Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng trụ tháp và chiều dài khoang dầm đến nội lực cầu dây văng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN DUY QUANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG TRỤ THÁP VÀ CHIỀU DÀI KHOANG DẦM ĐẾN NỘI LỰC CẦU DÂY VĂNG CHUYÊN NGÀNH : CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT Mà SỐ NGÀNH : 15 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng năm 2008 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 PHÙNG MẠNH TIẾN Cán Bộ Chấm Nhận Xét : TS LƯU BÂN Cán Bộ Chấm Nhận Xét : TS VŨ XUÂN HÒA Luận văn Thạc Só bảo vệ : HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày 20 tháng năm 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN DUY QUANG Giới tính : Nam / Nữ Ngày, tháng, năm sinh :04-11-1975 Nơi sinh : ĐỒNG NAI Chuyên ngành : Cầu, Tuynen cơng trình xây dựng khác đường tơ đường sắt Khố (Năm trúng tuyển) : 2004 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG TRỤ THÁP VÀ CHIỀU DÀI KHOANG DẦM ĐẾN NỘI LỰC CẦU DÂY VĂNG 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến nội lực cầu dây văng 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 5.2.2007 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 5.11.2007 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS PHÙNG MẠNH TIẾN Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS PHÙNG MẠNH TIẾN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUN NGÀNH (Họ tên chữ ký) 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 Phùng Mạnh Tiến tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực luận văn 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 12 năm 2007 Nguyễn Duy Quang TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG TRỤ THÁP VÀ CHIỀU DÀI KHOANG DẦM ĐẾN NỘI LỰC CẦU DÂY VĂNG Sự cần thiết tính thực tiễn đề tài Cầu dây văng loại cầu xây dựng nhiều nơi giới có tính da dạng cao, tính mỹ thuật lớn Tại Việt Nam, từ cầu Mỹ Thuận, cầu dây văng đại nùc ta xây dựng, đến có thêm cầu dây văng đưa vào sử dụng cầu Bính, cầu Kiền cầu Bãi cháy Các dự án cầu dây văng khác thực Vì vậy, việc nghiên cứu cầu dây văng cần thiết Nội lực cầu dây văng phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong đó, độ cứng phần tử tham gia chịu lực chiều dài khoang dầm có ảnh hưởng định đến nội lực cầu.Vì vậy, ảnh hưởng yếu tố đến nội lực cầu vấn đề cần quan tâm nghiên cứu để chọn kích thước, giá trị đại lượng, tham số tính toán phù hợp để vừa đảm bảo cầu dây văng làm việc bình thường, vừa đảm bảo tính kinh tế Luận văn chọn độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đối tượng nghiên cứu ảnh hưởng đến nội lực cầu dây văng Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến nội lực cầu dây văng Phạm vi nghiên cứu đề tài cầu dây văng nhịp đối xứng có mặt phẳng dây, sơ đồ rẽ quạt, kết cấu bê tông cốt