Bài viết này đi sâu vào việc phân tích ảnh hưởng của sự suy giảm tiết diện cáp treo đến nội lực và biến dạng của cầu dây văng 3 nhịp dưới tác động của hoạt xe tải HL-93.
Võ Đình Mùi Ảnh hưởng việc suy giảm tiết diện cáp treo đến nội lực ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC SUY GIẢM TIẾT DIỆN CÁP TREO ẾN N I CV IẾN D NG CỦA C U D Y V NG NH P DƯ I TÁC D NG CỦA HO T TẢI E H -93 V M (1), N Hồ T H ề (1), N (1 M N Da T ắ (1) , (1) Trường Đại học Bách Khoa (VNU-HCM) Ngày nhận 29/12/2016; Chấp nhận đăng 29/01/2017; Email: hothuhien@hcmut.edu.vn T ột nh ng vấn đ thường g p c u y văng hư h ng cáp y văng o ăn nt i trường o tai nạn va chạm trực tiếp ho c gián tiếp tác động vào y văng hay mát lực căng y văng tr nh hai thác Các hư h ng t nh ng nguy n nh n tr n thường n đến suy giả tiết iện t đ giả ch u tải y văng tu i thọ c ng tr nh ảnh hưởng nghiêm trọng, d n đến nguy sụp đ trình khai thác sử dụng Bài áo s u vào ph n t ch ảnh hưởng suy giả tiết iện cáp treo đến nội ực iến ạng c u y văng nh p ưới tác dụng hoạt tải xe HL-93 Từ kh a: c u y văng suy giả tiết iện hư h ng c u Abstract THE EFFECT OF THE LOSS OF HANGER’S AREA ON INTERNAL FORCE AND DEFOMATION OF THREE-SPAN CABLE-STAYED BRIDGE UNDER HL-93 LOADING One of the common problems of cable-stayed bridge is cable deterioration, which may caused by surroundings corrosion, vehicle collision or the loss of cable tension force Fo owing this pro e the ca e’s cross area could be reduced in size and affect derectly to ri ge’s sta i ity an earing capacity or even ea ing to the co apse of construction This paper stu y on this pro e an focuses on the effect of the oss of hanger’s area on interna force and defomation of three-span cable-stayed bridge under HL-93 loading G Cầu dây văng đại ng y ng đ ây d ng nhiều n h gi i n i v Việ n i i ng d t cấu phù h nh inh nh h ùng v i chiều dài nhịp l n, giúp mở nhiều giải pháp ki n trúc phù h p Tại Việ d điều iện đấ n n nhiều h hăn n n ng nghệ xây d ng thi cơng cầu khoảng cách xa so v i th gi i nh ng húng ũng hi t k v hi ng ầu dây văng nh ầu M Thuận, Bãi Cháy, Rạch Miễu, Phú M , Cần Thơ đ T ng ầu dây văng dây văng đ ng v i ấ u n ọng để đỡ hệ dầm nên phải c thi t k v i ờng đ , sức kháng mỏi tuổi thọ cao Vấn đề hi ng v điều kiện bảo 32 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ D u Một Số 1(32)-2017 d ỡng cho dây phải đặc biệt ý Dao đ ng dây văng t ng h hể d đ án d bị ảnh h ởng c a nhiều y u t gây nh h ải gi … h ờng gặp nhiều h hăn ng việc tu, bả d ỡng, phát h hỏng có s bậc t l n đ c cấu thành nhiều loại vật liệu nhiều chi ti há nh u h nh vấn đề ngăn hặn r i gây h hỏng hệ dây cáp dẫn đ n nguy ập cầu ng uá ình h i há ũng nh vấn đề đảm bảo tuổi thọ d ki n c a hệ dây văng h ơng ứng v i tuổi thọ thi t k c a cầu vấn đề u n đ hú ý đặc biệt [1, 2] Ở n c ta, s ng ũng nh hấ ng nghi n ứu cầu dây văng n nhiều hạn ch Phần n ầu dây văng iđ ây d ng h nhiều nghi n ứu h hỏng ũng nh nguy n nhân gây h hỏng đ [3 4], việc nghi n ứu âu ảnh h ởng việ uy giả i diện dây văng đ n hịu ải v bi n dạng ầu ờng h hể Việc nghiên cứu ảnh h ởng c a việc suy giảm ti t diện đ n n i l c bi n dạng c a cầu dây văng t vấn đề cần thi t cấ bá h để cung cấp thêm ki n thức chuyên sâu cho việc thi t k cơng trình cầu dây văng ũng nh ng tu, sửa chữ h hỏng, nâng cao tuổi thọ c ng ình v đảm bả n n h ng ời tham gia giao thông M a Sau m t thời gian sử d ng hệ h ng ầu ặ dù đ ng bị nhiều vệ nh ng hể uấ h hỏng u ng ấ d á đ ng họ h họ ờng b n ng i nh bả i - á đ ng h họ ăn n ầu dây văng hình t nguy n nhân gây h hỏng h ng đầu cho cầu điều kiện xây d ng đặc thù c a loại cầu v t nhịp l n n y h ng h ờng gần biển h ặ n ng n nơi n ng đ u iv đ h ng h á đ ng g m: (1) ăn n h họ ảy b n ng i d bả vệ bị h hỏng điều iện h u iv n â nhậ v ( ệ ăn n dây văng ăng n ấ hi đ i ờng ung u nh n hình ; (2) S ăn n ảy bên b d huy ậ vữ ng g n để ại ng ( i điều iện nhiệ đ h hh n ng ng ng ng v i ú i v i dây văng v gây ăn n ạng ăn n n y h ờng h há d h ng dấu hiệu hể b n ng i Th hời gi n h hại n dần v hậ h hể dẫn đ n đứ n u h ng há v sửa chữ ị hời) - á đ ng họ nh v hạ h ơng iện u h ng ầu h y d i ầu hình h hỏng d nguy n nhân n y h ờng ng nh ngẫu nhi n h ứng uấ ng dây văng ăng đ ng v uá giá ị h h gây đứ Hình Hư h ng y văng o ăn n 33 Võ Đình Mùi Ảnh hưởng việc suy giảm tiết diện cáp treo đến nội lực hi dây văng bị ăn n h ặ đứ làm giả đ ổn định hịu ải ầu bị ảnh h ởng nh ăng đ võng ứng uấ v nứ ng b ng Tuy nhi n ứng v i i ờng h đứ ầu h y đổi há nh u Ả ấu ng dầ hì n i a ầu dẫn đ n ăng uấ v bi n dạng a Cơ sở ý thuyết đ ng t i ờng dây văng bị ăn n ảnh h ởng đ n n i l c bi n dạng c a cầu Khi ti t diện dây văng b n đầu Aps giả ng ∆Aps, v i l c ăng ng b n đầu F1 h ng đổi, ứng suất cáp s ăng n ∆ps đ ng thời ứng suất n n ng b ng b n đầu c1 ũng mấ ng ∆c ơng ứng v i s suy giảm ti t diện ∆Aps n y h vậy, s gi ăng ứng suấ ng đ định theo cơng thức sau [5]: ps Hình Tác ụng độ cốt thép Aps F1 F F1 Aps Aps Aps Aps Aps đến ăn n (1) Hình Hư h ng y văng o va chạm tàu c u Bính (Hải Phòng) Ứng suất nén bê tơng sau có s mát ti t diện ps Aps c c c c Ac gi i hạn h h n i v huyển vị đ h h - huyển vị h h L 1000 T ng đ huyển vị h h ; L hiều d i ầu ; - Ứng uấ n n h h f c 0,45 f c' đ định nh u (2) ng u [6] (3) (4) T ng đ f c : gi i hạn ứng suất nén (MPa); f (MPa) - Ứng uấ i h h 0.5 f c' ' c ờng đ hịu n n d nh định b (5) 34 ng Tạp chí Khoa học Đại học Thủ D u Một Số 1(32)-2017 T ng đ : ứng uấ i h h MPa); f c' ờng đ hịu n n d nh định b ng (MPa) - Điều kiện đặt ứng suấ ng dây văng nhỏ gi i hạn chảy c nghĩ xét cáp làm việ ng gi i đ ạn đ n h i nh hi t k b n đầu 3.2 h nh c u y văng ằng IDAS/Civi ầu dây văng nhịp có thơng s v i nhị h nh d i v nhị bi n d i đ hình h v hân h hần ề M A ivi T ng đ d ng loại tao s i (cấ đ ờng kính d nh định b diện h 0.002787m n ạnh đ h ải đ d ng h ải –93 theo tiêu chu n thi t k cầu 22 TCN-272-05 (hình hình gây huyển vị n nhấ ại dầm cầu 0.274m ại giữ ầu (hình 6) Hình h nh 3D c u ằng MIDAS/Civil 2011 M hình ầu đ d ng ng đ i M i đ i ần đ c giả thi t bị mấ v i t diện d ăn n để phân tích ảnh h ởng c a húng đ n n i l c bi n dạng c a cầu H h Sơ đ y văng c u H h Chuyển v ớn d ưới tác dụng hoạt tải 3.3 Ảnh hưởng suy giả tiết iện cáp treo đến nội ực iến ạng c u D a vào phần mềm MIDAS/Civil, n i l c chuyển vị c a cầu s đ ghi nhận v hân hg ứng uấ n n n nhấ ứng uấ i n nhấ b ng dầ v huyển vị n nhấ ại giữ nhị ầu t phân tích cho thấy: (1) Ứng suất