Nghiên cứu ảnh hưởng ăn mòn dầm thép đến ứng xử của cầu giàn thép

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VIẾT QUÂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĂN MÒN DẦM THÉP ĐẾN ỨNG XỬ CỦA CẦU GIÀN THÉP Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông Mã số: 60 58 02 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2020 Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VIẾT QUÂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĂN MÒN DẦM THÉP ĐẾN ỨNG XỬ CỦA CẦU GIÀN THÉP Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 60 58 02 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HỒ THU HIỀN TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2020 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH *** Cán hướng dẫn khoa học: TS HỒ THU HIỀN Cán chấm nhận xét 1: TS LÊ BÁ KHÁNH Cán chấm nhận xét 2: TS MAI LỰU Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 11 tháng 01 năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch hội đồng : TS ĐẶNG ĐĂNG TÙNG Thư ký hội đồng : TS HUỲNH NGỌC THI CB Phản biện : TS LÊ BÁ KHÁNH CB Phản biện : TS MAI LỰU Uỷ viên hội đồng : TS HỒ THU HIỀN Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Đặng Đăng Tùng TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS Lê Anh Tuấn ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM 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 Viết Quân MSHV: 1570669 Ngày, tháng, năm sinh: 05/10/1985 Nơi sinh: Thanh Hóa Chun ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Giao Thơng Mã số: 60580205 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĂN MÒN DẦM THÉP ĐẾN ỨNG XỬ CỦA CẦU GIÀN THÉP II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu tổng quan hư hỏng cầu thép ăn mòn Ảnh hưởng ăn mòn giảm yếu tiết diện đến khả chịu lực cầu giàn thép Phân tích khả chịu lực giàn thép theo giảm yếu dần tiết diện thép theo thời gian Ứng dụng dự đốn tuổi thọ cơng trình thép đánh giá kết cấu cơng tác tu sửa chữa bảo trì giai đoạn III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 11/02/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 08/12/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Hồ Thu Hiền Tp HCM, ngày 08 tháng 12 năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS Hồ Thu Hiền PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuấn TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS Lê Anh Tuấn LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn em xin gửi đến Cô TS Hồ Thu Hiền Trường Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh Cơ người hướng dẫn em hoàn thành đồ án Trong thời gian làm đề tài, Em nhận hướng dẫn bảo, truyền niềm đam mê nghiên cứu tìm tịi từ Cơ để nâng cao kiến thức chun mơn Với hướng dẫn tận tâm nhiệt tình Cơ giúp em hồn thành luận văn đạt yêu cầu Em xin cảm ơn Thầy Cô Bộ mơn cầu đường nói riêng thầy giáo Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh nói chung nhiệt tình giảng dạy truyền đạt kiến thức giúp em nhiều học tập công tác khác Xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến gia đình bạn bè ln đồng hành, động viên, tin tưởng tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu Tp.HCM, Tháng 12 năm 2019 Học viên Nguyễn Viết Quân TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài Nghiên cứu ảnh hƣởng ăn mòn dầm thép đến ứng xử cầu giàn thép Trên giới kết cấu thép đặc biệt cầu thép ngày phát triển mạnh ưu điểm vượt trội mang lại Tuy nhiên Việt Nam số lượng cầu thép ngày giảm thay vào cầu BTCT chi phí xây dựng chi phí bảo trì thấp