Phân tích đánh giá cường độ bê tông các công trình cầu trên địa bàn thành phố đà nẵng quảng nam bằng phương pháp độ tin cậy

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐĂNG TÂN PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CƢỜNG ĐỘ BÊ TƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG - QUẢNG NAM BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐỘ TIN CẬY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG Đà Nẵng – Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐĂNG TÂN PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CƢỜNG ĐỘ BÊ TƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG - QUẢNG NAM BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐỘ TIN CẬY Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình giao thơng Mã số : 60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS NGUYỄN LAN Đà Nẵng – Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Họ vi n xin hân thành ảm ơn Thầy giáo TS Nguyễn Lan tận tình hƣớng dẫn - hỉ bảo trình làm luận văn Xin hân thành ảm ơn tập th đƣờng Ph ng Nẵng H SĐH án giảng vi n ho Xây d ng Cầu HTQT Trƣờng Đ i họ h ho - Đ i họ Đà n đào t o S u đ i họ - Đ i họ Đà Nẵng ng gi đình b n b động vi n t o điều iện ho họ vi n thời gi n họ o họ hoàn thành luận văn tốt nghiệp Với thời gi n nghi n ứu l thân n h n hế luận văn h h n h ng tránh h i nh ng thiếu s t t n t i Họ vi n mong nhận đƣợ nh ng ý iến đ ng g p từ phí thầy b n b đ ng nghiệp đ luận văn đƣợ hoàn thiện Đà Nẵng, tháng 05 năm 2017 LỜI CAM ĐOAN T i m đo n Cá số liệu đƣợ i ng trình nghi n ứu ủ ri ng t i ết tính tốn n u luận văn trung th ng bố bất ỳ hƣ ng trình há Tác giả luận văn Nguyễn Đăng Tân PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CƢỜNG ĐỘ BÊ TƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG-QUẢNG NAM BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐỘ TIN CẬY Họ vi n: Nguyễn Đăng Tân Chuy n ngành: ỹ thuật xây d ng ng trình giao thơng Mã số: 109150303 h : 31 Trƣờng Đ i họ h ho - ĐHĐN Tóm tắt - Trong thiết ế ết ấu TCT sứ háng ấu iện TCT phụ thuộ vào ƣờng độ ủ b t ng Cƣờng độ b t ng biến số ngẫu nhi n đặ trƣng nhƣ giá trị trung bình độ lệ h huẩn phƣơng s i hệ số độ lệ h (bi s f tor) phụ thuộ vào tính hất ốt liệu hất ết dính phƣơng pháp thi ng trình độ t y nghề thi ng ủ ng nhân Luận văn thu thập số liệu thống ƣờng độ b t ng ủ số ng trình ầu tr n đị bàn Đà Nẵng – Quảng N m Từ đ tính tốn đặ trƣng ủ ƣờng độ b t ng so sánh với th ng số đặ đặ trƣng ƣờng độ b t ng theo ti u huẩn ủ nƣớ nhƣ AASHTO 2010 ACI 318, BS 8110 : 1997, EN 1991:2004 Đ ng thời tá giả tính tốn sứ háng ủ ết ấu dầm ầu theo số liệu thống đặ trƣng b t ng hảo sát th tế theo số liệu thống huẩn ủ ti u huẩn n u tr n Cuối ng tá giả tính tốn phân tí h độ tin ậy sứ háng ủ ết ấu dầm ầu với số liệu thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng th tế ng trình ầu đị bàn Đà Nẵng – Quảng N m Từ khóa- Cƣờng độ b t ng độ lệ h huẩn phƣơng s i hệ số độ lệ h độ tin ậy ANALYTICAL ASSESSMENT OF CONCRETE MEASUREMENT OF CONCRETE PROJECTS ON DA NANG CITY-QUANG NAM PROVINCE WITH RELIABLE METHOD Abstract - In reinforced concrete design, the resistance of reinforced concrete