3 TKCBTCTNC

PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MÔN CU HM-PH Bi Giảng THIT K CU BTCT (Học phần nâng cao) Ging viờn: TS NGễ CHU PHNG Bộ Môn CÇu HÇm PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM - 2018 - PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MÔN CẦU HẦM-PH Học phần THIT K CU BTCT NNG CAO Chơng CẦU DẦM HẪNG, CẦU LIÊN TỤC VÀ CẦU KHUNG Chư¬ng TK CẦU BTDƯL T.CÔNG BẰNG CÁC CN T.TIẾN (Đúc, lắp hẫng) Chư¬ng 2(tt) TK CẦU BTDƯL T.CƠNG BẰNG CÁC CN T.TIẾN (Đúc, lắp đẩy) Chư¬ng (tt) TK CẦU BTDƯL T.CƠNG BẰNG CÁC CN T.TIẾN (Đà giáo DĐộng) Chư¬ng TK CẦU DÂY VĂNG Chư¬ng TK CẦU VỊM Chư¬ng ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ BIẾN VÀ CO NGĨT PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MễN CU HM-PH Chơng - Cầu dầm hẫng, cầu liên tục v cầu khung 1.1 - Các sơ đồ tĩnh học cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục 1.2 - Các sơ đồ tĩnh học cầu khung 1.3 - Các phơng pháp thi công cầu có nhịp phức tạp 1.4 - Các dạng mặt cắt ngang 1.5 - Mối nối khối dầm 1.6 - Nguyên tắc bố trí cốt thép 1.7 - Nguyên tắc tính toán cầu khung, cầu dầm liên tục PHN HIU TRNG I HC GTVT TI TP.HCM 1.1- Các sơ đồ tĩnh học cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục a - Các đặc điểm kết cấu cầu dầm liên tục Độ cứng kết cấu nhịp lớn, nội lực nhỏ kết cấu giản đơn độ kích thớc KCN nhỏ Các gối cầu đặt tâm, trụ chịu mô men lực dọc cầu kích thớc trụ nhỏ Kết cấu cầu có ®é ªm thuËn cao, Ýt khe co gi·n khe co giãn phức tạp để chịu biến dạng lớn Néi lùc phơ xt hiƯn nhiƯt ®é thay ®ỉi, gèi lón Sè bËc siªu tÜnh = sè mè trụ - Từ sơ đồ cầu dầm liên tục dễ dng chuyển sang sơ đồ cầu giản đơn v ngợc lại B MễN CU HM-PH b - Các sơ đồ cầu dầm liên tục, cầu dầm hẫng Cầu dầm liên tục 2, hay nhiều nhịp Cầu dầm hẫng tĩnh định Cầu dầm hẫng có nhịp đeo Cầu dầm hẫng có chốt nhịp 1.2 -Các sơ đồ tĩnh học cầu khung Cầu khung liên tục, Cầu khung có chốt Cầu khung T dầm đeo Cầu khung chân xiên PHN HIU TRNG I HC GTVT TI TP.HCM B MễN CU HM-PH Các sơ đồ tĩnh học cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục v cầu khung PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM 1.3 - Các phơng pháp thi công cầu có nhịp phøc t¹p BỘ MƠN CẦU HẦM-PH Mét sè d¹ng mèi nối liên tục hóa KCN giản đơn phơng pháp 1: Đổ chổ KCN đ giáo cố định phơng pháp 2: Lắp ghép đổ chổ KCN đ giáo di động phơng pháp 3: Lao đẩy dọc đúc đẩy KCN dầm liên tục phơng pháp 4: Liên tục hóa nhịp giản đơn phơng pháp 5: Lắp hẫng đúc hẫng KCN dầm liên tục, cầu dầm hẫng cầu khung phơng pháp 6: Chở phần KCN lớn trụ lắp đặt mố trụ PHN HIU TRNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MƠN CẦU HẦM-PH C¸c phơng pháp thi công kết cấu nhịp cầu có KCN phøc t¹p PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM B MễN CU HM-PH Các phơng pháp thi công kết cấu nhịp cầu có KCN phức tạp