Nghiên cứu giải pháp liên tục hóa dầm 1 bê tông dự ứng lực

B GIÁO D C VÀ ÀO T O I H C À N NG NGUY N LÊ TRUNG TT H L va TT NGHIÊN C U GI I PHÁP LIÊN T C HĨA D M BÊ TƠNG D NG L C LU N V N TH C S K THU T K thu t xây d ng cơng trình giao thông À N NG - N M 2017 B GIÁO D C VÀ ÀO T O I H C À N NG NGUY N LÊ TRUNG TT H L va TT NGHIÊN C U GI I PHÁP LIÊN T C HĨA D M BÊ TƠNG D NG L C LU N V N TH C S K THU T K thu t xây d ng cơng trình giao thông À N NG - N M 2017 I CAM OAN Tơi cam oan ây cơng trình nghiên c u c a riêng Các s li u, k t qu nêu lu n v n trung th c ch a t ng c công b b t k cơng trình khác Tác gi TT H L va TT Nguy n Lê Trung THU T NG VI T T T AASHTO LRFD American Association of State Highway and Transportation Officials Load and Resistance Factor Design BT Bêtông D L D BT D L Bêtông d TTGH Tr ng thái gi i h n ng l c TT H L va TT ng l c M CL C M U CH NG T NG QUAN V CƠNG NGH LIÊN T C HĨA D M I BT D L 1.1 Công ngh k t c u liên t c hóa .6 1.1.1.Gi i thi u chung 1.1.2.Các ph ng pháp v liên t c hóa: 1.1.3.Tình hình s d ng d m I BTCT D L th gi i 1.1.4.Tình hình s d ng d m I BTCT D L Vi t Nam 13 1.2 Công ngh d m I 14 1.2.1 u nh 1.2.2 c i m s d ng d m I: 14 c i m c u t o c a d m I BTCT D L 14 1.3 K t lu n ch ng 16 CH S NG C TÍNH TỐN LIÊN T C HÓA D M I BTCT D L 17 TT 1.1 Trình t cơng ngh thi cơng d m I liên t c hóa 17 1.2 Di n bi n n i l c theo công ngh 18 va 2.3 Ki m toán k t c u theo giai o n 23 H L 2.3.1 Tính t theo TTGH s d ng: 23 2.1.K T LU N CH CH NG VÍ D TT 2.3.2 Tính t theo tr ng thái gi i h n c ng 26 NG 31 TÍNH TỐN K T C U NH P LIÊN T C HÓA T CÁC D M I33 C A C U KHÓM 32 3.1 Mơ hình thơng s tính tốn 32 3.1.1 Thông s k thu t chung 32 3.1.2 Thông s k thu t v k t c u nh p 34 3.2 TÍNH TOÁN K T C U NH P D M 3.2.1 L a ch n s li u tính tốn d m I N GI N I33 34 n gi n: 34 3.2.1.1 K t c u: 35 3.2.1.2 C ng ng su t gi i h n c a v t li u: 35 3.2.2 Trình t thi công d m I n gi n: 37 3.3 TÍNH TỐN K T C U LIÊN T C HÓA NH P D M I33 .38 3.3.1 L a ch n s li u tính tốn d m I liên t c hoá: 38 3.3.2 Trình t thi cơng: 39 Thi công ph n b n m t c u l i, h th ng lan can tay v n, gi i phân cách, lóp ph m t c u, ti n ích c u, 3.3.3 Xác a c u vào khai thác 40 nh n i l c c a d m t i m t c t 40 3.4 SO SÁNH K T C U NH P LIÊN T C HÓA T CÁC D M I VÀ K T C U NHIP GI N N C A C U KHÓM 46 3.5 K T LU N CH NG .49 TT H L va TT TÀI LI U THAM KH O 53 DANH M C CÁC HÌNH Hình 1.1 Gia cơng thép d m l p Hình 1.2 bê tơng b o d Hình 1.3 Khi bê tơng tc Hình 1.4 V n chuy n l p Hình 1.5.Thi cơng l p t ng ghen lu n cáp ng bê tông d m 10 ng ,ti n hành c ng cáp D L l n 10 t d m vào v trí k t c u nh p 10 t c t thép ch , b trí c t thép th ng d m ngang t i v trí m i n i, n i ng lu n cáp D L kho ng gi a m i n i, gia công c t thép b n m t c u, ti n hành u d m t i v trí bê tơng b n m t c u m i n i 11 Hình 1.6 Ti n hành c ng cáp l n sau bê tông m i n i b n m t c u c ng yêu c u Ti n hành c ng bó cáp l i