thép Phương pháp nghiên cứu Để đạt mục tiêu trên, luận văn tập trung tính toán với ba sơ đồ cầu dây văng cụ thể, có đặc điểm cầu dây văng ba nhịp, hai mặt phẳng dây, sơ đồ dây hình rẽ quạt, trụ tháp hình thang, độ cứng trụ tháp thay đổi sơ đồ tính.Với sơ đồ nghiên cứu nội lực ứng với giá trị độ cứng trụ tháp trường hợp chiều dài khoang dầm Để phân tích kết cấu, giải nội lực cho sơ đồ tính, luận văn sử dụng phần mềm MIDAS/CIVIL để tính toán trường hợp nghiên cứu Nội lực trường hợp nghiên cứu lập thành bảng để phân tích, xây dựng đồ thị để đánh giá ảnh hưởng độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến giá trị nội lực cầu Kết đạt Qua trình nghiên cứu, luận văn tìm hiểu, đánh giá ảnh hưởng độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến phân bố nội lực cầu dây văng Làm sở để chọn lựa giá trị tính toán có lợi nội lực cầu dây văng Cấu trúc luận văn Luận văn gồm chương sau: Chương 1: TỔNG QUAN Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CẦU DÂY VĂNG Chương 3: ĐẶC ĐIỂM CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CẦU DÂY VĂNG Chương 4:NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG TRỤ THÁP VÀ CHIỀU DÀI KHOANG DẦM ĐẾN NỘI LỰC CẦU DÂY VĂNG Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -X—W - MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I.1 Lịch sử phát triển cầu dây văng I.2 Sự phát triển cầu dây văng việt nam I.3.Moät số đề tài nghiên cứu cầu dây văng I.4.Muïc tiêu – Nội dung nghiên cứu đề tài 11 I.4.1Mục tiêu 11 I.4.2 Noäi dung 11 I.4.3 Phạm vi nghiên cứu 11 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CẦU DÂY VAÊNG 13 II.1 Chiều dài nhịp khoang dầm .13 II.1.1 Sơ đồ chiều dài nhịp 13 II.1.2.Chieàu dài khoang dầm 16 II.2 Sơ đồ bố trí dây –số mặt phẳng dây .17 II.2.1 Sơ đồ bố trí dây .18 II.2.2 Số mặt phẳng daây 20 II.3 Tháp cầu 22 II.3.1 Các loại tháp cầu 23 II.3.2 Hình dạng tháp cầu 23 II.3.3 Chiều cao tháp cầu 25 II.3.4 Liên kết tháp cầu 26 II.3.5 Mặt cắt ngang tháp cầu 27 II Dầm chủ 28 II 4.1 Dầm chủ đơn 29 II 4.2 Daàm chủ đa 29 II Daây vaêng .30 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM, PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẦU DÂY VĂNG 33 III.1.Đặc điểm tính toán 33 III.2 Đặc điểm tính toán tónh tải điều chỉnh nội lực 33 III.3 Caùc phương pháp phân tích tính toán cầu dây văng 36 III.3.1 Phương pháp học kết cấu 36 III.3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 36 III.3.3 Các mô hình phần tử theo phương pháp phần tử hữu hạn 37 III.3.3.1 Quan niệm cáp phần tử chịu kéo 37 III.3.3.2 Phần tử dầm không gian 39 III.4.Tính cầu dây văng Midas/Civil 42 III.4 Giới thiệu phần meàm 42 III.4.2 Các kiểu phần tử Midas /Civil 43 III.4.3 Điều kiện biên .45 III.4.4.Mô hình hóa kết cấu Midas /civil 47 III.5 Noäi dung phương pháp tính tóan với Midas/civil .48 III.5.1 Khái quát nội