PHN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MÔN CẦU HM-PH Các phơng pháp thi công kết cấu nhịp cầu cã KCN phøc t¹p PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TI TP.HCM 1.4 - Các dạng mặt cắt ngang kết cấu cầu dầm có nhịp phức tạp Dạng mặt cắt tối u l mặt cắt hình hộp u điểm : Độ cứng chống xoắn lớn Nhợc điểm: Chế tạo phức tạp Nhịp L60m : H = (1/5-1/25) L; h = (1/27-1/40)L - cầu 10 dầm liên tục, PHN HIU TRNG I HC GTVT TI TP.HCM Tính toán cầu dầm cứng vòm mềm Chọn đờng trục vòm 4f y (1 x) l Chọn thông số: Fd, Jd, Fv, Jv = const v Ed = Ev Tung độ Đah lực ngang H: η H  δ HP δ HH M H M P Víi : δ HP   ds  EI n.λl3  [2(λ3  2λ2 1)  3m(1 λ)] 6EId M P M 2H ds   δ HH   ds EI EF l*C l l3 n (  m  m2 )  δ HH   EFv EFd EId 15 3  4n 116n2  3 C  (116n)  116n  ln  64n 4n 116n  18n2 M BỘ MÔN CẦU HẦM-PH H n = f / l;  = x/ l ( x honh độ đặt lực P=1); m = e / f độ lệch tâm tơng đối 213 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MÔN CU HM-PH Cầu kylltal - đức 214 PHN HIU TRNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MƠN CẦU HẦM-PH Chư¬ng ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ BIẾN VÀ CO NGÓT A - Tính toán ảnh hởng co ngót, từ biến v nhiệt độ B - Vấn đề liên tục hóa nhịp giản đơn thnh hệ liên tục C - Tạo vồng v kiểm soát độ vồng cầu BTCT D - Vấn đề phá hoại phát triển v lan truyền nứt bê tông E - Sử dụng loại bê tông đặc biệt cầu BTCT F - Đặc điểm thiết kết cầu thnh phố 215 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM A- TÝnh toán ảnh hởng co ngót, từ biến v nhiệt ®é BỘ MƠN CẦU HẦM-PH T¶i träng a - Tõ biến v mô hình tính toán ảnh hởng tõ biÕn Tỉng quan vỊ tõ biÕn + ThĨ hiƯn thay đổi kích thớc cấu kiện dới tác dụng tải trọng di hạn số + Từ biến to, độ ẩm, thnh phần cốt liệu v tuổi bê tông v độ dy cấu kiện to cng cao tốc độ từ biến cng tăng + Biến dạng từ biến gồm: biến dạng dẻo v biến dạng phục hồi Biến dạng Tải trọng di hạn C 216 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM B MễN CU HM-PH + Mô đun đn hồi bê tông v đờng cong từ biến thời gian  nhiƯt ®é víi a – tèc ®é tõ biÕn ( phơ thc vμo ®é dμy cđa cÊu kiƯn) + Đờng cong từ biến thời gian bê tông gi gần giống với BT đổ Ví dụ + Đặc trng từ biến: Biến dạng BTCT ( Eb =hs): dt = dy +dnt = dy ( + ft) ft = et / e = Ct Eb dt - BiÕn d¹ng tỉng céng t¹i thêi ®iĨm t Víi: dy - BiÕn d¹ng ®μn håi * et - biến dạng từ biến đến thời điểm t dnt - Biến dạng từ biến thời điểm t.