Luận án thạc sĩ cầu đường phân tích ảnh hưởng của chiều cao tháp cầu đến sự phân bố nội lực và biến dạng trong kết cấu cầu treo dây võng

LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang GIỚI THIỆU CHUNG I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN NHIỆM VỤ: Trụ tháp phận tạo nên đặc điểm bật đặc trưng cho kết cấu cầu treo nói chung, đặc biệt cầu treo dây võng Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố nội lực cầu treo dây võng như: sơ đồ kết cấu nhịp, chiều dài nhịp, cấu tạo dầm chính, số lượng dây treo, chiều cao tháp cầu, vật liệu… Trong đó chiều cao tháp cầu trực tiếp ảnh hưởng đến đường tên, chiều dài cáp chủ, kéo theo sự thay đổi nội lực của toàn hệ (dầm chính, dây treo, trụ tháp…) Chính vì vậy từ việc phân tích cấu tạo hình dạng kích thước trụ tháp để đưa ảnh hưởng ảnh hưởng của chiều cao tháp cầu đến sự phân bố nội lực biến dạng kết cấu cầu treo dây võng Thông qua việc tổng hợp và phân tích kết quả nghiên cứu sẽ kiến nghị chiều cao tháp cầu treo dây võng NỘI DUNG LUẬN VĂN: Chương 1: Tổng quan cầu treo dây võng Chương 2: Kết cấu trụ tháp cầu treo dây võng Chương 3: Phương pháp tính tốn cầu treo dây võng Chương 4: Phân Tích Ảnh Hưởng Chiều Cao Trụ Tháp Đến Sự Phân Bố Nội Lực Và Biến Dạng Trong Cầu Treo Dây Võng Chương 5: Kết luận Kiến Nghị HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CẦU TREO DÂY VÕNG 1.1.GIỚI THIỆU VỀ CẦU TREO DÂY VÕNG: .4 1.1.1 Giới thiệu phát triển cầu treo dây võng giới: .4 1.1.2 Sự phát triển cầu treo dây võng ở Việt Nam 1.2.CAC ĐĂC ĐIÊM CƠ BAN CUA CÂU TREO DÂY VONG 11 ́ ̣ ̉ ̉ ̉ ̀ ̃ 1.2.1.Cấu tạo phận cầu treo dây võng .11 1.2.2.Trụ tháp cầu: 11 1.2.3.Các dạng mặt cắt ngang dầm chính: .13 1.2.4.Bộ phận neo cáp chủ: 14 1.2.5.Cáp dùng cho dây võng 14 1.3.PHÂN LOAI CÂU TREO DÂY VONG 17 ̣ ̀ ̃ 1.3.1.Phân loại theo số lượng nhịp: 17 1.3.2.Phân loại theo sự phân bố dây treo 18 1.3.3.Phân loại theo số mặt phẳng dây: 20 CHƯƠNG 2.KẾT CẤU TRỤ THÁP TRONG CẦU 22 TREO DÂY VÕNG .22 2.1.CẤU TẠO TRỤ THÁP CẦU: .22 2.2.PHÂN TÍCH KẾT CẤU TRỤ THÁP: 24 2.3.THI CÔNG TRỤ THAP : .25 ́ 2.4.THÔNG KÊ CHIÊU CAO TRỤ THAP : 26 ́ ̀ ́ CHƯƠNG 3.CƠ SỞ LÝ THÚT TÍNH TỐN .28 CẦU TREO DÂY VÕNG 28 3.1.GIỚI THIỆU CHUNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẦU TREO DÂY VÕNG: 28 3.1.1.TÍNH CẦU TREO - PHƯƠNG TRÌNH LỰC 30 3.1.2.TÍNH CẦU TREO - PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN VỊ 32 3.1.3 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN: 33 3.1.3.1.GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 33 3.1.3.2.KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PTHH TRONG TÍNH TỐN KẾT CẤU 41 3.2.MÔT SÔ PHÂN MÊM TINH TOAN CÂU TREO DÂY VONG: 47 ̣ ̀ ̀ ́ ́ ̀ ̃ 3.2.1.Phần mềm SAP2000 .48 3.2.2.Phần mềm MIDAS/Civil: 48 3.3.NGUYÊN LÝ TINH TOAN CÂU TREO DÂY VONG TRONG PHÂN MÊM MIDAS: .50 ́ ́ ̀ ̃ ̀ ̀ CHƯƠNG 4.PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CHIỀU CAO TRỤ THÁP ĐẾN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG TRONG CẦU TREO DÂY VÕNG 53 4.1 LỰA CHỌN CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU: 53 4.1.1.Sơ đồ nhịp sử dụng: .53 4.1.2.Các trường hợp chiều cao trụ tháp cầu nghiên cứu: 54 4.1.3.Thông số vật liệu kích thước hình học phận kết cấu: 56 4.1.3.1.Vật liệu : 56 4.1.3.2.Kích thước hình học phận: 56 4.1.4.Các trường hợp tải trọng nghiên cứu: 58 HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 4.1.4.1.Tính tải: 58 4.1.4.2.Tải trọng tập trung: 58 4.1.4.3.Tải trọng HL93: 58 4.2.CÁC MƠ HÌNH TÍNH TỐN: .59 4.2.1.Mô hình biến dạng lớn 59 4.2.2.Mơ hình biến dạng nhỏ 61 4.3.KÊT QUẢ PHÂN TICH TINH TOAN THEO MÔ HINH BIÊN DANG LƠN: 61 ́ ́ ́ ́ ̀ ́ ̣ ́ 4.3.1.Ảnh hưởng đến phân bố nội lực 61 4.3.1.1.Nội lực trụ tháp 62 4.3.1.2.Nội lực cáp chủ .65 4.3.2.Ảnh hưởng đến biến dạng .67 4.3.2.1.Biến dạng trụ tháp 67 4.3.2.2.Biến dạng cáp chủ 70 4.4.KÊT QUẢ PHÂN TICH TINH TOAN THEO MÔ HINH BIÊN DANG NHO 72 ́ ́ ́ ́ ̀ ́ ̣ ̉ 4.4.1.Ảnh hưởng đến phân bố nội lực 72 4.4.1.1.Nội lực dầm chủ .72 4.4.1.1.1.Trường hợp tải trọng thân 72 4.4.1.1.2.Trường hợp tải trọng tập trung 77 4.4.1.1.3.Trường hợp tải trọng HL93 .86 4.4.1.2.Nội lực trụ tháp 90 4.4.1.2.1.Trường hợp tải trọng thân 90 4.4.1.2.2.Trường hợp tải trọng tập trung 91 4.4.1.2.3.Trường hợp tải trọng HL93 .95 4.4.1.3.Nội lực dây treo cáp chủ .98 4.4.1.3.1.Trường hợp tải trọng thân 98 4.4.1.3.2.Trường hợp tải trọng tập trung 99 4.4.1.3.3.Trường hợp tải trọng HL93 101 4.4.2.Ảnh hưởng đến biến dạng 102 4.4.2.1.Biến dạng dầm chủ 102 4.4.2.1.1.Trường hợp tải trọng thân .102 4.4.2.1.2.Trường hợp tải trọng tập trung 103 4.4.2.1.3.Trường hợp tải trọng HL93 104 4.4.2.2.Biến dạng trụ tháp 106 4.4.2.2.1.Trường hợp tải trọng thân .106 4.4.2.2.2.Trường hợp tải trọng tập trung 106 4.4.2.2.3.Trường hợp tải trọng HL93 107 4.4.2.3.Biến dạng dây treo cáp chủ .108 4.4.2.3.1.Trường hợp tải trọng thân .108 4.4.2.3.2.Trường hợp tải trọng tập trung 109 4.4.2.3.3.Trường hợp tải trọng HL93 111 CHƯƠNG 5.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 113 5.1.KẾT LUẬN 113 5.1.1.1.1.Trường hợp tải trọng HL93 117 5.1.1.2.Nội lực trụ tháp 118 5.1.1.2.1.Trường hợp tải trọng HL93 120 5.1.1.3.Nội lực dây treo cáp chủ 120 5.1.1.3.1.Trường hợp tải trọng thân .120 5.1.1.3.2.Trường hợp tải trọng tập trung 121 5.1.1.3.3.Trường hợp tải trọng HL93 121 5.1.2.Ảnh hưởng đến biến dạng 122 5.1.2.1.Biến dạng dầm chủ 122 5.1.2.1.1.Trường hợp tải trọng thân .122 5.1.2.1.2.Trường hợp tải trọng tập trung 122 5.1.2.1.3.Trường hợp tải trọng HL93 122 HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 5.1.2.2.Biến dạng trụ tháp 123 5.1.2.2.1.Trường hợp tải trọng thân .123 5.1.2.2.2.Trường hợp tải trọng HL93 123 5.1.2.3.Biến dạng dây treo cáp chủ .123 5.1.2.3.1.Trường hợp tải trọng thân .123 5.1.2.3.2.Trường hợp tải trọng tập trung 123 5.1.2.3.3.Trường hợp tải trọng HL93 124 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẦU TREO DÂY VÕNG 1.1 Giới thiệu về cầu treo dây võng: 1.1.1 Giới thiệu phát triển cầu treo dây võng giới: Cầu treo dây võng loại cầu phận chịu lực dây cáp, tận dụng tối đa làm việc vật liệu Do ưu điểm nên cầu treo dây võng vượt độ lớn mà loại kết cấu khác không làm kể cầu dây văng Hiện