Nghiên cứu ảnh hưởng của co ngót từ biến đến kết cấu nhịp cầu công bê tông cốt thép ứng suất trước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -  - NGUYỄN TIẾN BÁ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CO NGÓT, TỪ BIẾN ĐẾN KẾT CẤU NHỊP CẦU CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƢỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Đà Nẵng - 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -  - NGUYỄN TIẾN BÁ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CO NGÓT, TỪ BIẾN ĐẾN KẾT CẤU NHỊP CẦU CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƢỚC Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS HOÀNG PHƢƠNG HOA TS HOÀNG TRỌNG LÂM Đà Nẵng 2018 LOI CAM EOAN ld cdng trinh nghi1n c*u cila rilng toi Cdc nOu luqn vdn ld trung thryc vd chua tirng duqc c6ng b6 trinh ndo khdc TOi cam doan day Nguoi cam doan Nguy6n Ti6n B6 ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU 1 Cơ sở thực tiễn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Bố cục luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU CONG 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG CẦU CONG 1.2 TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CẦU CONG TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM CHƢƠNG NGUYÊN L VÀ PHƢƠNG PHÁP T NH TOÁN ẢNH HƢỞNG CỦA CO NG T VÀ TỪ BIẾN 2.1 CO NG T VÀ TỪ BIẾN 2.1.1 Co ng t 2.1.2.Từ iến 2.2 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA CO NG T, TỪ BIẾN THEO CÁC QUY TRÌNH, QUY PHẠM 11 2.2.1 Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN -18 – 79 11 2.2.2 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 (AASHTO LRFD 98) 15 2.2.3 Quy phạm CEB - FIP 1990 16 2.2.4 Quy phạm ACI 20 2.2.5 Quy trình Nhật – JIS 23 2.3 KIẾN NGHỊ ĐỐI VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 24 2.4 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH CÁC ẢNH HƢỞNG THỨ CẤP 25 2.4.1 Phƣơng pháp tính tốn iến ạng từ iến kết cấu siêu t nh 25 2.4.2 Quan hệ thời điểm chất tải hệ số 27 2.4.3 Cơng thức tính tốn hệ số từ iến 29 2.5 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN N I LỰC DO ẢNH HƢỞNG CỦA CO NG T, TỪ BIẾN 30 iii 2.5.1 Phƣơng pháp tính toán n i lực o co ng t ê tơng 30 2.5.2 Phƣơng pháp tính n i lực o từ iến theo quy luật iến đổi ẩn số ƣ 31 2.5.3 Phƣơng pháp tính n i lực o từ iến theo phƣơng pháp gần đ ng 31 2.5.4 Phƣơng pháp tính n i lực o từ iến theo phần t hữu hạn 32 2.5.5 Phƣơng pháp tính n i lực o từ iến theo Dischinger 33 2.5.6.Phƣơng pháp tính n i lực o từ iến theo tích l y ần ảnh hƣởng từ iến 33 KẾT LUẬN CHƢƠNG 34 CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG CO NG T VÀ TỪ BIẾN CỦABÊ TƠNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƢỚC TRONG T NH TỐN LIÊN CONG N T GIAO NGỌC HỘI – TP NHA TRANG 35 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG N T GIAO NGỌC H I 35 3.1.1 Giới thiệu chung N t giao Ngọc H i – thành phố Nha Trang: 35 3.1.2 Liên cong N t giao Ngọc H i 37 3.1.3 Công nghệ thi công đặc điểm phƣơng pháp thi công 39 3.2 KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA BIẾN DẠNG CO NG T VÀ HỆ SỐ TỪ BIẾN ĐẾN N I LỰC CỦA LIÊN THEO CÁC QUY TRÌNH KHÁC NHAU 41 3.2.1 Cơ sở tính toán: 41 3.2.2 Theo quy trình ASSHTO: 51 3.2.3 Theo quy trình CEB – FIP 90: 52 3.2.4 Theo quy trình BS5400: 53 3.2.5 Theo quy trình JIS – Nhật: 54 3.2.6 Tổng hợp so sánh quy trình: 55 3.3 KHẢO SÁT N I LỰC KHI C XÉT VÀ KHÔNG XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA CO NG T, TỪ BIẾN 58 3.3.1 Ảnh hƣởng co ng t, từ iến đến Mômen uốn 58 3.3.2 Ảnh hƣởng co ng t, từ iến đến Mômen xoắn 59 3.3.3 Ảnh hƣởng co ng t, từ iến đến Lực ọc 59 3.3.4 Ảnh hƣởng co ng t, từ iến đến Lực cắt 60 3.3.5 Nhận xét kết tính tốn 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) iv NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CO NG T, TỪ BIẾN ĐẾN KẾT CẤU NHỊP CẦU CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƢỚC Học viên: Nguyễn Tiến Bá Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT giao thơng Mã số: 60.58.02.05 Khóa: 33 – Khánh Hịa Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt:C ng với phát triển x y ựng sở hạ tầng giao thông đƣờng , kết cấu cầu cong ngày đƣợc áp ụng nhiều Dự án n t giao, cầu vƣợt, cầu n, Tuy nhiên, nƣớc ta việc nghiên cứu tính tốn kết cấu cầu cong m , đặc iệt nghiên cứu ảnh hƣởng tƣợng co ng t, từ iến ê tông cốt thép ứng suất trƣớc lại phức tạp hơn.Từ thực tiễn trên, việc nghiên cứu tính tốn kết cấu cầu cong c xét đến ảnh hƣởng co ng t, từ iến cần thiết Mục đích luận văn nghiên cứu phƣơng pháp tính tốn iến ạng co ng t, hệ số từ iến từ quy trình quy phạm khác tính tốn n i lực kết cấu ê tông cốt thép o co ng t, từ iến g y Từ đ cụ thể h a tính tốn ảnh hƣởng co ng t, từ iến ê tông cốt thép n t giao liên cong Ngọc H i – thành phố Nha Trang THE RESEARCH INVESTIGATING INTO EFFECTS OF CREEP AND SHRINKAGE TO CURVED-BRIDGE STRUCTURE AND PRESTRESSED CONCRETE Abstract:Along with theconstructive development of road infrastructure, curved bridge structure has been applying in a number of projects such as intersections, flyovers, approach bridges, etc Howeverstudies involving in calculating curved-bridge construction is relatively novel in Vietnam, particularly in effects of creep and shrinkage in prestressed concrete, which are even more complicated From the above practical purposes, the investigation into calculating construction of curved bridges when considering the influence of creep and shrinkageis very necessary The purpose of the thesis is to study the methods of calculation of shrinkage, creepfromdifferent procedures as well as to calculate the internal forces of reinforced concrete structures causing by shrinkage and creep.Therefore, the effects of shrinkage and creep in reinforced concrete in curved traffic intersections Ngoc Hoi - Nhatrang city are then concretised in calculation v DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 2.1: 2.2: Tên bảng Mô đun đàn hồi an đầu mô đun cắt an đầu bê tông Trị số tiêu chuẩn từ biến CH biến dạng co ngót bê tôngYH Trang 12 13 2.3: Hệ số  13 2.4: Phần ma sát ứng suất trƣớc co ngót từ biến bê tông tự chùng ứng suất tính theo thời gian 14 2.5: Bảng giá trị cƣờng đ m u bê tông (Mpa) 17 2.6: Bảng giá trị mô đun đàn hồi đàn hồi thu gọn (103Mpa) 18 2.7: Giá trị γ3 tính tốn từ thể tích diện tích bề mặt 21 2.8: Tính tốn γsh,tc theo thời gian bảo ƣỡng ẩm 22 2.9: Tính tốn γsh,vs từ thể tích diện tích bề mặt 23 2.10: Bảng giá trị hệ số từ iến 24 2.11: Bảng giá trị iến ạng o co ng t 24 3.1: Thông số Gradient nhiệt 46 3.3: Bảng giá trị Mơmen xoắn vị trí nhịp gối 55 3.4: Bảng giá trị Mômen xoắn vị trí Max, Min 56 3.5: Bảng giá trị Mơmen uốn vị trí nhịp gối 56 3.6: Bảng giá trị Mơmen xoắn vị trí Max, Min 57 3.7: Bảng giá trị Mômen uốn vị trí nhịp gối có xét khơng xét co ngót từ biến 58 3.8: Bảng giá trị Mơmen xoắn vị trí nhịp gối có xét khơng xét co ngót từ biến 59 3.9: Bảng giá trị Lực dọc vị trí nhịp gối có xét khơng xét co ngót từ biến 59 3.10: Bảng giá trị Lực cắt vị trí nhịp gối có xét khơng xét co ngót từ biến 60 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1: Nút giao Judge Harry Pregerson (Los Angeles, Hoa Kỳ) 1.2: Nút giao Gravelly Hill (Birmingham, Anh) 1.3: Nút giao thông khác mức tầng 1.4: Nút giao thông khác mức tầng 1.5: Nút giao thông khác mức tầng 1.6: Cầu Nanpu, Thƣợng Hải, Trung Quốc 1.7: Cầu cong 1.8: Nút giao thông phía Nam cầu Chƣơng Dƣơng – Hà N i 1.9: Cầu Phú Mỹ nối từ đƣờng Nguyễn Văn Linh – Đô thị Thủ Thiêm 1.10: Cầu Thuận Phƣớc – TP Đà Nẵng 1.11: Phối cảnh nút giao thông Ngã Ba Huế - TP Đà Nẵng 2.1: Các thành phần biến dạng từ biến 10 2.2: Hệ số kc phụ thu c vào tỷ lệ thể tích bề mặt 15 2.3: Hệ số ks tỷ lệ thể tích bề mặt 16 2.4: Quy luật phát triển từ iến theo l thuyết già 27 2.5: Quy luật phát triển từ iến theo l thuyết i truyền 28 2.6: Quy luật phát triển từ iến theo l thuyết h n hợp 29 2.7: Sơ đồ tính từ biến 33 2.8: Ph n chia khoảng thời gian tính