Nghiên cứu ứng dụng cáp dự ứng lực căng ngoài trong kết cấu dầm hộp BTCT liên tục

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DOÃN VĨNH KHIÊM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁP DỰ ỨNG LỰC CĂNG NGOÀI TRONG KẾT CẤU DẦM HỘP BTCT LIÊN TỤC CHUYÊN NGÀNH : CẦU, TUY-NEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT MÃ SỐ NGÀNH : 2.15.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2006 Trang CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Lê Bá Khánh Cán chấm nhận xét : TS Lê Thị Bích Thủy Cán chấm nhận xét : TS Phùng Mạnh Tiến Luận văn thạc sỹ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 06 tháng 01 năm 2007 Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: DOÃN VĨNH KHIÊM Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: 27/7/1975 Nơi sinh: Nam Định Chuyên ngành: Cầu, tuynen công trình Mã số ngành: 2.15.10 xây dựng khác đường ôtô đường sắt Khóa: 15 (K 2004) Mã số học viên: 00104016 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng cáp dự ứng lực căng kết cấu dầm hộp BTCT liên tục II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN ÁN: Nhiệm vụ: Đánh giá mức độ ảnh hưởng cáp dự ứng lực căng đến nội lực, ứng suất - biến dạng kết cấu dầm hộp BTCT liên tục So sánh với trường hợp sử dụng cáp dự ứng lực truyền thống (căng bê tông) để từ có đề xuất kết cấu dầm hộp BTCT liên tục Nội dụng luận văn : Mở đầu Chương 1: Tổng quan phương pháp dự ứng lực căng thi công cầu Chương 2: Nghiên cứu nguyên lý làm việc, cấu tạo lý thuyết tính toán cáp dự ứng lực căng Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng cáp dự ứng lực căng đến kết cấu dầm hộp BTCT liên tục thi công theo phương pháp đúc hẫng cân Chương 4: Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 16/01/2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH : V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS LÊ BÁ KHÁNH Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGHÀNH TS LÊ BÁ KHÁNH Nội dung đề cương luận văn thạc sỹ Hội đồng chuyên ngành thông qua Tp HCM, ngày 16 tháng 01 năm 2006 TRƯỞNG PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập nghiên cứu, Giảng Viên môn Cầu Đường, Khoa Xây Dựng – Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh truyền đạt cho nhiều kiến thức kinh nghiệm bổ ích, điều giúp ích cho nhiều trình thực luận văn Qua đây, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Giảng Viên môn Cầu Đường, Khoa Xây Dựng, đặc biệt Giảng Viên TS Lê Bá Khánh tận tình giúp đỡ thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp công ty bạn học viên lớp cao học Cầu Đường K15 giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho để có thời gian hoàn thành luận văn Tôi xin cam đoan danh dự : nội dung luận văn thực Xin chân thành cảm ơn Học viên cao học Doãn Vónh Khiêm Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn gồm nội dung sau : Mở đầu Giới thiệu khái quát đời phát triển cáp dự ứng lực căng giới Căn tình hình xây dựng cầu BTCT nhịp lớn sử dụng cáp dự ứng lực Việt Nam để đặt vấn đề nghiên cứu đưa mục tiêu giới hạn đề tài Chương : Tổng quan phương pháp dự ứng lực căng thi công cầu Giới thiệu tổng quan cáp dự ứng lực căng ngoài, ưu nhược điểm phương