Nghiên cứu ảnh hưởng chiều cao tương đối của trụ tháp đến sự phân bố nội lực trong cầu treo dây văng hai nhịp

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -   - VŨ QUANG DIỆU NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG “CHIỀU CAO TƯƠNG ĐỐI” CỦA TRỤ THÁP ĐỀN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC TRONG CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP CHUYÊN NGÀNH MÃ SỐ NGÀNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ 605830 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC THỰC HIỆN TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM -  - Cán hướng dẫn khoa học: TS VŨ XUÂN HÒA Cán chấm phản biện1:PGS TS LÊ VĂN NAM Cán chấm phản biện 2:TS ĐẶNG ĐĂNG TÙNG Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HĐ CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ Trường Đại học BÁCH KHOA TP.HCM, ngày 30 tháng năm 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỒ 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 :Vũ Quang Diệu Giới tính : Nam Ngày tháng năm sinh : 06/1/1980 Nơi sinh : TP HCM Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô đường thành phố MSHV : 00105006 Khóa : 2005 1.TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG “CHIỀU CAO TƯƠNG ĐỐI” CỦA TRỤ THÁP ĐẾN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC TRONG CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP NHIỆM VÀ NỘI DUNG: 2.1 Nhiệm vụ: Nghiên cứu ảnh hưởng “Chiều cao tương đối” trụ tháp đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp 2.2 Nội dung: Chương 1: Tổng quan Cầu treo dây văng Chương 2: Lý thuyết tính tốn Cầu treo dây văng Chương 3: Phân tích ảnh hưởng “Chiều cao tương đối” trụ tháp đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp Chương 4: Kết luận kiến nghị NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 14/7/2007 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/6/2008 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Vũ Xuân Hòa Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ thông qua Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Vũ Xn Hịa TRƯỞNG PHỊNG ĐÀO TẠO -SĐH tháng năm CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS Lê Bá Khánh TRƯỞNG KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc só này, làm việc nghiêm túc nỗ lực thân, em nhận nhiều giúp đỡ thầy cô, gia đình, đồng nghiệp bạn bè, đặc biệt công lao Thầy – Giáo sư – Tiến só ban giảng dạy Ngành Xây đường ô tô đường thành phố, Thầy cô truyền đạt cho em kiến thức quý báu để làm nên luận văn này, em xin ghi nhận biết ơn sâu sắc Em xin chân thành cám ơn Thầy Tiến Só Vũ Xuân Hòa, người Thầy tận tình hướng dẫn, hỗ trợ tài liệu, kiến thức quý báu suốt trình học tập nghiên cứu, đặc biệt thời gian làm luận văn Xin chân thành cám ơn