Phân tích ảnh hưởng trụ phụ đến phân bố nội lực và biến dạng trong cầu dây văng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI TRƯƠNG NGUYÊN PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG TRỤ PHỤ ĐẾN PHÂN BỐ NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG TRONG CẦU DÂY VĂNG CHUYÊN NGÀNH : XÂY DỰNG CẦU, HẦM Mà SỐ NGÀNH 605825 : LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2009   -1- 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 Đặng Đăng Tùng Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm -2- TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHIà VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 01 tháng 08 năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : BÙI TRƯƠNG NGUYÊN Phái : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 07/05/1982 Nơi sinh :Quảng Nam Chuyên ngành : Xây dựng cầu, hầm MSHV : 03807745 1- TÊN ĐỀ TÀI: “Phân tích ảnh hưởng trụ phụ đến phân bố nội lực biến dạng cầu dây văng” 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Thơng qua phân tích sơ đồ cầu, tìm ảnh hưởng vị trí trụ phụ với nội lực biến dạng cầu dây văng, đồng thời qua xác định vị trí hợp lý trụ phụ cho nội lực biến dạng cầu nhỏ 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS ĐẶNG ĐĂNG TÙNG Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS ĐẶNG ĐĂNG TÙNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH -3- LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian ngắn thầy cô giảng dạy truyền đạt nhiều kiến thức kinh nghiệm bổ ích chun mơn kiến thức xã hội, điều giúp ích lớn cho thân công việc, học tập Nay hết khóa học thân thực luận văn tốt nghiệp Cao học, xin chân thành cảm ơn tất quý thầy cô khoa Kỹ thuật Xây dựng, môn Cầu Đường, đặc biệt TS Đặng Đăng Tùng, giáo viên hướng dẫn thực luận văn TS Phùng Mạnh Tiến, tận tình hướng dẫn cho tơi q trình thực luận văn tốt nghiệp Qua tơi xin cảm ơn gia đình, tất bạn bè, đồng nghiệp quan công tác tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn! Học viên thực Bùi Trương Nguyên -4- TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong năm gần đây, với phát triển xã hội, ngành giao thông vận tải phát triển mạnh mẽ Do đó, hàng loạt cơng trình cầu đường xây dựng Để liên tục hóa tuyến đường qua thung lũng lớn, hay qua biển, sơng hồ, … địi hỏi phải xây dựng cầu có độ lớn, nhịp cầu dài đến hàng trăm mét, chí vài kilomet Tuy nhiên, để xây dựng cầu có chiều dài nhịp lớn vậy, cầu treo thích hợp Với cầu treo dây võng, vượt nhịp lớn, khối lượng cầu đồ sộ, đặc biệt tháp cầu mố neo có cấu tạo phức tạp, giá thành cơng trình lớn Trong cầu treo dây văng vượt nhịp lớn (có thể >1000m), khối lượng giá thành thấp cầu treo dây võng, giới cầu dây văng phát triển mạnh mẽ Vấn đề cần quan tâm cầu dây văng làm cách để tối ưu kích thước phận cấu tạo cầu (dầm chính, trụ tháp, dây văng ) mà cầu đảm bảo khả chịu lực cầu Hiện có số đề tài nghiên cứu vấn đề như: - Nghiên