nay, cầu treo dây võng coi loại cầu đẹp, nhẹ chịu lực tốt, áp dụng phổ biến giới cho cầu nhịp lớn Trong lịch sử phát triển cầu, cầu treo dây võng loại cầu có mợt lịch sử phát triển lâu đời Cầu treo dây võng với cáp treo xích sắt xây dựng Trung Quốc cách từ 2000 trước tương tự xây dựng Ấn Độ Nguồn gốc đời cầu treo dây võng lại Phương Đông lại xuất Châu Âu vào kỷ 16 thực bùng nổ cơng nghệ luyện thép phát triển mạnh vào kỷ 19 Cho đến 20 cầu có nhịp lớn giới cầu treo dây võng Vào kỷ 18, với phát triển kết cấu cầu sản phẩm ứng dụng công nghệ luyện thép, cầu Jacobs Creek xây dựng vào năm 1801 với nhịp dài 21.3m cơng trình sư ông Finley Mỹ Chiếc cầu dùng cho xe ô tô xưa cầu Clifton Anh (hình 1.1) xây dựng vào năm 1831 hồn thành vào năm 1864 cầu với cáp chủ có dạng xích sắt HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang Hình I.1 Theo thời gian với phát triển máy tính điện tử cơng nghệ máy móc thi cơng, vật liệu xây dựng trình độ khoa học kỹ thuật xây dựng cầu treo dây võng ngày vượt nhịp lớn Một số cầu treo dây võng có nhịp >1000m giới thống kê bảng sau: STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tên cầu Akashi Kaikyo Great Belt Runyang Humber Jiangyin Tsing Ma Verrazano Narrow Golden Gate Hoga Kustenborn Mackinac Minami Bisan Seto Fatih Sultan Mehmet Bogazici George Washington 3rd Kurushima Kaikyo 2nd Kurushima Kaikyo Ponte 25 de Abril Forth Road Quốc gia Nhật Đan Mạch Trung Quốc Anh Trung Quốc Hồng Kông Mỹ Mỹ Thụy Điển Mỹ Nhật Thổ Nhĩ Kỳ Thổ Nhĩ Kỳ Mỹ Nhật Nhật Bồ Đào Nha Anh Chiều dài Năm hồn nhịp (m) 1991 1624 1490 1410 1385 1377 1298 1280 1210 1158 1118 1090 1074 1067 1030 1020 1013 1006 thành 1998 1998 2005 1981 1999 1997 1964 1937 1997 1957 1988 1988 1973 1931 1999 1999 1966 1964 Về phương diện thẩm mỹ, số cầu coi biểu tượng cho vùng, quốc gia : cầu Golden Gate (hình1.2) , cầu Mackinac Mỹ, cầu Tsing Ma Hồng Kơng, cầu JangYin (hình 1.3) Trung Quốc… HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 336,5 343 280 385 309,3 343 Hình I.2 Hình I.3 Hiện nay, cầu treo Akashi Kaikyo (hình 1.4) cầu hồn thành có nhịp dài giới khởi công vào tháng 5/1988, việc xây dựng kéo dài 10 năm, chiều dài nhịp 960+1991+960m = 3911 m Cầu nằm Bắc Maiko ( Shikoku ) Nam Matsuho ( Awaji ),hai bên cầu dẫn bê tơng Hình I.4 HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang Kế đến cầu Great Belt East (hình 1.5) nhịp dài 1624m khánh thành ngày 14/06/1998 Đan Mạch Hình I.5 Bước vào thiên niên kỷ mới, vài cầu nhịp lớn xây dựng Có thể kể đến số cầu lớn xây dựng tương lai như:  Bắc qua eo biển Messina nối đảo Sicily với đất liền nước Ý cầu treo dây võng Messina Strait (hình 1.6, 1.7), nhịp khoảng km Bắt đầu xây dựng từ năm 2006 dự kiến hoàn thành vào năm 2012 HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình I.6 Trang - Phác họa so sánh kích thước, độ cầu Messina Strait (Italia) cầu Golden Gate (Mỹ) Hình I.7 - Phối cảnh cầu Messina Strait  Băng qua eo biển Tsugaru, Nhật Bản : cầu kết hợp vừa cầu treo dây võng vừa cầu treo dây văng với nhịp liên tiếp khoảng km  Băng qua eo biển Gibraltar Tây Ban