo epoxy

1.3.4.5 Mối nối sử dụng bản thépỞ giai đoạn chế tạo đầu mỗi dầm được chờ sẵn những tâm thép Sau khi cácđoạn dầm được ghép vao đúng vi trí những tam thép này sẽ được nối chồng vớinhau Liên kết hàn kết hợp với bulông được sử dụng để găn kết các tắm thép vớinhau theo từng cặp một Sau đó bê tông được đồ dé lap đầy mối nối và bảo vềnhững tam thép khỏi sự ăn mòn

Embedded steel plates

—-+Am

Hình 1.13 — Mối sử dụng bản thép

1.4 Nguyên lý làm việc:Cầu sử dụng kết hợp giữa cáp thi công theo công nghệ căng trước và công nghệcăng sau, được chia thành nhiều giai đoạn thi công Số lượng cáp mỗi giai đoạncăng được tính toán sao cho vừa đủ chịu được nội lực ở các giai đoạn thi côngtương ứng So dé kết cấu nhịp thay đối qua các giai đoạn thi công:

Bảng 1.1 — Các giai đoạn làm việc của dầm

W Giai đ Sơ đô kết

STT | Giai đoạn thi công Tải trọng tác dụng - a : " ` `

căng cáp câu nhip1 Ché tao dam, van Trọng lượng lượng ban Cáp giai Nhịp giản

chuyền, lắp đặt thân dầm, lực xung kích đoạn | đơnThị công mỗi nội, Trọng lượng be tong Cáp giai Nhịp giản2 dâm ngang bản của môi nôi, dâm

<, 2 we đoạn 1 don

mat cau ngang, ban mat cau

T | bê tô ^ Lae

Thi cong lan can, none mone ' ene Cap giai Nhịp liên

3 „ ; ` ¬ lan can, lớp phủ tảilớp phủ, hoàn thiện ay doan 2 tuc

khai thac1.5 Cơ sở đánh giá hiệu quả kinh tế

Cầu dầm liên tục BTCT thi công băng phương pháp lắp ghép các đoạn dầm cóchiều dài lớn tạo được kết cau nhịp có chiều cao thấp, giảm tải trọng kết cau nhịp vàgiảm chiều cao đất đắp đường đầu cầu qua đó làm giảm chỉ phí do tiết kiệm đượcvật liệu kết cầu mồ trụ cau, đất dap đầu cau va đặc biệt là kết cầu móng mồ, tru cầu.Công tác chế tạo, thi công dầm không khác nhiều so với dầm thông thường, chỉthêm một số công tác như thi công trụ tạm phục vụ cho công tác cầu lắp dầm, thicông mối nối, căng cáp giai đoạn 2 các công tác này có thé làm tăng chi phí xâydựng Ngoài ra còn một số khó khăn hơn trong quá trình căng cáp giai đoạn hai doquá trình nay được thực hiện tại công trường và trên phạm vi nhỏ ở đầu dầm bêndưới mặt cầu Khó khăn trong quá trình này cũng góp phần làm tăng thêm chỉ phítuy nhiên hoàn toàn có thé khắc phục được khi công nghệ căng cáp giai đoạn haiđược năm bắt tốt và một số điều chỉnh trong trình tự thi công kết cấu nhịp Quá

trình thi công mặt câu cũng dé dang va tiêt kiệm hon do độ vong của dâm ban daunhỏ, lượng bê tông dé bu cao độ do độ vông giảm so với các câu dâm thi công băngphương pháp truyền thống.

1.6 Khả năng ứng dụng:

Tóm tắt đặc điểm công nghệ

Bảng 1.2 — So sánh các tóm tắt các công nghệ thi công

Khẩu độ | Sơđồ | Tĩnh không | Phương ThờiCông nghệ nhịp hợp | ket cau dưới cau phap thi gian thi

ly Gn) áp dung | khi thi công | công dam công

Cau dâm nhịp giản <40 Gan Dam bao Đúc san Nhanhdon don

Cau dam liên tục Không đảm

-đúc trên đà giáo cô <3 Liên tục © Đô tai cho Chamdinh bao

Cau dam liên tục đúc trên đà giáo di | 35z60 | Liên tục | Đảm bảo Đô tại cho Chậm

-độngCâu dâm liên tục

“TA CA LẺ 60+200 | Liên tục | Dambao | Đồ tại chỗ | Chamđúc hâng cân băng

Cau dam liên tụcthi công bằng pp -lắp ghép các đoạn < 85 Liên tục | Đảm bao Đúc săn Nhanh

dầm có chiều dai

lớn

Với những đặc điểm như kết cầu làm việc theo sơ đồ dầm liên tục, không ảnhhưởng tới tĩnh không dưới cầu trong quá trình thi công, dầm chủ được đúc sẵn Nếuđược ứng dụng cho những cầu vượt trong đô thị ở nước ta sẽ khai thác triệt để đượcnhững tính năng ưu việt của loại cầu này bởi:

Két câu nhịp liên tục sẽ làm giảm chiêu cao tiêt diện dâm do đó chiêu cao datdap sau mô giảm, làm giảm phạm vi cân giải toa Mặt khác kêt cau nhịp liên tụcsẽ làm cho kết cau thanh mảnh hơn tạo mỹ quan hơn cho đô thị.