dung phương pháp tính toán 48 III.5.2 Các phương pháp điều chỉnh nội lực cầu dây văng 49 III.5.2.1 Mô hình hóa thuận 49 III.5.2.2 Mô hình hóa ngược 50 III.5.3 Noäi dung điều chỉnh nội lực cầu dây văng 51 III.5.3.1 Trạng thái điều chỉnh 51 III.5.3.2 Mục tiêu điều chỉnh 51 III.5.3.3 Các ẩn điều chỉnh .51 III.5.3.4 Các hàm điều chỉnh , quan hệ điều chænh 52 III.5.3.5 Tính toán lực điều chỉnh theo hệ số tải trọng ẩn 52 III.5.3.6 Xác định ẩn điều chỉnh .53 III.5.3.7 Tính tóan điều chỉnh theo phương pháp Lack of Fit Force 54 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG TRỤ THÁP VÀ CHIỀU DÀI KHOANG DẦM ĐỀN NỘI LỰC CẦU DÂY VĂNG 55 IV.1 Đối tượng nghiên cứu 55 IV.2.Các sơ đồ tính 56 IV.2.1.Sơ đồ cầu 56 IV.2.2 Sơ đồ cầu 58 IV.2.3 Sơ đồ cầu 61 IV.3 Trình tự tính tóan 63 IV.4 Phân tích kết tính toán 64 IV.4.1 Lực kéo dây văng 64 IV.4.2 Nội lực trụ tháp 68 IV.4.2.1 Mom men uoán 68 IV.4.2.2 Lực dọc trụ tháp .72 IV.4.2.3 Lực cắt trụ tháp 75 IV.4.3 Nội lực dầm chủ .79 IV.4.3.1 Nội lực khoang dầm nhịp 80 IV.4.3.2 Nội lực khoang dầm kề tháp 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 -1- CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẦU DÂY VĂNG: Cầu dây văng loại cầu sử dụng dây cáp liên kết từ hay nhiều cột tháp để treo hệ mặt cầu Một cầu dây văng điển hình có hệ dầm liên tục với hay nhiều cột tháp đặt trụ cầu khoảng nhịp Từ cột tháp này, dây văng tỏa xuống đỡ hệ dầm chủ Cầu dây văng có lịch sử lâu đời Năm 1790 Công trình sư người Pháp Poet đề nghị dùng tháp cầu hệ dây văng đỡ hệ mặt cầu kết cấu nhịp (Hình 1.1) Hình 1.1 Đề xuất Poet Năm 1817, cầu dây văng sắt thực Anh dành cho người với nhịp 33.5m, sử dụng dây cáp xiên neo vào tháp cầu thép đúc sẵn (Hình 1.2) Hình 1.2 Sơ đồ cầu người Anh năm 1817 - 89 - Lực cắt Giữa nhịp [kN] 1000 900 800 700 600 500 400 300 EJ1 1.5 x EJ1 SD1-Khoang nhỏ SD1-Khoang lớn 2.0 x EJ1 2.5 x EJ1 SD2-Khoang nhỏ SD2-Khoang lớn 3.0 x EJ1 3.5 x EJ1 SD3-Khoang nhỏ SD3-Khoang lớn Hình 4.14 Giá trị đồ lực cắt khoang dầm nhịp Nhận xét kết quả: Trong tất trường hợp nghiên cứu, giá trị lực cắt đồ thị biểu diễn Q sơ đồ cho kết lực cắt khoang dầm nhịp số, không thay đổi theo độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm Như kết luận, đảm bảo điều kiện chuyển vị giống nhau, chiều dài khoang dầm nhịp không đổi lực cắt vị trí khoang dầm nhịp không phụ thuộc vào độ cứng trụ tháp cách bố trí chiều dài khoang dầm Riêng sơ đồ có chiều dài khoang dầm nhịp (10m), điều kiện khống chế chuyển vị giống điểm đầu khoang cho kết lực cắt giống cần nghiên cứu thêm IV.4.3.2 Nội lực khoang dầm kề tháp : ƒ Momen âm gối trụ tháp : Biểu đồ momen sơ đồ thể hình 4.15, Kết momen âm dầm gối trụ tháp trường hợp nghiên cứu giá trị tỷ lệ so - 90 - sánh trình bày bảng 4.15 thể đồ thị hình 4.15, kết cụ thể sau : Hình 4.15 Biểu đồ momen sơ đồ Bảng 4.15 Momen âm gối