Phân tích một số sơ đồ bố trí cáp dưl trong thi công bằng phương pháp đáuc đẩy với chiều dài nhịp từ 60m đến 80m

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -oOo - NGUYỄN QUỐC VŨ PHÂN TÍCH MỘT SỐ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DƯL TRONG THI CƠNG CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY VỚI CHIỀU DÀI NHỊP TỪ 60M ĐẾN 80M CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU HẦM MÃ SỐ NGÀNH: 60.58.25 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS LÊ BÁ KHÁNH (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA , ngày….tháng… năm… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN QUỐC VŨ Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: 03/05/1985 Nơi sinh: QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Xây dựng Cầu - hầm Mã số ngành: 60.58.25 Khóa: K2009 Mã số học viên: 09380329 I TÊN ĐỀ TÀI PHÂN TÍCH MỘT SỐ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DƯL TRONG THI CÔNG CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY VỚI CHIỀU DÀI NHỊP TỪ 60M ĐẾN 80M II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN Trên sở đề cương hội đồng chuyên ngành thông qua, Luận văn phải đề cập đến tổng quan cầu thi công phương pháp đúc đẩy, sơ đồ bố trí cáp DƯL cầu thi công phương pháp đúc đẩy Phân tích số sơ đồ bố trí cáp DƯL q trình thi cơng cầu theo phương pháp thi cơng đúc đẩy để tìm sơ đồ thích hợp với khoảng chiều dài nhịp 60~80m III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH: V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị): TS LÊ BÁ KHÁNH Nội dung đề cương luận văn cao học thông qua Hội đồng chuyên ngành Tp HCM, ngày….tháng….năm 2011 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) MỤC LỤC CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CẦU THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY 1.1.1 Công nghệ thi công đúc đẩy 1.1.2 Mômen biện pháp giảm mơmen q trình lao phóng 1.1.3 Vấn đề bố trí cáp DƯL .4 1.1.4 Quá trình lao phóng 1.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM THUẬN LỢI CỦA ILM .5 1.2.1 Thi công không cần đà giáo .5 1.2.2 Điều kiện làm việc thuận lợi 1.2.3 Tác động đến môi trường 1.2.4 Tiến độ thi công công nghiệp 1.2.5 Quản lí chất lượng 10 1.3 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM KHÔNG THUẬN LỢI CỦA ILM 10 1.3.1 Ảnh hưởng q trình lao phóng 11 1.4 KẾT LUẬN 12 CHƯƠNG 2.TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẦU THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC ĐẦY 13 2.1 THIẾT KẾ LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU PHÙ HỢP VỚI CÔNG NGHỆ ĐÚC ĐẨY 13 2.1.1 Thiết kế lựa chọn kết cấu nhịp .13 2.1.2 Thiết kế lựa chọn tiết diện 13 2.1.3 Ảnh hưởng mũi dẫn đến mơmen q trình thi cơng 15 2.1.3.1.Mơ hình tính tốn tác động mũi dẫn dầm 16 2.2 NGUN TẮC TÍNH TỐN BỐ TRÍ CÁP DƯL TRONG THI CƠNG ĐÚC ĐẨY .22 2.2.1 Tính tốn giai đoạn thi công 22 2.2.1.1.Tính tốn cho vùng 23 2.2.1.2.Tính tốn cho đoạn đầu 24 2.2.2 Tính tốn, bố trí cáp DƯL giai đoạn khai thác 25 2.3 CÁC HÌNH THỨC DƯL .27 2.3.1 Dự ứng lực 27 2.3.2 Dự ứng lực 28 2.4 ỨN G X Ử C Ủ A C Ấ U K IỆ N D Ư Ớ I T Á C D Ụ N G C Ủ A DƯL TRONG VÀ DƯL NGOÀI 29 2.4.1 Ứng suất, biến dạng chịu tải cực hạn 29 2.4.