s 4,5 t c xuyên qua b o v cáp D L 12 va ng lu n cáp TT d m ch m t liên c ng D L Sau ó ti n hành b m v a vào L Hình 1.7 Ti n hành thi cơng ph n l i 12 TT H Hình 2.1 Ch t o d m 17 Hình 2.2 V n chuy n l p t d m 18 Hình 2.3 C ng cáp d m 18 Hình 2.4 Hình 2.5 S a vào khai thác 18 tính tốn 19 Hình 2.6 Di n bi n n i l c d m làm vi c giai o n 19 Hình 2.7 Di n bi n n i l c d m làm vi c giai o n 20 Hình 2.8 Di n bi n n i l c d m c liên t c hóa giai o n 22 Hình 3.1 Hình v mơ t chi u r ng c u 33 Hình 3.2 Hình kích th c d m ch b trí cáp d ng l c Khóm 34 Hình 3.3 B trí c t thép theo ph ng ngang c u 39 Hình 3.4 Trình t q trình thi cơng d m liên t c hóa 40 Hình 3.5 Chi ti t m i n i cáp b n m t c u 40 Hình 3.7 Moment t nh t i DC Giai o n c u l p d m 41 Hình 3.8 L c c t t nh t i DC Giai o n c u l p d m 41 Hình 3.9 Moment t nh t i Giai o n sau liên t c hóa d m (DC+DW+DC2) 42 Hình 3.10 L c c t t nh t i Giai o n sau liên t c hóa d m (DC+DW+DC2) 42 Hình 3.11: Moment t nh t i ph n (DW) 43 Hình 3.12: L c c t t nh t i ph n (DW) 43 bao moment ho t t i 44 Hình 3.14 Bi u bao l c c t ho t t i 44 Hình 3.17: Bi u va l cc t L TTGH s d ng 44 H Hình 3.16 Bi u moment TTGH s d ng 45 TT Hình 3.15: Bi u TT Hình 3.13 Bi u moment TTGH C TTGH C ng ng 45 Hình 3.18 Bi u l cc t 45 Hình 3.19 Bi u so sánh n i l c d m 48 DANH M C CÁC B NG B ng 3.1 Tính tốn n i l c d m I n gi n 37 B ng 3.2 Tính tốn d m I liên t c hóa (Giai o n 1) 41 B ng 3.3 Tính tốn d m I liên t c hóa (Giai o n 2) 42 B ng 3.4 Tính tốn d m I liên t c hóa (Giai o n 3) 46 B ng 3.5 So sánh n i l c d m I gi n d m I liên t c hóa 47 n gi n d m I liên t c 50 TT H L va TT B ng 3.6 ánh giá t ng k t d m I NGHIÊN C U GI I PHÁP LIÊN T C HĨA D M I BÊ TƠNG D L H c viên: Nguy n Lê Trung Chuyên ngành: K xây d ng cơng trình giao thơng Mã s : 60.58.02.05 Khóa K31 Tr ng i h c Bách Khoa N ng Tóm t t: D m gi n n c áp d ng r t ph bi n xây d ng c u n c ta b i tính c gi i hố, tiêu chu n hố, tính d l p t, lao l p v n chuy n phù h p v i trình n v thi công n c hi n Tuy nhiên nh c i m c a k t c u d m nh p n gi n nhi u nh p v trí khe co giãn, khơng ch làm gây sóc xe ch y qua, gây khó ch u cho hành khách ng i i u n ph ng ti n, gi m t c l u thông, t o l c xung kích l n tác d ng vào c u, cơng tác b o d ng khe co giãn c ng ph c t p t n Công ngh liên t c hóa cho d m gi n n h t s c c n thi t, nh m em l i m t k t c u d m I liên t c hóa v a có u i m c a c u d m liên t c, v a có u i m c a c u d m I gi n n, gi m c s khe co giãn t o i u ki n cho xe ch y êm thu n c u m b o v n t c xe, chi phí b o trì b o d ng khe co giãn c u h th ng thoát bên d i c u c gi m i k Gi m c mômen u n gi a nh p có mơmen âm xu t hi n g i c u Mang tính kh thi ng d ng r ng rãi tên t nh Trà Vinh vi c xây d ng c i t o, s a ch a nâng c p c u ng pháp liên t c hóa d m va TT T khóa: Liên t c hóa d m I; gi i pháp liên hóa d m I, ph I L RESEARCH SOLUTIONS CONTACT THE BEAM I CONCRETE TT H Simple