trụ tháp trường hợp nghiên cứu Trường hợp nghiên cứu Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) Tỷ lệ Mi /M1 Khoang nhỏ Khoang lớn Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) Tỷ lệ Mi /M1 Khoang nhỏ Khoang lớn Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) Tỷ lệ Mi /M1 Khoang nhỏ Khoang lớn EJ1 EJ2 EJ3 EJ4 EJ5 EJ6 EJ1 1.5 x EJ1 2.0 x EJ1 2.5 x EJ1 3.0 x EJ1 3.5 x EJ1 -4107 -4204 -4266 -4315 -4322 -4321 -3745 -3834 -3894 -3936 -3967 -3999 0.912 0.912 0.913 0.912 0.918 0.925 1.000 1.024 1.039 1.051 1.052 1.052 1.000 1.024 1.040 1.051 1.059 1.068 -6603.3 -6905.3 -7074.2 -7115.2 -7142.8 -7172.9 -6453 -6745.1 -6993.5 -7007.4 -6963.3 -6914.6 0.977 0.977 0.989 0.985 0.975 0.964 1.000 1.046 1.071 1.078 1.082 1.086 1.000 1.045 1.084 1.086 1.079 1.072 -11953.5 -12379.3 -12484 -12456 -12459.8 -12441.4 -11330.9 -11703.4 -11703.5 -11659.7 -11625.6 -11604 0.948 0.945 0.937 0.936 0.933 0.933 1.000 1.036 1.044 1.042 1.042 1.041 1.000 1.033 1.033 1.029 1.026 1.024 - 91 - Momen âm gối trụ tháp [kN.m] EJ1 1.5 x EJ1 2.0 x EJ1 2.5 x EJ1 3.0 x EJ1 3.5 x EJ1 -3000 -4000 -5000 -6000 -7000 -8000 -9000 -10000 -11000 -12000 -13000 SD1-Khoang nhỏ SD2-Khoang nhỏ SD3-Khoang nhỏ SD1-Khoang lớn SD2-Khoang lớn SD3-Khoang lớn Hình 4.16 Giá trị Momen âm gối trụ tháp Nhận xét kết : Ảnh hưởng chiều dài khoang dầm :Trong tất trường hợp nghiên cứu, độ lớn momen âm vị trí dầm chủ gối trụ tháp trường hợp bố trí khoang dầm lớn có giá trị nhỏ so sánh với trường hợp khoang dầm nhỏ Trường hợp khoang dầm lớn momen âm gối trụ tháp nhỏ Tỷ lệ M trường hợp khoang dầm lớn khoang dầm nhỏ sơ đồ 0.912 đến 0.925 lần , sơ đồ từ 0.977 đến 0.904 sơ đồ từ 0.948 đến 0.933 lần Ảnh Hưởng độ cứng trụ tháp :Khi xem xét tăng độ cứng trụ tháp lên 3.5 lần từ độ cứng EJ1, từ đồ thị biểu diễn kết tính toán, nhận xét sau : - 92 - Đối với sơ đồ 1, trường hợp khoang dầm M tăng theo độ cứng trụ tháp Khi tăng độ cứng EJ lên 3.5 lần từ độ cứng EJ1, trường hợp khoang dầm nhỏ M tăng 1.052 lần, trường hợp khoang dầm lớn M tăng 1.068 lần Điều thể trường hợp khoang dầm lớn tốc độ M tăng nhanh Đối với sơ đồ 2, tăng độ cứng trụ tháp lên 3.5 lần từ EJ1, trường hợp khoang dầm nhỏ M tăng 1.086 lần, trường hợp khoang dầm lớn M tăng theo độ cứng trụ tháp đạt giá trị max độ cứng EJ4 , M 1.086 lần, từ EJ4 đến EJ6 M giảm dần tăng độ cứng trụ tháp Đối với sơ đồ 3, tăng độ cứng trụ tháp, trường hợp khoang dầm M tăng theo độ cứng trụ tháp đạt giá trị max độ cứng EJ3, từ Giá trị EJ3 đến EJ6, M giảm dần tăng độ cứng trụ tháp Kết Luận chung : Sơ đồ nhịp nhỏ, tăng độ cứng trụ tháp làm momen âm tăng theo Sơ đồ nhịp lớn, momen âm tăng theo độ cứng trụ tháp đến điểm cực đại, sau tiếp tục tăng độ cứng trụ tháp momen âm giảm ƒ Lực dọc khoang dầm kề tháp : Biểu đồ lực dọc khoang dầm sơ đồ thể hình 4.17, kết lực dọc trường hợp nghiên cứu giá