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực DƯL 33 2.4.2.1.Cáp DƯL ngồi dính bám hay khơng dính bám mấu neo .33 2.4.2.2.Sự thay đổi độ lệch tâm tác dụng ngoại lực bố trí mấu neo 36 2.4.3 Ứng xử cấu kiện DƯL TTGH Cường độ 37 2.4.4 Ứng xử cấu kiện DƯL TTGH Sử dụng .38 2.4.5 Khả chịu uốn cấu kiện DƯL DƯL theo 22TCN272-05 40 2.4.6 Ảnh hưởng thứ cấp DƯL phân phối lại mômen dầm liên tục .42 2.5 ẢN H H Ư Ở N G C ủA THỜI GIAN ĐẾN ILM 44 2.5.1 Ảnh hưởng từ biến 45 2.5.2 Kết luận 48 CHƯƠNG 3.GIỚI THIỆU MỘT SỐ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DƯL 50 3.1 GIỚI THIỆU CÁC SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DƯL 50 3.1.1 Sơ đồ 50 3.1.2 Sơ đồ 50 3.1.3 Sơ đồ 51 3.1.4 Sơ đồ 51 3.1.5 Sơ đồ 52 3.1.6 Sơ đồ 52 3.1.7 Sơ đồ 53 3.2 KẾT LUẬN 54 CHƯƠNG 4.ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ CÁC SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DƯL 55 4.1 CÁC CHỉ TIÊU SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC SƠ ĐỒ Bố TRÍ CÁP 55 4.1.1 Bề dày cánh 55 4.1.2 Bề dày sườn 56 4.1.3 Số lượng neo chuyển hướng, đầu neo 57 4.1.4 Mất mát ứng suất ma sát 59 4.1.5 Tham gia chịu lực cắt cáp DƯL 60 4.1.6 Độ lệch tâm cáp DƯL 61 4.1.7 Khả bố trí lại cáp DƯL sử dụng cáp DƯL tạm thời 62 4.1.8 Thời gian xoay vịng thi cơng .62 4.2 SO SÁNH CÁC SƠ ĐỒ 63 4.3 KẾT LUẬN 64 CHƯƠNG 5.PHÂN TÍCH CHI TIẾT CÁC SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DƯL 65 5.1 Q TRÌNH PHÂN TÍCH .66 5.2 MƠ HÌNH PHƯƠNG PHÁP PTHH 66 5.2.1 Tổng quan 66 5.2.2 Kích thước hình học .67 5.2.3 Vật liệu 68 5.2.4 Những đơn giản tính toán 69 5.3 TÍNH TỐN 70 5.3.1 Sơ đồ 70 5.3.2 Sơ đồ 72 5.3.3 Sơ đồ 75 5.3.4 Sơ đồ 77 5.4 KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ NHẬN XÉT 79 5.4.1 Kết tính toán 79 5.4.2 Nhận xét 82 5.5 KẾT LUẬN VỀ SỰ BỐ TRÍ CÁP DƯL .82 CHƯƠNG 6.KẾT LUẬN 84 PHỤ LỤC…………………………………………………………………………… .85 DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1 Mơmen lao phóng phụ thuộc vào chiều dài mũi dẫn Bảng 1-2 Chu kì thi cơng đốt dầm ngày Bảng 1-3 Mức độ thuận lợi ILM so với phương pháp thi công cầu khác theo khảo sát 50 bang Mĩ 10 Bảng 1-4 Mức độ không thuận lợi ILM so với phương pháp thi công cầu khác theo khảo sát 50 bang Mĩ 12 Bảng 4-1 Thang đánh giá 55 Bảng 4-2 Đánh giá ảnh hưởng sơ đồ đến bề dày cánh 55 Bảng 4-3 Đánh giá ảnh hưởng sơ đồ DƯL đến bề dày sườn .57 Bảng 4-4 Đánh giá sơ đồ theo tiêu số lượng neo chuyển hướng, đầu neo 59 Bảng 4-5 Đánh giá theo tiêu tham gia chịu cắt cáp DƯL 60 Bảng 4-6 Đánh giá theo tiêu độ lệch tâm cáp DƯL 62 Bảng 4-7 Đánh giá theo tiêu bố trí lại cáp DƯL sử dụng cáp DƯL tạm thời 62 Bảng 4-8 Đánh giá theo tiêu thời gian xoay vòng thi công .63 Bảng 4-9 Bảng đánh giá sơ sơ đồ bố trí cáp 63 Bảng 5-1 Thông số tính tốn dầm theo sơ đồ 67 Bảng 5-2 Thơng số tính toán dầm theo sơ đồ 3, 68 Bảng 5-3 Ứng suất cho phép q trình thi cơng khai thác 69 Bảng 5-4 Khối lượng cáp DƯL bêtông theo sơ đồ 