Ban Chủ Nhiệm Khoa kỹ thuật xây dựng Ban Chủ Nhiệm Ngành tạo điều kiện thuận lợi cho Tôi hoàn thành chương trình cao học Do thời gian kinh nghiệm hạn chế, luận văn không tránh thiếu sót, tác giả mong nhận góp ý quý thầy cô, nhà nghiên cứu bạn đồng nghiệp TP Hồ Chí Minh ngày 30/6/2008 Tác giả Vũ Quang Diệu TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG “CHIỀU CAO TƯƠNG ĐỐI” CỦA TRỤ THÁP ĐẾN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC TRONG CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP Sự cần thiết tính thực tiễn đề tài Sự phân bố nội lực cầu dây văng phụ thuộc vào nhiều yếu tố chiều cao tương đối trụ tháp cầu yếu tố quan trọng Vì giá trị chiều cao trụ tháp lựa chọn cho phù hợp để vừa đảm bảo cho kết cấu hoạt động điều kiện bình thường, vừa tối ưu nguyên vật liệu giá thành công trình Để thoả mãn điều phải nắm bắt mức độ quy luật ảnh hưởng yếu tố chiều cao tương đối trụ tháp đến phân bố nội lực cầu dây văng Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Do cầu treo dây văng có tính đa dạng cao thể số lượng dây, chiều dài nhịp, số mặt phẳng dây sơ đồ dây… nên đề tài chọn kết cấu cầu treo dây văng với đặc điểm sau để nghiên cứu: số nhịp hai, số mặt phẳng dây một, sơ đồ dây băng bố trí theo dạng hình rẽ quạt, với giá trị chiều cao tương đối trụ tháp khác Phương pháp nghiên cứu Để đạt mục tiêu trên, luận văn tập trung tính toán với số cầu treo dây văng cụ thể với đặc điểm thông qua việc sử dụng phần mềm MIDAS/CIVIL Kết đạt Qua trình nghiên cứu, luận văn rút quy luật ảnh hưởng chiều cao tương đối trụ tháp đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp đối xứng mặt phẳng dây tác dụng tónh tải hoạt tải Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan cầu treo dây văng Chương 2: Lý thuyết tính toán cầu dây văng Chương : Phân tích ảnh hưởng “chiều cao tương đối” trụ tháp đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp Chương : Kết luận kiến nghị MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẦU TREO DÂY VĂNG .1 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CẦU TREO DÂY VĂNG 1.2.1 Sơ đồ nhịp cầu treo dây văng .4 1.2.1.1 Cầu dây văng nhịp 1.2.1.2 Cầu dây văng nhịp 1.2.1.3 Cầu dây văng nhịp 1.2.1.4 Cầu dây văng nhiều nhịp 1.2.2 Sơ đồ phân bố dây treo .8 1.2.2.1 Sơ đồ dây đồng quy 1.2.2.2 Sơ đồ dây song song 1.2.2.3 Sơ đồ dây rẽ quạt 1.2.3 Số lượng dây – chiều dài khoang chiều dài nhịp 10 1.2.4 Số mặt phẳng dây 11 1.2.4.1 Sơ đồ mặt phẳng dây 11 1.2.4.2 Sơ đồ mặt phẳng dây 12 1.2.5 Dầm .13 1.2.6 Dây văng hệ neo 14 1.2.7 Tháp cầu 16 1.3 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP 19 1.3.1 Cầu Batman, Tasmania, UÙc, 1968 19 1.3.2 Cầu Oberkassel, Rhine, Đức 20 1.3.3 Cầu Maxau, Karlsruhe, Đức 20 1.3.4 Caàu Severinsbrucke, Cologne, Đức 21 1.4 GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 22 CHƯƠNG 2.1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẦU TREO DÂY VĂNG 23 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẦU DÂY VĂNG 23 2.1.1 Tổng quan 23 2.1.2 Phương pháp cổ điển 23 2.1.2.1 Phương pháp lực 23 2.1.2.2 2.1.3 2.2 Phương pháp chuyển vị 25 Phương pháp phần tử hữu hạn 26 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN T Ử HỮU H ẠN TRONG TÍNH TOÁN CẦU TREO DÂY VĂNG 30 2.2.1 Phần tử caùp .30 2.2.1.1 Quan niệm cáp phần tử chịu kéo 30 2.2.1.2 Quan niệm cáp phần tử có môđun đàn hồi tương đương 32 2.2.1.3 Quan niệm cáp phần tử dây mềm có mũi tên võng nhỏ 33 2.2.2 Phần tử dầm tháp 37 2.2.2.1 Ma trận biến dạng dọc trục 38 2.2.2.2 Ma traän biến dạng xoắn 38 2.2.2.3 Ma traän biến dạng uốn mặt phẳng xy 39 2.2.2.4 Biến dạng uốn mặt phẳng xz 41 2.3 ĐIỀU CHỈNH ỨNG SUẤT TRONG CẦU TREO DÂY VĂNG 42 2.3.1 Toång quan 42 2.3.2 Điều chỉnh cách căng kéo dây văng 42 2.4 TOÅNG QUAN VỀ MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐANG ĐƯC ÁP DỤNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY 45 2.4.1 Chương trình SAP 2000 .45 2.4.2 Chương trình STAAD.Pro 46 2.4.3 Chương trình RM-SPACEFRAME 47 2.4.4 Chương trình MIDAS/Civil 49 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG “CHIỀU CAO TƯƠNG ĐỐI” CỦA TRỤ THÁP ĐẾN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC TRONG CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP 51 3.1 CÁC TRƯỜNG HP KHẢO SÁT 51 3.1.1 Choïn lựa sơ đồ kết cấu, vật liệu, tiết diện tải trọng 51 3.1.1.1 Chọn lựa sơ đồ kết cấu 51 3.1.1.2 Chọn lựa vật liệu 54 3.1.1.3 Chọn lựa tiết diện 55 3.1.1.4 Chọn lựa tải trọng trường hợp đặt tải 57 3.1.2 Phương pháp tính toán kết cấu 58 3.1.2.1 Noäi dung phương pháp tính toán 58 3.1.2.2 Điều chỉnh nội lực 58 3.1.3 3.1.3.1 Mô hình hoá kết cấu 59 Dạng mô hình thiết lập ban đầu 59 3.1.3.2 Xaây dựng mô hình kết cấu trạng thái hoàn thành 60 3.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 61 3.3 GIỚI HẠN VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 64 3.4 NOÄI DUNG PHÂN TÍCH 64 3.4.1 Nội lực trụ tháp 65 3.4.1.1 Nội lực trụ tháp tónh tải gây 65 3.4.1.2 Nội lực trụ tháp hoạt tải gây 67 3.4.2 Noäi lực dầm chủ .70 3.4.2.1 Nội lực dầm chủ tónh tải gây 71 3.4.2.2 Noäi lực dầm chủ hoạt tải gây 77 3.4.3 Nội lực dây văng 84 3.4.3.1 Lực kéo dây văng tónh tải gây 84 3.4.3.2 Lực kéo dây văng hoạt tải gây 89 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 4.1 KẾT LUẬN 91 4.2 KIẾN NGHỊ 92 CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ CẦU TREO DÂY VĂNG LỊCH SỬ PHÁ T TRIỂN Cầu treo dây văng có lịch sử lâu đời Ý tưởng sử dụng dây cáp việc chống đỡ kết cấu nhịp cầu thật ý tưởng mới, mà loạt kiện ghi nhận cho thấy ý tưởng xuất từ lâu Ngay từ thời cổ đại, người Ai Cập áp dụng ý tưởng hệ thống dây cáp treo vào trụ thuyền buồm số vùng nhiệt đới, ngøi ta xây dựng cầu có dạng cầu treo dây văng, với dây thừng bện dây leo cột vào to hai bên bờ, nâng đỡ hệ mặt cầu làm đốt tre liên kết lại dây thừng Những kết cấu người xây dựng lúc có ý tưởng mang máng nguyên lý kỹ thuật cầu treo dây văng [2] Năm 1790, công trình sư người Pháp Poet đưa ý tưởng dùng hai tháp cầu hệ dây văng đỡ hệ mặt cầu cầu ba nhịp [1] Năm 1784, thợ mộc ngøi Đức, C.T Loescher, thiết kết cấu cầu treo dây văng hoàn toàn gỗ (hình 1.1) Hình 1.1: Cầu treo dây văng gỗ Loescher, 1784 Năm 1817, ý tưởng Poet thực Anh cầu cho người có nhịp dài 33,6m (hình 1.2) [2] Hình 1.2: Cầu dành cho người Anh, 1817 Kể từ đó, cầu treo dây văng bắt đầu đưa vào xây dựng nhiều nước giới đặc biệt nước phương Tây Cầu treo dây văng đại xây dựng Th Điển vào năm 1955, cầu Stromsund, nhà thầu Đức Và khoảng thời gian ngắn sau đó, từ năm 1955 đến năm 1974, có khoảng 60 cầu treo dây văng xây dựng toàn giới, có phần ba xây dựng nước Đức Sự phát triển nhanh chóng cầu treo dây văng chứng tỏ kết cấu dạng đáp ứng yêu cầu tiêu kinh tế, dễ dàng chế tạo, lắp dựng mỹ quan Cầu treo dây văng trở thành kết cấu áp rộng rãi khắp giới tương lai Với chiều dài nhịp 890m, cầu Tatara, Nhật Bản (hình 1.3) cầu treo dây văng có nhịp dài giới Hình 1.3: Cầu treo dây văng Tatara, Nhật Bản, 1999 Hình 3.20: Lực dọc dầm chủ hoạt tải Từ giá trị bảng 3.10 ta tính tỷ lệ thay đổi giá trị nội lực vị trí trường hợp chiều cao trụ tháp (từ H2 đến H8) so với trường hợp chiều cao trụ tháp ban đầu (ứng với trường hợp H1) Kết trình bày bảng 3.11 Bảng 3.11: Sự thay đổi nội lực dầm chủ hoạt tải Vị trí H2/H1 TH1-VT1 TH1-VT2 TH1-VT3 TH2-VT1 TH2-VT2 TH2-VT3 1,000 1,000 0,998 0,996 0,992 1,291 TH1-VT1 TH1-VT2 TH1-VT3 TH2-VT1 TH2-VT2 1,000 1,001 1,000 0,991 0,974 H3/H1 H4/H1 H5/H1 H6/H1 Sự thay đổi mômen uoán My max 1,001 1,001 1,001 1,001 1,002 1,002 1,002 1,002 0,964 0,965 0,967 0,968 0,996 0,997 0,997 0,998 0,993 0,994 0,994 0,995 1,244 1,198 1,158 1,125 Sự thay đổi mômen uốn My 1,002 1,002 1,002 1,002 1,007 1,007 1,007 1,007 1,004 1,004 1,003 1,003 0,992 0,993 0,994 0,995 0,978 0,980 0,983 0,985 80 H7/H1 H8/H1 1,001 1,002 0,970 0,998 0,995 0,960 1,001 1,002 0,971 0,998 0,996 0,948 1,002 1,007 1,002 0,995 0,985 1,002 1,007 1,002 0,995 0,986 TH2-VT3 0,987 0,989 TH1-VT1 TH1-VT2 TH1-VT3 TH2-VT1 TH2-VT2 TH2-VT3 1,000 1,000 1,000 0,999 0,999 1,007 1,000 1,000 1,001 0,999 0,999 1,006 TH1-VT1 TH1-VT2 TH1-VT3 TH2-VT1 TH2-VT2 TH2-VT3 0,863 0,856 0,847 0,864 0,860 0,856 0,759 0,748 0,736 0,761 0,755 0,748 0,990 0,992 Sự thay đổi lực cắt Fz 1,000 1,000 1,000 1,000 1,001 1,001 0,999 0,999 0,999 1,000 1,005 1,004 Sự thay đổi lực dọc Fx 0,677 0,612 0,664 0,598 0,650 0,583 