trị tỷ lệ so sánh trình bày bảng 4.16 thể đồ thị hình 4.18, kết cụ thể sau : Hình 4.17 Lực dọc cầu dây văng sơ đồ - 93 - Bảng 4.16 Lực dọc khoang dầm kề tháp[kN] Trường hợp nghiên cứu Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) Tỷ lệ Ni /N1 Khoang nhỏ Khoang lớn Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) Tỷ lệ Ni /N1 Khoang nhỏ Khoang lớn Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) Tỷ lệ Ni /N1 Khoang nhỏ Khoang lớn EJ1 EJ2 EJ3 EJ4 EJ5 EJ6 EJ1 1.5 x EJ1 2.0 x EJ1 2.5 x EJ1 3.0 x EJ1 3.5 x EJ1 -19416.7 -19416.9 -19415.7 -19413.7 -19411.6 -19408.4 -18117.5 -18117.3 -18115.9 -18113.8 -18111.4 -18108.4 0.933 0.933 0.933 0.933 0.933 0.933 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.999 -28617.3 -28602.1 -28586.6 -28570.3 -28553.7 -28536.1 -26606 -26589.5 -26571.7 -26558.5 -26546.7 -26536.2 0.930 0.930 0.930 0.930 0.930 0.930 1.000 0.999 0.999 0.998 0.998 0.997 1.000 0.999 0.999 0.998 0.998 0.997 -35430 -35388 -35349 -35318 -35288 -35256 -33367.9 -33328.4 -33301.4 -33276.8 -33253.5 -33230.3 0.942 0.942 0.942 0.942 0.942 0.943 1.000 0.999 0.998 0.997 0.996 0.995 1.000 0.999 0.998 0.997 0.997 0.996 - 94 - Lực dọc khoang kề tháp[kN] EJ1 1.5 x EJ1 2.0 x EJ1 2.5 x EJ1 3.0 x EJ1 3.5 x EJ1 -17000 -18000 -19000 -20000 -21000 -22000 -23000 -24000 -25000 -26000 -27000 -28000 -29000 -30000 -31000 -32000 -33000 -34000 -35000 -36000 SD1-Khoang nhỏ SD2-Khoang nhỏ SD3-Khoang nhỏ SD1-Khoang lớn SD2-Khoang lớn SD3-Khoang lớn Hình 4.18 lực dọc khoang kề tháp Nhận xét kết : So sánh phân tích kết bảng 4.16 đồ thị hình 4.18 cho thấy độ lớn lực dọc khoang dầm kề tháp bị ảnh hưởng chiều dài khoang dầm độ cứng trụ tháp sau : Ảnh hưởng chiều dài khoang dầm : Trong tất trường hợp nghiên cứu, lực dọc trường hợp bố trí khoang dầm lớn có giá trị nhỏ trường hợp bố trí khoang dầm nhỏ Tỷ lệ giá trị N trường hợp khoang dầm lớn trường hợp khoang dầm nhỏ số không đổi, không phụ thuộc vào giá - 95 - trị độ cứng trụ tháp Với sơ đồ tỷ lệ 0.933, sơ đồ 0.93 sơ đồ 0.942 Ảnh hưởng độ cứng trụ tháp : giá trị tính toán đồ thị biểu diễn N cho thấy tăng độ cứng trụ tháp, lực dọc khoang dầm kề tháp thay đổi không đáng kể Khi EJ tăng 3.5 lần , sơ đồ N không thay đổi, sơ đồ N giảm 0.3% (giá trị 0.997 lần ), sơ đồ N giảm 0.5% (giá trị 0.995 lần) Từ kết nghiên cứu kết luận bố trí khoang dầm lớn có lợi lực dọc khoang dầm kề tháp trường hợp bố trí khoang dầm nhỏ Độ cứng trụ tháp ảnh hưởng không đáng kể đến giá trị lực dọc khoang dầm kề tháp ƒ Lực cắt khoang dầm kề tháp : Biểu đồ lực cắt sơ đồ cầu thể hình 4.19, kết lực cắt khoang dầm kề tháp trường hợp nghiên cứu giá trị tỷ lệ so sánh thể bảng 4.17, thể đồ thị hình 4.20, kết cụ thể sau : Hình 4.19 Biểu đồ lực cắt sơ đồ cầu - 96 - Bảng 4.17 Giá trị lực cắt khoang dầm kề tháp [kN] EJ1 EJ2 EJ3 EJ4 EJ5 EJ6 EJ1 1.5 x EJ1 2.0 x EJ1 2.5 x EJ1 