Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng trong điều kiện việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN BÁ LÂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG ÁP DỤNG CHO CẦU DÂY VĂNG TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH : CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT MÃ SỐ NGÀNH : 15 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 01 năm 2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán Bộ Hướng Dẫn Khoa Học : TS VŨ XUÂN HÒA Cán Bộ Chấm Nhận Xét : PGS.TS LÊ VĂN NAM Cán Bộ Chấm Nhận Xét : TS LÊ BÁ KHÁNH Luận văn Thạc Só bảo vệ : HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày 07 tháng 01 năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày …… tháng năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN BÁ LÂN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15/11/1981 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Cầu, tuynen công trình MSHV: 00104018 xây dựng khác đường ôtô đường sắt I/ TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG ÁP DỤNG CHO CẦU DÂY VĂNG TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM II/ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1/ Nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng điều kiện Việt Nam 2/ Nội dụng luận án: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tổng quan công nghệ lắp hẫng Chương 3: Những vấn đề kỹ thuật công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng Chương 4: Nghiên cứu, giải môït số vấn đề kỹ thuật cốt lõi công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng Chương 5: Tính toán mặt tiếp xúc, thiết kế trình tự thi công căng chỉnh dây văng Kết luận kiến nghị III/ NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 03 - 07 - 2006 IV/ NGAØY HOAØN THAØNH : 03 - 12 - 2006 V/ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS VŨ XUÂN HÒA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS VŨ XUÂN HÒA TS LÊ THỊ BÍCH THỦY Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH NGÀNH tháng năm 2007 TRƯỞNG KHOA QL LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian hai năm tham gia học tập nghiên cứu, giảng dạy tận tình quý thầy cô, em cảm thấy trưởng thành mặt kiến thức khoa học chuyên môn lónh vực Cầu Đường điều giúp em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Bộ Môn Cầu Đường đặc biệt thầy Vũ Xuân Hòa tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực luận văn Ngoài ra, em xin chân thành cảm ơn anh chị đồng nghiệp Tổ Quản Lý Cầu Phú Mỹ thuộc Sở Giao Thông - Công Chính TPHCM, bạn đồng nghiệp Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Bách Khoa – Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM bạn bè thân hữu khóa học K15 quan tâm, động viên, đóng góp ý kiến, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn, thời gian kiến thức có hạn, chắn luận văn thiếu sót định Vì vậy, kính mong quý thầy cô, quý anh chị bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến giúp em khắc phục nâng cao kiến thức Chân thành cảm ơn ! Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2007 Nguyễn Bá Lân TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG ÁP DỤNG CHO CẦU DÂY VĂNG TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM Sự cần thiết tính thực tiễn đề tài Công nghệ thi công lắp hẫng đặt biệt áp dụng cho cầu dây văng có ưu điểm thi công nhanh hiệu Tại Việt Nam, công nghệ bước đầu nghiên cứu, áp dụng Vì vậy, việc lựa chọn đề tài có ý nghóa khoa học thực tiễn nhằm đáp ứng nhu cầu xây dựng công trình cầu cạn, cầu vượt thành phố, cầu có chiều dài tòan cầu lớn số cầu dây văng xây dựng Việt Nam Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Mục