0,680 0,614 0,672 0,606 0,664 0,597 0,992 0,989 0,990 1,000 1,000 1,000 0,999 1,000 1,004 1,000 1,000 1,000 0,999 1,000 1,008 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,008 0,558 0,543 0,528 0,560 0,552 0,543 0,513 0,498 0,483 0,515 0,507 0,497 0,474 0,459 0,445 0,477 0,468 0,459 Hình 3.21 thể tỷ lệ thay đổi giá trị mômen; hình 3.22 thể tỷ lệ thay đổi giá trị lực cắt; hình 3.23 thể tỷ lệ thay đổi giá trị lực nén dầm chủ vị trí hoạt tải gây hai trường hợp nhịp L=150m L=200m Hình 3.21.a: Sự thay đổi mômen max dầm chủ hoạt tải 81 Hình 3.21.b: Sự thay đổi mômen dầm chủ hoạt tải Hình 3.22: Sự thay đổi lực cắt dầm chủ hoạt tải 82 Hình 3.23: Sự thay đổi lực dọc dầm chủ hoạt tải b) Nhận xét Từ kết bảng 3.10 3.11, đồ thị vẽ, nhận thấy tác dụng hoạt tải đặt lệch nhịp, chiều cao trụ tháp thay đổi từ H1 đến H8 thay đổi nội lực trụ tháp sau: Về Momen tác dụng hoạt tải chiều cao trụ tháp tăng, giá trị momen vị trí VT1 VT2 không thay đổi Tại khu vực gần trụ tháp (vị trí VT3) momen max có giá trị bé nhất, vị trí VT1 có giá trị lớn Đoạn dầm gần trụ tháp chịu mômen dương nhịp mômen âm gối Tại vị trí VT3, giá trị mômen max giảm H tăng, H > 51m ứng với trường hợp H3, giá trị mômen max VT3 bắt đầu tăng lên nhỏ so với giá trị ban đầu (ứng với trường hợp H1) Tuy nhiên giá trị mômen max vị trí tương đối nhỏ, nên thay đổi xem không đáng kể Giá trị mômen vị trí 83 không thay đổi đáng kể trường hợp Giá trị mômen vị trí VT1 VT2 mang giá trị dương, vị trí VT3 mang giá trị âm, điều có nghóa phần phạm vi nhịp, đoạn dầm chịu mômen dương Giá trị mômen hoạt tải gây lớn giá trị mômen tónh tải gây ra, giá trị mômen max vị trí VT1 lớn 6,6 lần VT2 lớn 5,6 lần, giá trị mômen VT3 có giá trị lớn 3,4 lần; riêng giá trị mômen max VT3 lại bé lần Điều cho thấy hoạt tải ảnh hưởng đến giá trị mômen dầm chủ Về Lực cắt tác dụng hoạt tải, giá trị lực cắt vị trí VT1 nhỏ so với trường hợp tónh tải, VT2 VT3 lớn Khi chiều cao trụ tháp tăng, giá trị lực cắt vị trí không thay đổi Lực cắt vị trí VT1 có giá trị bé VT3 có giá trị lớn Về Lực dọc tác dụng hoạt tải, giá trị lực dọc dầm vị trí không thay đổi đáng kể so với giá trị lực dọc tónh tải gây dầm chủ Điều có nghóa hoạt tải không ảnh hưởng đáng kể lên lực dọc dầm chủ 3.4.3 Nội lực dây văng Dây văng cầu treo dây văng kết cấu chịu kéo, nên ta vào phân tích thay đổi lực kéo dây văng trường hợp (hình 3.24) Hình 3.24: Các dây văng xem xét phân tích 3.4.3.1 Lự c ké o dâ y vă n g tónh tả i gâ y a) Kết phân tích Kết lực kéo dây văng tónh tải gây trình bày bảng 3.12 thể đồ thị hình 3.25 84 Bảng 3.12: Nội lực dây văng tónh tải Lực kéo Fx (KN) H3 H4 H5 Dây văng TH1-DV1 H1 H2 H6 H7 H8 39.746 34.879 31.207 28.350 26.074 24.227 22.704 21.432 TH1-DV2 45.857 40.035 35.724 32.423 29.829 27.749 26.052 24.649 TH1-DV3 