3.0 x EJ1 3.5 x EJ1 Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) 1385 1271 0.918 1395 1279 0.917 1402 1284 0.916 1407 1287 0.915 1407 1290 0.917 1406 1293 0.920 Tỷ lệ Qi /Q1 Khoang nhỏ Khoang lớn Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) 1.000 1.000 1612 1544 0.958 1.007 1.006 1645 1581 0.961 1.012 1.010 1663 1618 0.973 1.016 1.013 1669 1622 0.972 1.016 1.015 1672 1618 0.968 1.015 1.017 1677 1614 0.962 Tỷ lệ Qi /Q1 Khoang nhỏ Khoang lớn Khoang nhỏ (1) Khoang lớn (2) Tỷ lệ (2)/(1) 1.000 1.000 2077 2001.7 0.964 1.020 1.024 2114 2035.2 0.963 1.032 1.048 2121 2038.1 0.961 1.035 1.051 2120 2035.3 0.960 1.037 1.048 2122 2034.2 0.959 1.040 1.045 2121 2034.8 0.959 Tỷ lệ Qi /Q1 Khoang nhỏ Khoang lớn 1.000 1.000 1.018 1.017 1.021 1.018 1.021 1.017 1.022 1.016 1.021 1.017 Trường hợp nghiên cứu Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ - 97 - Lực cắt khoang kề tháp[kN] 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 EJ1 1.5 x EJ1 2.0 x EJ1 2.5 x EJ1 3.0 x EJ1 3.5 x EJ1 SD1-Khoang nhỏ SD2-Khoang nhỏ SD3-Khoang nhỏ SD1-Khoang lớn SD2-Khoang lớn SD3-Khoang lớn Hình 4.20 Lực cắt khoang kề tháp trường hợp nghiên cứu Nhận xét kết :so sánh kết bảng 4.17 đồ thị hình 4.20 cho thấy độ lớn lực cắt khoang dầm kề tháp bị ảnh hưởng chiều dài khoang dầm, độ cứng trụ tháp chiều dài cầu sau : Ảnh hưởng chiều dài khoang dầm :Trong tất trường hợp nghiên cứu, độ lớn lực cắt bố trí khoang dầm lớn nhỏ so sánh với trường hợp bố trí khoang dầm nhỏ Các trường hợp nghiên cứu cho thấy, bố trí khoang dầm tăng gấp đôi sơ đồ Q giảm từ giá trị 1385 kN xuống 1271 ứng với trường hợp EJ1 (giảm 0.92 lần ), trường hợp EJ khác tỷ lệ giảm xấp xỉ 0.92 lần Tương tự giá trị lực cắt giảm từ 1612kN xuống 1544kN cầu bố trí sơ đồ (tỷ lệ giảm khoảng 0.96 lần) Trong sơ đồ giá trị lực cắt giảm từ 2077 kN xuống 2001.7 kN (tỷ lệ giảm khoảng 0.96 lần ) Ảnh hưởng độ cứng trụ tháp : Khi xem xét tăng độ cứng trụ tháp từ đến 3.5 lần so với độ cứng EJ1, lực cắt khoang dầm kề tháp tăng dần cho - 98 - đến đạt giá trị max lực cắt giảm tiếp tục tăng độ cứng trụ tháp Khi bố trí khoang dầm nhỏ trường hợp sơ đồ (L=420m), kết lực cắt khoang dầm kề tháp tăng 1.016 lần độ cứng EJ4, từ E5 đến EJ6 lực cắt không tăng mà giá trị giảm dần, trường hợp sơ đồ (L=510m) lực cắt tăng tối đa 1.04 lần, trường hợp sơ đồ 3(L=590m) lực cắt tăng nhanh từ EJ1 đến EJ2 tối đa khoảng 1.021 lần Từ EJ3 đến EJ6, lực cắt thay đổi không đáng kể, đường biểu diễn nằm ngang Với trường hợp bố trí khoang dầm lớn, trường hợp sơ đồ lực cắt khoang dầm tăng 1.017 lần, sơ đồ lực cắt tăng tối đa 1.051 lần EJ4, từ EJ4 đến EJ6, giá trị lực cắt giảm dần Trường hợp sơ đồ lực cắt tăng tối đa 1.018 lần EJ3, từ EJ3 đến EJ6 lực cắt thay đổi không đáng kể Từ kết nghiên cứu kết luận, tăng độ cứng trụ tháp làm lực cắt khoang dầm tăng dần đạt đến giá trị