71 Bảng 5-5 Khối lượng cáp DƯL bêtông theo sơ đồ 73 Bảng 5-6 Khối lượng cáp DƯL bêtông theo sơ đồ 75 Bảng 5-7 Khối lượng cáp DƯL bêtông theo sơ đồ 78 Bảng 5-8 Ứng suất cực đại bêtông với Sơ đồ khác .79 Bảng 5-9 Khả chịu uốn sơ đồ 81 Bảng 5-10 Khối lượng cáp DƯL dùng cho sơ đồ 81 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1 Bãi đúc dầm sau mố .1 Hình 1-2 Q trình lao phóng .2 Hình 1-3 Biểu đồ mơmen q trình thi cơng .4 Hình 1-4 Hệ thống đẩy kết hợp tao cáp DƯL kích kéo Hình 1-5 Phương pháp thi cơng bị hạn chế chiều cao Hình 1-6 ILM vượt nhịp lớn với chiều trụ lớn, không hạn chế chiều cao, không rào chắn, không đà giáo .8 Hình 2-1 Kích thước dầm hộp thi công theo ILM 15 Hình 2-2 Hai giai đoạn lao phóng chu kì lao phóng 17 Hình 2-3 Biểu đồ mơmen MB phụ thuộc vào EnIn/EI với Ln/L = 0.8, qn/q = 0.1 18 Hình 2-4 Biểu đồ mômen MB phụ thuộc vào EnIn/EI với Ln/L = 0.5, qn/q = 0.1 19 Hình 2-5 Biểu đồ mômen MB phụ thuộc vào EnIn/EI với Ln/L = 0.65, qn/q = 0.1 19 Hình 2-6 Sự thay đổi chiều dài mũi dẫn qn/q thay đổi để cân giá trị mômen phần hẫng cực đại α = .20 Hình 2-7 Mũi dẫn dài 36m, cao 4.2m với nhịp dài 58m liên kết mũi dẫn với dầm ( cầu Rybny Potok, Cộng hòa Séc) 21 Hình 2-8 Biểu đồ bao mô men thể vùng đoạn đầu .23 Hình 2-9 Tăng cường cáp DƯL DƯL 26 Hình 2-10 Xu hướng bố trí cáp DƯL với cầu thi cơng theo ILM 26 Hình 2-11 Khoảng cách từ mép ống gen đến bề mặt dầm theo AASHTO (1998) 28 Hình 2-12 Hệ thống cáp DƯL 29 Hình 2-13 Biều đổ biến dạng theo đề xuất R.E.Loov (1988) .30 Hình 2-14 Mơ hình phá hoại DƯL căng ngồi với nhịp giản đơn RobertsWollmann (2005) .32 Hình 2-15 Mơ hình phá hoại DƯL ngồi Roberts-Wollmann (2005) đề xuất .33 Hình 2-16 Biến dạng cáp DƯL trường hợp: (a) sơ đồ chất tải; (b) trường hợp dính bám tuyệt đối; (c) trường hợp khơng dính bám 35 Hình 2-17 Mơ hình lực mấu neo T2 > T1 (MacGregor,1989) .36 Hình 2-18 Sự thay đổi độ lệch tâm tải trọng 37 Hình 2-19 Ảnh hưởng vị trí mấu neo đến độ lệch tâm, e’2 > e’1 37 Hình 2-20 Mơ hình phân tích cáp DƯL ngồi (khơng dính bám) Naaman (1990) 39 Hình 2-21 Ảnh hưởng mômen thứ cấp đến lực DƯL dầm liên tục 43 Hình 2-22 Ảnh hưởng sơ đồ bố trí cáp đến lực DƯL dầm liên tục 43 Hình 2-23 Biểu đồ biến dạng thời gian bê tông với lực tác dụng lâu dài dỡ tải .45 Hình 2-24 Biến dạng từ biến với phương pháp thi công hẫng thông thường (trái) ILM (phải) .47 Hình 2-25 Ứng suất thớ (trên) thớ (dưới) ba đốt đầu cầu Amiens Viaduct (Pháp) trường hợp có xét đến từ biến (đường đậm) không xét đến mát từ biến (đường mảnh) (M.Rosignoli, 1998) 48 Hình 2-26 Tỉ số biến dạng từ biến biến dạng đàn hồi với cầu Serio sau 21 tháng dừng thi công (M Rosignoli, 2000) 48 Hình 3-1 Sơ đồ 1, sử dụng cáp DƯL lao phóng khai thác 50 Hình 3-2 Sơ đồ 2, sử dụng cáp DƯL 51 102 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ N 38,060 kN.m Atd 8.103 m² Wb 7.124 m Wt 12.863 m e -0.002 m Kết luận ĐẠT 2.3 Kiểm toán cường độ giai đoạn thi công Tiết diện tương đương Bề rộng cánh (+) b 6.712 m 3.112 m Bề rộng cánh (-) b Chiều cao dầm h 4.00 m Chiều dày cánh hf 0.250 m Chiều dày đáy hb 