cứu ảnh hưởng trụ tháp chiều dài khoang dầm đến nội lực cầu dây văng - Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng dầm đến phân bố nội lực cầu dây văng mặt phẳng dây - Nghiên cứu ảnh hưởng chiều cao trụ tháp đến phân bố nội lực cầu dây văng nhịp mặt phẳng dây Ngồi ra, cịn có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phân bố nội lực cầu treo dây văng Một số yếu tố việc bố trí trụ phụ (trụ neo phụ) nhịp biên cầu dây văng, trụ neo phụ có tác dụng: - Giảm moment uốn khoang gần trụ neo - Giảm moment uốn độ võng cầu - Giảm lực nén (dây bị chùng) dây - Có khả chịu phản lực âm nhịp biên -5- - Tăng thêm độ cứng hệ - Thi công cầu thuận lợi Việc bố trí trụ neo phụ có nhiều cách, bố trí hay nhiều trụ neo phụ cho nhịp biên cầu, nhiên số lượng trụ ảnh hưởng đến tốn kinh tế cầu Chính vai trò quan trọng trụ phụ, thân chọn đề tài cho luận văn “phân tích ảnh hưởng trụ phụ đến phân bố nội lực biến dạng cầu dây văng” Nội dung luận văn bao gồm vấn đề sau: - Tổng quan cầu dây văng: giới thiệu lịch sử phát triển cầu dây văng giới Việt Nam - Các đặc điểm cầu dây văng: trình bày sơ đồ hình thái dây văng, sơ đồ phân bố dây, số mặt phẳng dây, chiều dài khoang dầm, hệ liên kết cầu, cấu tạo dây văng… - Cơ sở lý thuyết tính tốn cầu dây văng: nêu lên phương pháp phổ biến áp dụng để tính tốn phương pháp lực, phương pháp chuyển vị, phương pháp phần tử hữu hạn - Phân tích ảnh hưởng trụ phụ đến phân bố nội lực biến dạng cầu dây văng: hạn chế thời gian thực đề tài, tập trung nghiên cứu đối tượng sau: • Cầu dây văng mặt phẳng dây • Sơ đồ dây hình rẽ quạt • Dầm hộp bêtơng cốt thép dự ứng lực • Trụ tháp hình chữ H • Các sơ đồ tiến hành phân tích: 174m + 400m + 174m, 196m + 450m + 196m, 217m + 500m + 217m • Nhịp biên có trụ phụ, di chuyển vị trí trụ phụ phạm vi (0 ~ 1/2 nhịp biên) xét ảnh hưởng vị trí phân bố nội lực biến dạng cầu -6- • Nội lực tiến hành phân tích nội dung đề tài chủ yếu lực dọc Fx dầm chủ, moment uốn My dầm chủ, moment xoắn Mx dầm chủ, moment xoắn Mx trụ tháp, moment uốn My, Mz trụ tháp, lực căng dây văng, chuyển vị Dz dầm chủ - Kết luận kiến nghị: từ kết phân tích sơ đồ cầu rút nhận xét kết luận, đồng thời kiến nghị số vấn đề mà luận văn chưa thể hướng nghiên cứu tới -7- MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CẦU DÂY VĂNG 10  1.1.  LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẦU DÂY VĂNG TRÊN THẾ GIỚI: .10  1.2.  LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẦU DÂY VĂNG Ở VIỆT NAM: 19  CHƯƠNG II: CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA CẦU TREO DÂY VĂNG .23  2.1.  SƠ ĐỒ VÀ HÌNH THÁI CẦU DÂY VĂNG: 23  2.1.1.  Cầu dây văng nhịp: 23  2.1.2.  Cầu dây văng nhịp: 24  2.2.3.  Cầu dây văng nhịp: 25  2.2.4.  Cầu dây văng nhiều nhịp: .25  2.2.  SƠ ĐỒ VÀ SỰ PHÂN BỐ DÂY: .25  2.2.1.  Sơ đồ dây đồng quy: .25  2.2.2.  Sơ đồ dây song song: 26  2.2.3.  Sơ đồ dây hình rẽ quạt: 27  2.3.  SỐ MẶT PHẲNG DÂY: 28  2.4.  