beams are very popular in the construction of bridges in our country because of the mechanization, standardization, ease of installation, installation and transport in accordance with the level of the current construction units in the country However, the disadvantage of a simple rhythmic beams structure is the position of the joints, not only cause car care when running through, causing discomfort for passengers and operators of vehicles, reducing speed when traveling, creating a large shock force effect on the bridge, the maintenance of expansion joints are complex and expensive Continuous beam technology is extremely necessary in order to provide a continuous beams structure that has the advantage of continuous girder bridges, and has the advantage of simple beam girder, reducing the number The expansion joint creates favorable conditions for smooth running of the bridge to ensure the speed of the vehicle, the maintenance and maintenance costs of the expansion joints on the bridge and the drainage system under the bridge is significantly reduced Reduce the bending moment in the middle of the rhythm due to the negative moment in the bridge bearing It is feasible to use the name Tra Vinh in the construction, renovation, repair and upgrading of bridges Keywords: Continuous girder I; intermodal solution of beams I, continuous method of beams I II TRÌNH T THI CƠNG: Trình t thi cơng d m I III III BI U 3.1 n gi n d m I liên t c xem thuy t minh Ch N I L C QUA CÁC GIAI O N THI CÔNG: i v i D m I33 bê tông d ng l c nh p Hình 1: Mơ hình tính tốn nh p n gi n: n gi n I33m TT H L va TT N i l c k t c u sau thi cơng xong: Hình 2: Moment t nh t i b n thân (DC) ng TT H L va TT Hình 3: L c c t t nh t i b n thân (DC) Hình 2: Moment t nh t i ph n (DW) Hình 3: L c c t t nh t i ph n (DW) TT H L va TT Hình 4: Moment ho t t i (HL93) Hình 5: L c c t ho t t i (HL93) Hình 6: Moment TTGH S d ng TTGH S d ng TT H L va TT Hình 7: L c c t Hình 8: Moment TTGH C ng Hình 9: L c c t ng TTGH C B NG K T QU N I L C TRONG K T C U TR NG THÁI GI I H N C NG & S D NG Axial Shear-y Shear-z Torsion Moment-y Moment-z Elem Load Part (kN) (kN) (kN) (kN*m) (kN*m) (kN*m) 81 CD1(all) I[105] -979.55 -152.89 -1237.22 -156.75 -1005.27 -0.2 81 CD1(all) 2/4 -979.55 -152.89 -1228.88 -156.75 -860.33 18.91 81 CD1(all) J[2] -979.55 -152.89 -1220.54 -156.75 949.68 38.02 255 CD1(all) I[295] 265.72 -63.56 -238.4 -28.52 9089.84 67.17 255 CD1(all) 2/4 265.72 -63.56 -223.61 -28.52 9090.9 86.93 255 CD1(all) J[18] 265.72 -63.56 -208.82 -28.52 9114.87 113.36 81 SD(all) I[105] -610.68 -87.44 -883.29 -89.64 -626.75 -0.11 81 SD(all) 2/4 -610.68 -87.44 -876.66 -89.64 -522 10.82 81 SD(all) J[2] -610.68 -87.44 -870.03 -89.64 533.97 21.75 255 SD(all) I[295] 175.34 36.65 -144.46 -16.79 6396.15 -37.92 255 SD(all) 2/4 175.34 36.65 -132.78 -16.79 6399.82 -52.77 255 SD(all) J[18] 175.34 36.65 -121.09 -16.79 6415.08 -68.12 