0.200 m Chiều dày sườn bw 0.712 m f'ci 38,000 kN/m fpy 1,674,000 kN/m fpu 1,860,000 kN/m fpe 1,171,800 kN/m le Hệ số 15.00 m li 15.0 m N k 0.280 β1 0.78 φ 0.95 2.3.1 Mômen âm Sức kháng uốn danh định Mn 114,905 kN.m 0.02240 m Diện tích cáp DƯL có hiệu Apsu Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.600 m Chiều cao vùng chịu nén c 1.376 m Chiều cao khối ứng suất tương đương a Ứng suất trung bình cáp DƯL fps Sức kháng uốn tính tốn Mr = φMn Mơmen uốn tính tốn Mu 1.07 m 1,674,000 kN/m 109,160 kN.m 54,590 kN.m Mr ≥ 1.33Mu ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT 2.3.2 Mômen dương Sức kháng uốn danh định Mn Diện tích cáp DƯL có hiệu 61,791 kN.m Apsu 0.01008 m Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.700 m Chiều cao vùng chịu nén c 0.098 m Chiều cao khối ứng suất tương đương a Ứng suất trung bình cáp DƯL fps Sức kháng uốn tính tốn Mơmen uốn tính tốn Page of 0.076 m 1,674,000 kN/m Mr = φMn 58,701 kN.m Mu 43,197 kN.m Mr ≥ 1.33Mu ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT 103 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ Kiểm toán giai đoạn khai thác 3.1 Xác định lượng cáp DƯL giai đoạn khai thác Mômen dương lớn giai đoạn khai thác M+ 61,739 kN.m Mômen âm lớn giai đoạn khai thác M- 107,972 kN.m Lực nén nhỏ cáp DƯL trình khai thác Nmin 42,091 kN − N Ne M − + A Wt Wt [f b ] = − N+ N+ e M+ − + A Wb Wb 42,091 kN M- 107,972 kN.m Ag 10.248 m Wt 13.832 m e- 0.683 m [ft] 1,620 kN/m + N Mômen dương 34,879 kN + M Tổng lực DƯL cần thiết 61,739 kN.m Ag 8.103 m Wb 7.124 m e+ 0.560 m [ft] 1,620 kN/m N Góc xiên cáp DƯL ngồi Diện tích cáp DƯL cần thiết - [f t ] = − N- Mômen âm − 50,413 kN Nmin 42,091 kN ∆fpT 16.0% 0.11 rad α 0.0361 m Aps 36,139 mm Tổng diện tích cáp DƯL bố trí 43,120 mm Aps Apsu 232 tao Apsu 76 tao 3.2 Kiểm tốn ứng suất giai đoạn khai thác Mơmen âm ft 391 kN/m fb -11,072 kN/m M- 107,972 kN.m N 50,453 kN Npsu 38,060 Npsu 12,468 α 10.248 m Atd Ag Apsu 0.032 m 13.832 m Wb 11.955 m 0.683 m -8,836 kN/m ft -1,541 kN/m fb + M Page of 10.248 m Wt e Mômen dương 0.11 61,739 kN.m 104 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ N 50,528 kN 8.103 m Atd Ag 8.103 m Apsu 0.032 m Wt 12.863 m Wb 7.124 m e 0.560 m Kết luận ĐẠT 3.3 Kiểm toán cường độ giai đoạn khai thác Tiết diện tương đương Bề rộng cánh (+) b 5.920 m 5.380 m Bề rộng cánh (-) b Chiều cao dầm h 4.00 m Chiều dày cánh hf 0.200 m Chiều dày đáy hb 0.700 m Chiều dày sườn bw 1.120 m f'c 42,000 kN/m fpy 1,674,000 kN/m fpu 1,860,000 kN/m fpe 1,171,800 kN/m le 13.13 m li N Hệ số 26 m k 0.280 β1 0.75 φ 1.00 3.3.1 Mômen âm Sức kháng uốn danh định Mn Diện tích cáp DƯL có hiệu 191,126 kN.m Apsb 0.00 m Apsu 0.03304 m Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.600 m Chiều cao vùng chịu nén c 0.385 m Chiều cao khối ứng suất tương đương a 0.29 m Ứng suất trung bình cáp DƯL fpsb 1,674,000 kN/m Sức kháng uốn tính tốn Mr = φMn 191,126 kN.m Mômen nứt tiết diện Mcr 159,033 kN.m Mơmen uốn tính tốn N 50,453 kN Atd 10.248 m Wt 13.832 m e 0.683 m fr 4,083 kN/m Mu Page of 152,235 kN.m Mr ≥ min(1.33Mu, 