Không ảnh hưởng tới tĩnh không phía dưới trong quá trình thi công.

Kết cấu được lắp ghép từ những khối dam được đúc sẵn có thé rút ngăn thờigian thi công.

Kết cau nhịp được lắp ghép từ những đoạn dầm có chiều dài nhỏ hon do đó cóthể thi công trong điều kiện mặt bằng nhỏ hẹp như những vị trí nút giao trongđồ thị.

Ta tan + ¢ KR

is mi! 7 OSING 3: CO Sở LY THUYẾT

2.1 Tong quanPhan này trình bay va ban luận các co sở lý thuyết chủ yếu liên quan đến tinhtoán thiết kế cầu dầm BTCT DUL được xây dựng bang cách lắp ghép các đoạndầm có chiêu dai lớn: Đặc điểm làm việc của kết cấu, tai trọng tác dụng, vật liệu sửdụng, các giới hạn ứng suất, yêu cầu cấu tạo, mất mát ứng suất do hiện tượng congót từ biến có xét đến quá trình căng cáp nhiều giai đoạn, ứng xử của dầm qua cácgiai đoạn thi công.

2.2 Đặc điểmCầu thi công theo phương pháp này là nối các đoạn dầm đã được dự ứng lựctrước một phần hoặc không dự ứng lực bằng những bó cáp được căng kéo ở giaiđoạn 2, do đó ứng suất trong dầm cũng đi theo những lộ trình phức tạp

Trong giai đoạn chế tạo dầm, ứng suất xuất hiện trong dầm chủ yếu do trọnglượng ban thân, ứng suất của cáp giai đoạn 1 Trong quá trình vận chuyền, câu lắp,ứng suất trong dầm được tăng thêm bởi lực xung kích do vận chuyền, cau lắp Lúcnày kết cau làm việc như những dam giản đơn kê trên 2 gối (1 cố định, 1 di động)

Trong giai đoạn đô thi công môi nôi, dâm ngang, bản mặt câu, ứng suât trongdâm được tăng thêm do trọng lượng bê tông ướt của dâm ngang, bản mặt câu vàhoạt tải thi công, kết cau làm việc như dam giản đơn kê trên 2 sồi

Cho tới khi căng kéo xong cáp giai đoạn 2 thì dầm mới làm việc như một kếtcầu hoàn chỉnh Lúc này ứng suất trong dầm được tăng thêm một lượng đúng bằngứng suất gây ra do cáp giai đoạn 2 Tuy nhiên lực căng của cáp giai đoạn 2 sẽ làmtăng mất mát ứng suất cho cáp đã căng ở những giai đoạn trước điều đó làm tăngtính phức tạp trong công tác tính toán thiết kế đối với loại cầu này

Giai đoạn tháo tru tam, thi công lớp phủ, lan can, go chăn cũng lam cho nội lựctrong dầm thay đổi một lượng tương đương với phản lực của trụ tạm tác dụng lêndầm đặt tại các gối trụ tạm cộng với nội lực do tải trọng phân bố đều của lớp phủ,lan can, gờ chắn gây ra Lúc này dầm làm việc như một kết cấu liên tục hoàn chỉnhsau khi nối.

2.3 Tải trọng tác dung va tổ hợp tai trọng

AA ray oC) AA OC)

e = Tinh tai ban mặt cau, dam ngang (DC2)

Rr Rr

e - Tải trọng do chuyên vị dầm lúc căng cáp giai đoạn 2 (RS)

lực hãm

2.3.2 Tổ hop tai trọngBảng t6 hợp tai trọng cùng với hệ số tải trọng:

Bang 2.1 — Bảng tổ hợp tải trọng

2.4 Vật liệu sir dung trong dầm dự ứng lựcPhần này trình bày các thông số vật liệu hiện đang được sử dụng trong các thiếtkế dầm bê tông cốt thép dự ứng lực điển hình Các thông số này cũng được sử dụngtrong phạm vi luận văn.

Cốt thép thường dùng làm thép đai có giới hạn chảy 280 MPa, 295 MPa, 390MPa hoặc 420 MPa Cốt thép thường dùng làm thép dọc có giới hạn chảy 390 MPahoặc 420 MPa.

2.4.3 Cốt thép dự ứng lựcCốt thép dự ứng lực dùng loại đường kính 12.7 mm độ tự chùng thấp cấp 1860MPa theo ASTM A 416M, diện tích danh định 98.7 mm”, lực căng 1 tao thép trongcác dầm thi công bằng phương pháp căng trước 1a 13.2 T (129.5 kN)

2.5 Các giới hạn ứng suất2.5.1 Các giới hạn ứng suất đối với tao thép dự ứng lực

Ứng suất của tao thép do dự ứng lực hoặc ở trạng thái giới hạn sử dụng khôngđược lớn hơn gia tri trong bên dưới:

Ngay trước khi truyền lực (f,, + Af, cs } 0.70f,, 0.75f,, :

Ở trạng thái giới hạn sử dụng sau tất cả các 0.80f 0.80f 0.80f

mat mát ( fhe ) PY PY Py

Trước khi đóng neo, f, ngăn hạn có thê 0.90f,, 0.90f,, 0.90f,,được sử dung

Tại vị trí A chỗ nối khi đóai vi tri neo và cho nôi ngay sau khi đóng 02707 0.707 0.707.

neo (f + Afss + Af, ) P P PTai vị trí cuỗi vùng mat mát do đóng neo

2.5.2.1 Ung suất tạm thời trước mat mát, kết cấu dự ứng lực toàn phanỨng suất nén không vượt quá 0.60f,,

Giới hạn ứng suất kéo được quy định trong bảng dưới:

Bang 2.3 —Giới hạn ứng suất kéo tạm của bê tông dự ứng lực trước mất mát, kết cầu dự ứng

Không áp dụng

Các vùng khác với vùngchịu kéo được nén trướcvà không có cốt thép phụdính bám

0.25,/f,, <1.38(MPa)

Các vùng có cốt thép dínhbám đủ chịu 120 % lựckéo khi bê tông nứt tínhtoán trên cơ sở tiết điệnkhông nứt

0.58.jf, (MPa)

2.5.2.2.

lực toàn phầnGiới hạn ứng suất nén được quy định trong dưới đây:

Bảng 2.4— Giới hạn ứng suất nén của bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử dụng sau

Ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mat mát, kết cau dự ứng

Cầu xây dựng không phân đoạn, ứng suất dưới tác dụng của 0.45f, (MPa)tông dự ứng lực hữu hiệu và tải trọng thường xuyên

Cầu xây dựng không phân đoạn, ứng suất dưới tác dụng của 0.40f, (MPa)hoạt tải, 1⁄2 tông dự ứng lực hữu hiệu và tải trọng thường

xuyênỨng suất dưới tác dụng của tong dự ứng lực hữu hiệu, tải 0.609, f, (MPa)trọng thường xuyên, tải trọng tam thời và tai trọng luc van

chuyên & câu lapHệ số triết giảm @„= 1 khi độ mảnh của vách và bản cánh không lớn hơn 15.Nếu độ mảnh lớn hơn 15 thì tính như sau:

Bang 2.5 — Giới han ứng suất kéo của bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới han sử dung sau

mat mát, kết cau dự ứng lực toàn phần

Loại câu VỊ trí Giới hạn ứng suâtCầu xây Ứng suất kéo trong vùng chịu nén trước, giả sử các tiết diện khôngdựng nut

khong phandoan Kết cau có tao thép dự ứng lực hoặc cốt 0.50 Jf; (MPa)

thép thường dính bám trong điêu kiện "

không xấu hơn điều kiện ăn mòn trungbình

Kết cau có tao thép dự ứng lực hoặc cốt 025.Íf (MPa)

thép thường dính bám trong điêu kiện "

không xấu hơn điều kiện ăn mòn nghiêm

trí đường đi của cáp được thực hiện bằng nhiều đường cong parabol với đường conglõm ở vi trí nhịp và các đường cong lôi ở các vi trí đỉnh tru.

Z Cáp Z Trục trong tam

(1) Cap dang đường cong parabol đôi với đâm giản đơn

¬ ¬ — Điểm uônĐộ lệch tim lớn trong nhịp — Do lệch tim lớn tai goi gilta— /

Hình 2.1 — Hình dang đường cáp căng sau

Các quan hệ về hình học của các đoạn parabol được mô tả như hình ở trên Tạivị trí có độ lệch tâm lớn nhất, e,, parabol 1 và parabol 2 có cùng độ dốc và do đónối tiếp trơn tru được với nhau Đề parabol 2 và parabol 3 nối tiếp được với nhau,độ dốc tại vị tri giao nhau phải bằng nhau do đó:

2(e,+e,—-h,) 2h,

— 3.1

(-B! Bl 6.1)Vì thé điểm uốn phải được bồ trí điểm cao h„ bên dưới điểm cao nhất, trong đó:

Đoạn đường cong lồi trên đỉnh trụ là cần thiết dé tránh sự that nút của cáp dựứng lực Chiều dài đoạn cong lôi, BI, được lựa chọn sao cho ở vi trí đỉnh trụ bánkính cong, R, của cáp dự ứng lực không nhỏ hơn độ cong ứng với cáp dự ứng lựctrong các trường hợp cụ thể.