cầu thép Nhược điểm lớn cầu thép độ bền theo thời gian cho dù có nhiều cơng trình nghiên cứu sản xuất sơn bảo vệ kết cấu thép chống lại tác động môi trường Khi kết cấu thép bị tác động điều kiện môi trường dẫn đến bị gỉ sét tiết diện chịu lực giảm so với ban đầu Nên khả chịu lực cầu giảm Vì vậy, Mục tiêu nghiên cứu đề tài xây dựng mối quan hệ thời gian khả chịu lực cực hạn kết cấu thép kết cấu thép bị giảm dần tiết diện sau thời gian khai thác Từ mối quan hệ ta xác định tuổi thọ thời gian để sửa chữa Kết nghiên cứu tài liệu tham khảo cho quan quản lý cầu sau SUMMARY OF THESIS Topic Study on the behavior of truss bridge from steel corrosion In the world, steel structures, especially steel bridges, are increasingly developed because of its outstanding advantages However, in Vietnam today the number of steel bridges is decreasing, instead of reinforced concrete bridges because construction and maintenance costs are lower than steel bridges The biggest disadvantage of the steel bridge is its durability over time, although there are now many studies on paint production protecting steel structures against environmental impacts When the steel structure is affected by environmental conditions, it will rust and the bearing area will be reduced compared to the original So the ability to bear the demand decreases Therefore, the research goal in this topic is to build the relationship between time and the maximum bearing capacity of steel structure when the steel structure is gradually reduced cross-section after the time of exploitation From the above relationship, we will determine the lifespan as well as the time to repair The results of this study will serve as a reference for future bridge management LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu ảnh hƣởng ăn mòn dầm thép đến ứng xử cầu giàn thép” cơng trình nghiên cứu cá nhân Các số liệu luận văn số liệu trung thực Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nội dung luận văn Tp.HCM, Tháng 12 năm 2019 Học viên cao học NGUYỄN VIẾT QUÂN Học viên cao học khóa 2015 Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .8 DANH MỤC HÌNH ẢNH .10 DANH MỤC BẢNG BIỂU .13 CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan .1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu .4 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG II HƢ HỎNG THƢỜNG GẶP CỦA KẾT CẤU GIÀN THÉP DO SỰ ĂN MỊN TRONG Q TRÌNH KHAI THÁC 2.1 Đặc điểm chung cầu giàn thép .5 2.2 Hƣ hỏng ăn mòn kết cấu thép: Phân loại nguyên nhân .5 2.2.1 Ăn mòn đồng 2.2.2 Ăn mịn điện hóa 2.2.3 Ăn mòn khe hở .7 2.2.4 Rỗ mặt thép 2.2.5 Ăn mòn lớp màng 2.2.6 Khuyết tật bề mặt 10 2.2.7 Ăn mòn đường hàn 10 2.2.8 Ăn mịn xói mịn 11 2.2.9 Ăn mòn ma sát 11 2.2.10 Rạn nứt ứng suất ăn mòn 12 2.2.11 Rạn nứt ăn mòn mỏi 13 2.3 Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá nguyên nhân hƣ hỏng 13 2.3.1 Phương pháp kiểm tra đánh giá tổng quan 13 2.3.2 Phương pháp kiểm tra đánh giá chi tiết .14 2.4 2.3.2.2 Kiến thức áp dụng 15 2.3.2.3 Đầu dò siêu âm .17 2.3.2.4 Thiết bị 20 2.3.2.5 Quy trình kiểm tra siêu âm .21 Các biện pháp bảo vệ kim loại chống ăn mòn .21 2.4.1 Chọn vật liệu kim loại thích hợp 21 2.4.2 Xử lý môi trường để bảo vệ kim loại 22 2.4.3 Nâng cao độ bền chống ăn mòn lớp sơn phủ .22 2.4.4 Bảo vệ kim loại phương pháp điện hóa .23 2.5 Các giải pháp thƣờng sử dụng để sửa chữa khắc phục hƣ hỏng .25 2.5.1 Tăng cường giàn chủ 25 2.5.2 Tăng cường khả chịu lực táp thép 25 2.5.3 Tăng cường khả chịu lực dự ứng lực 26 2.5.4 cao Tăng cường khả chịu