structures depends on the strength of the concrete Concrete strength is a random variable with characteristics such as mean, standard deviation, variance, bias factor depending on aggregate properties, adhesives, public, skill level of construction workers The thesis collected concrete intensity data of some bridges in Da Nang Quang Nam From that, calculate the characteristics of the strength of concrete compared to concrete characteristics according to the standards of countries such as AASHTO 2010, ACI 318, BS 8110: 1997, EN 1991: 2004 At the same time, the author has calculated the resistance of the bridge beams texture according to concrete statistics of the surveyed reality and the standard statistics of the above mentioned standards Finally, the author calculates and analyzes the reliability of the bridge girder's structural strength against concrete statistics of the actual concrete strength of the bridges in Da Nang - Quang Nam Keyword- Concrete intensity, standard deviation, variance, coefficient of deviation, reliability MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ố CỤC ĐỀ TÀI Ý NGHĨA HOA HỌC-THỰC TIỄN ĐỀ TÀI CHƢƠNG TỔNG QUAN BÊ TÔNG VÀ CÁC ĐẶC TRƢNG THỐNG KÊ CỦA BÊ TÔNG DÙNG TRONG XÂY DỰNG CẦU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI Ê TÔNG DÙNG TRONG XÂY DỰNG CẦU 1.1.1 t ng ốt thép ( TCT) 1.1.2 ết ấu b t ng ốt thép ứng suất trƣớ 1.2 CÁC ĐẶC TRƢNG THỐNG Ê VỀ ĐẶC TÍNH Ê TÔNG TRONG XÂY DỰNG CẦU 1.2.1 Cấp độ bền 1.2.2 Mác bê tông 1.2.3 Tƣơng qu n gi ấp độ bền má b t ng 1.2.4 Cƣờng độ ủ b t ng 1.3 CÁC MƠ HÌNH THỐNG Ê CƢỜNG ĐỘ Ê TƠNG TRONG CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT Ế 10 1.3.1 Đánh giá ƣờng độ b t ng theo ti u huẩn Việt N m 10 1.3.2 Đánh giá ƣờng độ b t ng theo BS 8110 : 1997 13 1.3.3 Đánh giá ƣờng độ b t ng theo EN 1991:2004 14 1.4 ẾT LUẬN CHƢƠNG 16 CHƢƠNG KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC TRƢNG CƢỜNG ĐỘ BÊ TƠNG CÁC CƠNG TRÌNH CẦU ĐANG XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN TP ĐÀ NẴNG VÀ QUẢNG NAM 17 2.1 LỰA CHỌN DỰ ÁN XÂY DỰNG CẦU HẢO SÁT 17 2.1.1 Cầu số 17 2.1.2 Cầu he Răm 19 2.1.3 Cầu S ng Y n 21 2.1.4 Cầu Quá Giáng 22 2.1.5 Cầu S ng Cái 24 2.2 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM CƢỜNG ĐỘ Ê TƠNG HIỆN TRƢỜNG 25 2.2.1 Phƣơng pháp lấy mẫu hỗn hợp b t ng 25 2.2.2 Đú mẫu b t ng 26 2.2.3 ảo dƣỡng mẫu b t ng 29 2.3 HẢO SÁT THỐNG Ê CƢỜNG ĐỘ Ê TÔNG MỘT SỐ CƠNG TRÌNH CẦU ĐANG XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA ÀN TP ĐÀ NẴNG VÀ QUẢNG NAM 33 2.4 ẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG Ê ĐẶC TRƢNG CƢỜNG ĐỘ Ê TÔNG XÂY DỰNG CẦU 45 2.4.1 Cầu số 45 2.4.2 Cầu he Răm 46 2.4.3 Cầu S ng Yên 47 2.4.4 Cầu Quá Giáng 48 2.4.5 Cầu S ng Cái 49 2.5 SO SÁNH CÁC ĐẶC TRƢNG THỐNG Ê CƢỜNG ĐỘ Ê TÔNG 51 2.6 ẾT LUẬN CHƢƠNG 51 CHƯƠNG NH N IN C C NG NH I I H NG CƯ NG NG H C H NH H N NG 53 3.1 CƠ SỞ THIẾT Ế VÀ ĐÁNH GIÁ CẦU THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY 53 3.1.1 hái niệm độ tin ậy phƣơng pháp xá định hỉ số độ tin ậy 53 3.1.2 Tuổi thọ thiết ế độ tin ậy mụ ti u 57 3.1.3 Định d ng ti u huẩn thiết ế đánh giá ết ấu ầu theo hệ số sứ háng hệ số tải trọng 58 3.2 CÁC MƠ HÌNH THỐNG Ê VỀ TẢI TRỌNG VÀ SỨC HÁNG CHO PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY CỦA ẾT CẤU NHỊP CẦU 58 3.2.1 M hình tải trọng 58 3.2.2 M hình thống sứ háng 59 3.2.3 Xây d ng hàm tr ng thái 60 3.3 VÍ DỤ TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY ẾT CẤU NHỊP CẦU 61 3.3.1 Ví dụ phân tí h độ tin ậy dầm ầu S ng y n 61 3.3.2 Ví dụ phân tí h độ tin ậy dầm ầu he Răm 66 3.4 ẾT LUẬN CHƢƠNG 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 1.1 Qui định sử dụng ấp má b t ng TCXDVN 5574:2012 1.2 Quy định sử dụng m b t ng theo ti u huẩn ti u huẩn thi ng ầu đƣờng TCCS 02-2010/TCĐ VN (AASHTO) 1.3 ảng đánh giá ƣờng độ b t ng theo M ấp độ bền 10 1.4 Má b t ng ấp độ bền b t ng ƣờng độ hịu nén tính tốn 12 theo TCVN 5574:1991 TCXDVN 5574:2012 1.5 Cá y u ầu s đảm bảo ƣờng độ đặ trƣng hịu nén ủ b 13 tông 1.6 Đánh giá ấp độ bền b t ng với mẫu lập phƣơng 150 mm 14 2.1 í h thƣớ mẫu b t ng thí nghiệm 27 2.2 Kích thƣớ vi n mẫu thí nghiệm ƣờng độ b t ng 27 2.3 ảng thống ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát Ri ủ ầu Số 34 2.4 ảng thống ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát Ri ủ ầu he 36 Răm 2.5 ảng thống ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát Ri ủ ầu S ng 37 Yên 2.6 ảng thống ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát Ri ủ ầu Quá 40 Giáng 2.7 ảng thống ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát Ri ủ ầu S ng 42 Cái 2.8 ảng thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát ủ ầu 45 Sông Cái 2.9 ảng thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát ủ ầu 46 he Răm 2.10 ảng thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát ủ ầu 47 Sông Yên 2.11 ảng thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát ủ ầu 48 Quá Giáng 2.12 ảng thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng mẫu hảo sát ủ ầu 49 Sông Cái 2.13 ảng thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng theo ti u huẩn 51 2.14 ảng thống đặ trƣng ƣờng độ b t ng theo số liệu hảo sát 51 3.1 Phân lo i độ tin ậy theo EN 1991 57 Số hiệu bảng 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 Tên bảng Cá ti u huẩn n toàn ho đánh giá ầu Cá th m số thống ủ tĩnh tải Cá th m số thống ho t tải ảng giá trị λR, COVR Cá th m số thống ủ R D L ết tính tốn hệ số β theo số liệu thống ti u huẩn ết tính tốn hệ số β theo số thống vật liệu hảo sát ết tính tốn hệ số β hi th m số COVf’ th y đổi ết tính tốn hệ số β hi th m số λf’ th y đổi ết tính tốn hệ số β theo số liệu thống ti u huẩn ết tính tốn hệ số β theo số thống vật liệu hảo sát ết tính tốn hệ số β hi th m số COVf’ th y đổi ết tính tốn hệ số β hi th m số λf’ th y đổi Trang 58 59 59 60 63 63 63 65 65 66 67 68 68 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình 1.1 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 Tên hình Qu n hệ - ứng suất biến d ng theo S 8110 hu n đú mẫu b t ng ầu he Răm Thí nghệm độ sụt b t ng ầu he Răm Đú mẫu b t ng ầu he Răm Thí nghiệm nén mẫu b t ng Lấy mẫu thí nghệm độ sụt b t ng ầu S Lấy mẫu thí nghệm độ sụt b t ng ầu S Đú mẫu b t ng ầu S ng Y n Đú mẫu b t ng ầu S ng Y n i u đ tần suất ƣờng độ mẫu huẩn