Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao khả năng kháng mài mòn của mặt đường bê tông xi măng các tuyến đường tỉnh đường huyện trên địa bàn tỉnh quảng ngãi

Đ IăH CăĐÀăN NG TR NGăĐ IăH CăBỄCHăKHOA oOo LểăVĔNăVÀNG NGHIểNăC UăPH Nă NGăĐ NGăC UăC AăĐ Iă- QU NGă NGẩIăD IăTỄCăĐ NGăC AăT IăTR NGăĐ NGăĐ T LU NăVĔNăTH CăS ăK ăTHU T Kỹăthu tăxơyădựngăcơngătrìnhăgiaoăthơng ĐƠăNẵngă- nĕmă2018ăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăă Đ IăH CăĐÀăN NG TR NGăĐ IăH CăBỄCHăKHOA oOo LểăVĔNăVÀNG NGHIểNăC UăPH Nă NGăĐ NGăC UăC AăĐ Iă- QU NGă NGẩIăD IăTỄCăĐ NGăC AăT IăTR NGăĐ NGăĐ T Chun ngành: Kỹăthu tăxơyădựngăcơngătrìnhăgiaoăthơng Mƣăs :ă85.80.205 LU NăVĔNăTH CăS ăK ăTHU T Kỹăthu tăxơyădựngăcơngătrìnhăgiaoăthơng NG IăH NGăD NăKHOAăH C: PGS TS NGUY N XUÂN TO N ĐƠăNẵngă- nĕmă2018ăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăă L IăCAMăĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nên luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tácăgi LêăVĕnăVƠng M CăL C M ăĐ U 1.ăLụăDOăCH NăĐ ăTÀI .1 2.ăM CăTIÊUăNGHIÊNăC UăC AăĐ ăTÀI 3.ăĐ IăT NGăVÀăPH MăVIăNGHIÊNăC U 4.ăPH NGăPHÁPăNGHIÊNăC U .2 5.ăB ăC CăLU NăVĔN .3 CH NGă1:ăT NGăQUANăV ăĐ NGăĐ TăVÀăTỄCăĐ NGăC AăĐ NGăĐ Tă Đ NăCỌNGăTRỊNHăC U 1.1.ăT NGăQUANăV ăĐ NGăĐ T 1.1.1.ăĐặcăđiểmăc aăđ ngăđ t 1.1.2 Sóngăđ aăch năvƠăsựătruy năsóng 1.1.3.ăĐánhăgiáăm căđ ăc aăđ ngăđ t 1.1.4.ăTínhăch tăd chăchuyểnăn năc aăđ ngăđ ngăđ t 11 1.2.ă CÁCă PH NGă PHÁPă TệNHă TOÁNă CỌNGă TRỊNHă C Uă CH Uă TÁCă Đ NGă C AăT IăTR NGăĐ NGăĐ T 12 1.2.1.ăPh ngăphápăh ăs ăđ ngăđ t 12 1.2.2.ăPh ngăphápălựcăt nhăngangăt ngăđ ng 13 1.2.3.ăPh ngăphápăph ăph nă ngă(ResponseăSpectrumăMethod) 13 1.2.4.ăPh ngăphápăl chăs ăth iăgiană(TimeăHistory Analysis) .14 1.3.ăCÁCăTÁCăĐ NGăDOăĐ NGăĐ TăGÂYăRAăĐ IăV IăCỌNGăTRỊNHăC UăVÀă QUYăĐ NHăCÁCăPH NGăPHÁPăPHÂNăTệCHăĐ NGăĐ T 14 1.3.1.ăT ngăquanăv ăk tăc uăc uăExtradosed 14 1.3.2.ăCácăh ăh ngăđiểnăhìnhădoăđ ngăđ tăgơyăraăđ iăv iăcơngătrìnhăc u 15 1.3.3 Quy đ nhăcácăph ngăphápătínhăđ ngăđ t 17 1.3.3.ăM tăvƠiăv năđ ăkhiăphơnătíchăc uăch uăđ ngăđ t 17 1.4.ăK TăLU NăCH NGă1 .18 CH NGă2:ăC ăS ăLụăTHUY TăPHÂNăTệCHăPH Nă NGăĐ NGăC AăC Uă CH UăT IăTR NGăĐ NGăĐ T 20 2.1.ăLụăTHUY TăPHÂNăTệCHăĐ NGăĐ T 20 2.1.1.ăGi iăthi uăchung 20 2.1.2.ăH ăm tăb cătựădoă(SDOF)ăch uătácăd ngăc aăđ ngăđ t .21 2.1.3.ăH ănhi uăb cătựădoă(MDOF)ăch uătácăd ngăc aăđ ngăđ t 22 2.2.ăPH NGăPHÁPăPH ăPH Nă NG .26 2.2.1.ăKháiăni măchungăv ăph ăph nă ng 26 2.2.2.ăPh ngăphápăph ăph nă ngătínhătốnăđ ngăđ tăcơngătrìnhăc u 30 2.3.ăPH NGăPHÁPăPHÂNăTệCHăL CHăS ăTH IăGIAN .40 2.4.ăK TăLU NăCH NGă2 .40 CH NGă3:ă NGăD NGăPHÂNăTệCHăPH Nă NGăĐ NGăC UăC AăĐ Iă ậ QU NGăNGẩIăD IăTỄCăĐ NGăC A T IăTR NGăĐ NGăĐ T 42 3.1.ăGI IăTHI UăV ăCỌNGăTRỊNHăC UăC AăĐ Iăậ QU NGăNGÃI 42 3.1.1.ăGi iăthi uăchungăv ăcơngătrìnhăc uăC aăĐ iăậ Qu ngăNgƣi .42 3.1.2.ăQuyămô,ătiêuăchuẩnăkỹăthu tăvƠăgi iăphápăk tăc uăc uăC aăĐ i 43 3.2.ăPHÂNăTệCHăPH Nă NGăĐ NGăC UăC AăĐ IăTHEOăPH NGăPHÁPăPH ă PH Nă NG 47 3.2.1.ăPhơnătíchătheoăph ngăphápăph ăph nă ngăv iăs ăd ngădaoăđ ng 48 3.2.2.ăKiểmătoánăk tăc uăc uăC aăĐ iăch uăt iătr ngăđ ngăđ t 63 3.3.ăK TăLU NăCH NGă3 .70 K TăLU NăVÀăKI NăNGH .71 DANHăM CăTÀIăLI UăTHAMăKH O 72 QUY TăĐ NHăGIAOăĐ ăTÀIăLU NăVĔNă(b năsao) NGHIểNăC UăPH Nă NGăĐ NGăC UăC AăĐ Iăậ QU NGăNGẩIăD TỄCăĐ NGăC AăT IăTR NGăĐ NGăĐ T Iă Tómătắt - Trongăb iăc nhăhi nănay,ăv iăsựăbi năđ iăm nhăm ăc aăcácăđi uăki nătựănhiênăgơyă nênăcácăh uăqu ăcựcăkỳănghiêmătr ngăđ iăv iămơiătr ng,ăcơngătrìnhăvƠăconăng i.ăTrongăđóă đ ngă đ tă lƠă hi nă t ngă gơyă raă nhi uă th mă h aă choă conă ng iă vƠă cácă cơngă trìnhă xơyă dựng Thi tăh iădoătácăđ ngăc aăđ ngăđ tăcƠngătr mătr ngăh năn uăcơngătrìnhăxơyădựngăkhơngăđ că tínhă toán,ă thi tă k ă khángă ch n.