SỐ LƯỢNG DÂY, CHIỀU DÀI KHOANG VÀ CHIỀU DÀI NHỊP: .28  2.4.1.  Dây – khoang lớn: .29  2.4.2.  Dây nhiều – khoang nhỏ: 29  2.5.  HỆ LIÊN KẾT TRONG CẦU DÂY VĂNG: .29  2.5.1.  Hệ tự neo: 29  2.5.3.  Dầm chủ liên tục qua trụ neo: .30  2.6.  CẤU TẠO CẦU DÂY VĂNG: 30  2.6.1.  Dầm chủ: .30  -8- 2.6.2.  Tháp cầu: .32  2.6.3.  Dây văng: 35  CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CẦU DÂY VĂNG 36  3.1.  PHƯƠNG PHÁP LỰC: .36  3.2.  PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN VỊ: 37  3.3.  PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN: 38  CHƯƠNG IV: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA TRỤ PHỤ ĐẾN NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG TRONG CẦU DÂY VĂNG 42  4.1.  CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU: .42  4.1.1.  Phạm vi nghiên cứu: .42  4.1.2.  Thông số hình học cầu: 43 4.1.3 Thơng số vật liệu, mơ hình hóa tải trọng phân tích: 53 4.2.  CÁC KẾT QUẢ TÍNH TỐN: 52  4.2.1.  SƠ ĐỒ CẦU 174m + 400m + 174m: 52  4.2.1.1.  Lực dọc dầm Fx: .52  4.2.1.2.  Moment xoắn dầm chủ Mx: 60  4.2.1.3.  Moment uốn dầm chủ My : 63  4.2.1.4.  Moment xoắn trụ tháp: 77  4.2.1.5.  Moment uốn trụ tháp My: .80  4.2.1.6.  Moment uốn trụ tháp Mz: .82  4.2.1.7.  Lực căng dây văng: 85  4.2.1.8.  Chuyển vị dầm: 89  Ö  Kết luận sơ đồ cầu 174m + 400m + 174m: 94  4.2.2.  SƠ ĐỒ CẦU 196m + 450m + 196m: 98  -9- 4.2.2.1.  Moment uốn dầm chủ My : 98  4.2.2.2.  Moment uốn trụ tháp Mz: .110  4.2.2.3.  Lực căng dây văng: 112  4.2.2.4.  Chuyển vị dầm: 115  Ö  Kết luận sơ đồ cầu 196m + 450m + 196m: 120  4.2.3.  SƠ ĐỒ CẦU 217m + 500m + 217m: 124  4.2.3.1.  Moment uốn dầm chủ My : 124  4.2.3.2.  Moment uốn trụ tháp Mz: .135  4.2.3.3.  Lực căng dây văng: 138  4.2.3.4.  Chuyển vị dầm: 141  Ö  Kết luận sơ đồ cầu 217m + 500m + 217m: 146  CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 149  5.1.  KẾT LUẬN: 149  5.2.  KIẾN NGHỊ: 151  TÀI LIỆU THAM KHẢO 153  TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC .154  -140- Bảng 4.63 Lực căng dây nhịp (tĩnh tải + hoạt tải) Vị trí trụ neo phụ tính Lực căng dây nhịp từ đầu nhịp biên (m) (kN) Tỉ lệ thay đổi 5671.71 100.00% 5629.49 99.26% 5617.87 99.05% 5610.58 98.92% 5604.99 98.82% 5598.31 98.71% 5596.74 98.68% 5580.45 98.39% 5593.53 98.62% 5592.79 98.61% 100 ≈ (1/2.2)Lb 5594.16 98.63% 108 ≈ (1/2.0)Lb 5595.14 98.65% 116 ≈ (1/1.9)Lb 5601.45 98.76% 28 ≈ (1/7.8)Lb 36 ≈ (1/6.0)Lb 44 ≈ (1/4.9)Lb 52 ≈ (1/4.2)Lb 60 ≈ (1/3.6)Lb 68 ≈ (1/3.2)Lb 76 ≈ (1/2.9)Lb 84 ≈ (1/2.6)Lb 92 ≈ (1/2.4)Lb Nhận xét: Khi có trụ neo phụ, giá trị lực căng dây lớn nhịp biên nhịp có xu hướng giảm, nhiên giá trị thay đổi không đáng kể (khoảng 88% 100% so với khơng có trụ neo phụ), giá trị lực căng dây văng lớn nhịp biên nằm dây neo vào đầu nhịp biên, nhịp giá trị lực căng dây lớn dây nhịp Hình 4.37 Lực căng dây -141- 4.2.3.4 Chuyển vị dầm: ™ Trường hợp tĩnh tải: Bảng 4.64 Chuyển vị nhịp biên (tĩnh tải) Vị trí trụ neo phụ (m) Chuyển vị nhịp biên (mm) Tỉ lệ thay đổi Chuyển vị lên Chuyển vị xuống Chuyển vị lên Chuyển vị xuống 10.000 -12.588 100.00% 100.00% 28 ≈ (1/7.8)Lb 10.000 -12.588 100.00% 100.00% 36 ≈ (1/6.0)Lb 10.000 -12.584 100.00% 99.97% 44 ≈ (1/4.9)Lb 10.000 -12.530 100.00% 99.54% 52 ≈ (1/4.2)Lb 10.000 -12.577 100.00% 99.92% 60 ≈ (1/3.6)Lb 10.000 -12.584 100.00% 99.97% 68 ≈ (1/3.2)Lb 10.000 -12.589 100.00% 100.01% 76 ≈ (1/2.9)Lb 10.000 -12.597 100.00% 100.07% 84 ≈ (1/2.6)Lb 10.000 -12.600 100.00% 100.10% 92 ≈ (1/2.4)Lb 10.002 -12.604 100.01% 100.13% 100 ≈ (1/2.2)Lb 10.000 -12.607 100.00% 100.15% 108 ≈ (1/2.0)Lb 10.000 -12.611 100.00% 100.18% 116 ≈ (1/1.9)Lb 10.000 -12.611 100.00% 100.18% Bảng 4.65 Chuyển vị nhịp (tĩnh tải) Vị trí trụ neo phụ (m) Chuyển vị nhịp biên (mm) Tỉ lệ thay đổi Chuyển vị lên Chuyển vị xuống Chuyển vị lên Chuyển vị xuống 10.000 -10.000 100.00% 100.00% 28 ≈ (1/7.8)Lb 10.000 -10.000 100.00% 100.00% 36 ≈ (1/6.0)Lb 10.000 -10.000 100.00% 100.00% 44 ≈ (1/4.9)Lb 10.000 -10.000 100.00% 100.00% 52 ≈ (1/4.2)Lb 9.948 -10.018 99.49% 100.18% 60 ≈ (1/3.6)Lb 10.000 -10.000 100.00% 100.00% 68 ≈ (1/3.2)Lb 9.973 -10.002 99.74% 100.02% -142- 76 ≈ (1/2.9)Lb 9.821 -8.914 98.21% 89.14% 84 ≈ (1/2.6)Lb 10.000 -10.000 100.00% 100.00% 92 ≈ (1/2.4)Lb 9.992 -10.013 99.92% 100.13% 100 ≈ (1/2.2)Lb 10.001 -10.001 100.01% 100.01% 108 ≈ (1/2.0)Lb 9.999 -10.001 100.00% 100.00% 116 ≈ (1/1.9)Lb 9.951 -10.001 99.51% 100.00% Nhận xét (tĩnh tải): Khi có trụ neo phụ, chuyển vị dầm chủ tĩnh tải gây có xu hướng giảm đi, nhiên giá trị giảm không đáng kể so với trụ neo phụ ™ Trường hợp tĩnh tải + hoạt tải: Vị trí trụ neo phụ (m) Bảng 4.66 Chuyển vị nhịp biên (tĩnh tải + hoạt tải) Chuyển vị nhịp biên (mm) Tỉ lệ thay đổi Chuyển vị lên Chuyển vị xuống Chuyển vị lên Chuyển vị xuống 204.42 -264.49 100.00% 100.00% 28 ≈ (1/7.8)Lb 108.71 -149.77 53.18% 56.63% 36 ≈ (1/6.0)Lb 96.00 -135.24 46.96% 51.13% 44 ≈ (1/4.9)Lb 83.16 -122.69 40.68% 46.39% 52 ≈ (1/4.2)Lb 80.60 -104.94 39.43% 39.67% 60 ≈ (1/3.6)Lb 74.38 -92.62 36.39% 35.02% 68 ≈ (1/3.2)Lb 67.97 -81.37 33.25% 30.77% 76 ≈ (1/2.9)Lb 61.93 -71.84 30.30% 27.16% 84 ≈ (1/2.6)Lb 56.93 -61.58 27.85% 23.28% 92 ≈ (1/2.4)Lb 51.38 -53.52 25.13% 20.23% 100 ≈ (1/2.2)Lb 52.49 -63.51 25.68% 24.01% 108 ≈ (1/2.0)Lb 60.58 -81.50 29.63% 30.81% 116 ≈ (1/1.9)Lb 67.69 -105.55 33.11% 39.91% -143- Biểu đồ 4.56 Chuyển vị lên nhịp biên (tĩnh tải + hoạt tải) CHUYEN VI LEN 250.00 Chuyen vi (mm) 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 20 40 60 80 100 120 140 Vi tri tru neo phu (m) Biểu đồ 4.57 Chuyển vị xuống nhịp biên (tĩnh tải + hoạt tải) CHUYEN VI XUONG 20 40 60 80 100 0.00 Chuyen vi (mm) -50.00 -100.00 -150.00 -200.00 -250.00 -300.00 Vi tri tru neo phu (m) 120 140 -144- Bảng 4.67 Chuyển vị nhịp (tĩnh tải + hoạt tải) Chuyển vị nhịp (mm) Vị trí trụ neo phụ (m) Tỉ lệ thay đổi Chuyển vị lên Chuyển vị xuống Chuyển vị lên Chuyển vị xuống 191.98 -630.98 100.00% 