Nghiên cứu biện pháp liên tục hóa cầu tân an (KM1947+182) – long an

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN TÌNH NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP LIÊN TỤC HĨA CẦU TÂN AN (KM1947+182) - LONG AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN TÌNH NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP LIÊN TỤC HÓA CẦU TÂN AN (KM1947+182) -LONG AN Chuyên ngành : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CT GIAO THÔNG Mã số: 8.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS CAO VĂN LÂM Đà Nẵng – Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu biện pháp liên tục hóa cầu Tân An (KM1947+182)Long An” thực từ tháng 4/2018 đến tháng 10/2018 với mục đích Nâng cấp cầu Tân An để đảm bảo đồng tải trọng khai thác lý cầu cắm biển hạn chế tải trọng loại xe >=23T loại xe rơ móc khác Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Cao Văn Lâm tận tình giúp đỡ, hướng dẫn định hướng hỗ trợ, thơng tin cần thiết q trình thực hoàn thiện luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện cho tham gia lớp học thực luận văn tốt nghiệp Cảm ơn Ban đào tạo Sau đại học, quý Thầy Cô, tập thể cán bộ, giảng viên Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện giúp đỡ thời gian học cao học hoàn thành luận văn tốt nghiệp Vì kiến thức thời gian thực luận văn có hạn nên khơng tránh khỏi tồn tại, thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp từ q thầy cơ, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Đà Nẵng, tháng 10 năm 2018 Tác giả Nguyễn Văn Tình LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết tính tốn kết nghiên cứu luận văn trung thực, không chép nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả Nguyễn Văn Tình MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu .1 Kết dự kiến CHƯƠNG TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH CẦU TÂN AN (KM1947+182) TỈNH LONG AN 1.1 Giới thiệu chung cơng trình cầu Tân An 1.2 Hiện trạng cầu Tân An 1.3 Nhu cầu đồng tải trọng cầu Tân An 1.4 Tính cấp thiết việc nâng cấp Liên tục hóa cơng trình cầu Tân An CHƯƠNG CƠ SỞ ĐỂ TÍNH TỐN NÂNG CẤP LIÊN TỤC HĨA CẦU CHÍNH TÂN AN 11 2.1 Mơ hình tính tốn liên tục hóa kết cấu cầu Tân An 11 2.1.1 Mơ hình tính tốn Midas Civil 11 2.1.2 Các phương án thi công phục vụ liên tục hóa cầu dầm đeo .17 2.2 PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG PHỤC VỤ THIẾT KẾ LIÊN TỤC KẾT CẤU NHỊP 20 2.2.1 Tháo dở dầm đeo 02 xe cẩu đứng cầu 20 2.2.2 Giai đoạn thi công cẩu lắp dầm thay thế: 22 2.2.3 Giai đoạn thi cơng xong nhịp thành nhịp liên tục kiểm toán trạng thái giới hạn 23 2.3 Tổ hợp tải trọng phục vụ tính tốn nâng cấp cầu Tân An 25 2.3.1 Tổ hợp tải trọng thiết kế dầm tăng cường 25 2.3.2 Tổ hợp tải trọng phục vụ thiết kế kiểm tốn cầu 26 2.4 Cở sở lý thuyết để liên tục hóa kết cấu nhịp 27 CHƯƠNG THIẾT KẾ LIÊN TỤC HĨA NHỊP CHÍNH CẦU TÂN AN 29 3.1 Phân tích nội lực cầu Tân An 29 3.1.1 Giai đoạn thi công tháo dở dầm đeo 29 3.1.2 Giai đoạn thi công lắp dầm thay 29 3.1.3 Sau liên tục hóa cầu phương pháp nối cứng 31 3.2 Thiết kế dầm tăng cường thay nhịp Đeo 34 3.2.1 Tính Tốn Ứng suất mặt cắt .34 3.3 Tính tốn liên kết dầm tăng cường với sơ đồ cũ 44 3.3.1 Tính tốn mối nối biên dầm chủ 44 3.4 Kiểm toán kết cấu cầu 51 3.4.1 Giai đoạn cẩu lắp dầm thay 54 3.4.2 Giai đoạn