ă Trongă lu nă vĕnă nƠy,ă h că viênă đƣă nghiênă c uă t ngă quană v ă đ ngăđ t,ăcácăh ăh ngăđiểnăhìnhăc aăcơngătrìnhăc uădoăđ ngăđ tăgơyăra;ănghiênăc uălỦăthuy tă phơnătíchăđ ngăđ t,ătínhătốnăph nă ngăđ ngăc aăcơngătrìnhăc uăch uătácăd ngăc aăt iătr ngă đ ngăđ tăbằngăcácăph ngăphápăt nhăt ngăđ ng,ăph ngăphápăph ăph nă ng,ăph ngăphápă l chăs ăth iăgian;ă ngăd ngăph năm măCSIăBridgeăvƠoăphơnătích ph nă ngăđ ngăc uăC aăĐ iă - Qu ngăNgƣiăd iătácăđ ngăc aăt iătr ngăđ ngăđ t.ă T ăđó,ănghiênăc uăsựăphơnăb ăn iălực,ă bi năd ngăvƠăkiểmătraăkh ănĕngăch uălựcăc aăc u.ăTácăgi ăđƣătómătắtăcácăk tăqu ăđƣăđ tăđ că vƠăđ aăraăcácăh ngăphátătriểnăti pătheo T ăkhóa:ălỦăthuy tăđ ngăđ t;ăphơnătíchăđ ngăđ t;ăph nă ngăđ ng;ăph ăph nă ng;ăl chăs ăth iă gian STUDY OF DYNAMIC RESPONSE OF CUA DAI - QUANG NGAI BRIDGE AFFECTED BY EARTHQUAKE LOAD Abstract - In this context, the strong variation of the natural conditions causes extremely serious consequences for the environment and human works Earthquake is a phenomenon that causes many disasters to humans and other works If the works is not calculated, designed for shock resistance, the damage caused by earthquake will be more and more serious In this thesis, student studied about the earthquake overview, the typical damage of the bridge works by the earthquake, study theory of earthquake analysis, calculate the dynamic response of the bridge works subjected to the effect of earthquake load by the equivalent static method, spectral response method, time history method; apply CIS Bridge software to analyse Cua Dai - Quang Ngai bridge dynamic response under the impact of earthquake load Then, study the internal distribution, deformation and test the force capacity of the bridge The author has summarized the results achieved and lodged the direction for further development Key words: earthquake theory; earthquake analysis; dynamic response; response spectrum; time history DANHăM C CÁC B NGă Bảng 1.1 Bảng mô tả động đất theo thang Richter Bảng 1.2 Mô tả động đất theo thang MSK-64 Bảng 1.3 So sánh quy đổi thang Richter thang MSK-64 11 Bảng 1.4 Quy định phương pháp tính động đất theo 22TCN 272-05 17 Bảng 3.1 Kích thước hình học mặt cắt ngang cầu .44 Bảng 3.2 Cường độ bê tông cấu kiện cầu 47 Bảng 3.3 Hệ số gia tốc ứng với vùng động đất 48 Bảng 3.4 Hệ số thực địa ứng với loại đất 48 Bảng 3.5 Phổ đáp ứng đàn hồi tính với khu vực TP Quảng Ngãi 50 Bảng 3.6 Tổng hợp tần số dạng dao động riêng 55 Bảng 3.7 Tổng hợp nội lực dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 59 Bảng 3.8 Tổng hợp nội lực chân tháp tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 60 Bảng 3.9 Tổng hợp nội lực hệ dây cáp văng (lực căng cáp) tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng .60 Bảng 3.10 Tổng hợp chuyển vị dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 62 Bảng 3.11 Tổng hợp chuyển vị trụ tháp cầu tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 63 Bảng 3.12 Kểm toán khả chịu uốn kết cấu dầm chủ 67 Bảng 3.13 Kiểm toán sức kháng cắt dầm chủ 68 Bảng 3.14 Tổng hợp nội lực hệ dây cáp văng (lực căng cáp) 69 DANHăM C CÁC HÌNH Hình 1.1 Gia tốc đồ trận động đất Loma Prieta 1989 11 Hình 1.2 Một số hình ảnh hư hỏng cơng trình cầu động đất 16 Hình 1.3: Quan hệ chu kì dạng dao động xét đến điều kiện gối 18 Hình 2.1 Mơ hình hố hệ dao động SDOF 21 Hình 2.2 Mơ hình hệ SDOF kết cấu cầu 22 Hình 2.3 Biểu đồ quan hệ tần số dao động hệ số cản Rayleigh 25 Hình 2.4 Ví dụ phổ phản ứng (a) chuyển vị (b) vận tốc (c) gia tốc 27 Hình 2.5 Phản ứng hệ SDOF chịu động đất (a) đàn hồi (b) đàn dẻo .29 Hình 