pháp căng Tình hình ứng dụng cáp dự ứng lực căng thi công cầu giới Việt Nam Chương : Nghiên cứu nguyên lý làm việc, cấu tạo lý thuyết tính toán cáp dự ứng lực căng Trong chương sâu nghiên cứu nguyên lý làm việc cáp dự ứng lực căng Nghiên cứu phương pháp tính toán cho cáp dự ứng lực căng áp dụng giới Việt Nam phương pháp tiêu chuẩn AASHTO 98, phương pháp tiêu chuẩn CEB-FIP MODEL CODE 90 Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng cáp dự ứng lực căng đến kết cấu dầm hộp BTCT liên tục thi công theo phương pháp đúc hẫng cân Tính toán với sơ đồ dầm hộp BTCT liên tục thi công theo phương pháp đúc hẫng cân áp dụng Việt Nam theo hai trường hợp áp dụng cáp dự ứng lực (Đã thiết kế thi công Việt Nam) áp dụng cáp dự ứng lực kết hợp với cáp dự ứng lực Từ kết thu được, phân tích Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang ảnh hưởng cáp dự ứng lực căng đến nội lực, ứng suất biến dạng kết cấu dầm hộp giai đoạn thi công giai đoạn khai thác để từ đề xuất phương hướng thiết kế thi công dầm hộp BTCT liên tục phạm vi áp dụng cáp dự ứng lực căng Chương : Kết luận kiến nghị Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang Đặt vấn đề nghiên cứu 10 Mục tiêu nghiên cứu đề taøi 11 Giới hạn nghiên cứu đề tài 11 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP DỰ ỨNG LỰC CĂNG NGOÀI TRONG THI CÔNG CẦU 1.1 Khái niệm dự ứng lực căng 12 1.1.1 Kết cấu cáp 12 1.1.2 Thiết bị neo 13 1.1.3 Bộ phận neo 13 1.1.4 Thiết bị chuyển hướng 13 1.1.5 Bộ phận chuyển hướng 13 1.1.6 Ống bảo vệ 13 1.1.7 Chaát chống gỉ 13 1.1.8 Thiết bị giảm chấn 13 1.1.9 Chiều dài tự 13 1.2 Toång quan cáp dự ứng lực căng 14 1.2.1 Lịch sử phát triển 14 1.2.2 Ưu điểm cáp dự ứng lực ngoaøi 14 1.2.3 Nhược điểm cáp dự ứng lực 16 1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng cáp dự ứng lực căng giới Việt Nam 18 1.3.1 Treân giới 18 1.3.2 Tại Việt Nam 21 Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang CHƯƠNG NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, CẤU TẠO VÀ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC CĂNG NGOÀI 2.1 Các thành phần vật liệu sử dụng hệ thống dự ứng lực căng 24 2.1.1 Cáp dự ứng lực 24 2.1.2 Ống bọc cáp phụ kiện 26 2.1.3 Bộ phận chuyển hướng 28 2.1.4 Thieát bị chuyển hướng 29 2.1.5 Ụ neo cáp 29 2.1.6 Hỗn hợp bơm lấp lòng ống 30 2.2 Nguyên lý làm việc cáp dự ứng lực căng 30 2.2.1 Nguyên lý tính toaùn 30 2.2.2 Tính dao động cho cáp dự ứng lực 30 2.2.3 Tính ứng suất cáp dự ứng lực 31 2.2.4 Xác định mát ứng suất cáp dự ứng lực 32 2.3 Nguyên lý cấu tạo BTCT dự ứng lực 36 2.3.1 Xác định vị trí neo phân bố lực neo 36 2.3.2 Cấu tạo ụ chuyển hướng định vị chuyển hướng 36 2.3.3 Cấu tạo ụ đỡ cáp bổ sung 37 2.3.4 Caáu tạo ống gia cường vị trí chuyển hướng 37 2.3.5 Cấu tạo chi tiết đảm bảo an toàn cho người công trình 38 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁP DỰ ỨNG LỰC CĂNG NGOÀI ĐẾN KẾT CẤU DẦM HỘP BTCT LIÊN TỤC THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 3.1 Các quy định cấu tạo dầm hộp BTCT 40 Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang 3.1.1 Bề dày tối thiểu cánh 40 3.1.2 Bề dày tối thiểu bụng 40 3.1.3 Bề dày tối thiểu phần hẫng cánh 41 3.1.4 Các kích thước chung