max Nếu tiếp tục tăng EJ lực cắt giảm giá trị giá trị thay đổi không đáng kể - 99 - KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ Độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm thay đổi kéo theo phân bố nội lực toàn hệ kết cấu cầu dây văng thay đổi Qua sơ đồ nhịp tính toán với giá trị độ cứng trụ tháp khác trường hợp chiều dài khoang dầm, nhận xét ảnh hưởng chúng tới phân bố nội lực cầu dây văng sau: 1.Ảnh hưởng độ cứng trụ tháp : Khi độ cứng trụ tháp tăng làm giảm giá trị lực kéo dây văng Trường hợp khoang dầm nhỏ có tốc độ giảm giá trị lực kéo dây văng theo độ cứng trụ tháp lớn trường hợp khoang dầm lớn Sơ đồ nhịp lớn có tốc độ giảm lực kéo dây văng theo độ cứng trụ tháp lớn sơ đồ nhịp nhỏ Khi tăng độ cứng trụ tháp kéo theo momen chân trụ tháp tăng Trường hợp khoang dầm nhỏ có tốc độ tăng M theo độ cứng trụ tháp lớn trường hợp khoang dầm lớn Khi chiều dài nhịp tăng tốc độ tăng momen theo độ cứng trụ tháp tăng theo Lực dọc chân trụ tháp không thay đổi thay đổi độ cứng trụ tháp Lực cắt chân trụ tháp có giá trị tăng theo độ cứng trụ tháp, đường biểu diển lực cắt theo độ cứng trụ tháp trường hợp khoang dầm có hình dạng giống Như vậy, độ cứng trụ tháp tăng có lợi cho lực kéo dây văng, lợi cho giá trị nội lực trụ tháp Khi tăng độ cứng trụ tháp, giá trị momen dương nhịp tăng, giá trị momen âm vị trí dầm gối trụ tháp tăng theo đường cong lồi đến giá trị max giảm, độ cứng trụ tháp tiếp tục tăng giá trị M âm thay đổi không đáng kể - 100 - Khi tăng độ cứng trụ tháp lực dọc khoang dầm kề tháp thay đổi không đáng kể, đó, lực dọc khoang dầm nhịp có giá trị tăng theo độ cứng trụ tháp.Vì vậy, tăng độ cứng trụ tháp gây bất lợi giá trị lực dọc khoang dầm nhịp Lực cắt khoang dầm nhịp không phụ thuộc vào giá trị độ cứng trụ tháp, tăng giá trị độ cứng trụ tháp , giá trị lực cắt số Ảnh hưởng chiều dài khoang dầm : Khi bố trí khoang dầm lớn, giá trị momen chân trụ tháp, momen dương nhịp momen âm vị trí dầm gối trụ tháp có giá trị nhỏ trường hợp bố trí khoang dầm nhỏ Như vậy, dùng khoang dầm lớn có lợi giá trị momen dầm trụ tháp khoang dầm nhỏ Khi bố trí khoang dầm lớn, lực dọc chân trụ tháp, lực dọc khoang dầm kề tháp khoang dầm nhịp có giá trị nhỏ lực dọc trường hợp khoang dầm nhỏ Do đó, khoang dầm lớn có lợi giá trị lực dọc vị trí nêu khoang dầm nhỏ Lực cắt khoang nhịp có giá trị không đổi trường hợp khoang dầm nghiên cứu Lực cắt chân trụ tháp, lực cắt khoang dầm kề tháp trường hợp khoang dầm lớn có giá trị nhỏ khoang dầm nhỏ Như vậy, dùng khoang dầm lớn có lợi cho giá trị lực cắt chân trụ tháp lực cắt khoang dầm kề tháp trường hợp khoang dầm nhỏ - 101 - Kiến nghị : Qua kết nghiên cứu, luận văn nêu số kiến nghị việc lựa chọn độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm tính toán cầu treo dây văng : Tăng độ cứng trụ tháp để giảm lực kéo dây văng Khi chọn tháp