100.00% 28 ≈ (1/7.8)Lb 99.37 -540.32 51.76% 85.63% 36 ≈ (1/6.0)Lb 86.81 -527.88 45.22% 83.66% 44 ≈ (1/4.9)Lb 68.26 -512.84 35.56% 81.28% 52 ≈ (1/4.2)Lb 67.78 -509.48 35.31% 80.74% 60 ≈ (1/3.6)Lb 60.47 -502.56 31.50% 79.65% 68 ≈ (1/3.2)Lb 54.38 -497.04 28.33% 78.77% 76 ≈ (1/2.9)Lb 42.75 -481.10 22.27% 76.25% 84 ≈ (1/2.6)Lb 46.44 -490.61 24.19% 77.75% 92 ≈ (1/2.4)Lb 44.80 -490.05 23.34% 77.66% 100 ≈ (1/2.2)Lb 47.31 -491.38 24.64% 77.88% 108 ≈ (1/2.0)Lb 52.05 -494.69 27.11% 78.40% 116 ≈ (1/1.9)Lb 58.54 -499.79 30.49% 79.21% Biểu đồ 4.58 Chuyển vị lên nhịp (tĩnh tải + hoạt tải) CHUYEN VI LEN 250.00 Chuyen vi (mm) 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 20 40 60 80 100 Vi tri tru neo phu (m) 120 140 -145- Biểu đồ 4.59 Chuyển vị xuống nhịp (tĩnh tải + hoạt tải) CHUYEN VI XUONG 20 40 60 80 100 120 140 -350.00 Chuyen vi (mm) -400.00 -450.00 -500.00 -550.00 -600.00 -650.00 Vi tri tru neo phu (m) Nhận xét (tĩnh tải + hoạt tải): Khi có trụ neo phụ, chuyển vị dầm chủ tĩnh tải + họat tải gây có xu hướng giảm đáng kể: - Nhịp biên: trụ neo phụ vị trí X=92m (1/2.4Lb) giá trị độ võng cịn 20.23%, độ vồng ngược 25.13% - Nhịp giữa: trụ neo phụ vị trí X=76m (1/2.9Lb) giá trị độ võng 76.25% độ vồng ngược cịn 22.27% Hình 4.38 Độ vồng ngược dầm chủ -146- Hình 4.39 Độ võng dầm chủ Ư Kết luận sơ đồ cầu 217m + 500m + 217m: Với trường hợp phân tích sơ đồ cầu này, để đơn giản học viên giá trị lực dọc dầm, moment xoắn dầm chủ, moment trụ tháp trường hợp vị trí trụ neo phụ, nhiên thay đổi nội lực cầu trình bày tóm tắt sau: Lực dọc dầm: có giảm so với khơng có trụ neo phụ độ biến thiên không đáng kể Moment xoắn dầm: có giảm so với khơng có trụ neo phụ độ biến thiên không đáng kể Moment uốn My, moment xoắn trụ tháp: thay đổi không đáng kể Moment uốn Mz trụ tháp: xét tĩnh tải giá trị khơng thay đổi đáng kể Giá trị lớn moment Mz xuất vị trí chân trụ tháp Lực căng dây văng: giá trị lực căng dây lớn có xu hướng giảm thay đổi không đáng kể, giá trị lớn xuất vị trí dây văng đầu nhịp biên Ứng với sơ đồ vị trí trụ phụ tiến hành điều chỉnh lại lực căng dây, khống chế lại giá trị chuyển vị dầm, giá trị chuyển vị dầm chủ moment dương nhịp biên thay đổi không đáng kể xét tĩnh tải Moment uốn My nhịp dầm chủ có xu hướng giảm so với khơng có trụ neo phụ, nhiên thay đổi khơng đáng kể Chuyển vị dầm chủ moment dương nhịp biên xét thêm hoạt tải có thay đổi lớn, bên cạnh moment âm nhịp biên thay đổi -147- trường hợp tĩnh tải tĩnh tải + hoạt tải, cụ thể ứng với vị trí trụ neo phụ (X) ta có: - Trường hợp xét tĩnh tải: + X = (1/6 ~ 1/5)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 67.37% ~ 84.49% + X = (1/5 ~ 1/4)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 62.37% ~ 67.37% + X = (1/4 ~ 1/3)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 61.60% ~ 62.37% + X = (1/3 ~ 1/2)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 66.52%~ 91.80% + X >1/2Lb : Moment âm nhịp biên