1.2Mcr) ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT 105 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ 3.3.2 Mômen dương Sức kháng uốn danh định Mn Diện tích cáp DƯL có hiệu 124,397 kN.m Apsb 0.0 m Apsu 0.02072 m Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.700 m Chiều cao vùng chịu nén c 0.303 m Chiều cao khối ứng suất tương đương a 0.23 m Ứng suất trung bình cáp DƯL fps 1,674,000 kN/m Sức kháng uốn tính tốn Mr = φMn 124,397 kN.m Mômen nứt tiết diện Mcr 101,696 N 50,453 Atd 8.103 Wb 7.124 e 0.560 fr Mơmen uốn tính tốn Sơ đồ Thi cơng 4,083 Mu 86,757 kN.m Mr ≥ min(1.33Mu, 1.2Mcr) ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT (m2) % (Sơ đồ 1) (kg) Cáp DƯL trong, thằng 0 Cáp DƯL ngoài, thằng 0.03248 95,613 0 0.03248 95,613 Cáp DƯL trong, thằng 0 Cáp DƯL bố trí parabol 0 0.04312 126,935 Cáp DƯL bố trí parabol, gãy khúc Tổng cộng Cáp DƯL ngồi, thằng Khai thác Cáp DƯL ngồi bố trí gãy khúc Cáp DƯL ngắn bổ sung 0 0 0.04312 126,935 0.04312 126,935 2% 1% Cáp DƯL sử dụng lại Tổng cộng Tổng cộng cáp DƯL Bê tông 8.112 Page of 1% -14% 106 107 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ Thông số đầu vào 1.1 Thông số vật liệu Cường độ bê tông căng cáp f'ci 38 MPa Mô đun đàn hồi bê tông căng cáp Eci 32,145 MPa Cường độ bê tông khai thác f'c 42 MPa Mô đun đàn hồi bê tông khai thác Ec 33,794 MPa Ứng suất kéo lớn cho phép thi công [ft] = 0.25f'ci 0.5 0.25f'c0.5 1.54 MPa 1.62 MPa Ứng suất kéo lớn cho phép khai thác [ft] = Ứng suất nén lớn cho phép [fc] = 0.6f'ci 22.80 MPa Ứng suất nén lớn cho phép khai thác [fc] = 0.6f'c 25.20 MPa Cường độ chịu kéo uốn bê tông fr 4.08 MPa Cốt thép DƯL độ tự chùng thấp theo ASTM 416M D 15.2 mm Diện tích danh định tao xoắn sợi Aps 140.0 mm Cường độ chịu kéo cáp DƯL fpu 1,860 MPa Ứng suất căng cáp DƯL ban đầu fpj = 0.75fpu 1,395 MPa Mô đun đàn hồi cáp DƯL Eps 197,000 MPa 1.2 Thông số tiết diện Tiết diện nhịp Tiết diện gối Page of h 4.00 m bt 12.00 m bb 5.38 m tt 0.25 m tb 0.20 m tw 0.35 m Ag 8.10 m² Iyy 18.34 m Wb 7.12 m Wt 12.86 m h 4.00 m bt 12.00 m bb 5.38 m tt 0.25 m tb 0.70 m tw 0.35 m Ag 10.25 m² Iyy 25.651 m Wb 11.955 m Wt 13.832 m 108 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ Kiểm toán giai đoạn thi công 2.1 Xác định lượng cáp DƯL phục vụ thi cơng M+ Mơmen dương lớn q trình thi công 34,558 kN.m - Mômen âm lớn q trình thi cơng M Lực nén nhỏ cáp DƯL q trình thi cơng Nmin 43,672 kN.m 26,820 kN - [f t ] = − N M + A Wt [f b ] = − N+ M+ + A Wb - N Mômen âm 15,023 kN Ag M 8.10 m² - 43,672 kN.m 12.86 m Wt 1541 kN/m [ft] N+ Mômen dương - 26,820 kN Ag 8.10 MPa M+ 34,558 kN.m Wb 7.12 m 1541 kN/m [ft] Tổng mát ứng suất ∆fpT 16.3% Tổng DƯL cần thiết ban đầu N0 32,255 kN Nmin 26,820 kN ∆fpT 16.3% 0.11 rad α Tổng diện tích cáp DƯL cần thiết Aps Tổng diện tích cáp DƯL bố trí Aps 0.0231 m² 23,122 mm² Số lượng bó cáp thớ 29,120 mm² nb Số lượng bó cáp thớ 72 tao nbb 52 nbu 20 nt 136 tao ntb 112 ntu 24 2.2 Kiểm toán ứng suất giai đoạn thi công Mômen âm ft -0.748 MPa fb -10.325 MPa M- 43,672 kN.m N 33,983 kN.m Atd Page of 8.167 m² Ag 