tiêu luận văn tìm hiểu chế làm việc phận kết cấu cầu dây văng thi công theo phương pháp lắp hẫng, phương pháp chế tạo, vận chuyển lắp dựng phân đoạn đúc sẵn, đặc biệt sâu nghiên cứu, phân tích, tính tóan điều chỉnh nội lực dây văng trạng thái ứng suất-biến dạng vị trí mặt tiếp xúc Phương pháp nghiên cứu Để đạt mục tiêu trên, luận văn tập trung tìm hiểu công trình cầu dây văng thi công theo phương pháp lắp hẫng Việt Nam Thế giới, phân tích vấn đề kỹ thuật quy trình công nghệ, phân tích mô hình hóa tất giai đọan thi công cầu dây văng theo phương pháp lắp hẫng thông qua chương trính MIDAS/CIVIL, mô làm việc mặt tiếp xúc phương pháp phần tử hữu hạn ứng dụng vào thực tiễn công trình cầu dây văng xây dựng Việt Nam Kết đạt Qua trình nghiên cứu, luận văn đúc kết kết luận chế làm việc phận kết cấu nhịp, thuận lợi, khó khăn việc thiết kế thi công mặt tiếp xúc kết qủa tích cực khả chịu lực chuyển vị kết cấu nhịp cầu dây văng thi công phương pháp lắp hẫng Cấu trúc luận văn Luận văn gồm chương phần phụ lục kết qủa tính tóan sau: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tổng quan công nghệ lắp hẫng Chương 3: Những vấn đề kỹ thuật công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng Chương 4: Nghiên cứu, giải số vấn đề kỹ thuật cốt lõi công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng Chương 5: Tính tóan mặt tiếp xúc, thiết kế trình tự thi công căng chỉnh dây văng Kết luận kiến nghị - - SUMMARY MASTER THESIS TITLLE: “CANTILEVER CONSTRUCTION METHOD BY ASSEMBLING PRECAST SEGMENTS USED FOR CABLE STAY BRIDGE” Needs of thesis Precasting of segments used for Cable Stay Bridges has many advantages such as: quickly and effectively In Viet Nam, this technology only start to reseach and apply Therefore, this thesis has the signification of science and practice to satisfy the requirement of works: viaducts, overpass, long bridges and especially for Cable Stay Bridges are going to construct in Viet Nam Aims and scope of thesis Aims and scope of thesis research on behavior of the parts in Cable Stay Bridge structurals which are built by cantilever construction method, the manufacture method, transport method, assembling precast method, especially studies, anlysis, caculate, adjust force in the cable and behavior of stress-deformation at contact surface between two segments Method of studying In order to obtain the aims, the thesis concentrates studies on Cable Stay Bridges which have been constructed in Viet Nam and in the world, anlysis all of the technique problems in this technology process, imitates and analysis all of the construction stages of the Cable Stay Bridges which are built by cantilever construction method by MIDAS/CIVIL program, model the contact surface by Finited Element Method and apply to the reality for a Cable Stay Bridge in Viet Nam Result By means of study process, this thesis had reach the conclusion of behavior of structural, the advantages and disadvantages of design and construction contact surfaces, the best results about force ability and deformation of the Cable Stay Bridge structurals which are built by cantilever construction method Structure of thesis Thesis includes chapters and caculation results appendix such as: Chapter 1: General introduction Chapter 2: General of cantilever construction technology Chapter 3: Technique problems of cantilever construction technology used for Cable Stay Bridge Chapter 4: Reseaching, Solving some main technique problems of cantilever construction technology used for Cable Stay Bridge Chapter 5: Caculation the contact surfaces, design the sequence constructions and adjust the cable Conclusions and petitions - - MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIEÄU CHUNG I.1 Đặt vấn đề I.2 Tính cấp thiết ý nghóa thực tiễn đề tài .3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG II.1 Tổng quan công nghệ thi công hẫng (đúc hẫng lắp hẫng) II.1.1 Phương pháp thi công đúc hẫng II.1.2 Phương pháp thi công lắp hẫng .5 II.2 Tình hình áp dụng công nghệ đúc hẫng lắp hẫng Việt Nam .6 II.2.1 Công nghệ đúc haãng .6 II.2.2 Công nghệ lắp hẫng II.3 Sự cần thiết việc áp dụng công nghệ lắp hẫng xây dựng cầu Việt Nam .7 CHƯƠNG 3: NHỮNG VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CỦA CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG ÁP DỤNG CHO CẦU DÂY VAÊNG III.1 Mặt tiếp xúc cầu lắp hẫng .10 III.1.1 Các loại mặt tiếp xúc 10 III.1.2 Ảnh hưởng mặt tiếp xúc đến tính an toàn độ bền chung kết cấu cầu 12 III.1.3 Các thông số kỹ thuật mặt tiếp xúc 12 III.2 Điều chỉnh nội lực cầu dây văng thi công phương pháp lắp hẫng 13 III.3 Chế tạo khối đúc sẵn phương án thi công lắp hẫng 13 III.3.1 Chế tạo khối đúc saün .13 III.3.2 Vận chuyển khối đúc sẵn 19 III.3.3 Các phương án thi công lắp hẫng 21 III.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền cầu lắp hẫng 28 III.4.1 Neo caùp 28 III.4.2 Bảo vệ cáp 29 III.5 Nhận xét 30 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU, GIẢI QUYẾT MỘT SỐ VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CỐT LÕI CỦA CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG ÁP DỤNG CHO CẦU DÂY VĂNG .31 IV.1 Nghiên cứu, phân tích tính toán mặt tiếp xúc 31 IV.1.1 Cô sở lý thuyết công thức tính toán mặt tiếp xúc 32 IV.1.1.1 Tính toán mặt tiếp xúc phẳng 34 IV.1.1.2 Tính toán mặt tiếp xúc có khóa chống cắt 35 Lực căng chỉnh cần thiết dây văng Biểu đồ moment uốn * Giai đoạn 29 : Lắp khối K29 nhịp kích thước 3.5m xe lắp đặt kết cấu nhịp Sơ đồ tải trọng thi công Sơ đồ biến dạng theo phương thẳng đứng Lực căng chỉnh cần thiết dây văng Biểu đồ moment uốn * Giai đoạn 30 : Lắp khối K30 nhịp kích thước 3.5m xe lắp đặt kết cấu nhịp Sơ đồ tải trọng thi công Sơ đồ biến dạng theo phương thẳng đứng Lực căng chỉnh cần thiết dây văng Biểu đồ moment uốn * Giai đoạn 31 : Lắp khối K31 nhịp kích thước 3m xe lắp đặt kết cấu nhịp lắp dây văng số 1, 20, 21, 40 Sơ đồ tải trọng thi công Sơ đồ biến dạng theo phương thẳng đứng Lực căng chỉnh cần thiết dây văng Biểu đồ moment uốn * Giai đoạn 32 : Lắp khối Khl nhịp kích thước 4.5m xe lắp đặt kết cấu nhịp (giai đọan hợp long giữa) Sơ đồ tải trọng thi công Sơ đồ biến dạng theo phương thẳng đứng Lực căng chỉnh cần thiết dây văng Biểu đồ moment uốn * Giai đoạn 33 : Sau hoàn tất giai đọan hợp long giữa, tiến hành thi công lớp phủ mặt cầu, lan can, bó vỉa, hệ thống thoát nước, chiếu sáng đồng thời chỉnh lần cuối lực căng dây văng để đảm bảo tất chuyển vị theo phương thẳng đứng nút liên kết dây văng kết cấu nhịp không vượt 10mm Sơ đồ biến dạng theo phương thẳng đứng Bảng chuyển vị nút liên kết dây văng kết cấu nhịp Node Load DX (m) DY (m) DZ (m) RX ([rad]) RY ([rad]) RZ ([rad]) 23 To Hop 0.013378 0.001975 0.000654 24 To Hop 0.013481 0.000009 0.00066 25 To Hop 0.0135 0.001886 0.000611 0 0.000366 26 To Hop 0.013243 0.006606 27 To Hop 0.012772 0.009113 0.000169 28 To Hop 0.012152 -0.01 0.000043 29 To Hop 0.011425 -0.01 0.000016 30 To Hop 0.010628 0.009717 0.000018 31 To Hop 0.009794 0.009668 0.000024 32 To Hop 0.008868 -0.01 0.000031 33 To Hop 0.007713 0.009728 0.000124 34 To Hop 0.006317 0.007624 0.000036 0 0.009924 0.000092 0 36 To Hop 0.005132 37 To Hop 0.004072 -0.01 0.000051 38 To Hop 0.003204 -0.00967 - 0.000022 39 To Hop 0.002435 0.009788 40 To Hop 0.001707 -0.01 41 To Hop 0.001064 0.000014 0 0 0.000022 0 -0.01 0.000025 42 To Hop 0.000553 