2.6 Biểu đồ quan hệ Lực ngang chuyển vị ngang 30 Hình 2.7 Sơ đồ tính theo phương pháp phân tích đơn phổ 33 Hình 2.8 Sơ đồ tính theo phương pháp phân tích tải trọng phân bố .34 Hình 2.9 Cầu San Francisco - Oakland chịu kích thích đa gối .38 Hình 3.1 Phối cảnh cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi 42 Hình 3.2 Sơ họa vị trí xây dựng cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi .43 Hình 3.3 Bố trí chung nhịp Extrados cầu Cửa Đại 44 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí cáp dây văng trụ tháp .45 Hình 3.5 Cắt ngang cầu vị trí trụ tháp 45 Hình 3.6 Cắt ngang dầm cầu 46 Hình 3.7 Cắt ngang cầu vị trí trụ nhịp dẫn 46 Hình 3.8 Bản đồ phân bố vùng động đất lãnh thổ Việt Nam 49 Hình 3.9 Mơ hình tính tốn cầu dây Cửa Đại – Quảng Ngãi 51 Hình 3.10 Sơ đồ bố trí gối cầu .51 Hình 3.11 Phổ phản ứng đàn hồi cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi .51 Hình 3.12 Dạng dao động thứ (Mode1) T=1,362, f=0,734 .52 Hình 3.13 Dạng dao động thứ hai (Mode2) T=1,318, f=0,758 52 Hình 3.14 Dạng dao động thứ ba (Mode3) T=0,962, f=1,039 52 Hình 3.15 Dạng dao động thứ bốn (Mode4) T=0,872, f=1,147 52 Hình 3.16 Dạng dao động thứ năm (Mode5) T=0,735, f=1,360 .52 Hình 3.17 Dạng dao động thứ sáu (Mode6) T=0,688, f=1,453 53 Hình 3.18 Dạng dao động thứ bảy (Mode7) T=0,645, f=1,552 .53 Hình 3.19 Dạng dao động thứ tám (Mode8) T=0,607, f=1,648 53 Hình 3.20 Dạng dao động thứ chín (Mode9) T=0,593, f=1,686 .53 Hình 3.21 Dạng dao động thứ mười (Mode10) T=0,553, f=1,808 53 Hình 3.22 Dạng dao động thứ mười (Mode11) T=0,497, f=2,013 .54 Hình 3.23 Dạng dao động thứ mười hai (Mode12) T=0,475, f=2,105 54 Hình 3.24 Dạng dao động thứ mười ba (Mode13) T=0,419, f=2,388 .54 Hình 3.25 Dạng dao động thứ mười bốn (Mode14) T=0,408, f=2,451 .54 Hình 3.26 Dạng dao động thứ mười lăm (Mode15) T=0,399, f=2,505 .54 Hình 3.27 Dạng dao động thứ mười sáu (Mode16) T=0,393, f=2,541 .55 Hình 3.28 Dạng dao động thứ mười bảy (Mode17) T=0,386, f=2,593 .55 Hình 3.29 Dạng dao động thứ mười tám (Mode18) T=0,385, f=2,598 .55 Hình 3.30 Chuyển vị dọc cầu tác dụng EQ theo phương pháp phổ phản ứng 56 Hình 3.31 Chuyển vị ngang cầu tác dụng EQ theo phương pháp phổ phản ứng 56 Hình 3.32 Chuyển vị thẳng đứng tác dụng EQ theo phương pháp phổ phản ứng 57 Hình 3.33 Chuyển vị theo phương theo phương pháp phổ phản ứng .57 Hình 3.34 Momen theo phương Y theo phương pháp phổ phản ứng 57 Hình 3.35 Momen theo phương z theo phương pháp phổ phản ứng 58 Hình 3.36 Momen xoắn theo phương pháp phổ phản ứng 58 Hình 3.37 Lực dọc theo phương pháp phổ phản ứng 58 Hình 3.38 Lực cắt theo phương Y theo phương pháp phổ phản ứng 59 Hình 3.39 Lực cắt theo phương Z theo phương pháp phổ phản ứng 59 Hình 3.40 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương đứng Z tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 61 Hình 3.41 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương ngang cầu Y tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 61 Hình 3.42 Chuyển vị dầm theo phương dọc cầu X tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 62 Hình 3.43 Chuyển vị xoay dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 62 Hình 3.44 Khai báo tổ hợp tải trọng tính động đất phần mềm CSI Bridge 64 Hình 3.45 Momen uốn Mz dầm chủ 64 Hình 3.46 Momen uốn My dầm chủ 64 Hình 3.47 Momen xoắn Mx dầm chủ 65 Hình 3.48 Lực nén dọc trục Nx dầm chủ 65 Hình 3.49 Lực cắt Qy dầm chủ 65 Hình 3.50 Lực cắt Qz dầm chủ 65 Hình 3.51 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương đứng Z .66 Hình 3.52 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương ngang Y .66 Hình 3.53 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương dọc cầu X 66 Hình 3.54 Chuyển vị xoay dầm 66 M ăĐ U LụăDOăCH NăĐ ăTÀI Đ ngăđ tălƠătaiăh aăthiênănhiênăvơăcùngăkh ngăkhi păb iăvìăch vài giây đ ngăh ăc ăm tăthƠnhăph ăl năcóăthểăb ăs păđ ăhoƠnătoƠn,ăc ăm tăkhuăvựcăcóăthểăb ăs tă lúnăvƠăđơiăkhiănhữngădịngăsơngăcũngăb ăđ iădịngădoăh uăqu ăc aănhữngătr năđ ngăđ tă m nh Đi uăđángăs ăh nălƠăchoăđ nănayăkhoaăh căvƠăkỹăthu tăđ ngăđ iăv năch aădựă báoă chínhă xácă th iă điểmă vƠă đ aă điểmă đ ngă đ tă s ă x yă Doă đó,ă conă ng iă ch aă cóă bi nă phápă phịngă ch ngă ch ă đ ngă đ iă v iăt ngă tr nă đ ngă đ t.ă VƠă nh ă m tă h ă l yă t tă y u,ăkhiăđ ngăđ tăx yăraăgơyăthi tăh iăr tătoăl năv ăng iăvƠătƠiăs n Thi tăh iăv ăconăng iăvƠăkinhăt ăc aăcácătr năđ ngăđ tăkhácănhau,ăngayăc ăv iă tr năđ ngăđ tăc ngăđ ăl nănh t.ăThi tăh iăl nănh tăth ngăx yăraă ăkhuăvựcăđơngădơnă c ăvƠătácăđ ng c aănóăcàng tr mătr ngăh năn uăng iătaăkhôngăđ căc nhăbáoătr c.ă Tuyănhiên,ăkhôngăthểătránhăkh iăthi tăh iăv ătƠiăs năvƠăsinhăm ngăb iăh ăth ngăc nhă báoăhi năđ iănh tăcũngăch ăchoăng iătaăcóăthêmăvƠiăphútăđểătìmăki măn iăanătoƠn Trênăth ăgi iăth ngăkêăđ căm tăs ătr năđ ngăđ tăgơyăthi tăh iăv ăng iăvƠăt nă v ăkinhăt ănh : tr năđ ngăđ tă6,7ăđ ărichteăx yăra vào ngày 17/01/1994 t iăthungă lũngăSanăFernandoăphíaăBắcăLosăAngeles,ăMỹ đƣ c păđiăsinhăm ngăc aă60ăng i,ălƠmă 7.000 ng iăb ăth ng,ăpháăh yă40ătòaănhƠăvƠăkhi năh n 20.000 ng iăm tănhƠăc a; tr năđ ngăđ tăt iăKobeănĕmă1995ăgơyăthi tăh iăl năv ăkinhăt ăchoăNh tăv iăt ngăthi tă h iă lênă că tínhă lênă t iă 100ă tỷă USD,ă s ă ng iă ch tă lênă đ nă 5.502ă ng i;ă ngƠyă 22/02/2011, t iă Christchurch, New Zealand x yă raă tr nă đ ngă đ tă c ngă đ ă 6,3ă đ ă richter ăkhuăvựcăđông dân c làm s ăl ngăng iăch tălênăt iă200ăng i, nhi uătòaă nhƠăb ăs păđ ;ăđặcăbi t,ătr năđ ngăđ tă9,0ăđ ărichterăk tăh păsóngăth năx yăraăt iăNh tă B năvào tháng 3/2011 vƠăt iăIndonesiaăvƠoăngƠyă28/10/2018ălƠmăchoănhi u cơng trình nhƠă ăb ăh h iăhoặcăpháăh yăhoƠnătoƠn,ănhi uăcơngătrìnhăđ ngăb ăvƠăđ ngăsắtăb ăh ă h ngănặngăn Qua th ngăkê thi tăh iătrongăcácătr năđ ngăđ tăl năvƠoăth păniênă90ăc aăth ăkỷă tr căchoăth yăn uăk tăc uăcơngătrìnhăđ căthi tăk ătheoăph ngăphápăkhángăch năhi nă hƠnhăthìăxácăxu tăgơyăraăs păđ ălƠăr tănh ,ăs ăl ngăth ngăvongădoăđ ngăđ tăgơyăraă cũngăkhôngănhi u,ătuyănhiênăthi tăh iăv ăkinhăt ădoăđ ngăđ tăgơyăraăl iăqăl n cơng trìnhăkhơngăthểăti păt căv năhƠnhăbìnhăth ngăchi măm tătỷăl ăkhơngănh ăT ăcácăbƠiă h căthựcăti nătrongăquáăkh ,ăchúngătaăcóăthểărútăraăk tălu năsựăh ăh ngătrựcăti păliênă quanăđ năbi năd ng, vi căthi tăk ăch ădựaăvƠoăđi uăki năv ăc ngăđ ălƠăkhôngăđ yăđ Trongănhữngănĕmăg năđơy,ăho tăđ ngăđ aăch nătrênăth ăgi iăcũngănh khuăvựcă xƣyăraăr tăph căt p.ăCácătr năđ ngăđ tăxƣyăraăđ uăgơyăthi tăh iănặngăn ăchoăxƣăh iătrongă ph iăkểăđ năcácăcơngătrình c s ăh ăt ngăgiaoăthông.ăTr năđ ngăđ tă9,0ăđ ăRichteră ngƠyă11/3/2011ăt iăNh tăB năđƣ làm 15.854 ng iăthi tăm ng,ă125.000ăcơngătrìnhăxơyă dựngăb ăh h iăhoặcăpháăh yăhoƠnătoƠnă[16].ăT iăVi tăNamăcũngă đƣ xƣyăraănhi uăd ch nă t iă HƠă N i,ă TPă H ă Chíă Minh vƠă g nă đơyă lƠă cácă tr nă đ ngă đ tă kho ngă 4,0ă đ ă 59 Hình 3.38 Lực cắt theo phương Y theo phương pháp phổ phản ứng Hình 3.39 Lực cắt theo phương Z theo phương pháp phổ phản ứng Lựcăđ ngăđ tăt i cácăđi mă ngăv iăcácăd ngădaoăđ ngăchính V iăph ăph nă ngăxơyădựngănh ătrên,ăch ngătrìnhăCSI Bridge cũngătínhăchoătaă lựcăđ ngăđ t c aăt tăc ăcácăđiểmătrênăk tăc uă ngăv iăcácăd ngădaoăđ ngăchínhătheoăcácă ph ngăX,Y,Z Bảng 3.7 Tổng hợp nội lực dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng K/cách N iălực V ătríămặtăcắt mặtăcắtă Fx Fy Fz Mx My Mz (m) (KN) (KN) (KN) (KN.m) (KN.m) (KN.m) G