8.103 m² Aps 0.011 m² Wt 12.863 m Wb 7.124 m 109 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ e Mômen dương -0.007 m fb 0.657 MPa ft -6.829 MPa M + 34,558 kN.m N 33,983 kN.m Atd 8.167 m² Wb 7.124 m 3 Wt 12.863 m e 0.007 m Kết luận ĐẠT 2.3 Kiểm toán cường độ giai đoạn thi công Tiết diện tương đương Bề rộng cánh (+) b 6.712 m Bề rộng cánh (-) b 3.112 m Chiều cao dầm h 4.00 m Chiều dày cánh hf 0.250 m Chiều dày đáy hb 0.200 m Chiều dày sườn bw 0.712 m 38,000 kN/m f'c Hệ số fpy 1,674,000 kN/m fpe 1,167,014 kN/m fpu 1,860,000 kN/m k 0.280 β1 0.78 φ 0.95 2.3.1 Mômen âm Sức kháng uốn danh định Mn Diện tích cáp DƯL có hiệu 105,068 kN.m Apsb 0.01568 m Apsu 0.00336 Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.806 m Chiều cao vùng chịu nén c 1.033 m Chiều cao khối ứng suất tương đương a Ứng suất trung bình cáp DƯL fps 0.80 m 1,718,614 kN/m Sức kháng uốn tính tốn Mr = φMn 99,815 kN.m Mơmen uốn tính tốn Mu 54,590 kN.m Mr/Mu 1.828 Mr ≥ 1.33Mu ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT 2.3.2 Mômen dương Sức kháng uốn danh định Mn Diện tích cáp DƯL có hiệu 62,387 kN.m Apsb 0.00728 m Apsu 0.00280 Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.772 m Chiều cao vùng chịu nén c 0.099 m Page of 110 KIỂM TOÁN DẦM HỘP THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ Chiều cao khối ứng suất tương đương a 0.077 m Ứng suất trung bình cáp DƯL fps 1,846,353 kN/m Sức kháng uốn tính tốn Mr = φMn 59,268 kN.m Mơmen uốn tính tốn Mu 43,197 kN.m Mr/Mu 1.372 Mr ≥ 1.33Mu ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT Kiểm toán giai đoạn khai thác 3.1 Xác định lượng cáp DƯL giai đoạn khai thác Mômen dương lớn giai đoạn khai thác M+ 61,739 kN.m Mômen âm lớn giai đoạn khai thác M- 107,823 kN.m Lực nén nhỏ cáp DƯL trình khai thác Nmin 38,924 kN N N e M − + A Wt Wt [f b ] = − N+ N + e M + − + A Wb Wb - N Mômen âm 107,823 kN.m Ag 10.248 m Wt 13.832 m e- 0.845 m [ft] 1,620 kN/m + N 35,989 kN M+ Tổng lực DƯL cần thiết 61,739 kN.m Ag 8.167 m Wb 7.124 m e+ 0.523 m [ft] 1,620 kN/m N Góc xiên cáp DƯL ngồi Diện tích cáp DƯL cần thiết − 38,924 kN M- Mômen dương - [f t ] = − − 46,811 kN Nmin 38,924 kN ∆fpT 16.3% 0.11 rad α 0.0336 m Aps 33,556 mm Tổng diện tích cáp DƯL bố trí 34,160 mm Aps Apsb 164 tao Apsu 80 tao 3.2 Kiểm tốn ứng suất giai đoạn khai thác Mơmen âm 1,526 kN/m ft -10,048 kN/m fb M - 107,823 kN.m N Page of 39,786 kN Npsb 26,795 Npsu 13,071 111 KIỂM TỐN DẦM HỘP THI CƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ α 10.363 m Atd Ag Apsb 10.248 m 0.023 m Wt 13.832 m Wb 11.955 m e Mômen dương 0.11 0.845 m ft -7,766 kN/m fb 1,529 kN/m M+ 61,739 kN.m N 36,598 kN Atd 8.218 m Wt 2 Ag 8.103 m Apsb 0.023 m 12.863 m Wb 7.124 m e 0.523 m Kết luận ĐẠT 3.3 Kiểm toán cường độ giai đoạn khai thác Tiết diện tương đương Bề rộng cánh (+) b 7.120 m Bề rộng cánh (-) b 5.380 m Chiều cao dầm h 4.00 m Chiều dày cánh hf 0.250 m Chiều dày đáy hb 0.700 m Chiều dày sườn bw Hệ số 1.120 m f'c 42,000 kN/m fpy 1,674,000 kN/m fpu 1,860,000 kN/m fpe 1,167,014 kN/m k 0.280 β1 0.75 φ 1.00 3.3.1 Mômen âm