Khi xác định vi trí ống gen cần lưu ý là trọng tâm của cáp dự ứng lực khôngluôn luôn trùng với trọng tâm của ống gen Khi cáp được căng, cáp sẽ được kéo vềphía bụng của đường cong ống gen làm giảm độ lệch tâm của cáp dự ứng lực Khiống gen lớn, sự khác biệt về độ lệch tâm này sẽ rat dang kê

⁄ tại x = Ú, R= ¬—(1) Phương trình đoạn đường cong paraboi

parabol 3 +_, diem von :Pin, ¬ 5y

|

(2) Cap gôm nhiều đoạn đường cong parabol nôi tiếp

Hình 2.2 — Cac quan hệ hình học giữa các đường cong parabol bố trí tao thép

2.7 Các yêu câu về câu tạoPhần này trình bày tóm tắt các yêu cầu cấu tạo trong 22TCN 272-05 (Bộ GiaoThông Vận Tải, 2005) của dầm dự ứng lực đúc sẵn, bao gồm: các yêu cầu về kíchthước tối thiểu của tiết diện, yêu cầu về bồ trí tao cáp dự ứng lực và yêu cau bồ triống gen đặt sẵn trong dầm.

2.7.1 Các yêu cầu về kích thước tối thiểu2.7.1.1 Chiều cao tối thiểu

Theo điều 2.5.2.6.3 quy định về chiêu cao tối thiểu của dam tiết diện chữ “I” dựứng lực đúc săn:

- - Kết cau nhịp giản đơn là 0.045L (Với L là chiều dài nhịp, chiều cao này baogom cả bản mặt cau);

- _ Kết cau nhịp liên tục là 0.04L (Với L là chiều dài nhịp, chiều cao nay bao gồmcả bản mặt cau);

Tuy nhiên đây là một yêu cầu không bắt buộc, có thể được sử dụng để lựa chọnsơ bộ chiêu cao của dâm.

2.7.1.2 Cac kích thước khác

Tiêu chuẩn quy định về các kích thước tối thiểu của dầm đúc sẵn như sau:

e_ Chiểu day cánh trên: 50 mm;

e_ Chiều day bụng, dầm không căng sau: 125 mm;

e Chiều day bung, dầm căng sau: 165 mm;

e_ Chiểu day cánh dưới: 125 mm;

Chiều dày 50 mm của cánh trên liên quan đến dầm T bầu sử dụng bản mặt cầuđồ tại chỗ Chiều dày 125 mm và 165 mm của bụng đã được ứng dụng thành công.Chiều dày 125 mm của cánh dưới liên quan đến các mặt cắt hình hộp.

Chiêu dày tôi thiêu của phân bụng còn phải xem xét thêm kích thước của ônggen sử dụng kết hợp với các điêu kiện về lớp bê tông bảo vệ đôi với ông gen và đôivới cốt thép đai

Chiêu dày tôi thiêu của cánh trên và cảnh dưới còn phải kiêm tra điêu kiện khanăng thi công như vận chuyên, thi công bản mặt câu.

2.7.2 Các yêu cầu về khoảng cách tối thiểu giữa các tao thép và ống gen2.7.2.1 Thép căng trước

Khoảng cách giữa các tao thép (bọc hoặc không bọc) ở đầu cau kiện trong đoạnphát triển lực không nhỏ hơn 1.33 lần đường kính cốt liệu lớn nhất cũng như khôngnhỏ hơn khoảng cách tim đến tim tao thép (tao 12.7 mm: 44 mm; tao 15.2 mm: 51mm) Khoảng cách nay có thé được điều chỉnh nếu có số liệu thí nghiệm Các giá trịnày được chuyền qua từ đơn vị hệ đơn vị inch, thông thường để làm tròn khi chuyểnqua hệ đơn vi SI dùng giá tri 45 mm thay cho 44 mm, 50 mm thay cho 51 mm Cacthiết kế dầm trong đó có thể dùng cả tao thép 12.7 mm và 15.2 mm thường dùng giátrị 50 mm.

Khi các tao thép được bó lại, khoảng cách tối thiểu giữa các bó được quy địnhkhông nhỏ hơn 1.33 lần đường kính cốt liệu lớn nhất hoặc 25 mm

Nhóm tao gồm 8 tao đường kính 15.2 mm hoặc nhỏ hơn có thể được bó chunglại trên phương đứng Số lượng tao được bó lại theo các phương khác không vượtquá 4 tao.