iătr ăT17 33 1.257 222 1.155 26 1/2ănh p 37,5 1.100 801 246 1.099 8.167 20.541 G iătr ăT18 75 2.442 1.701 1.317 1.806 20.645 35.390 1/2ănh p 135 930 643 167 1.440 26.550 14.494 G iătr ăT19 195 3.385 1.317 1.959 2.335 37.210 41.126 60 V ătríămặtăcắt 1/2ănh p G iătr ăT20 1/2ănh p G iătr ăT21 1/2ănh p G iătr ăT22 1/2ănh p G iătr ăT23 K/cách mặtăcắtă (m) 255 315 375 435 495 555 592,5 630 N iălực Fx Fy (KN) (KN) 2.902 678 3.784 1.079 2.902 678 3.385 1.317 932 643 2.442 1.700 1.100 800 33 1.257 Fz (KN) 275 2.222 274 1.959 167 1.317 246 222 Mx (KN.m) 1.753 987 1.753 2.335 1.439 1.806 1.098 1.153 My (KN.m) 30.628 34.017 30.621 37.211 26.555 20.651 8.162 Mz (KN.m) 12.949 34.721 12.949 41.131 14.496 35.355 20.541 26 Bảng 3.8 Tổng hợp nội lực chân tháp tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng N iălựcătrongăthápăc u V ătríătínhătốn Mx My Mz Fx (KN) Fy (KN) Fz (KN) (KN.m) (KN.m) (KN.m) Thápătr ăT19 469 184 999 6.531 3.880 Thápătr ăT20 696 461 958 9.624 6.890 Thápătr ăT21 895 148 1.049 12.381 2.890 Thápătr ăT22 696 461 958 9.676 6.890 Thápătr ăT23 468 177 999 6.522 3.769 Bảng 3.9 Tổng hợp nội lực hệ dây cáp văng (lực căng cáp) tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Lựcăcĕngădơyăcápăvĕng (kN) V trí Tr ă T18 Tr ă T19 Tr ă T20 Phíaătr T17 Phíaătr T19 Phíaătr T18 Phíaătr T20 Phía tr T19 ă ă ă ă ă C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 67 70 72 71 70 68 65 63 64 48 56 63 70 77 83 88 92 95 50 57 64 70 75 78 80 81 80 51 56 61 65 68 71 73 73 72 56 63 69 74 79 84 87 89 89 61 Lựcăcĕngădơyăcápăvĕng (kN) V trí Tr ă T21 Tr ă T22 Phíaătr T21 Phíaătr T19 Phíaătr T22 Phíaătr T21 Phíaătr T23 ă ă ă ă ă C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 56 63 69 74 79 84 87 89 89 51 56 61 65 68 71 73 73 72 50 57 64 70 75 78 80 81 80 48 56 63 70 77 82 87 92 95 67 70 72 71 70 68 65 63 64 Chuy năv ăd mă Hình 3.40 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương đứng Z tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Hình 3.41 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương ngang cầu Y tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng 62 Hình 3.42 Chuyển vị dầm theo phương dọc cầu X tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Hình 3.43 Chuyển vị xoay dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Bảng 3.10 Tổng hợp chuyển vị dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng K/Cách Ph ngăchuyểnăv V ătríămặtăcắt mặtăcắtă X (mm) Y (mm) Z (mm) R (radian) (m) G iătr ăT17 0,0 6,54 0,17 0,02 1,86E-07 1/2ănh p 37,5 6,14 1,02 29,63 1,93E-06 G iătr ăT18 75,0 6,13 2,39 0,05 2,75E-06 1/2ănh p 135,0 6,01 5,91 33,18 5,01E-06 G iătr ăT19 195,0 6,47 6,37 0,05 6,60E-06 1/2ănh p 255,0 5,80 10,66 26,67 9,09E-06 G iătr ăT20 315,0 6,28 10,57 0,06 1,04E-05 1/2ănh p 375,0 5,80 10,65 26,67 9,09E-06 G iătr ăT21 435,0 6,47 6,37 0,05 6,60E-06 63 V ătríămặtăcắt 1/2ănh p G iătr ăT22 1/2ănh p G iătr ăT23 K/Cách Ph ngăchuyểnăv mặtăcắtă X (mm) Y (mm) (m) 495,0 6,01 5,91 555,0 6,13 2,38 592,5 6,14 1,02 630,0 6,54 0,17 Z (mm) R (radian) 33,18 0,05 29,64 0,02 5,01E-06 2,75E-06 1,93E-06 1,85E-07 Bảng 3.11 Tổng hợp chuyển vị trụ tháp cầu tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Ph ngăchuyểnăv V ătrí X (mm) Y (mm) Z (mm) Chân tháp 6,13 2,39 0,05 Thápătr ăT18 Đ nhătháp 15,30 16,10 0,11 Chân tháp 6,47 6,37 0,05 Thápătr ăT19 Đ nhătháp 13,70 28,70 0,11 Chân tháp 6,28 10,57 0,06 Thápătr ăT20 Đ nhătháp 11,50 42,11 0,12 Chân tháp 6,47 6,37 0,05 Thápătr ăT21 Đ nhătháp 13,70 28,70 0,11 Chân tháp 6,13 2,38 0,05 Thápătr ăT22 Đ nhătháp 15,30 16,20 0,11 3.2.2 Ki mătoánăk tăc uăc uăC aăĐ i ch u t iătr ngăđ ngăđ t T ăh păt iătr