Nha Marốc: cầu dây võng với nhịp km, cầu treo dây văng có nhịp đầy ấn tượng 8.4 km HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang Sự đời và phát triển cầu dây võng thế giới khơng cịn đơn đáp ứng giao thơng mà cịn mục tiêu thách thức với nhà khoa học có cầu mang lại nét đặc trưng riêng độc đáo kết cấu, kiến trúc kỷ lục chiều dài nhịp 1.1.2 Sự phát triển cầu treo dây võng ở Việt Nam Với đất nước có bề dày lịch sử, trải qua thăng trầm cơng nghệ thiết kế thi cơng cầu Việt Nam cịn kinh nghiệm non trẻ Lịch sử phát triển xây dựng cầu Việt Nam gắn liền với trình lịch sử, với loại kết cấu cầu treo từ năm 1965 công tác đảm bảo giao thông chiến tranh chống Mỹ cứu nước đặt nhiệm vụ nghiên cứu biện pháp vượt sông hệ cáp treo Từ sản phẩm cầu treo đời Cầu Cáp Vĩnh Tuy (Hà Giang), Đoan Vỹ (Nam Hà) năm 1965-1968, Cầu cáp Đoan Hùng (Vĩnh Phú) độ 104m năm 1966,… Cho đến nay, với trình độ kỹ thuật ngày cải tiến không ngừng với việc chuyển giao công nghệ từ nước ngoài, bên cạnh loại cầu giản đơn, liên tục túy số giải pháp cầu treo dây võng nghiên cứu bước đưa vào ứng dụng, cụ thể cầu treo có quy mô tương đối lớn triển khai xây dựng cầu treo Thuận Phước (hình 1.8) TP Đà Nẵng Cầu thiết kế với quy mô độ lớn, đại, mang tính thẩm mỹ cao Cầu có trụ tháp cao 92m, cách 405m, tĩnh thông thuyền 27m, kết cấu với dầm hộp thép hợp kim suốt toàn nhịp treo dài 650m, chế tạo công nghệ dầm tăng cứng theo tiêu chuẩn quốc tế Cây cầu thi công theo kết cấu dây võng có chiều dài 1.856m (dài cầu Mỹ Thuận), rộng 18m cho xe lưu thông, tải trọng 13 với tổng kinh phí xây dựng 587 tỷ đồng Đây cầu đại mang tính nghệ thuật cao, coi cầu treo có độ lớn nước ta Phầnnhịp chính: - Chiều dài nhịp: 120x405x120m - nhịp kỷ lục cầu dây võng nước ta - Kết cấu dầm: dầm thép HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 10 - Trụ tháp: kết cấu BTCT, cao 98m; móng cọc khoan nhồi D2500, sâu khoảng 64m - Mố neo cáp: giếng chìm Hình I.8 Phối cảnh cầu Thuận Phước SƠ ĐỒ CẦU THUẬN PHƯỚC ELEVATION MỐ MỐ HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 117  Tại ¼ nhịp (mặt cắt VT2) lực dọc thay đổi từ (1.27 → 1.71) lần  Tại ½ nhịp (mặt cắt VT3) lực dọc thay đổi từ (1.56 → 2.53) lần 5.1.1.1.1 Trường hợp tải trọng HL93 c) Nội lực hoạt tải xe trục thiết kế + tải trọng  Momen :  Trụ tháp cao momen max mơmen mặt cắt xem xét tăng trường hợp trừ trường hợp H40 momen max giảm so với trường hợp chiều cao khác  Tại nhịp biên (mặt cắt VT1) momen max thay đổi từ (0.65 → 1.20) lần, từ (0.76 → 1.58) lần  Tương tự ¼ nhịp (mặt cắt VT2) momen max thay đổi từ (0.65 → 1.27) lần, từ (0.86 → 2.04) lần  Tại ½ nhịp (mặt cắt VT3) momen max thay đổi từ (0.60 → 1.06) lần, từ (0.88 →2.04) lần  Momen ¼ nhịp có giá trị lớn trường hợp H40 có giá trị nhỏ trường hợp nghiên cứu  Lực cắt :  Trụ tháp cao lực cắt mặt cắt xem xét tăng Tương tự mômen dầm trường hợp nghiên cứu lực cắt tăng riêng trường hợp H40 lực cắt Fz max, giảm so với trường hợp chiều cao phần trụ tháp khác  Tại nhịp biên (VT1) lực cắt max thay đổi từ (0.61 → 1.06) lần  Tại ¼ nhịp (mặt cắt VT2) lực cắt max thay đổi