3.2 i v i d m I33 bê tơng d ng l c liên t c hóa: N i l c k t c u qua giai o n thi công: TT H L va TT Giai o n 1: C u l p d m Hình 10: Moment t nh t i DC Giai o n c u l p d m Hình 11: L c c t t nh t i DC Giai o n c u l p d m Giai o n 2: Liên t c hóa d m Thi công b n m t c u TT H L va TT Hình 12: Moment t nh t i Giai o n sau liên t c hóa d m (DC+DW+DC2) Hình 13: L c c t t nh t i Giai o n sau liên t c hóa d m (DC+DW+DC2) N i l c k t c u giai o n sau thi cơng: Hình 14: Moment t nh t i ph n (DW) TT H L va TT Hình 15: L c c t t nh t i ph n (DW) Hình 16: Bi u bao moment ho t t i Hình 17: Bi u bao l c c t ho t t i moment TTGH s d ng TT H L va TT Hình 18: Bi u Hình 19: Bi u Hình 20: Bi u l cc t moment TTGH s d ng TTGH C ng Hình 21: Bi u TTGH C ng H L va TT B NG K T QU N I L C TRONG K T C U TR NG THÁI GI I H N C NG Axial Shear-y Shear-z Torsion (kN) (kN) (kN) (kN*m) Load Part CD1(all) I[74] 99.96 -26.62 -264.82 -28.22 CD1(all) 2/4 99.96 -26.62 -250.03 -28.22 CD1(all) J[472] 99.96 -26.62 -235.24 -28.22 CD1(all) I[339] -53.22 -20.13 -237.74 21.1 CD1(all) 2/4 -53.22 -20.13 -213.49 21.1 CD1(all) J[32] -53.22 -20.13 -189.23 21.1 CD1(all) I[512] 131.82 33.42 -1347.47 -65.15 CD1(all) 2/4 131.82 33.42 -1346.08 -65.15 CD1(all) J[78] 131.82 33.42 -1344.69 -65.15 SD(all) I[74] 68.44 -15.69 -156.23 -16.73 SD(all) 2/4 68.44 -15.69 -144.54 -16.73 SD(all) J[472] 68.44 -15.69 -132.85 -16.73 SD(all) I[339] -34.81 -11.6 -145.8 12.37 SD(all) 2/4 -34.81 -11.6 -126.54 12.37 SD(all) J[32] -34.81 -11.6 -107.28 12.37 SD(all) I[512] 80.24 26.59 -954.24 -42.73 SD(all) 2/4 80.24 26.59 -953.12 -42.73 SD(all) J[78] 80.24 26.59 -952.01 -42.73 TT Elem 64 64 64 299 299 299 798 798 798 64 64 64 299 299 299 798 798 798 l cc t & S D NG Moment-y Moment-z (kN*m) (kN*m) 7773.83 -98.08 7785.07 -98.24 7820.87 101 6566.09 73.79 6571.76 71.81 6590.28 72.99 -4150.12 212.67 -4118.94 212.25 -4087.79 211.82 5519.06 -60.57 5527 -60.44 5547.48 -60.8 4743.91 50.38 4750.5 49.29 4761.94 50.01 -2763.8 152.52 -2741.38 152.09 -2718.98 151.66 IV TÍNH TỐN C T THÉP D c tr ng hình h c m t c t tr NG L C: c sau liên h p: ng l c d ki n: va Tính toán c t thép d M t c t gi a nh p TT M tc tg i - TT H L C t thép d ng l c d m ch : S d ng bó cáp g m tao 12.7mm theo tiêu chu n ASTM 416-85 Grade 270 lo i t chùng th p có ch tiêu sau: C ng kéo t tiêu chu n: Gi i h n ch y: Modul àn h i: ng su t cáp d ng l c kích Di n tích c a bó cáp (7 tao) fpu = 1860MPa fpy = 0.9 fpu = 1674MPa E = 197000MPa fpj = 0.75 fpu = 1395MPa Aps = 686mm2 C t thép d ng l c b n m t c u: S d ng bó cáp g m tao cáp 12.7mm theo tiêu chu n ASTM 416-85 Grade 270 lo i t chùng th p có ch tiêu sau: - C ng kéo t tiêu chu n: Gi i h n ch y: Modul àn h i: ng su t cáp d ng l c kích ng su t kéo cáp sau m t mát Di n tích tao cáp fpu = 1860MPa fpy = 0.9 fpu = 1674MPa E = 197000MPa fpj = 0.75 fpu = 1395MPa fs = 0.7 fpu = 1302MPa Aps = 98mm2 i v i c u ki n BTCT D L