ngătínhăđ ngăđ t theoătr ngătháiăg iăh năđặcăbi t THĐBă=ă1,25DC + 1,5DW + TEN + CAB + 0,5HL93 + 0,5PL + EQ Trongăđó: DC ậ T iătr ngăb năthơnăc u DW ậ T iătr ngăl păph ămặtăc u TEN ậ Lựcăcĕngăcápădựă ngălựcătrong d m CAB ậ Lựcăcĕngăcápădây vĕng HL93 ậ T iătr ngăxeăthi tăk PL ậ T iătr ngăng iăthi tăk EQ ậ T iătr ngăđ ngăđ t 64 Hình 3.44 Khai báo tổ hợp tải trọng tính động đất phần mềm CSI Bridge N iălựcătrongăd măch Hình 3.45 Momen uốn Mz dầm chủ Hình 3.46 Momen uốn My dầm chủ 65 Hình 3.47 Momen xoắn Mx dầm chủ Hình 3.48 Lực nén dọc trục Nx dầm chủ Hình 3.49 Lực cắt Qy dầm chủ Hình 3.50 Lực cắt Qz dầm chủ 66 Chuy năv ăd măch Hình 3.51 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương đứng Z Hình 3.52 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương ngang Y Hình 3.53 Biểu đồ chuyển vị dầm theo phương dọc cầu X Hình 3.54 Chuyển vị xoay dầm 67 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Ki mătoánăkh ănĕngăch uălựcăc a d m ch Bảng 3.12 Kểm toán khả chịu uốn kết cấu dầm chủ K/C Momenăd ng Momen âm K/C V ătríămặtă c ngă Mr Mu Mr Mu lẻă K tă cắt d nă (m) (KN.m) (KN.m) qu (KN.m) (KN.m) (m) G iătr ăT17 0 14.088 Đ t 27.447 0,8 0,8 150.607 2.604 Đ t 38.908 546 0,8 1,6 150.615 5.205 Đ t 38.908 1.089 1/2ănh p 8,5 37,5 112.588 74.765 Đ t 189.598 34,25 71,75 18.715 - Đ t 620.355 439.936 G iătr ăT18 3,25 75 18.715 - Đ t 688.087 539.374 3,25 78,25 18.715 - Đ t 620.355 449.075 1/2ănh p 135 206.624 133.639 Đ t 27.447 56,75 191,75 18.715 - Đ t 620.355 577.202 G iătr ăT19 3,25 195 18.715 - Đ t 688.087 672.366 3,25 198,25 18.715 - Đ t 620.355 484.866 1/2ănh p 15 255 206.624 123.054 Đ t 27.447 56,75 311,75 18.715 - Đ t 620.355 519.493 G iătr ăT20 3,25 315 18.715 - Đ t 688.087 611.546 3,25 318,25 18.715 - Đ t 620.355 519.559 1/2ănh p 56,75 375 206.624 123.056 Đ t 30.496 42,75 431,75 18.715 - Đ t 620.355 484.801 G iătr ăT21 3,25 435 18.715 - Đ t 688.087 672.332 3,25 438,25 18.715 - Đ t 620.355 577.261 1/2ănh p 56,75 495 206.624 133.636 Đ t 27.447 42,75 551,75 18.715 - Đ t 620.355 448.999 G iătr ăT22 3,25 555 18.715 - Đ t 688.087 539.387 3,25 558,25 18.715 - Đ t 620.355 440.077 1/2ănh p 34,25 592,5 112.588 74.820 Đ t 187.975 27,4 628,4 150.615 5.205 Đ t 38.908 1.089 0,8 629,2 150.607 2.604 Đ t 38.908 546 G iătr ăT23 0,8 630 14.088 Đ t 27.447 S căkhángău năMrăl yătheoăh ăs Thi tăk ăBVTCă[8] K tă qu Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t 68 Bảng 3.13 Kiểm toán sức kháng cắt dầm chủ TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 V ătríămặtă cắt K/Călẻă (m) K/Căc ngă d nă(m) G iătr ăT17 0,00 0,80 0,80 17,15 18,75 18,75 14,50 1,00 3,25 3,25 1,00 25,75 30,00 30,00 25,75 1,00 3,25 3,25 1,00 25,75 30,00 30,00 25,75 1,00 3,25 3,25 1,00 25,75 30,00 30,00 25,75 1,00 3,25 3,25 1,00 25,75 0,00 0,80 1,60 18,75 37,50 56,25 70,75 71,75 75,00 78,25 79,25 105,00 135,00 165,00 190,75 191,75 195,00 198,25 199,25 225,00 255,00 285,00 310,75 311,75 315,00 318,25 319,25 345,00 375,00 405,00 430,75 431,75 435,00 438,25 439,25 465,00 1/4ănh p 1/2ănh p 1/4ănh p G iătr ăT18 1/4ănh p 1/2ănh p 1/4ănh p G iătr ăT19 1/4ănh p 1/2ănh p 1/4ănh p G iătr ăT20 1/4ănh p 1/2ănh p 1/4ănh p G iătr ăT21 1/4ănh p S căkhángă cắt.Vn (KN.m) 45.651 43.503 26.906 24.099 23.568 27.498 37.747 42.739 60.284 42.739 37.747 23.335 25.458 23.335 37.747 42.739 60.284 42.739 37.747 23.335 25.458 23.335 37.747 42.739 60.284 42.739 37.747 23.335 25.458 23.335 37.747 42.739 60.284 42.739 37.747 23.335 Lựcăcắtătínhă tốn Vu (KN.m) 12.763 11.702 10.641 2.604 7.616 16.468 24.874 25.688 27.807 27.061 26.253 12.832 2.443 14.945 27.753 28.563 30.672 26.915 26.109 13.272 1.164 13.912 26.799 27.609 29.719 27.521 