tốn từ iến 34 3.1: Vị trí nút giao Ngọc H i – thành phố Nha Trang 35 3.2: Mặt b ng vòng xuyến 36 3.3: Mặt cắt ngang điển hìnhdầm vịng xuyến 37 3.4: Sơ đồ bố trí Liên – Nút giao Ngọc H i 38 3.5: Sơ đồ bố trí thi cơng ph n đoạn – Liên 39 3.6: Sơ đồ bố trí thi cơng ph n đoạn – Liên 40 3.7: Sơ đồ bố trí thi cơng ph n đoạn – Liên 40 3.8: Biểu đồ so sánh Mơmen xoắn vị trí nhịp gối có xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót tiêu chuẩn 55 3.9: Biểu đồ so sánh Mômen xoắn vị trí cực đại cực tiểu c xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót tiêu chuẩn 56 ng thép liên hợp ản BTCT vii Số hiệu hình Tên hình Trang Biểu đồ so sánh Mơmen uốn vị trí nhịp gối 3.10: c xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót tiêu chuẩn 57 Biểu đồ so sánh Mơmen uốn vị trí cực đại cực tiểu 3.11: 3.12: 3.13: 3.14: 3.15: c xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót tiêu chuẩn Biểu đồ so sánh Mơmen uốn vị trí nhịp gối c xét không xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót Biểu đồ so sánh Mơmen xoắn vị trí nhịp gối c xét không xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót Biểu đồ so sánh Lực dọc vị trí nhịp gối có xét khơng xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót Biểu đồ so sánh Lực cắt vị trí nhịp gối có xét khơng xét đến hệ số từ biến biến dạng co ngót 57 58 59 60 61 MỞ ĐẦU Cơ sở thực tiễn đề tài C ng với phát triển kinh tế ngày tăng, x y ựng sở hạ tầng nƣớc ta phát triển nhanh Việc quy hoạch đầu tƣ n ng cấp, x y ựng mạng lƣới giao thông đƣờng , đƣờng sắt, đƣờng thủy việc làm thiết thực cấp ách chiến lƣợc phát triển kinh tế - xã h i nƣớc Đối với thị lớn phải hồn thiện quy hoạch giao thông l u ài, hợp l nh m n ng cao lực thông hành, đáp ứng lƣu lƣợng xe c ngày tăng n t khắc phục trình trạng n tắc giao thơng Do đ , đô thị lớn nƣớc ta hệ thống cầu cạn, cầu vƣợt n t giao thông khác mức đƣợc đầu tƣ x y ựng Hiện tại, nhiều ự án x y ựng quy hoạch Hà N i, Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng lập phƣơng án cầu cạn, cầu vƣợt n t giao thông khác mức Cầu cong m t ạng đƣợc áp ụng nhiều hệ thống cầu cạn, cầu vƣợt, đặc iệt n t giao thông khác mức Kết cấu cầu cong đƣợc nghiên cứu tính tốn thiết kế x y ựng hệ thống giao thông thành phố lớn Ngoài ra, kết cầu cong đƣợc x y ựng tuyến đƣờng qua khu vực uốn vòng quanh o ị khống chế mặt khơng gian nhƣ cơng trình nhà c a c sẵn, vị trí cần tạo điểm nhấn ật cho cơng trình trƣờng hợp khác Ở nƣớc ta, việc nghiên cứu tính tốn cầu cong cịn m , đặc iệt nghiên cứu ảnh hƣởng thứ cấp lại phức tạp hơn, quan chức chuyên ngành chƣa an hành m t ch n, quy trình quy phạm thiết kế x y ựng cầu cong cụ thể Từ thực tiễn phát triển cầu cong giới xu hƣớng phát triển Việt Nam, việc nghiên cứu tính tốn kết cấu cầu cong áp ụng cho đô thị lớn nƣớc ta nhƣ Hà N i, TP Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Đà Nẵng, Nha Trang cần thiết nh m đáp ứng yêu cầu phát triển thành phố lớn Mục đích nghiên cứu dụ đ v nút giao ọ Hộ – Nha Trang” nh m đánh giá mức đ ảnh hƣởng co ng t, từ iến ê tơng q trình tính tốn thiết kế x y ựng kết cấu nhịp cầu cong Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Cầu cong ng ê tông cốt thép ứng suất trƣớc - Ảnh hƣởng yếu tố co ng t, từ iến ê tơng tính tốn kết cấu nhịp cong ... nhịp cầu cong Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Cầu cong ng ê tông cốt thép ứng suất trƣớc - Ảnh hƣởng yếu tố co ng t, từ iến ê tơng tính tốn kết cấu nhịp cong 2 Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu. .. TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -  - NGUYỄN TIẾN BÁ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CO NGÓT, TỪ BIẾN ĐẾN KẾT CẤU NHỊP CẦU CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƢỚC Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình... an đầu bê tông Trị số tiêu chuẩn từ biến CH biến dạng co ngót bê tông? ??YH Trang 12 13 2.3: Hệ số  13 2.4: Phần ma sát ứng suất trƣớc co ngót từ biến bê tông tự chùng ứng suất tính