38.490 33.494 29.876 27.157 25.056 23.396 22.061 20.971 TH1-DV4 33.745 29.274 26.142 23.853 22.127 20.794 19.742 18.900 TH1-DV5 24.189 21.070 18.985 17.522 16.458 15.661 15.052 14.576 TH1-DV6 26.777 23.922 22.174 21.034 20.255 19.703 19.301 19.000 TH2-DV1 54.030 47.395 42.387 38.489 35.383 32.861 30.779 28.885 TH2-DV2 62.502 54.712 48.913 44.453 40.935 38.106 35.792 33.874 TH2-DV3 50.920 44.633 40.020 36.518 33.790 31.620 29.865 28.426 TH2-DV4 43.746 38.463 34.671 31.850 29.693 28.008 26.668 25.587 TH2-DV5 31.715 28.178 25.728 23.965 22.658 21.666 20.898 20.293 TH2-DV6 31.703 29.025 27.311 26.157 25.349 24.766 24.334 24.007 85 Hình 3.25: Giá trị lực kéo dây văng tónh tải 86 Từ giá trị bảng 3.12 ta tính tỷ lệ thay đổi lực kéo trường hợp chiều cao trụ tháp (từ H2 đến H8) so với trường hợp chiều cao trụ tháp ban đầu (ứng với trường hợp H1), kết trình bày bảng 3.13 Bảng 3.13: Sự thay đổi nội lực dây văng tónh tải Vị trí H2/H1 H3/H1 H4/H1 H5/H1 H6/H1 H7/H1 H8/H1 TH1-DV1 0,88 0,79 0,71 0,66 0,61 0,57 0,54 TH1-DV2 0,87 0,78 0,71 0,65 0,61 0,57 0,54 TH1-DV3 0,87 0,78 0,71 0,65 0,61 0,57 0,54 TH1-DV4 0,87 0,77 0,71 0,66 0,62 0,59 0,56 TH1-DV5 0,87 0,78 0,72 0,68 0,65 0,62 0,60 TH1-DV6 0,89 0,83 0,79 0,76 0,74 0,72 0,71 TH2-DV1 0,88 0,78 0,71 0,65 0,61 0,57 0,53 TH2-DV2 0,88 0,78 0,71 0,65 0,61 0,57 0,54 TH2-DV3 0,88 0,79 0,72 0,66 0,62 0,59 0,56 TH2-DV4 0,88 0,79 0,73 0,68 0,64 0,61 0,58 TH2-DV5 0,89 0,81 0,76 0,71 0,68 0,66 0,64 TH2-DV6 0,92 0,86 0,83 0,80 0,78 0,77 0,76 87 Tỷ lệ thay đổi giá trị lựïckéùo dây văê ng tónh tải 0,95 0,90 0,85 åi o ñ ya th äte lû y T 0,80 TH1-DV1 TH1-DV2 0,75 TH1-DV3 TH1-DV4 TH1-DV5 0,70 TH1-DV6 TH2-DV1 0,65 TH2-DV2 TH2-DV3 TH2-DV4 0,60 TH2-DV5 TH2-DV6 0,55 0,50 H2/H1 H3/H1 H4/H1 H5/H1 H6/H1 H7/H1 H8/H1 Hình 3.26: Sự thay đổi lực kéo dây văng tónh tải 88 b) Nhận xét Từ kết tổng hợp bảng 3.12 3.13, hình từ 3.25 3.26, nhận thấy tác dụng tónh tải, chiều cao phần trụ tháp thay đổi từ H1 đến H8 thay đổi lực kéo dây văng sau: chiều cao trụ tháp tăng giá trị lực kéo dây văng giảm đáng kể Trong dây văng có góc xiên nhỏ (DV1, DV2, DV3, DV4) giảm nhiều hơn; dây văng gần trụ tháp thay đổi với tốc độ nhỏ Lực kéo dây văng xa trụ tháp (có góc xiên nhỏ hơn) có giá trị lớn dây văng gần trụ tháp (có góc xiên lớn hơn), giá trị lực kéo dây văng DV2 có giá trị lớn 3.4.3.2 Lự c ké o dâ y vă n g hoạ t tả i gâ y a) Kết phân tích Kết lực kéo dây văng hoạt tải gây trình bày bảng 3.13 thể hình 3.27 Bảng 3.13: Nội lực dây văng hoạt tải Dây văng TH1-DV1 H1 39.746 H2 34.879 Lực kéo Fx (KN) H3 H4 H5 31.207 28.350 26.074 TH1-DV2 45.857 40.035 35.724 32.423 29.829 27.749 26.052 24.649 TH1-DV3 38.490 33.494 29.876 27.157 25.056 23.396 22.061 20.971 TH1-DV4 33.746 29.276 26.142 23.853 22.127 20.794 19.742 18.900 TH1-DV5 24.205 21.085 18.985 17.522 16.458 15.661 15.052 14.576 TH1-DV6 26.795 23.931 22.174 21.034 20.255 19.703 19.301 19.000 TH2-DV1 54.030 47.395 42.387 38.489 35.383 32.861 30.779 28.885 TH2-DV2 62.502 54.712 48.913 44.453 40.935 38.106 35.792 33.874 TH2-DV3 50.920 44.633 40.020 36.518 33.790 31.620 29.865 28.426 TH2-DV4 43.746 38.470 34.676 31.854 29.696 28.011 26.668 25.587 TH2-DV5 31.715 28.267 25.800 24.023 22.706 21.706 20.906 20.300 TH2-DV6 31.703 29.042 27.320 26.163 25.353 24.769 24.402 24.069 89 H6 24.227 H7 22.704 H8 21.432 b) Nhaän xét So sánh số liệu bảng 3.13 hình 3.27 ta thấy tác dụng hoạt tải, giá trị lực kéo dây văng không thay đổi so với giá trị tónh tải gây ra, hay nói cách khác hoạt tải không ảnh hưỏng đáng kể đến giá trị lực kéo dây văng 90 CHƯƠNG 4.1 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾ T LUẬ N Từ kết nghiên cứu, tác giả rút kết luận sau ảnh hưởng chiều cao trụ tháp đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp đối xứng: Về lực kéo dây văng, tác dụng tónh tải chiều cao tương đối trụ tháp so với chiều dài nhịp tăng từ 0,26 lên 0,54 lực kéo dây văng giảm trung bình từ 8% đến 47%,, lực kéo dây văng xa trụ tháp thay đổi nhiều dây văng gần trụ tháp Hoạt tải ảnh hưởng không đáng kể đến lực kéo dây văng Về nội lực dầm chủ, tác dụng tónh tải, chiều cao tương đối trụ tháp tăng từ 0,26 lên 0,54 lực nén dầm chủ giảm từ 14% đến 54% khu vực gần trụ tháp khu vực có thay đổi nhiều hơn; giá trị lực cắt không thay đổi; mômen vị trí không thay đổi (trong khoảng 0,2% đến 1%) Dưới tác dụng hoạt tải đặt lệch nhịp, lực cắt dầm chủ vị trí không thay đổi đáng kể (0,1% – 0,8%); lực nén không thay đổi so với tác dụng tónh tải, có nghóa giảm từ 14% đến 54% chiều cao tương đối trụ tháp tăng từ 0,26 đến 0,54; mômen vị trí nhịp không thay đổi đáng kể (0.1% – 0.7%) So với tác dụng tónh tải, giá trị mômen max vị trí nhịp tăng, vị trí gần trụ tháp giảm Giá trị mômen vị trí nhịp mang dấu dương lớn giá trị tuyệt đối, vị trí gần trụ tháp giá trị lớn Nói chung chiều cao trụ tháp tăng, mômen dầm chủ thay đổi không đáng kể Về nội lực trụ tháp, tác dụng tónh tải, chiều cao tương đối trụ tháp tăng từ 0,26 đến 0,54 lực dọc trụ tháp có tăng lên với lượng không đáng kể (0,1% – 1,7%) Sự gia tăng trọng lượng thân trụ tháp 91 Dưới tác dụng hoạt tải đặt lệch nhịp, giá trị lực nén trụ tháp không thay đổi chiều cao tương đối trụ tháp tăng 4.2 KIẾ N NGHỊ VỀ HƯỚ N G NGHIÊ N CỨ U TIẾ P THEO Trong phạm vi khuôn khổ đề tài, nghiên cứu tính toán loại cầu treo dây văng hai nhịp đối xứng với sơ đồ dây bố trí rẽ quạt, với thông số mặt cắt ngang dầm chủ, dây văng trụ tháp không thay đổi Muốn có kết luận tổng quát ảnh hưởng chiều cao trụ tháp đến nội lực cầu treo dây văng cần nghiên cứu tính toán so sánh thêm