có xu hướng tăng dần giá trị tiến gần đến trường khơng có trụ neo phụ Ỵ Khi trụ neo phụ nằm khoảng 1/2.9Lb thì giá trị moment âm nhịp biên đạt giá trị nhỏ nhất, giảm 61.60% so với khơng có trụ phụ - Trường hợp xét tĩnh tải + hoạt tải: + X = (1/6 ~ 1/5)Lb: Moment âm nhịp biên giảm : 68.25% ~ 79.94% Moment dương nhịp biên giảm : 56.43% ~ 62.42% Độ võng nhịp biên giảm : 46.39% ~ 51.13% Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 40.68% ~ 46.96% Độ võng nhịp giảm : 81.28% ~ 83.66% Độ vồng ngược nhịp giảm : 35.56% ~ 45.22% + X = (1/5 ~ 1/4)Lb : Moment âm nhịp biên giảm : 55.68% ~ 68.25% Moment dương nhịp biên giảm : 56.28% ~ 56.43% Độ võng nhịp biên giảm : 39.67% ~ 46.39% Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 39.43% ~ 40.68% Độ võng nhịp giảm : 80.74% ~ 81.28% Độ vồng ngược nhịp giảm : 35.31% ~ 35.56% + X = (1/4 ~ 1/3)Lb : -148- Moment âm nhịp biên giảm : 54.34% ~ 56.39% Moment dương nhịp biên giảm : 51.61% ~ 56.28% Độ võng nhịp biên giảm : 27.16% ~ 39.67% Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 30.30% ~ 39.43% Độ võng nhịp giảm : 76.25% ~ 80.74% Độ vồng ngược nhịp giảm : 22.27% ~ 35.31% + X = (1/3 ~ 1/2)Lb : Moment âm nhịp biên giảm : 56.39% ~ 78.45% Moment dương nhịp biên giảm : 51.61% ~ 77.32% Độ võng nhịp biên giảm : 20.23% ~ 30.81% Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 25.13% ~ 30.30% Độ võng nhịp giảm : 76.25% ~ 78.40% Độ vồng ngược nhịp giảm : 22.27% ~ 27.11% + X >1/2Lb: Các giá trị chuyển vị moment uốn dầm chủ có xu hướng tăng dần giá trị tiến gần đến trường hợp khơng có trụ neo phụ Î Khi X = (1/4 ~ 1/3)Lb moment uốn nhịp biên nhỏ (giảm 1/2 lần so với chưa có trụ neo phụ) Ỵ Khi X = (1/3 ~ 1/2)Lb chuyển vị dầm chủ nhỏ - Giá trị moment âm lớn nhịp biên vị trí khoang dầm đầu nhịp giá trị lớn moment dương nhịp biên vị trí khoang dầm gần trụ tháp Trong đó, moment âm lớn nhịp vị trí khoang gần nhịp moment dương lớn xuất nhịp - Khi xét tĩnh tải + hoạt tải moment âm lớn dầm chủ xuất vị trí trụ tháp -149- CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN: Sau phân tích sơ đồ cầu, bố trí thêm trụ neo phụ vào nhịp biên di chuyển vị trí trụ phụ, ta rút số kết luận sau: Lực dọc dầm: có giảm so với khơng có trụ neo phụ độ biến thiên không đáng kể Moment xoắn dầm: có giảm so với khơng có trụ neo phụ độ biến thiên không đáng kể Moment uốn My, moment xoắn trụ tháp: thay đổi không đáng kể Moment uốn Mz trụ tháp: xét tĩnh tải giá trị khơng thay đổi đáng kể Giá trị lớn moment Mz xuất vị trí chân trụ tháp Lực căng dây văng: giá trị lực căng dây lớn có xu hướng giảm thay đổi không đáng kể, giá trị lớn xuất vị trí dây văng đầu nhịp biên Ứng với sơ đồ vị trí trụ phụ tiến hành điều chỉnh lại lực căng dây, khống chế lại giá trị chuyển vị dầm, giá trị chuyển vị dầm chủ moment dương nhịp biên thay đổi không đáng kể xét tĩnh tải Moment uốn My nhịp dầm chủ có xu hướng giảm so với khơng có trụ neo phụ, nhiên thay đổi khơng