Ri thiết ế 30MP i u đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri thiết ế 40MP i u đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri thiết ế 20MP i u đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri thiết ế 25MP Trang ủ b t ng ƣờng độ 13 30 30 31 31 32 32 33 33 45 ủ b t ng ƣờng độ 46 ủ b t ng ƣờng độ 46 ủ b t ng ƣờng độ 47 2.13 i u đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri ủ b t ng ƣờng độ thiết ế 35MP 47 2.14 i u đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri ủ b t ng ƣờng độ thiết ế 30MP 48 2.15 i u đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri ủ b t ng ƣờng độ thiết ế 50MP 48 2.16 i u đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri ủ b t ng ƣờng độ 49 2.10 2.11 2.12 ng Y n ng Y n thiết ế 30MP 2.17 2.18 2.19 i u thiết i u thiết i u thiết đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri ủ b t ng ƣờng độ ế 50MP đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri ủ b t ng ƣờng độ ế 25MP đ phân bố ƣờng độ mẫu huẩn Ri ủ b t ng ƣờng độ ế 30MP 49 50 50 68 Bảng 3.13 Kết tính tốn hệ số β th m số COVf’c th y đổi STT COVf’ λf'c λF COVF 0.01 1.05 1.0 0.02 1.05 1.0 0.03 1.05 0.04 COVMF λP COVp λR COVR 1.05 0.01 1.01 0.06 1.061 0.061 1.05 0.02 1.01 0.06 1.061 0.063 1.0 1.05 0.03 1.01 0.06 1.061 0.067 1.05 1.0 1.05 0.04 1.01 0.06 1.061 0.072 0.05 1.05 1.0 1.05 0.05 1.01 0.06 1.061 0.078 0.06 1.05 1.0 1.05 0.06 1.01 0.06 1.061 0.085 0.07 1.05 1.0 1.05 0.07 1.01 0.06 1.061 0.092 STT λMF Giá trị µMD, µML, µMn, σMD σML σMn µML µMn σMD σML (kN.m) (kN.m) µMD (kN.m) σMn β 2449.4 2727.0 8599.6 220.4 284.6 493.3 5.6 2449.4 2727.0 8599.6 220.4 284.6 512.9 5.5 2449.4 2727.0 8599.6 220.4 284.6 544.0 5.2 2449.4 2727.0 8599.6 220.4 284.6 584.7 5.0 2449.4 2727.0 8599.6 220.4 284.6 633.3 4.7 2449.4 2727.0 8599.6 220.4 284.6 688.1 4.4 2449.4 2727.0 8599.6 220.4 284.6 747.6 4.1 Bảng 3.14 Kết tính tốn hệ số β th m số λf’c th y đổi STT COVf’ λf'c λF COVF 0.01 0.80 1.0 0.01 0.90 1.0 0.01 1.00 0.01 λMF COVMF λP COVp λR COVR 0.80 0.01 1.01 0.06 0.808 0.061 0.90 0.01 1.01 0.06 0.909 0.061 1.0 1.00 0.01 1.01 0.06 1.010 0.061 1.10 1.0 1.10 0.01 1.01 0.06 1.111 0.061 0.01 1.20 1.0 1.20 0.01 1.01 0.06 1.212 0.061 0.01 1.30 1.0 1.30 0.01 1.01 0.06 1.313 0.061 0.01 1.40 1.0 1.40 0.01 1.01 0.06 1.414 0.061 69 STT µMD (kN.m) Giá trị µMD, µML, µMn, σMD σML σMn µML µMn σMD σML (kN.m) (kN.m) σMn β 2449.4 2727.0 6552.1 220.4 284.6 493.3 2.3 2449.4 2727.0 7371.1 220.4 284.6 493.3 3.6 2449.4 2727.0 8190.1 220.4 284.6 493.3 4.9 2449.4 2727.0 9009.1 220.4 284.6 493.3 6.3 2449.4 2727.0 9828.1 220.4 284.6 493.3 7.6 2449.4 2727.0 10647.1 220.4 284.6 493.3 9.0 2449.4 2727.0 11466.1 220.4 284.6 493.3 10.3 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Theo ết tính tốn β hi sử dụng số liệu ƣờng độ b t ng huẩn theo [12] theo số liệu ƣờng độ b t ng thu thập đƣợ hệ số β ho mặt t hỉ số β ≥ 3.5 Theo ết tính tốn β hi sử dụng số liệu ƣờng độ b t ng huẩn theo [12] theo số liệu ƣờng độ b t ng thu thập đƣợ hệ số β h nh lệ h nh u nhƣ s u: + Đối với ầu Sông Yên: Hệ số β hi tính tốn với số liệu thống ti u huẩn nh hệ số β tính tốn với số liệu thống hảo sát (β=3.5