26.715 13.828 1.096 13.356 26.193 27.003 29.113 28.476 27.671 14.863 K tă qu Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t 69 TT 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 V ătríămặtă cắt 1/2ănh p 1/4ănh p G iătr ăT22 1/4ănh p 1/2ănh p 1/4ănh p G iătr ăT23 K/Călẻă (m) K/Căc ngă d nă(m) 30,00 30,00 25,75 1,00 3,25 3,25 1,00 14,50 18,75 18,75 17,15 0,80 0,80 495,00 525,00 550,75 551,75 555,00 558,25 559,25 573,75 592,50 611,25 628,40 629,20 630,00 S căkhángă cắt.Vn (KN.m) 25.458 23.335 37.747 42.739 60.284 42.739 37.747 27.498 23.568 24.099 26.906 43.503 45.651 Lựcăcắtătínhă tốn Vu (KN.m) 2.375 12.911 26.344 27.157 29.278 25.592 24.783 16.290 7.608 2.634 10.702 11.733 12.763 K tă qu Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ Đ t t t t t t t t t t t t t S căkhángăcắt.Vn l yătheoăh ăs Thi tăk ăBVTCă[8] Ki mătoánăkéoăđ tădơyăcápăvĕng Bảng 3.14 Tổng hợp nội lực hệ dây cáp văng (lực căng cáp) Lựcăcĕngăcápăvĕngă(kN) Dây Tr ă T18 Tr ă T19 Tr ă T20 Tr ă T21 Phíaătr T17 Phíaătr T19 Phíaătr T18 Phíaătr T20 Phíaătr T19 Phíaătr T21 Phíaătr T19 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 ă 2.836 2.905 2.952 2.980 2.995 2.991 2.973 2.941 2.902 ă 2.840 2.917 2.969 2.995 2.999 2.977 2.939 2.889 2.822 ă 3.023 3.156 3.263 3.347 3.409 3.445 3.464 3.464 3.441 ă 3.054 3.154 3.230 3.282 3.312 3.318 3.308 3.280 3.233 ă 3.017 3.128 3.214 3.278 3.319 3.335 3.334 3.315 3.277 ă 3.018 3.128 3.215 3.278 3.319 3.335 3.334 3.317 3.277 ă Phíaătr ă T22 3.054 3.154 3.229 3.282 3.312 3.318 3.308 3.280 3.233 3.024 3.156 3.263 3.347 3.410 3.446 3.464 3.464 3.441 70 Dây Tr ă T22 Phíaătr ă T21 Phíaătr ă T23 Lựcăcĕngăcápăvĕngă(kN) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 2.840 2.918 2.968 2.995 2.999 2.977 2.939 2.889 2.822 2.836 2.905 2.953 2.981 2.994 2.990 2.973 2.941 2.901 Lựcăcĕngăcápăl nănh tăt iădơyăC7, C8 tr ăthápăT21ăbênăphíaătr ăT22: Nmax = 3.464 kN Kiểmătốnăc ng đ ăcápăvĕngătheoăcơngăth c Tr ngătháiăgi i h năđặcăbi t    t t   f y   0, 95   1, 00 S căch u c aă01ăbóăcápă ăTTGHăđặcăbi t  f y  0, 95 1.860  1.767MPa Di nătích tao cáp A = 150,0 mm2 Bóăcápăg mă19ătaoăcóădi nătích S = 150,0*19 = 2.850,0 mm2 ngăsu tăl nănh t cápăph iăch u Nh ăv y,ă    t   t   fy Nmax 3.464   1.215MPa 2,85 S cáp đ măb oăđ ăkh ănĕngăch u kéo 3.3.ăK TăLU NăCH NGă3 Nh ăv y,ă h căviên đƣă nghiênăc uă ngăd ngă c ăs ălỦăthuy tăđểă tính tốn ph nă ng đ ngăcơngătrìnhăc uăC aăĐ iăậ Qu ngăNgƣiăd iătácăđ ngăc aăt iătr ngăđ ngăđ tă theoăph ngăphápăph ăph nă ng C uă daoă đ ngă chuă kìă caoă nh tă lƠă 1,362să ngă v iă mode1.ă Chuyểnă v ă l nă nh tă theo ph ngă d că c uă lƠă 10,3cmă t iă đ nhă thápă tr ă T18,ă ph ngă ngangă c uă 6,3cm t iă đ nhăthápătr ăT20.ăChuyểnăv ăth ngăđ ngăl nănh tătrênăd mă36,86cm T ă k tă qu ă nghiênă c uă sựă phơnă b ă n iă lựcă vƠă bi nă d ngă trongă k tă c uă nh pă Extradosăc aăc uăC aăĐ iătrongătr ngăh păx yăraăđ ngăđ t taăđƣăkiểmătoánăđ căs că ch uăt iăc aăk tăc uănh păvƠădơyăcápăvĕngăc aăc u K tăqu ănhìnăchungălƠăcơngătrìnhăc uăC aăĐ iăcóăthểălƠmăvi căbìnhăth ngăkhiă ch uăđ căt iătr ngăđ ngăđ tăv iăc ngăđ ăm nhăc păVII theo thang MSK-64 71 K TăLU NăVÀăKI NăNGH Lu nă vĕnă đƣă ti nă hƠnhă nghiênă c uă nhă h ngă đ ngă đ tă tácă d ngă lênă c uă C aă Đ iăậ Qu ngăNgƣiătheo ph ngăphápăph ăph nă ngăt ă đóăphơnătíchăn iă lựcăvƠă kiểmă tốnăcácăk tăc uăd măch ,ătr ,ăthápăc uăvƠăh ădơyăvĕngăc aăc uăkhiăch uăt iătr ngăđ ngă đ t Cácăk tăqu ăchínhăđ tăđ căc aălu năvĕnăbaoăg m: Nghiênă c uă t ngă quană v ă đ ngă đ t,ă cácă đặcă tr ngă chínhă c aă đ ngă đ tă vƠă tácă đ ngăc aăđ ngăđ tălênăcơng trình Nghiênă c uă cácă ph ng phápă tínhă đ ngă đ tă đangă đ că s ă d ngă tínhă