` * e - biến dạng đn hồi tải trọng gây từ biến gây * Ct - Suất từ biến ( xác định thựuc ngiệm) + §Ỉc trưng ci cïng cđa tõ biÕn ( t >= năm) (f) ft = f*t / (a+t) ft - Đặc trng từ biến thời điểm t Dầm giản đơn chịu tải trọng tập trung P di hạn nhịp độ võng nhịp: P * L3 ft  (1   t ) 48EI 217 PHN HIU TRNG I HC GTVT TI TP.HCM Các mô hình vật liệu tính toán từ biến Các phơng pháp phân tích từ biến phơng pháp trực tiếp: Mô hình ACI: Hệ số từ biến BT: + PP mô đun có hiệu + PP trạng thái ổn định phơng pháp lặp Bớc ( chia thêi gian tõ biÕn thμnh c¸c Bưíc): + PP chống chất tác dụng + PP tốc độ từ biến + PP cố biến dạng + PP tốc độ dßng ( Rate of flow) BỘ MƠN CẦU HẦM-PH (t - t')0.6(φ ) φ(t,t')  10 (t  t')0.6  = 2,35.bt’.bH.bd.bs.bf.bAC  hÖ sè tõ biÕn cuèi cïng * bt’- hƯ sè  ti cđa BT: bt’ = (1,25*t’)-0.118  t’ ngμy * bH - hÖ sè xÐt ®Õn ®é Èm tư¬ng ®èi(H) bt’ = 1,27 – 0.0067 H  H >= 0,4 * bd – HÖ sè xét đến độ dầy trung bình (e) cấu kiện bê tông(1,0 1,3 e) * bs hệ số xét độ đặc BT tơi: bs = 0.82+ 1.7688*10-4.S (S - độ sụt bê tông) 218 PHN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM ba(to) = 0,8* [1 – fc(to)/ fc)] bF – hƯ sè xÐt ®Õn c¸c cèt liƯu nhá: bF = 0,88 + 24* 10-4.F ( F Phần trăm cốt liệu nhỏ) bAC hệ số xét đến không khí BT: B MễN CẦU HẦM-PH ff = ff1* ff2 ( to vμ kÝch thưíc cÊu kiƯn) , bs = 0.46 + 0.09 AC 1.0 ( AC phần trăm lơng KK lỗ rỗng) Mô hình CEB FIP Mô hình phù hợp cho phân tích cầu đúc phân đoạn KCN BTCTDƯL( cộng tác dụng từ biến) HÖ sè tõ biÕn: f(t, t’) = ba(to) + f(to) + fdbd(t - to) + ff(t) – bf(t0) Trong ®ã: fd = 0,4 219 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TI TP.HCM B MễN CU HM-PH Mô hình cố biến dạng Dibsi: Phù hợp phân tích từ biến kết cấu phơng pháp PTHH Tốc độ biÕn d¹ng: dec / dt = f (s*, T, ec) Víi : s* - øng st cã hiƯu ec - Tõ biÕn nhiÖt = =  (1/10) σ t 0.31   125  T  (t)   1000 Mô hình không gian tÝnh tõ biÕn 220 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TI TP.HCM b - Co ngót v mô hình tính toán ảnh hởng có ngót Tổng quan vỊ co ngãt + ThĨ hiƯn ë biÕn d¹ng  thời gian BT thoát nớc lỗ rỗng xảy với từ biến khó tách rời hai vấn đề ny xem xét tính toán Các mô hình co ngót phơng pháp ACI BiÕn d¹ng co ngãt: ε st  Víi: (t - t' ) ε sh  35  (t - t' ) t’ - Ti BT kÕt thóc b¶o dưìng t - TÝnh b»ng ngμy esh - BiÕn d¹ng ci cïng(max) BỘ MƠN CẦU HẦM-PH esh = 780.10-6.bcp.bH.bd.bS.bF bce bAC Trong ®ã: + bcp – HƯ sè xÐt ti cđa BT (0,75 -1,2) + bH – HÕ sè xét đến độ ẩm tơng đối + bd Hệ số xét chiều dy trung bình cấu kiện bê tông + bS - Hệ số xét đến độ đặc cđa BT + bF - HƯ sè xÐt ®Õn % cèt liƯu nhá + bce- HÕ sè xÐt ®Õn % lợng xi măng + bAC- Hệ số xét đến độ rỗng BT ( Các hệ số ny đợc ACI cho thĨ ) 221 BỘ MƠN CẦU HẦM-PH PHÂN HIU TRNG I HC GTVT TI TP.HCM phơng pháp cđa CEB -FIP BiÕn d¹ng co ngãt: ε s (t, t' )  ε s [βs (t)  βs (t' )] Trong đó: Mô hình Hilsdorf Hilsdorf thấy tỉ lệ N/X tăng , độ ẩm tơng đối giảm co ngót tăng lên Biến dạng co ngãt cuèi cïng: + es = es1 * es2  hệ số co ngót (tra bảng) + bs Hm số yếu tố thời điểm xét co ngót ( độ ẩm tơng đổi, tuổi bê tông ) + t tuổi BT thời ®iÓm xÐt ε sh   β * ρ Víi: 100 - H 100 b1 – HÕ sè tû lệ p - Tổng độ rỗng H - Độ ẩm tơng đối + t tuổi BT thời điểm bắt đầu có ảnh hởng từ biến 222 