từ (0.63 → 1.11) lần  Tại ½ nhịp (mặt cắt VT3) lực cắt thay đổi không đáng kể trường hợp nghiên cứu mặt cắt xem xét từ (0.64 → 1.28) lần  Lực cắt ½ nhịp có giá trị lớn trường hợp H40 có giá trị nhỏ trường hợp nghiên cứu  Lực dọc : HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ  Trang 118 Trụ tháp cao lực dọc mặt cắt xem xét tăng riêng trường hợp lực dọc max vị trí ½ nhịp biên giảm so với trường hợp chiều cao phần trụ tháp khác Nhìn chung giá trị lực dọc nhỏ nhiều so với giá trị momen uốn d) Nội lực hoạt tải xe tải thiết kế + tải trọng  Momen My (max, min), lực dọc Fz (max, min), lực cắt Fx (max, min):  Trụ tháp cao momen mặt cắt xem xét tăng  Trụ tháp cao lực dọc, lực cắt mặt cắt xem xét tăng  Nhìn chung, giá trị mômen uốn dầm chủ xe tải thiết kế tương tự trường hợp xe trục thiết kế 5.1.1.2 Nội lực trụ tháp  Momen uốn :  Trụ tháp cao momen uốn My mặt cắt xem xét tăng riêng momen My VT1 giảm  Tại vị trí VT4 (Chân trụ 2.5m) momen My thay đổi từ (1.21 → 1.37) lần  Trụ tháp cao momen uốn Mz mặt cắt VT1 không xuất mơmen uốn Mz, mặt cắt VT2, VT4 tăng cịn VT3 giảm  Trụ tháp cao momen lớn, momen My chân trụ tháp lớn momen Mz thân trụ tháp vị trí mặt cầu lớn  Lực cắt :  Trụ tháp cao lực cắt mặt cắt từ VT1 – VT4 giảm  Lực cắt Fz mặt cắt VT1 =VT2 ; VT3=VT4 thay đổi từ (0.75 → 1.03) lần  Trụ tháp cao lực cắt giảm  Lực cắt thân trụ nhỏ nhiều so với momen tải tập trung ½ nhịp biên  Lực dọc :  Trụ tháp cao lực dọc mặt cắt VT1= VT2 giảm từ H30→H50 tăng đến H70, lực dọc tăng mặt cắt VT3= VT4 HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 119  Lực dọc Fx mặt cắt VT1 =VT2 ; VT3=VT4  Lực dọc thân trụ nhỏ nhiều so với momen tải tập trung ½ nhịp biên d) Tải trọng tập ¼ nhịp giữa:  Momen uốn :  Trụ tháp cao momen uốn My mặt cắt xem xét giảm Tại vị trí VT4 (Chân trụ 2.5m) momen My thay đổi từ (0.55 → 0.81) lần  Trụ tháp cao momen uốn Mz mặt cắt VT1 không xuất mômen uốn Mz, mặt cắt VT2, VT4 tăng VT3 giảm  Trụ tháp cao momen lớn, momen My chân trụ tháp lớn momen Mz thân trụ tháp vị trí mặt cầu lớn  Lực cắt :  Lực cắt Fz mặt cắt VT1 =VT2 ; VT3=VT4 thay đổi từ (0.30 → 0.69) lần  Trụ tháp cao lực cắt giảm  Lực cắt thân trụ nhỏ nhiều so với momen chân trụ tháp tải tập trung ½ nhịp biên  Lực dọc :  Trụ tháp cao lực dọc mặt cắt không thay đổi lớn  Lực dọc Fx mặt cắt VT1 =VT2 ; VT3=VT4  Lực dọc thân trụ nhỏ nhiều so với momen tải tập trung ½ nhịp biên e) Tải trọng tập ½ nhịp giữa:  Momen uốn, lực dọc, lực cắt thân trụ tháp mặt cắt không thay đổi giá trị tính chất nhiều so với trường hợp tải tập trung đặt ¼ nhịp nhịp  Momen uốn:   Trụ tháp cao momen uốn My mặt cắt xem xét giảm Lực cắt :  Trụ tháp cao lực cắt giảm HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ  Trang 120 Lực dọc :  Trụ tháp cao lực dọc mặt cắt không thay đổi lớn  Lực dọc Fx mặt cắt VT1 =VT2 ; VT3=VT4 5.1.1.2.1 Trường hợp tải trọng HL93 d) Nội lực hoạt tải xe trục thiết kế + tải trọng e) Nội lực hoạt tải xe tải thiết kế + tải trọng  Momen uốn :  Khi so với trường hợp chiều cao phần trụ tháp H30 momen max (My, Mz) vị trí VT1 giảm, mặt cắt khác biến