mặt cắt ngang 41 3.2 Cơ sở tính toán dầm hộp BTCT thi công theo phương pháp đúc hẫng cân 41 3.2.1 Phương pháp phân tích kết cấu 41 3.2.2 Taûi trọng tác dụng 41 3.2.3 Tổ hợp tải trọng 46 3.3 Tính toán với số sơ đồ nhịp liên tục 49 3.3.1 Khái quát nội dung tính toán 49 3.3.2 Ví dụ tính toaùn 49 3.3.3 Tổng hợp kết tính toaùn 54 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luaän 87 Kiến nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHUÏ LUÏC 90 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 103 Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang 90 PHỤ LỤC Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang 103 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG I TÓM TẮT - Họ tên: DOÃN VĨNH KHIÊM - Phái: Nam - Sinh ngày: 27/7/1975 - Nơi sinh: Nam Định II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC - Nhà riêng : 45/62 Nguyễn Trãi, Phường Bến Thành, Quận 1, Tp.HCM Điện thoại: (08) 9255949 – Di động 0903998915 - Cơ quan : Công ty Cổ Phần Tư Vấn Thiết Kế GTVT phía Nam (TEDI South) 92 Nam Kỳ Khởi Nghóa, Phường Bến Nghé, Quận 1, Tp.HCM Điện thoại: (08) 8215057 III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Năm 1992 – 1997 : Sinh viên trường Đại học Xây dựng Hà Nội Tốt nghiệp đại học : năm 1997 Hệ : Chính quy Trường : Đại học Xây Dựng Hà Nội Chuyên ngành : Xây dựng Công Trình Biển Bổ túc kiến thức chuyển đổi ngành thuộc chương trình đào tạo cao học ngành : Cầu, Tuynen công trình xây dựng đường ôtô đường sắt năm 2003 Năm 2004 : Trúng tuyển cao học Khóa 15 Mã số học viên : 00104016 IV QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC - Từ năm 1997 đến nay: công tác Công ty Cổ Phần Tư Vấn Thiết Kế GTVT Phía Nam (TEDI South) - Là thành viên tham gia thiết kế công trình sau : + Đường Hồ Chí Minh Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt Trang 104 + Cầu Ông Lãnh, Kênnh Tẻ, Rạch Đỉa, Phước Kiểng, Bà Chiêm thuộc trục Bắc Nam thành phố Hồ Chí Minh + Cầu vượt nút giao thông bờ nam cầu Mỹ Thuận + Cầu-Đường Nguyễn Tri Phương nối dài, thành phố Hồ Chí Minh + Cầu Tân Thuận 2, thành phố Hồ Chí Minh + Cầu Thủ Biên, tỉnh Bình Dương + Đường cao tốc TP Hồ Chí Minh – Trung Lương - Chủ nhiệm đồ án công trình: + Cầu Bình Giang 1,2, tỉnh Kiên Giang (Quốc lộ 80) + Cầu vượt nút giao Ngã Tư Ga, thành phố Hồ Chí Minh + Cầu vượt nút giao Tan An, tỉnh Long An - Tham gia tư vấn cho công trình vốn nước ngoài: + Đường xuyên Á (tư vấn China Engineer Consultants, Inc.) + Dự án cầu Cần Thơ (13 cầu dẫn, tư vấn Nippon Koei Co., Ltd) Chuyên ngành Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ôtô Và Đường Sắt ... hưởng cáp dự ứng lực căng đến nội lực, ứng suất - biến dạng kết cấu dầm hộp BTCT liên tục So sánh với trường hợp sử dụng cáp dự ứng lực truyền thống (căng bê tông) để từ có đề xuất kết cấu dầm hộp. .. chọn kết cấu • So sánh với trường hợp sử dụng cáp dự ứng lực truyền thống (căng bê tông) để từ có đề xuất kết cấu dầm hộp BTCT liên tục • Xác định phạm vi ứng dụng cáp dự ứng lực loại kết cấu. .. làm việc, cấu tạo lý thuyết tính toán cáp dự ứng lực căng Trong chương sâu nghiên cứu nguyên lý làm việc cáp dự ứng lực căng Nghiên cứu phương pháp tính toán cho cáp dự ứng lực căng áp dụng giới