tốnă cho cơngătrìnhăc uăhi nănay S ăd ngăph ngăpháp ph ăph nă ngăđểăphơnătíchăph nă ngăđ ng,ăn iălựcăc aă c uăC aăĐ iăd iătácăd ngăc aă đ ngăđ tăv iăsựătr ăgiúpăc aăph nă m mă CSIăBridge,ă đ ngăth iăs ăd ng k tăqu ăphơnătíchăđể đánhăgiáăs căch uăt iăc aăc uăd iătácăd ngăc aă t iătr ngăđ ngăđ t Tuyănhiênătrongăph măviănghiênăc uălu năvĕnăcịnăm tăs ăh năch : Lu năvĕn ch aăxơyădựngămơăhínhătínhătốnăch ngăxoắnăchoăd măch ăkhiăch uă t iătr ngăđ ngăđ t Lu năvĕnăcũngăch aăxơyădựngăđ cămơăhìnhăkhángăch n,ăgi măch năchoăcơngă trìnhăch uăt iătr ngăđ ngăđ t H ngănghiênăc uăti pătheoăc aăđ ătƠi:ă Xơyădựngămơăhìnhătínhătốnăph nă ngăđ ngălựcăh căc aăc uătheoăph ngăphápă l chăs ăth iăgianăt ăđóăsoăsánhăk tăqu ătínhătốn giữaăcácăph ngăphápătínhăkhácănhauă nhằmăđ aăraăph ngăphápătínhătốnăphùăh păt ngă ngăchoăh ăk tăc uăcơngătrìnhăc u Xơyă dựngă đ căcácă mơă hìnhă khángă ch n,ă gi mă ch nă đểă h nă ch ă tácă đ ngă c aă đ ngăđ tălênăcơngătrình 72 DANHăM CăTÀIăLI UăTHAMăKH O Ti ngăVi t [1]ăNguy năLêăNinhă(2007),ăĐộng đất thiết kế cơng trình chịu động đất, NXBăXơyădựng,ăHƠăN i [2]ăPh măĐìnhăBa,ăNguy năTƠiăTrungă(2005),ăĐộng lực học cơng trình, NXB Xơyădựng,ăHƠăN i [3]ăLêăVĕnăQuỦ,ăTr năQuangăVinhă(1997),ăĐộng lực học cơng trình, Tr ng Đ iăh căgiaoăthôngăv năt i,ăHƠăN i [4]ăNgôăĐĕngăQuang,ăTr năNg căLinh,ăBùiăCôngăĐ ,ăNguy năTr ngăNgh aă (2008), Mơ hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas/Civil tập 1, NXBăXơyădựng,ăHƠăN i [5] Nguy năLan,ăNguy năVi tăTrung,ăTr ngăMinhăPh că(2013), Phân tích thiết kế kết cấu phần mềm Sap2000v14 Tập 2: Phân tích cơng trình cầu NXBăXơyădựng,ăHƠăN i [6]ăĐ ăVi tăH iă(2010),ăNghiên cứu phân tích cầu dây văng tác dụng động đất – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Đ iăh căxơyădựngăHƠăN i [7] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05,ăNhƠăxu tăb năGiaoăthôngăv năt i HƠăN i [8] Hồ sơ thiết kế kỹ thuật cầu Cửa Đại, tỉnh Quảng Ngãi (2017),ăCôngătyăC ăph năt ă v năthi tăk ăc uăl năh m Ti ngăAnh [9] Anik.Chopra (1995), Dynamic of structures Theory and Applications to Earthquake Engineering, Prentice hall,Englewood Cliffs, New Jersey [10] Edward L.Wilson (1995), Three Dimensional Static and Dynamic Analysis of Structures, Computer and Structures, California [11] Guido Morgenthal (1999), Cable stayed Bridges – Earthquake Response and Passive Control, Master Dissertation, Imperial College of Science, Technology and Medicine, London [12] Zi Jianmin, Wang Yuanhan, Zhu Hongping (2005), Numerical and experimental study of free vibration Characteristics of cable stayed bridge [13] J.M Caicedo, G Turan, S.J Dyke, L.A Bergman (2005), Comparison of modeling techniques for dynamic analysis of a cable stayed bridge [14] N.D Shah, J.A Desai and B.B Mistry (2006), Seismic analysis of cable stayed bridges: a parametric study, Advances in bridge engineering [15] Wai-Fah Chen, Lian Duan (2003), Bridge Engineering - Seismic Design, CRC Press LLC [16] http://vi.wikipedia.org ... uălƠăS.ă ? ?mặt? ?đ t? ?các? ?sóngăSăcóăthểăgơyăra? ?các? ?chuyểnăđ ngă theoăph ngăđ ngăl năngang Khácă v iă sóngă kh i,ă khiă các? ? sóngă thểă tíchă lênă t iă mặt? ? đ tă ph nă x ă tr ă l iă t oă thƠnh? ?các? ?sóng? ?mặt? ?gơyăraăchuyểnăđ... iăPh ng? ?pháp? ? ph ă ph nă ng:ă Tìmă hiểuă kháiă ni mă ph ă ph nă ng,ă nghiên? ? c u? ?các? ?cáchătínhătheoăph ng pháp - V iăPh ng? ?pháp? ?l chăs ăth iăgian:ăxơyădựngăph ng trình dao đ ng,ăvƠ? ?các? ? cách điăgi... nghiên? ? c uă t ngă quană v ă đ ngă đ tă vƠă các? ? ph ng? ?pháp? ?tínhătốnăcơngătrìnhăc uăch uăđ ngăđ tăcũngănh các? ?h ngăđiểnăhìnhăc aă c uădoăđ ngăđ tăgơyăra Các ph ng pháp tính tốn đ ngăđ tăđ c? ?các? ?nhƠăkhoaăh