0.009889 43 To Hop 0.00019 0.009837 0.000015 44 To Hop 0.000021 0.009912 0.000006 45 To Hop 0.000082 -0.01 0.000016 46 To Hop 0 0.010021 0 47 To Hop 0.000082 -0.01 0.000016 48 To Hop 0.000021 0.009912 0.000006 0 0.009837 0.000015 0 0.000025 49 To Hop -0.00019 50 To Hop 0.000553 0.009889 51 To Hop 0.001064 -0.01 0.000022 52 To Hop 0.001707 -0.01 0 53 To Hop 0.002435 0.009788 0.000014 54 To Hop 0.003204 -0.00967 0.000022 To Hop 0.004072 -0.01 0.000051 56 To Hop 0.005132 0.009924 0.000092 57 To Hop 0.006317 0.007624 0.000036 59 To Hop 0.007713 0.009728 0.000124 60 To Hop 0.008868 -0.01 0.000031 61 To Hop 0.009794 0.009668 0.000024 55 To Hop 0.010628 0.009717 0.000018 To Hop 0.011425 -0.01 0.000016 64 To Hop 0.012152 -0.01 0.000043 65 To Hop 0.012772 0.009113 0.000169 66 To Hop 0.013243 0.006606 0.000366 67 To Hop -0.0135 0.001886 0.000611 68 To Hop 0.013481 0.000009 -0.00066 69 To Hop 0.013378 0.001975 0.000654 62 63 Lực căng chỉnh cần thiết dây văng Bảng giá trị lực căng chỉnh cần thiết dây văng Element Load Force-I (kN) Force-J (kN) Element Load Force-I (kN) Force-J (kN) To Hop 3190.845702 3247.498816 21 To Hop 2930.115 2979.734 To Hop 3051.987262 3107.389654 22 To Hop 3016.104 3064.658 To Hop 2766.400486 2819.949954 23 To Hop 2809.284 2856.537 To Hop 2581.547705 2633.244251 24 To Hop 2558.152 2604.146 To Hop 2473.512664 2523.356287 25 To Hop 2320.678 2365.454 To Hop 2259.267693 2306.795163 26 To Hop 2029.384 2072.522 To Hop 2091.926842 2137.138158 27 To Hop 1861.345 1902.888 To Hop 2072.865101 2115.760264 28 To Hop 1920.695 1960.684 To Hop 1882.266966 1922.568037 29 To Hop 1821.41 1859.609 10 To Hop 840.227899 877.934878 30 To Hop 774.747 811.1982 11 To Hop 774.747018 811.19822 31 To Hop 840.2279 877.9349 12 To Hop 1821.41011 1859.608955 32 To Hop 1882.267 1922.568 13 To Hop 1920.695069 1960.68367 33 To Hop 2072.865 2115.76 14 To Hop 1861.345233 1902.887761 34 To Hop 2091.927 2137.138 15 To Hop 2029.383522 2072.522091 35 To Hop 2259.268 2306.795 16 To Hop 2320.677503 2365.454224 36 To Hop 2473.513 2523.356 17 To Hop 2558.152491 2604.146246 37 To Hop 2581.548 2633.244 18 To Hop 2809.28449 2856.53739 38 To Hop 2766.4 2819.95 19 To Hop 3016.104111 3064.658268 39 To Hop 3051.987 3107.39 20 To Hop 2930.114627 2979.734215 40 To Hop 3190.846 3247.499 Biểu đồ moment uốn TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : Nguyễn Bá Lân Sinh ngày : 15/11/1981 Nơi sinh : Quảng Ngãi Địa liên lạc : Số 243/23, Tô Hiến Thành, P13, Q.10, TP.HCM Nơi công tác : Sở Giao Thông - Công Chính TP.HCM Điện thoại liên lạc : 8232995, 0909398337 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1999 - 2004 : Học Đại Học Tại Trường Bách Khoa - Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng 2004 - 2006 : Học Viên Cao Học Trường Đại Học Bách Khoa QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 01/2004 - 09/2005: Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Bách Khoa 11/2005 - đến : Tổ Quản Lý Dự Án Cầu Phú Mỹ Thuộc Sở Giao Thông - Công Chính TP.HCM ... TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG ÁP DỤNG CHO CẦU DÂY VĂNG TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM Sự cần thiết tính thực tiễn đề tài Công nghệ thi công lắp hẫng đặt biệt áp dụng cho cầu dây văng. .. 1/ Nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng điều kiện Việt Nam 2/ Nội dụng luận án: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tổng quan công nghệ lắp hẫng Chương 3:... 3: Những vấn đề kỹ thuật công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng Chương 4: Nghiên cứu, giải môït số vấn đề kỹ thuật cốt lõi công nghệ lắp hẫng áp dụng cho cầu dây văng Chương 5: Tính toán