thiên dạng hình sin Momen (My, Mz) biến thiên theo dạng đường cong lồi tất mặt cắt Giá trị mômen uốn có lợi ứng với trường hợp chiều cao H40 Tuy nhiên Mz có giá trị khơng lớn  Momen My max bất lợi xảy trường hợp có trụ tháp H30 (xe trục thiết kế) H50 (Đối với xe tải thiết kế) Ngược lại momen My bất lợi trường hợp có trụ tháp H70  Lực cắt :  Khi so với trường hợp chiều cao phần trụ tháp H30 lực cắt max Fz vị trí VT1 biến thiên theo dạng đường cong lõm, mặt cắt khác biến thiên dạng hình sin  Lực cắt Fz giảm mặt cắt VT1 biến thiên theo dạng hình sin mặt cắt khác Lực cắt FZ max có lợi trường hợp chiều cao H40  Lực dọc :  Khi so với trường hợp chiều cao phần trụ tháp H30 lực nén dọc trục Fx biến thiên theo dạng đường cong lồi tất mặt cắt  Lực nén dọc trục Fx có lợi trường hợp chiều cao H40 5.1.1.3 Nội lực dây treo cáp chủ 5.1.1.3.1 Trường hợp tải trọng thân c)  Trong dây treo Trụ cao lực dọc dây treo lớn, bất lợi HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ  d) Trang 121 Lực dọc lớn dây treo thay đổi từ (0.96 →1.38) lần Trong cáp chủ  Tại mố neo:  Trụ cao lực căng cáp chủ mố neo giảm  Lực căng cáp chủ mố neo giảm từ (0.58→0.89) lần  Tại đỉnh trụ:  Trụ cao lực căng cáp chủ đỉnh trụ giảm  Lực dọc lớn cáp chủ thay đổi từ (0.66 →0.91) lần 5.1.1.3.2 Trường hợp tải trọng tập trung c) Trong dây treo  Trụ cao lực dọc dây treo giảm riêng trường hợp tải tập trung ½ nhịp tăng với giá trị nhỏ  Lực dọc lớn dây treo thay đổi lực tập trung ½ nhịp biên (1/2NB) từ (0.62 →1.38) lần, 1/4NG từ (0.68 →0.87), 1/2NG từ (1.35 →1.77) d) Trong cáp chủ  Tại mố neo:  Trụ cao lực căng cáp chủ mố neo giảm.Ví dụ lực căng cáp chủ mố neo giảm từ (0.46→0.86) lần trường hợp 1/2NB  Tại đỉnh trụ:  Trụ cao lực căng cáp chủ đỉnh trụ giảm Ví dụ lực dọc lớn cáp chủ thay đổi từ (0.58 →0.86) lần trường hợp 1/2NG 5.1.1.3.3 Trường hợp tải trọng HL93 c)  Trong dây treo Trụ cao, lực dọc trường hợp có giá trị max tăng giá trị giảm riêng trường hợp H40 lực dọc có giá trị nhỏ trường hợp chiều cao trụ nghiên cứu HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ d) Trang 122 Trong cáp chủ  Trụ cao lực căng trường hợp có giá trị max giảm giá trị không riêng trường hợp H40 lực căng có giá trị nhỏ trường hợp chiều cao trụ nghiên cứu 5.1.2 Ảnh hưởng đến biến dạng 5.1.2.1 Biến dạng dầm chủ 5.1.2.1.1 Trường hợp tải trọng thân  Trụ cao chuyển vị nhỏ , chuyển vị dầm chủ mặt căt nhịp có giá trị lớn nhất, tỷ lệ thay đổi từ (0.28→0.66) lần 5.1.2.1.2 Trường hợp tải trọng tập trung d) Tải tập trung ½ nhịp biên  Trụ cao chuyển vị tăng, giá trị chuyển vị không đáng kể mặt cắt xem xét e) Tải tập trung ¼ nhịp  Trụ cao chuyển vị tăng, riêng ½ nhịp chuyển vị giảm  Giá trị chuyển vị không đáng kể mặt cắt xem xét f) Tải tập trung ½ nhịp  Trụ cao chuyển vị vị trí xem xét thay đổi khơng đáng kể, riêng ½ nhịp chuyển vị giảm từ (0.63 →0.8) lần  Giá trị chuyển vị không đáng kể mặt cắt xem xét 5.1.2.1.3 Trường hợp tải trọng HL93 c) Do hoạt tải xe trục thiết kế + tải trọng Trụ cao chuyển vị Dz vị trí xem xét với giá trị max tăng, giá trị giảm riêng mặt cắt VT1 giá