Sức kháng uốn danh định cấu kiện có DƯL dính bám khơng dính bám Diện tích cáp DƯL có hiệu Mn 172,046 kN.m Apsb 0.01568 m Apsu 0.01120 m Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.746 m Chiều cao vùng chịu nén c 0.287 m Chiều cao khối ứng suất tương đương a 0.22 m Page of 112 KIỂM TOÁN DẦM HỘP THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY SƠ ĐỒ Ứng suất trung bình cáp DƯL dính bám 1,820,109 kN/m fpsb Sức kháng uốn tính tốn Mr = φMn 172,046 kN.m Mômen nứt tiết diện Mcr 143,185 kN.m Mơmen uốn tính tốn N 39,786 kN Atd 10.363 m Wt 13.832 m e 0.845 m fr 4,083 kN/m Mu 151,027 kN.m Mr ≥ min(1.33Mu, 1.2Mcr) ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT 3.3.2 Mômen dương Sức kháng uốn danh định Mn Diện tích cáp DƯL có hiệu 116,249 kN.m Apsb 0.00946 m Apsu 0.00840 m Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến thớ chịu nén xa dp 3.746 m Chiều cao vùng chịu nén c 0.142 m Chiều cao khối ứng suất tương đương a 0.11 m Ứng suất trung bình cáp DƯL fps 1,840,228 kN/m Sức kháng uốn tính tốn Mr = φMn Mơmen nứt tiết diện Mcr 116,249 kN.m 84,365 N 39,786 Atd 8.218 Wb 7.124 e 0.523 fr Mơmen uốn tính tốn Sơ đồ Thi công 4,083 Mu 86,350 kN.m Mr ≥ min(1.33Mu, 1.2Mcr) ĐẠT c/dp ≤ 0.42 ĐẠT (m2) % (Sơ đồ 1) (kg) Cáp DƯL trong, thằng 0.02296 67,589 Cáp DƯL ngoài, thằng 0 0.00616 18,134 Cáp DƯL ngồi bố trí parabol, gãy khúc Tổng cộng -9% 85,722 Cáp DƯL trong, thằng 0.02296 67,589 Cáp DƯL bố trí parabol 0 Cáp DƯL ngoài, thằng 0 Khai thác Cáp DƯL ngồi bố trí gãy khúc Cáp DƯL ngắn bổ sung Cáp DƯL sử dụng lại Tổng cộng Tổng cộng cáp DƯL Bê tông 0.00280 8,243 0.01400 41,213 -0.003696 -10,880 0.03606 106,163 0.03606 106,163 8.112 Page of -16% -16% -14% 113 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 22TCN-272-05 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 [2] Aparicio A C & Ramos G (1996), Flexural Strength of Externally Prestressed [3] Concrete Bridges, ACI StructuraI Journal, 1996 [4] AASHTO,1998 Tiêu chuẩn thiết kế cầu ASSHTO-1998 [5] AASHTO,1999, Guide Specifications for Design and Construction of Segmatal [6] Concrete Bridge 2nd Edition , AASHTO, 1999 [7] Comparison of Internal and External Prestressing for Typical Highway Bridges, 16th Congress of IABSE, Lucerne, 2000 [8] Fah, W C., Duan, L., (2000) Bridge handbook, 2000 [9] Freyssinet, Construction Methods Incremental Launching , Freyssinet [10] Hewson, N R., (2006), Prestresses Concrete Bridges: Design and Construction, T Thomas Telfold, 2006 [11] Karlsson E., (2005), Master’s Thesis in the International Master’s Programme S Structural Engineering,2005 [12] Kisch.B., (2005), Master’s Thesis in the International Master’s Programme Structural Engineering, 2005 [13] Lin, T Y., Burns, N H., (1981), Design of Prestressed Concrete Structure, Third Edition, John Wiley & Son, 1981 [14] MacGregor, R.J.G., Kreger M.E., Breen, J.E., 1989, Strength and Ductility of a Three-Span Externally Post-Tensioned Segmental Box Girder Bridge Model, ACI Special Report, 1989 [15] Naaman, A., Breen, J (1990), External Prestressing in