đáng kể Chuyển vị dầm chủ moment dương nhịp biên xét thêm hoạt tải có thay đổi lớn, bên cạnh moment âm nhịp biên thay đổi trường hợp tĩnh tải tĩnh tải + hoạt tải, cụ thể ứng với vị trí trụ neo phụ (X) ta có: - Trường hợp xét tĩnh tải: + X = (1/6 ~ 1/5)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 67.37% ~ 84.49% -150- + X = (1/5 ~ 1/4)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 62.37% ~ 82.49% + X = (1/4 ~ 1/3)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 61.60% ~ 68.13% + X = (1/3 ~ 1/2)Lb : Moment âm nhịp biên giảm 64.47%~ 93.81% - Trường hợp xét tĩnh tải + hoạt tải: + X = (1/6 ~ 1/5)Lb: Moment âm nhịp biên giảm : 68.25% ~ 88.49% Moment dương nhịp biên giảm : 56.43% ~ 71.78% Độ võng nhịp biên giảm : 46.39% ~ 54.43% Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 40.68% ~ 50.85% Độ võng nhịp giảm : 79.75% ~ 85.08% Độ vồng ngược nhịp giảm : 35.56% ~ 50.08% + X = (1/5 ~ 1/4)Lb : Moment âm nhịp biên giảm : 50.46% ~ 75.94% Moment dương nhịp biên giảm : 49.59% ~ 67.81% Độ võng nhịp biên giảm : 33.01% ~ 48.65% Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 37.54% ~ 44.94% Độ võng nhịp giảm : 79.70% ~ 83.06% Độ vồng ngược nhịp giảm : 33.22% ~ 43.26% + X = (1/4 ~ 1/3)Lb : Moment âm nhịp biên giảm : 49.56% ~ 56.39% Moment dương nhịp biên giảm : 43.31% ~ 56.28% Độ võng nhịp biên giảm : 24.31% ~ 39.67% Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 30.30% ~ 44.94% Độ võng nhịp giảm : 76.25% ~ 81.31% Độ vồng ngược nhịp giảm : 22.27% ~ 35.31% + X = (1/3 ~ 1/2)Lb : Moment âm nhịp biên giảm : 52.56% ~ 79.90% Moment dương nhịp biên giảm : 43.31% ~ 77.32% Độ võng nhịp biên giảm : 18.20% ~ 32.06% -151- Độ vồng ngược nhịp biên giảm : 25.13% ~ 35.03% Độ võng nhịp giảm : 76.25% ~ 79.79% Độ vồng ngược nhịp giảm : 22.27% ~ 28.19% Ỵ Khi X = (1/4 ~ 1/3)Lb moment uốn nhịp biên nhỏ (giảm 1/2 lần so với chưa có trụ neo phụ) Î Khi X = (1/3 ~ 1/2)Lb chuyển vị dầm chủ nhỏ Ỵ Khi X > 1/2Lb chuyển vị moment uốn dầm chủ co xu hướng tăng dần giá trị tiến gần với trường hợp khơng có trụ phụ - Giá trị moment âm lớn nhịp biên vị trí khoang dầm đầu nhịp giá trị lớn moment dương nhịp biên vị trí khoang dầm gần trụ tháp Trong đó, moment âm lớn nhịp vị trí khoang gần nhịp moment dương lớn xuất nhịp - Khi xét tĩnh tải + hoạt tải moment âm lớn dầm chủ xuất vị trí trụ tháp Kết phân tích cho thấy trụ phụ ảnh hưởng lớn đến phân bố nội lực biến dạng CDV, giá trị giảm đáng kể có tham gia hoạt tải xe Khi trụ phụ bố trí khoảng (1/4 ~ 1/3)Lb có lợi cho moment uốn nhịp biên Khi trụ phụ bố trí khoảng (1/3 ~ 1/2)Lb có lợi chuyển vị dầm chủ Khi bố trí trụ phụ nằm khoảng > 1/2Lb chuyển vị moment uốn dầm chủ co xu hướng tăng dần giá trị tiến gần đến trường hợp khơng có trụ phụ Vì việc bố trí thêm trụ phụ nhịp biên CDV cần thiết, nhiên cần phải tiến hành so sánh phân tích thêm số tốn khác dao động, ổn định, kinh tế để kết mang tính ứng dụng thực tế cao KIẾN NGHỊ: Do thời