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MÔN CU HM-PH c Tính toán ảnh hởng nhiệt ®é BCA - % cèt liƯu th« HƯ sè gi·n nở nhiệt bê tông (aT) độ ẩm, tuổi v thnh phần cốt liệu bê tông as - hệ số giãn nở nhiệt hồ xi măng Công thức thực nghiƯm cđa Emanuel vμ Hulsey: aT = fT (fM*fA*Bp*as + BFA*aFA +BCA.aCA) Trong ®ã: fT – HƯ sè ®iỊu chØnh thay đổi to ( =1 môi trờng chuẩn, = 0,8 điều kiện khác) fM Hệ số hiƯu chØnh vỊ ®é Èm (1,0–1,2) fA - HƯ sè hiỊu chØnh vỊ ti BT( tra b¶ng) BP - % hồ xi măng ( % of paste) BFA - % cèt liƯu nhá b·o hßa ( = 10,8*10-6 / oC) aFA – HÖ sè gi·n në nhiÖt cèt liÖu nhá aCA – HƯ sè gi·n në nhiƯt cèt liƯu th« Biến dạng nhiệt độ: (deT)ij = (aT)ij * dT trờng hợp đẳng hớng (deT)ii = aT * dT = [aT+(T-To)daT / dT]*dT (To nhiệt độ ban đầu) 223 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MÔN CU HM-PH d Các giải pháp hạn chế ảnh hưëng  cđa tõ biÕn vμ co ngãt biÕn d¹ng tự qua trình đông cứng Không tạo thay đổi đột ngột Phân đoạn đổ BT tạo điều kiện cho Bố trí hợp lí tiến độ đổ bê tông v khối kích thớc MC v bố trí cốt thép cấu lợng đổ bê tông hợp lí cho phân kiện BTCT đoạn Bè trÝ cèt thÐp chèng co ngãt theo quy định quy trình Chọn thnh phần cấp phối bê tông hợp Xử lí tốt mạch ngừng đổ bê tông Bố trí tốt công tác bảo dỡng bê tông, kéo cáp dự ứng lực lí Dùng loại phụ gia siêu dẻo Không nên cho bê tông chịu tải sớm 224 PHN HIU TRNG I HC GTVT TI TP.HCM B Giải pháp liên tục hóa nhịp giản đơn thnh hệ liên tục a Giới thiệu chung Các kiểu liên tục hóa kết cấu nhịp: Liên tục mặt cầu liên tục phần dầm chủ Liên tục hóa cách bố trí cốt thép DƯL dọc cầu liªn tơc hãa chØ bè trÝ cèt thÐp thưêng mối nối Liên tục dạng liên kết chốt phơng pháp dầm ngang liền khối phơng pháp dầm ngang hẫng phơng pháp thi công cầu ton khối phơng pháp liên tục nhiệt độ u Nhợc điểm việc liên tục hóa KCN Liên tục hãa vμ chun hμng gèi trªn trơ  hng giữ nguyên hng Liên tục hóa cách đổ liền khối thân trụ v kết cấu nhịp khung chịu lực trờng hợp không dùng cáp DƯL giải pháp liên tục hóa: B MễN CU HM-PH Loại bỏ mối nối dọc cầu xe chạy êm thuận Giảm chiều cao KCN Giảm số gối cần thiết cho mè trơ  KÝch thưíc trơ nhá  gi¶m chi phí Tạo cho kết cấu có độ d an ton ( tránh sụp đổ đột ngột) Gi¶m néi lùc max KCN 225 PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MƠN CẦU HẦM-PH s¬ đồ Các biện pháp liên tục hóa dầm DƯL giản đơn đúc sẵn 226 PHN HIU TRNG I HC GTVT TẠI TP.HCM BỘ MƠN CẦU HẦM-PH b– Tr×nh tù thi công v sơ đồ tính toán kết cấu nhịp Trình tự thi công Chế tạo dầm BTDƯL v lắp đặt vo vị trí giá đỡ tạm thời Bố trí cốt thép chịu M(+) v M(-) dầm ngang đầu dầm ( Consulter les documents de Pham Huu Son) 227 ... cao mặt cắt ngang tăng dần từ nhịp vo trụ theo quy luật parabol đờng gãy khúc H (trên trụ) = (1.7 -3.8 ) h (giữa nhịp) Trong cầu dầm liên tục đúc hẫng v cầu khung nên chọn cho mô men quán tính MCN