gi i h n ng su t kéo bê tông thái gi i h n s d ng sau m t mát ph i l n h n ho c b ng (t c ng su t kéo th t i v trí tr , ng su t kéo th d nh p không c v t ng ng cho phép trên) ng su t d m tr ng i t i v trí gi a TTGH s d ng: Trong ó: - Msd : Moment t i tr ng tính tốn gây t i m t c t ki m toán o n ti t di n ã liên h p TTGH SD ng l c TT - P : L c nén cáp d giai n th ch u kéo (giai - yc2 : Kho ng cách t m t c t tính tốn o n ã liên h p) n th ch u kéo (giai H L va - yc1 : Kho ng cách t m t c t tính tốn o n ch a liên h p) TT - e : Kho ng cách t tr ng tâm c t thép ng su t tr c phía ch u kéo n tr c trung hòa (gi nh tr ng tâm c a bó cáp cách th ngồi ti t di n 10cm cho m t c u t i tr 30cm cho d m ch ) - fc : C ng ch u n n c a bê tông tu i 28 ngày - A, Id1, Id2 : l n l t di n tích m t c t ch a liên h p, moment quán tính c a ti n di n ch a liên h p moment quán tính c a ti t di n ã liên h p Tính tốn s l ng bó cáp: Ký hi u M tc tg i M t c t gi a nh p Msd (kN.m) 2736.8 5547.48 yc1 (m) 0.793 0.846 yc2 (m) 0.620 1.109 0.793-0.10 = 0.693 0.846-0.30 = 0.546 fc' (Mpa) 40 40 Id1 (m4) 0.26679 0.22319 Id2(m4) 0.43869 0.37773 A (m2) 1.1193 0.6533 P (kN) 1275.84 4496.06 ng su t tao cáp sau m t mát (MPa) 1302 1302 Di n tích tao, bó cáp (mm2) 294 (1 bó tao) S l bó (3 tao/ bó) TT e (m) va L ng bó cáp (ch n) TT H L c c ng m i bó (kN) bó (12 tao/bó) 380 1540 ng l c b n m t c u: 1750 430x3=1290 230 100100 230 200 B trí c t thép d 1176 (1 bó 12 tao) tao 12.7mm B trí c t thép m t c u theo ph ng ngang 9000 200 9000 TIM G OI TIM G OI C AP DU UNG LUC TR U 18000 B trí c t thép m t c u theo ph ng d c V K T QU PHÂN TÍCH D M (CĨ D L D M VÀ D L M T C U): Ph m vi ki m toán k t c u: Do k t c u d m I33 ã c thi t k nh hình, n i l c sinh d m liên t c hóa nh h n so v i d m n gi n nên ph n ki m tra C ng c a d m I33 s không c p ph m vi tài tài ch t p trung x lý ph n Moment âm liên t c hóa H L va TT ng h p 1- Không s d ng c t thép D L m t c u TT Tr nh tr ng su t th m t c u TTGH S d ng s c ud m nh tr : ng su t th d TTGH S d ng nh tr : H Mơ hình cáp d L va TT ng h p 2- S d ng c t thép D L m t c u ng l c m t c u nh tr TT Tr im tc u ng su t th m t c u TTGH S d ng ng su t th d im tc u TTGH S d ng T ng h p: US th m t c u (MPa) Cáp D L Cáp D L 4.772 (MPa) L im tc u H US th d Có b trí TT Khơng b trí TT V trí K t lu n 1.527 t 1.218 t va STT 3.905 ... Công tác b tông + Công tác bê tông t i: Bê tông d m th ng ph m t i nhà máy + t ng gen cáp DU7L, s t c a bê tông s c ki m tra tr c cung c p t tr m tr n bê tông c bê tông c + Bê tông c bê tông c... công v liên t c hóa k t c u Hình 1. 1 Gia cơng thép d m l p t ng ghen lu n cáp 10 bê tông b o d ng bê tông d m H tc ng ,ti n hành c ng cáp D L l n TT Hình 1. 3 Khi bê tơng L va TT Hình 1. 2 Hình 1. 4... ngh k t c u liên t c hóa .6 1. 1 .1. Gi i thi u chung 1. 1.2.Các ph ng pháp v liên t c hóa: 1. 1.3.Tình hình s d ng d m I BTCT D L th gi i 1. 1.4.Tình hình s d ng