lực dán sợi tổng hợp cường độ 27 CHƢƠNG III 28 ẢNH HƢỞNG CỦA HƢ HỎNG KẾT CẤU THÉP DO SỰ GIẢM YẾU TIẾT DIỆN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CẦU GIÀN THÉP 28 3.1 Giới thiệu chung .28 3.2 Ảnh hƣởng hƣ hỏng kết cấu thép giảm yếu tiết diện đến khả chịu lực cầu giàn thép trình khai thác .28 3.2.1 Một số ảnh hưởng hư hỏng kết cấu thép giảm yếu tiết diện đến cơng trình 29 62 [8] Amanda Bao, Michael Gulasey, Caleb Guillaume, Nadezhda Levitova, Alana Moraes, Christopher Satter, “Structural Capacity Analysis of Corroded Steel Girder Bridges”, Proceedings of the 3rd International Conference on Civil, Structural and Transportation Engineering (ICCSTE'18), Paper No 118, Niagara Falls, Canada – June 10 – 12, 2018 [9] John W van de Lindt & Theresa M Ahlborn, “Development of Steel Beam End Deterioration Guidelines”, Michigan Tech Transportation Institute Center for Structural Durability MDOT Research Report RC-1454 CSD-2004-06, Final Report– January, 2005 [10] Trịnh Xuân Sén, “ Ăn mòn bảo vệ kim loại”, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2006 [11] Lê Thị Hồng Liên, “Ăn mòn phá hủy vật liệu kim loại mơi trường khí nhiệt đới việt nam”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 50 (6) (2012) 695-823 [12] PGS.TS Nguyễn Thị Tuyết Trinh, KS Mạc Văn Hà, “Phân tích đánh giá trạng thái ăn mịn thép chịu thời tiết vị trí liên kết cầu Chợ Thượng”, Tạp chí GTVT 2015 [13] Cơng ty dịch vụ kiểm định Việt Nam, “Giới thiệu phương pháp kiểm tra khuyết tật siêu âm”, Website: visco.com.vn, 2017 [14] TS Nguyễn Xuân Toản – Ths Nguyễn Văn Mỹ, “Thiết kế cầu thép”, NXB Xây dựng 2010 [15] GS.TS Trần Văn Địch, PGS.TS Ngơ Trí Phúc, “Sổ tay thép giới”, NXB khoa học kỹ thuật 2006 [16] Viện khoa học công nghệ Xây dựng – Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ xây dựng đề nghị, Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm định, Bộ khoa học công nghệ công bố, Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5575:2012 Kết cấu thép tiêu chuẩn thiết kế 63 [17] Nguyễn Hữu Bính, “Bảo tồn cầu Long Biên Kỳ - Phương án cho cầu lịch sử Hà Nội”, Website: vietnamnet.vn, 2015 [18] K.Huân, “Cầu Trường Tiền lung linh sắc màu đêm”, Website: voh.vom.vn, 2019 [19] Dương Tâm, “Đúng, cầu Cảng Sydney cơng trình tiếng Australia”, Website: vnexpress.net, 2019 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĂN MÒN DẦM THÉP ĐẾN ỨNG XỬ CỦA CẦU GIÀN THÉP by Quân Nguyễn Submission date: 25-Mar-2020 09:33AM (UTC+0700) Submission ID: 1281542608 File name: en-chinh_theo_kiem_tra_dao_van-final-bat_dau_chuong_1_1514.docx (3.42M) Word count: 10907 Character count: 38839 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĂN MÒN DẦM THÉP ĐẾN ỨNG XỬ CỦA CẦU GIÀN THÉP ORIGINALITY REPORT 26 % SIMILARITY INDEX 24% 9% % INTERNET SOURCES PUBLICATIONS STUDENT PAPERS PRIMARY SOURCES visco.com.vn Internet Source vi.scribd.com Internet Source www.zbook.vn Internet Source inofoshoahuuco-vcnhh.com Internet Source 123doc.org Internet Source Hanoi Pedagogycal University Publication doc.edu.vn Internet Source tailieu.vn Internet Source hoc24.vn 5% 4% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Internet Source 1% www.timtailieu.vn 1% Internet Source 123doc.net Internet Source kiemdinhmiennam.com.vn Internet Source timtailieu.vn Internet Source luanvan.net.vn Internet Source documents.mx Internet Source www.vawr.org.vn Internet Source text.123doc.org Internet Source leonkadentour.blogspot.com Internet Source luanvan.co Internet Source onthidialy.com Internet Source 1%