Bridges, ACI, 1990 [16] Nải, Đ.G., (2009) Áp dụng công nghệ đúc đẩy xây dựng cầu bê tông cốt thép dự ứng lực, Nhà xuất Xây dựng, 2009 PCI Design HandBook-Precast and Prestressed Concrete 6th, PCI, 2004 115 [17] Podolny, W., (1982), Construction and Design of Prestressed Concrete Segmental Bridges, John Wiley & Sons, 1982 [18] Precast Segmental Box Girder Bridge Manual [19] Rao, P.S., Matthew, G (1996), Behaviour of Externally Prestressed Concrete Beams with Multiple Deviators, ACI Strucural Journal, July-Aug., 1996 [20] Rosignoli, M., (1999), Prestressing Schemes for Incrementally Launched Bridges, Journal of Bridge Engineering, 1999 [21] Rosignoli, M., (2002), Bridge Launching, Thomas Telfold, 2002 [22] T M D Nihal Ariyawardena, (2000), Prestressed Concrete with Internal or External Tendons: Behaviour and Analysis, Calgary University, 2000 [23] Tan, K H., Ng, C K., (1997), Effects of Deviators and Tendon Configuration on Behavior of Externally Prestressed Beams, ACI Strucural Journal, 1997 [24] Thiện, H Đ., (2007), Phân tích đánh giá tiêu kinh tế, kỹ thuật xây dựng cầu BTCT DƯL công nghệ đúc đẩy công nghệ đúc đà giáo di động Việt Nam, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, 2007 [25] Vinh, V Q., (2007), Phân tích so sánh công nghệ thi công cầu dầm BTCT DƯL liên tục theo hai phương pháp đúc đẩy đẩy đà giáo, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, 2007 [26] Virlogeux, M., (2002), New trends in prestressed concrete bridges , Thomas Telford and fib, 2002 [27] VSL, (1992), VSL News, VSL, 1992 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC I TÓM TẮT - Họ tên: Nguyễn Quốc Vũ - Sinh ngày: 03/05/1985 - Nơi sinh: Quảng Ngãi Phái: Nam II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC - Nhà riêng: Chưa có Di động: 01222.40.90.57 - Cơ quan: Cơng ty TNHH Kỹ Thuật Thuận Việt Địa chỉ: 45, Hoàng Kế Viêm Phường 12, Quận Tân Bình, Tp.HCM Điện thoại: (08)3.8110784 III Q TRÌNH ĐÀO TẠO Năm 2003 ÷ 2008: Sinh viên trường Đại học Giao Thơng Vận TP.Hồ Chí Minh Tốt nghiệp đại học: năm 2008 Hệ: Chính quy Trường: Đại học Giao Thơng Vận Tải TP.Hồ Chí Minh Chun ngành: Xây dựng cầu đường Năm 2009: Trúng tuyển cao học khóa 2009 Mã số học viên: 09380329 IV Q TRÌNH CÔNG TÁC Từ tháng 05 năm 2009 đến tháng 06 năm 2011: công tác Công ty TNHH Kỹ Thuật Thuận Việt Từ tháng 06 năm 2008 đến 04 năm 2009: Công tác Liên Doanh ObayashiP.SMitsubishi ... hầm Mã số ngành: 60.58.25 Khóa: K2009 Mã số học viên: 09380329 I TÊN ĐỀ TÀI PHÂN TÍCH MỘT SỐ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DƯL TRONG THI CƠNG CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY VỚI CHIỀU DÀI NHỊP TỪ 60M ĐẾN 80M II... hội đồng chuyên ngành thông qua, Luận văn phải đề cập đến tổng quan cầu thi công phương pháp đúc đẩy, sơ đồ bố trí cáp DƯL cầu thi cơng phương pháp đúc đẩy Phân tích số sơ đồ bố trí cáp DƯL q... Thông qua việc phân tích, so sánh sơ đồ bố trí cáp DƯL (dưới gọi sơ đồ) khác với mục đích tìm sơ đồ kinh tế (thông qua khối lượng cáp DƯL, bê tông số tiêu khác) với độ nhịp từ 60m đến 80m, Luận văn