cầu dùng cho cầu dây văng, không cần thiết chọn tháp cầu có độ cứng lớn, trụ tháp cứng có lợi lực kéo dây văng gây bất lợi nội lực kết cấu khác Cần nghiên cứu xác định độ cứng tối ưu cho trụ tháp Đối với chiều dài khoang dầm, trường hợp sơ đồ cầu nhịp nhỏ nên ưu tiên chọn chiều dài khoang dầm lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Mai Lựu - Phân tích tónh động cầu dây văng- Luận văn thạc só, Trường Đại Học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh -2003 [2] Vũ Hồng Nghiệp – Nghiên cứu phân tích điều chỉnh nội lực cho cầu dây văng – Luận văn thạc só,Trường Đại Học Bách khoa TP Hồ Chí Minh -2004 [3] Huỳnh Ngọc Tám – Nghiên cứu giải pháp cầu dây văng cho giao thông nông thôn – Luận văn thạc só, Trường Đại Học Bách khoa TP Hồ Chí Minh -2004 [4].VIRLOGEUX, MICHEL –Một số nội dung thiết kế cáp văng – tạp chí cầu đường, tháng năm 2007 [5] Lê Đình Tâm, Phạm Duy Hòa – Cầu Dây Văng – Nhà Xuất Bản Khoa học Kỹ Thuật – 2000 [6] Chu Quốc Thắng - Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn – Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật - 1987 [7] Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Trọng Nghóa - Mô hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập 1-Nhà xuất xây dựng -2005 [8].Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Việt Anh – Mô Hình Hoá Và Phân Tích Kết Cấu Cầu Với MIDAS/CIVIL – Tập – Nhà Xuất Bản Xây Dựng – 2007 TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN I TÓM TẮT − Họ tên : Nguyễn Duy Quang − Phái : Nam − Sinh ngày : 04/11/1975 − Nơi sinh : Đồng Nai II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC − Địa liên lạc : 12/220 – Lê Đức Thọ -F.15, Q.Gò Vấp - Tp HCM − Điện thoại liên lạc : 08 8949287 - 0908499947 − Cơ quan III : Trường Trung Học GTCC TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO − Năm 1993 - 1998 : Sinh viên trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh − Tốt nghiệp đại học : năm 1998 IV − Hệ : Chính quy − Năm 2004 : Trúng tuyển cao học khóa 15 (K15) − Mã số học viên : 00104026 QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC − Từ năm 1998 – 2001: Công Ty xây lắp − Từ năm 2001 đến : Công tác trường Trung Học Giao Thông Công Chính TP Hồ Chí Minh ... tài Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến nội lực cầu dây văng Từ đánh giá, phân tích mối quan hệ độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến nội lực cầu dây văng I.4.2 Nội. .. khoang dầm đối tượng nghiên cứu ảnh hưởng đến nội lực cầu dây văng Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến nội lực cầu dây văng. .. ĐIỂM CẦU DÂY VĂNG Chương 3: ĐẶC ĐIỂM CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CẦU DÂY VĂNG Chương 4:NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG TRỤ THÁP VÀ CHIỀU DÀI KHOANG DẦM ĐẾN NỘI LỰC CẦU DÂY VĂNG Chương 5: KẾT LUẬN VÀ