liên tục hóa nhịp 55 3.5 Phân tích đánh giá kết 63 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐẾ TÀI (BẢN SAO) TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP LIÊN TỤC HÓA CẦU TÂN AN (KM1947+182) -LONG AN Học viên: Nguyễn Văn Tình Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: Khóa: K34.XGT_Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Luận văn bao gồm phần sau: Tóm tắt - Cầu Tân An nằm KM1947+182 Quốc lộ 1A, thuộc địa phận thành phố Tân An, tỉnh Long An Cầu bắc qua sông Vàm Cỏ Tây nằm phạm vi quản lý Công ty 714, khu Quản lý đường Cầu gồm 13 nhịp bố trí theo sơ đồ 6x24,54+ (48,7+60,5+48,7) + 4x24,54 (m) Chiều dài toàn cầu 409,13m Nhịp vượt sơng nhịp N7, N8 N9 với sơ đồ (48,7+60,5+48,7) (m), nhịp nhịp dầm thép dạng dầm giản đơn mút thừa có nhịp đeo nhịp N8 Hiện phần kết cấu nhịp xuống cấp, đặc biệt nhịp N8 khơng đủ khả chịu tải trọng xuống cấp nghiêm trọng Nên việc lựa chọn biện pháp nâng cấp cầu Tân An để bảo đảm đồng tải trọng khai thác Quốc lộ 1A Luận văn dựa vào thực tế trạng cầu sở lý thuyết tiến hành đề xuất phương án liên tục hóa tính tốn kiểm tra giai đoạn q trình thi cơng liên tục hóa sau liên tục hóa, nhằm dự báo tổ hợp tải trọng tỉnh tải hoạt tải lưu thơng qua cầu nội lực diễn cầu sau liên tục nhỏ tỷ lệ định Từ dự báo liên tục hóa cầu khả chịu tải cầu tăng lên đảm bảo khả đồng tải trọng loại xe lưu thông qua cầu EXECUTIVE SUMMARY RESEARCH CONTINUOUS MEASURES TO IMPROVE TAN AN BRIDGE (KM1947 + 182) -LONG AN Summary - Tan An Bridge is located at KM1947 + 182 National Highway 1A, in the Tan An City, Long An Province The bridge across the Vam Co Tay River is under the management of Company 714, Road Management The bridge includes 13 spans arranged in 6x24,54 + (48.7 + 60.5 + 48.7) ) + 4x24.54 (m) The global length is 409.13m The main span crossing the river is the span of N7, N8 and N9 with the plan (48.7 + 60.5 + 48.7) (m) At present, the rhythmic structure has deteriorated, especially the main span of N8 is not able to withstand the load because of severe degradation Should choose the method of upgrading Tan An main bridge to ensure synchronous load on Highway 1A - This thesis is based on the actual situation of the bridge on the basis of the theory of proposing the project of continuous and calculating the test of stages in the process of continuous construction as well as after the continuation, aiming Forecasting the same load of the province load and flow through the bridge, the internal force takes place in the bridge after a continuous smaller than the current a certain percentage It is predicted that the continuous loading of the bridge will increase the load capacity of the bridge to ensure the synchronous load of vehicles when passing through the bridge DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1 Bảng tổ hợp tải trọng tính tốn giai đoạn thi cơng tháo dầm đeo 21 2.2 Bảng tổ hợp tải trọng tính tốn giai đoạn thi công lắp dầm thay 23 2.3 Bảng tổ hợp tải trọng tính tốn sau liên tục hóa 24 3.1 Bảng tổng hợp nội lực trạng thái giới hạn cường độ 29 3.2 Bảng tổng hợp nội lực TTGH sử dụng 29 3.3 Bảng tổng hợp độ võng MC TTGH sử dụng 29 3.4 Bảng tổng hợp nội lực trạng thái giới hạn cường độ 29 3.5 Bảng tổng hợp nội lực TTGH sử dụng 30 3.6 Bảng tổng hợp độ võng MC TTGH