nén l n dầm bê tông c t h h y đổi h ng đáng ể m t cặ dây văng bị ăn n hình 7) (2) Phần l n 35 Võ Đình Mùi Ảnh hưởng việc suy giảm tiết diện cáp treo đến nội lực cặ dây văng bị h hỏng s không gây ảnh h ởng đáng ể lên ứng suất ti p lẫn chuyển vị c a dầm cầu, ngoại tr cặp dây cáp c a cầu (dây 1) bị mát ti t diện (hình hình 9) đ ần phải hú ý đặc biệ đ n cặp dây cáp trình thi t k lẫn khai thác H h uan hệ gi a ng suất n n ớn t ng m ất át iện t ch c p cáp treo - T ờng h ấ i diện nguy hiể nhấ đ i v i dây gần m dây gi ăng ứng uấ v huyển vị dây n y ăng nh nh đ bi n v hể dẫn đ n sập cầu Các dây lại mặ dù h y đổi nh ng h ng đáng ể ăn n dây văng diễn v gi i đ ạn đầu h ờng ấ biểu b n ng i để nhận bi d n i v huyển vị ầu h y đổi ấ hi ăn n đạ đ n ờng h i diện dây văng ấ h ảng hì n i v huyển vị ầu h y đổi nh nh ảnh h ởng đ n ấu õ ệ đ hi há h hỏng dây văng ần nh nh h ng đ ửa chữ để ánh gây ảnh h ởng nặng nề đ n ấu ầu Ứng suất ti p cho phép H h uan hệ gi a ng suất tiếp ớn t ng ất át iện t ch c p cáp treo 36 m Tạp chí Khoa học Đại học Thủ D u Một Số 1(32)-2017 Chuyển vị cho phép H h uan hệ gi a chuyển v ớn d m c u ất át iện t ch c p cáp treo - Để có k t mang tính tổng uá ần ti n hành nghiên cứu thêm nhiều ờng h p mát ứng suấ nh ổ h p mát c a hay nhiều dây ùng mấ đ ng thời v i s suy giảm ti t diện khác m i dây ũng nh nghi n ứu nhiều dạng k t cấu nhịp khác T I IỆU THAM HẢO [1] Gu M, Xu YL, Chen LZ, Xiang HF (1999), Fatigue life estimation of steel girder of Yangpu cable-stayed bridge due to buffeting Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 80 pp 6384 – 400 [2] O Sorensen, M.L Bloomstine, P.G Buckland (2010), Replacement of suspension bridge suspenders and main cables Proceeding of the Firth International Conference on Bridge maintenance, Safety and Management, Philadelphia, Pennsylvania, USA [3] Nguyễn Danh Thắng, H Thu Hiền (2015), Ảnh hưởng ăn n tiết diện cáp treo đến ao động c u y võng ưới tác dụng gió, Tạp chí Xây d ng, trang 36-39 [4] Nguyen Danh Thang, Ho Thu Hien (2016), Typical damage of long-span bridges in Viet Nam and reasonable maintenance concept, EASEC-14 The Fourteenth East Asia – Pacific Conference on Structural Engineering and Construction, pp.559-560 [5] Phạm Ngọ ng guyễn Danh Thắng, H Thu Hiền (2015), Ảnh hưởng mát ng suất cáp dự ng lực đến khả ch u tải c u d m hộp bê tông cốt th p đúc h ng Tạp chí Xây d ng, trang 32-35 [6] B Giao Thông Vận tải (2005), Tiêu chu n Thiết kế C u 22TCN 272-05 Nghiên c u tài trợ Trường Đại Học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia thành Phố H Chí Minh (Đ tài mã số SVCQ-2015-KTXD-68) 37 ... ngẫu nhi n h ứng uấ ng dây văng ăng đ ng v uá giá ị h h gây đứ Hình Hư h ng y văng o ăn n 33 Võ Đình Mùi Ảnh hưởng việc suy giảm tiết diện cáp treo đến nội lực hi dây văng bị ăn n h ặ đứ làm... v i t diện d ăn n để phân tích ảnh h ởng c a húng đ n n i l c bi n dạng c a cầu H h Sơ đ y văng c u H h Chuyển v ớn d ưới tác dụng hoạt tải 3. 3 Ảnh hưởng suy giả tiết iện cáp treo đến nội ực... đổi h ng đáng ể m t cặ dây văng bị ăn n hình 7) (2) Phần l n 35 Võ Đình Mùi Ảnh hưởng việc suy giảm tiết diện cáp treo đến nội lực cặ dây văng bị h hỏng s không gây ảnh h ởng đáng ể lên ứng