cho trường hợp khác loại khổ cầu; loại trụ tháp; loại mặt cắt ngang dầm; sơ đồ bố trí dây; khoảng cách dây dầm chủ trụ tháp; kiểu liên kết dầm chủ trụ tháp, có bố trí trụ neo hay trụ neo… 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Đình Tâm, Phạm Duy Hòa Cầu dây văng NXB Khoa học Kỹ thuật, 2000 Lều Thọ Trình Cách tính hệ treo theo sơ đồ biến dạng NXB Khoa học kỹ thuật, 1985 Ngô Đăng Quang Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Trọng Nghóa Mô hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập NXB xây dựng, 2005 Ngô Đăng Quang Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Trọng Nghóa Mô hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập NXB xây dựng, 2005 MIDAS IT Analysis Reference MIDAS/CIVIL, 2005 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 Chu Quốc Thắng Phương pháp phần tử hữu hạn NXB Khoa học Kỹ thuật, 1997 M.S Troitsky Cable stayed bridges Theory and Design, London 1977 Reneù Walther, Bernard Houriet, Walmar Isler, Pierre Moia Cable stayed bridges Lon don, 1985 93 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC I TÓM TẮT - Họ tên: Vũ Quang Diệu - Phái: Nam - Sinh ngày : 06/01/1980 - Nơi sinh : TP Hồ Chí Minh II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC - Nhà riêng: 07 Trần Hưng Đạo P Hiệp Phú Quận 9, TP.HCM Điện thoại: 0906980777 - Cơ quan : Ủy ban nhân dân phường Phước Long A Quận TP.HCM 94 Nam Hòa phường Phước Long A Quận TP.HCM Điện thoại: (08) 8978010 III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Năm 1998 – 2004 : Sinh viên trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh Tốt nghiệp đại học : năm 2004 Hệ: Chính quy Trường : Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh Chuyên ngành : kỹ thuật xây dựng Năm 2005 : Trúng tuyển cao học Niên Khóa 2005-2007 Mã số học viên : 00105006 IV QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC - Năm 2004 – 2005 : cơng tác Công ty CP Tư vấn xây dựng Bách Khoa - Năm 2005 – đến : Công chức Địa – Xây dựng Ủy ban nhân phường Phước Long A Quận TP HCM 94 ... TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG “CHIỀU CAO TƯƠNG ĐỐI” CỦA TRỤ THÁP ĐẾN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC TRONG CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHỊP NHIỆM VÀ NỘI DUNG: 2.1 Nhiệm vụ: Nghiên cứu ảnh hưởng ? ?Chiều cao tương đối? ?? trụ. .. Chương 1: Tổng quan cầu treo dây văng Chương 2: Lý thuyết tính toán cầu dây văng Chương : Phân tích ảnh hưởng ? ?chiều cao tương đối? ?? trụ tháp đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp Chương... trụ tháp đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp 2.2 Nội dung: Chương 1: Tổng quan Cầu treo dây văng Chương 2: Lý thuyết tính tốn Cầu treo dây văng Chương 3: Phân tích ảnh hưởng ? ?Chiều cao