gian thực luận văn có giới hạn nên nội dung luận văn tiến hành phân tích sơ đồ cầu, đồng thời xét ứng xử nội lực chuyển vị giai đoạn hoàn thiện Với khối lượng dẫn đến hạn chế -152- cho việc đưa kết luận tổng thể Vì tơi có số kiến nghị cho hướng nghiên cứu sau: - Cần phân tích thêm nhiều mơ hình cầu để có kết tổng thể - Phân tích ứng xử giai đoạn thi công - Xét thêm trường hợp bố trí nhiều trụ neo phụ nhịp biên Đồng thời xét đến tính kinh tế trường hợp - Tiến hành phân tích cầu có sơ đồ bố trí dây khác nhau, hình dạng khác trụ tháp… -153- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 [2] GS TS Lê Đình Tâm, KS Phạm Duy Hịa, Cầu dây văng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 2001 [3] KS Đinh Quốc Kim, Thiết kế Xây dựng Cầu dây văng đường bộ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội - 2008 [4] GS TS Lều Thọ Trình, Cơ học kết cấu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 2006 [5] Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Việt Anh, Mơ hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập 1, NXB Xây dựng, Hà Nội – 2007 [6] Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Việt Anh, Mơ hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập 2, NXB Xây dựng, Hà Nội – 2007 [7] GS.TS Nguyễn Viết Trung, ThS.Nguyễn Hữu Hưng, Phân tích kết cấu cầu dây văng theo giai đoạn chương trình MIDAS 2006, NXB Xây dựng, Hà Nội - 2008 [8] Hồ sơ thiết kế cầu Cần Thơ, cầu Phú Mỹ, cầu Rạch Miễu [9] Wai-Fah Chen, Lian Duan, Bridge Engineering Handbook [10] M.S Troitsky, Cable stayed bridges – Theory and Design -154- TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC Lý lịch: Họ tên học viên: BÙI TRƯƠNG NGUYÊN Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 07/05/1982 Nơi sinh :Quảng Nam Địa chỉ: 55/31/13 – Thành Mỹ, Phường 8, Quận Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh Điện thoại: 0907.098955 Đơn vị cơng tác: Từ năm 2005 – 2007: công tác Công ty TVXDĐT Hồng Việt Từ năm 2007 – 2008: cơng tác Công ty TVXDCTGTCC TP HCM Từ năm 2009 đến nay: công tác Công ty TNHH Tư vấn Kỹ thuật Bách Khoa Quá trình học tập: Từ năm 2000 – 2005: Sinh viên trường Đại Học Bách Khoa TP HCM chuyên ngành Xây dựng, môn Cầu đường Từ năm 2007 đến nay: Học cao học chuyên ngành Cầu Hầm trường Đại Học Bách Khoa TP HCM ... khoang dầm đến nội lực cầu dây văng - Nghiên cứu ảnh hưởng độ cứng dầm đến phân bố nội lực cầu dây văng mặt phẳng dây - Nghiên cứu ảnh hưởng chiều cao trụ tháp đến phân bố nội lực cầu dây văng... dựng cầu, hầm MSHV : 03807745 1- TÊN ĐỀ TÀI: ? ?Phân tích ảnh hưởng trụ phụ đến phân bố nội lực biến dạng cầu dây văng” 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Thông qua phân tích sơ đồ cầu, tìm ảnh hưởng vị trí trụ. .. Z Y X Hình 4.8 Mơ hình hóa cầu dây văng phầm mềm Midas/Civil Tải trọng phân tích: Với nội dung đề tài ? ?Phân tích ảnh hưởng trụ phụ đến phân bố nội lực biến dạng cầu dây văng”, hoạt tải đặt lệch