sử dụng 30 3.7 Bảng tổng hợp nội lực trạng thái giới hạn cường độ 30 3.8 Bảng tổng hợp nội lực TTGH sử dụng 30 3.9 Bảng tổng hợp độ võng 30 3.10 Tổng hợp nội lực trạng thái giới hạn cường độ 31 3.11 Tổng hợp nội lực trạng thái giới hạn sử dụng 32 3.12 Tổng hợp độ võng MC nhịp 32 3.13 Bảng tổng hợp nội lực MC giai đoạn liên hợp TTGHCĐ 32 3.14 Tổng hợp nội lực MC giai đoạn liên hợp THGHSD 33 3.15 Tổng hợp nội lực trạng thái GHCĐ 33 3.16 Bảng tổng hợp nội lực độ võng TTGH sử dụng: 33 3.17 Bảng tổng hợp độ võng nhịp 33 3.18 Tổng hợp độ võngng mặt cắt nhịp 34 3.19 Ứng suất thớ mặt cắt chịu nén dầm thép 35 3.20 Ứng suất thớ mặt cắt chịu nén dầm thép 35 Số hiệu bảng Tên bảng Trang 3.21 Tổng hợp ứng suất mặt cắt giai đoạn 36 3.22 Kiểm toán độ mảnh 37 3.23 Các thông số momen chảy 39 3.24 Kiểm toán sức kháng uống mặt cắt liên hợp 40 3.25 Kiểm toán ứng suất 40 3.26 Kiểm toán sức kháng cắt dầm liên hợp BTCT 41 3.27 Ứng suất thớ dầm thép MC trụ T7; T8 51 3.28 Ứng suất thớ dầm thép MC trụ T7; T8 52 3.29 Thông số kiểm tra sức kháng uống giai đoạn thi công 52 3.30 Thông số kiểm tra sức kháng cắt giai đoạn thi công 53 3.31 Tổng hợp nội lực TTGH cường độ 55 3.32 Tổng hợp nội lực TTGH sử dụng: 56 3.33 Thông số tiết diện dầm chủ 56 3.34 Đặt trưng hình học MC trụ T6 – T9 56 3.35 Đặt trưng hình học MC nhịp 57 3.36 Đặt trưng hình học MC trụ T7 – T8 58 3.37 Mô men tĩnh mặt cắt 58 3.38 Tổng hợp momen chảy 59 3.39 Bảng tổng hợp trục trung hòa dẻo 59 3.40 Tổng hợp momen dẻo 60 3.41 Kiểm toán sức kháng uống mặt cắt 60 3.42 Kiểm tra sức kháng cắt 61 3.43 Kiểm toán sức kháng cắt mặt cắt 61 3.44 Kiểm toán sức kháng uống mặt cắt nhịp trạng thái GHSD 62 3.45 Tổng hợp momen hai sơ đồ cầu TTGHCĐ 63 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1 Trắc dọc nhịp N7, N8 N9 với sơ đồ (48,7+60,5+48,7) (m) 1.2 Vị trí cầu Tân An 1.3 Biển hạn chế tải trọng 1.4 Biển cấm tải trọng 2.1 Sơ đồ làm việc trạng cầu Tân An 11 2.2 Sơ đồ làm việc sau liên tục hóa cầu Tân An 11 2.3 Mơ hình nhịp cầu Tân An Midas Civil (Trước liên tục hóa) 12 2.4 Khai báo mặt cắt ngang dầm đeo trạng 12 2.5 Khai báo mặt cắt ngang dầm nhịp N7 – nhịp N9 trạng 13 2.6 Khai báo liên kết gối 13 2.7 Khai báo liên kết dầm đeo 14 2.8 Mơ hình nhịp cầu Tân An Midas Civil (Sau liên tục hóa) 14 2.9 Khai báo vật liệu thép 15 2.10 Khai báo mặt cắt ngang dầm nhịp N7 – nhịp N9 15 2.11 Khai báo mặt cắt ngang dầm thay 16 2.12 Khai báo liên kết gối 16 2.13 Mặt cắt ngang dầm dọc (dầm thép hữu cầu Tân An) 17 2.14 Số liệu thủy văn 17 2.15 Sơ đồ thi công xe cẩu cầu 18 2.16 Bố trí thi cơng xe cẩu phà 18 2.17 Sơ đồ tính thi cơng tháo dở dầm thay 19 2.18 Bố trí Thi cơng cẩu lắp dầm thay 19 2.19 Sơ đồ tính ½ cầu cẩu lắp dầm thay 20 ... Cơng trình cầu Tân An; Nghiên cứu biện pháp liên tục hóa cơng trình cầu dầm thép có nhịp Đeo; - Phạm vi nghiên cứu: Nhịp cầu Tân An (N7, N8, N9) Thiết kế giải pháp để liên tục hóa cầu Tân An - Ý... - Nghiên cứu phương pháp thi cơng liên tục hóa cầu Tân An - Tính toán đồng tải trọng cho Cầu Tân An quốc lộ đoạn qua thị xã Tân An, tỉnh Long An phương pháp liên tục hóa cầu dầm đeo thành cầu. .. Nâng cấp cầu Tân An để đảm bảo đồng tải trọng khai thác - Phạm vi nghiên cứu: Nhịp cầu Tân An (N7, N8, N9); Thiết kế giải pháp để liên tục hóa cầu Tân An 1.2 HIỆN TRẠNG CỦA CẦU TÂN AN - Cầu gồm 13