trị tăng Giá trị chuyển vị Dx tăng trụ tháp cao  Trường hợp chiều cao trụ H40 có chuyển vị có giá trị nhỏ trường hợp chiều cao trụ xem xét d) Do hoạt tải xe tải thiết kế + tải trọng HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ  Trang 123 Trụ cao chuyển vị Dz vị trí xem xét với giá trị max tăng, giá trị tăng riêng mặt cắt VT3 giá trị giảm Giá trị chuyển vị Dx tăng trụ tháp cao  Trường hợp chiều cao trụ H40 có chuyển vị có giá trị nhỏ trường hợp chiều cao trụ xem xét 5.1.2.2 Biến dạng trụ tháp 5.1.2.2.1 Trường hợp tải trọng thân Trụ cao chuyển vị Dz, Dx tải trọng thân vị trí xem xét giảm  Chuyển vị trụ tháp tải tập trung gây không đáng kể chiều cao trụ thay đổi 5.1.2.2.2 Trường hợp tải trọng HL93  Trụ cao chuyển vị Dz tăng  Trường hợp chiều cao trụ H40 có chuyển vị có giá trị nhỏ trường hợp chiều cao trụ xem xét  Chuyển vị trụ tháp hoạt tải xe tải thiết kế gây không đáng kể chiều cao trụ thay đổi 5.1.2.3 Biến dạng dây treo cáp chủ 5.1.2.3.1 Trường hợp tải trọng thân  Trụ cao chuyển vị Dz cáp chủ giảm 5.1.2.3.2 Trường hợp tải trọng tập trung d)  Tải tập trung ½ nhịp biên Trụ cao chuyển vị Dz cáp chủ tăng vị trí ½ nhịp biên tăng dần nhịp e)  Tải tập trung ¼ nhịp Trụ cao chuyển vị Dz cáp chủ tăng vị trí ¼ nhịp tăng dần phần lại nhịp  Trụ cao chuyển vị Dz cáp chủ tăng vị trí ½ nhịp tăng dần hai phía nhịp biên HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 124 5.1.2.3.3 Trường hợp tải trọng HL93  Trụ cao chuyển vị Dz cáp chủ giảm nhiên trường hợp chiều cao phần trụ tháp H40 lại có giá trị nhỏ HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiêu chuẩ n thiế t kế cầ u 22TCN 272-05 Tiêu chuẩ n thiêt kế đường ôtô 22TCN-273-05 GS.TS Nguyễn Viết Trung, TS Hoàng Hà Thiết kế Cầu treo dây võng Nhà xuất Xây dựng Bùi Khương Lý thuyết tính toán Hệ treo Cầu Treo Nhà xuất Giao Thơng Vận Tải Trần Phương Hùng khóa 14 - Trường Đại Học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh.Luận văn thạc sĩ Phân tích tĩnh động cầu treo dầm cứng có khớp Ed Wai-Fah Chen and Lian Duan Bridge Engineering Handbook TS Phùng Mạnh Tiến Hướng dẫn phân tích, tính tốn cầu treo dây võng phần mềm Midas 6.71 Bài giảng chương trình cao học Lê Thị Bích Thủy; Phùng Mạnh Tiến Nguyễn Trường Hồng Nguyễn Văn Sỹ Phân tích tần số dao động cầu treo dây võng theo mơ hình khác Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ Nguyễn Lan - Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Bài báo: Phân tích kết cấu cầu treo dây võng theo sơ đồ biến dạng tương tác đất 10 Ngô Đăng Quang, Nguyễn Đức Thanh Mơ hình hóa phân tích cầu treo dây võng phần mềm MIDAS/Civil Tạp chí cầu đường Việt Nam 11 MIDAS IT, MIDAS/Civil – Analysis Reference, 2005 12 Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng chương trình MIDAS/Civil phân tích kết cấu cầu: Lê Đắc Hiền, Bùi Văn Sáng, Trần Quang Thức, Đào Quang Huy Lớp Tự động hoá thiết kế Cầu đường khoá 42 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Lê Đắc Chỉnh KS Nguyễn Trọng Nghĩa Bộ mơn Tự động hố thiết kế Cầu đường HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: VŨ TRÍ THẮNG Trang 126 GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 127 PHẦN B : TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN, LÝ LỊCH KHOA HỌC TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN Thời gian thưc hiê ̣n luâ ̣n án đươ ̣c quy đinh là 06 tháng, thời gian thưc hiên đươ ̣c ̣ ̣ ̣ ̣ phân bổ sau: Tuầ n lễ : Lâ ̣p đề cương chi tiế t Tuầ n lễ : Thu thâ ̣p tài liê ̣u lý thuyế t và thực tế Tuầ n lễ : Thực hiê ̣n phầ n I - chương Tuầ n lễ đế n tuầ n lễ : Thực hiê ̣n phầ n II - chương 2, chương Tuầ n lễ đế n tuầ n lễ 21 : Thực hiê ̣n phầ n II - chương Tính tốn lập mơ hình cho nhiều loại chiều cao trụ tháp tính với chiều dài nhịp thay đổi Tuầ n lễ 22 đế n tuầ n lễ 23 : Thực hiê ̣n phầ n III Tuầ n lễ 24 : Rà soát, hoàn chinh, đóng tâ ̣p ̉ HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 128 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC I TÓM TẮT - Ho ̣ và tên: Vũ Trí Thắng - Phái: Nam - Sinh ngày : 01/10/1980 - Nơi sinh : Bắc Giang II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC - Nhà riêng : D32 Lê Đức Thọ Phường 17 Quận Gò Vấp Tp.Hồ Chí Minh Điê ̣n thoa ̣i: 08-9844255 Di động: 0918105883 - Cơ quan : Phân viện KHCN GTVT Phía Nam 03 Phạm Ngọc Thạch, Phường 06, Quâ ̣n 3, Tp.HCM Điê ̣n thoa ̣i: (08) 8244646 III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Năm 1997 – 2002 : Sinh viên trường Đa ̣i ho ̣c Giao Thông Vận Tải sở Tố t nghiê ̣p đa ̣i ho ̣c : năm 2002 Hê ̣: Chinh quy ́ Trường : Đa ̣i ho ̣c Giao Thông Vận Tải sở Chuyên ngành : Xây dư ̣ng Cầ u Đường Năm 2005 : Trúng tuyể n cao ho ̣c Khóa 2005 Mã số ho ̣c viên : 04005673 IV QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC - Từ tháng 06 năm 2002 – đế n tháng 07 năm 2003 : công tác ta ̣i Phịng Thí Nghiệm trọng Điểm Đường Bộ III HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 129 - Từ tháng 07 năm 2003 đế n : công tác ta ̣i Phân viện KHCN GTVT Phía Nam Tham gia các cơng trinh sau : ̀ * Thử tải : + 03 cầu Bạc Liêu: Ông Bổn, Kim Sơn, Giá Rai + 13 cầu quốc lộ 27 + Cầu Tân An thuộc tuyến tránh Thị xã Tân An + Cầu Ông Lớn đường Nguyễn Văn Linh – Q7 * Thiết kế : + 07 cầu thuộc dự án mở rộng QL1A Đoạn Trung Lương - Mỹ Thuận + 03 cầu thuộc dự án nâng cấp cải tạo QL1A đoạn Bạc Liêu Cà Mau + Lập dự án tuyến đường Hồ Chí minh đoạn Mỹ An – Vàm Cống + Lập dự án nâng cấp mở rộng QL30 đoạn Cao Lãnh Hồng Ngự HVTH: VŨ TRÍ THẮNG GVHD: TS PHÙNG MẠNH TIẾN ... TINH TOAN CÂU TREO DÂY VONG TRONG PHÂN MÊM MIDAS: .50 ́ ́ ̀ ̃ ̀ ̀ CHƯƠNG 4.PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CHIỀU CAO TRỤ THÁP ĐẾN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG TRONG CẦU TREO DÂY VÕNG 53 4.1... MẠNH TIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ Trang 11 1.2 Các đặc điểm bản của cầu treo dây võng 1.2.1 Cấu tạo phận cầu treo dây võng Hình I.9 Trong dạng cấu tạo cầu giới, cầu treo loại cầu có cấu tạo tương... điểm cấu tạo cầu treo dây võng, cáp phận chịu lực định toàn làm việc kết cấu Vì vậy, cầu treo dây võng dạng kết cấu cầu dây làm việc theo nguyên lý biến dạng lớn Quan hệ nội lực chuyển vị kết cấu