Đang tải... (xem toàn văn)
Trong công tác nghiên cứu lựa chọn giải pháp gia cường sửa chữa và tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT tôi đã lựa chon phương pháp gia cường bằng tấm sợi CFRP cần đặc biệt chú ý đặt tấm CFRP vào vị trí cần tăng cường khả năng chịu lực với hướng sợi phù hợp với phương chịu lực để tận dụng khả năng chịu kéo của tấm sơị CFRP Vật liệu CFRP có cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi cao đa dạng về chủng loại trọng lượng nhẹ thi công dễ dàng nhanh chóng không cần đập phá kết cấu giữ nguyên hình dạng kết cấu cũ thi công không cần sử dụng coffa ít tốn nhân công không cần máy móc đặc biệt không cần bão dưỡng chống rỉ trong quá trình khai thác Từ rất nhiều các công thức được trình bày đã hệ thống hóa các công thức bằng một số sơ đồ khối để thuận tiện cho việc tính toán Kết quả tính toán gia cường kết cấu nhịp cầu Thủy Triều bằng tấm sợi carbon kết cấu đảm bảo khả năng chịu lực theo trạng thái giới hạn cường độ I sức kháng uốn lớn nhất tại vị trí giữa nhịp và sức kháng cắt tại gối tăng lên đảm bảo cho cầu duy trì tải trọng khai thác HL93 Vì vậy có thể thấy rằng sử dụng tấm sợi cacbon tăng cường cho dầm BTCT cải thiện đáng kể khả năng chịu lực của dầm
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGUYỄN HOÀNG TÚ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP GIA CƢỜNG CẦU THỦY TRIỀU – ĐỨC PHỔ - QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGUYỄN HOÀNG TÚ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP GIA CƢỜNG CẦU THỦY TRIỀU – ĐỨC PHỔ - QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng Mã số: 85.80.205 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN XUÂN TOẢN Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nỗ lực thân, xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Xuân Toản nhiệt tình hướng dẫn suốt thời gian làm luận văn đồng thời tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến khoa sau đại học Đại học Đà Nẵng số đồng nghiệp tạo điều kiện góp ý cho luận văn Dù cố gắng giúp đỡ nhiều cá nhân tập thể Nhưng khuôn khổ nội dung luận văn, khía cạnh vấn đề mà thực tế địi hỏi chưa giải hết, tác giả xin chân thành cảm ơn tiếp thu ý kiến đóng góp thầy đồng nghiệp Đà Nẵng, năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Hồng Tú M CL C LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN M C L C T M TẮT DANH M C CÁC H NH ẢNH DANH M C CÁC BẢNG BIỂU DANH M C CÁC TỪ VIẾT TẮT PHẦN MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài 2.Mục tiêu nghiên cứu đề tài 3.Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu 5.Phương pháp nghiên cứu 6.Kết cấu luận văn: Chƣơng 1: CẤU TẠO CỦA CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ THỰC TRẠNG CỦA CẦU THỦY TRİỀU Cấu tạo cầu bêtông cốt thép 1.1 Các phận cầu BTCT 1.2 Phân loại cầu BTCT 1.3 Một số dạng hư hỏng thường gặp cầu bêtông cốt thép 1.3.1 Phần mặt cầu 1.3.2 Các dạng hư hỏng kết cấu dầm chủ BTCT thường DƯL 1.4 Thực trạng cầu Thủy Triều 11 1.5 Các biện pháp gia cường cầu bêtông cốt thép khả ứng dụng vào cầu Thủy Triều 14 1.5.1 Bao bọc chỗ hư hỏng lớp bêtông BTCT 14 1.5.2 Sử dụng công nghệ dán thép 14 1.5.3 Phương pháp bổ sung dự ứng lực 17 1.5.4 Công nghệ dán chất dẻo sợi cacbon 18 1.4 Kết luận chương 21 Chƣơng 2: LÝ THUYẾT TÍNH TỐN GİA CƢỜNG CẦU BÊ TƠNG CỐT THÉP 22 Lý thuyết tính tốn gia cường cầu bê tơng cốt thép 22 2.1 Tính tốn gia cường dán thép 22 2.2 Tính tốn gia cường gia cường sợi carbon 22 2.3 Lựa chọn giải pháp thích hợp 42 2.4 Kết luận chương 43 CHƢƠNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP GIA CƢỜNG KẾT CẤU NHỊP CHO CẦU THỦY TRİỀU 44 Lựa chon giải pháp gia cường kết cấu nhịp cho Cầu Thủy Triều 44 3.1 Các tham số cầu Thủy Triều 44 3.1.1 Số liệu dầm chủ 45 3.2 Tính tốn đặc trưng hình học mặt cắt gıaı đoạn 47 3.2.1 Toạ độ bó cáp 47 3.2.2 Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn I 48 3.2.3 Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II 51 3.3 Tính tốn hệ số phân bố ngang đốı vớı hoạt tảı 51 3.3.1 Hệ số phân bố ngang hoạt tải mômen 51 3.3.2 Hệ số phân bố ngang hoạt tải lực cắt 52 3.3.3 Tổng hợp hệ số phân bố ngang hoạt tải 52 3.4 TÍNH TỐN NỘI LỰC 53 3.4.1 Diện tích đường ảnh hưởng 53 3.4.2 Nội lực tĩnh tải 53 3.4.3 Nội lực hoạt tải 54 3.4.4 Tổ hợp nội lực 56 3.5 KIỂM TOÁN 58 3.5.1 Kiểm toán cường độ 58 3.5.2 Kiểm toán sức kháng cắt 60 3.6 Tính tốn tăng cường 62 3.6.1 Các thông số Kỹ thuật sợi 62 3.6.2 Mơ hình tính tốn 62 3.6.3 Tính tốn thơng số tăng cường 63 3.7 Tính tốn tăng cường chống cắt 67 3.7.1 Đặc trưng vật liệu 68 3.7.2 Tính tốn biến dạng sợi chịu 68 3.7.3 Tính tốn khả tăng cường sợi 69 3.7.5 Sức kháng cắt dầm 69 3.7.6 Kết luận chương 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 T M TẮT NGHIÊN CỨU LỰA CHON GIẢI PHÁP GIA CƢỜNG CẦU THỦY TRIỀU – ĐỨC PHỔ QUẢNG NGÃI Học viên: Nguyễn Hồng Tú, Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 60.58.02.05, Khóa:33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Trong cơng tác nghiên cứu lựa chọn giải pháp gia cường sửa chữa tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT, lựa chon phương pháp gia cường sợi CFRP, cần đặc biệt ý đặt CFRP vào vị trí cần tăng cường khả chịu lực với hướng sợi phù hợp với phương chịu lực để tận dụng khả chịu kéo sơị CFRP Vật liệu CFRP có cường độ chịu kéo mơ đun đàn hồi cao, đa dạng chủng loại, trọng lượng nhẹ, thi cơng dễ dàng nhanh chóng, khơng cần đập phá kết cấu giữ ngun hình dạng kết cấu cũ, thi cơng khơng cần sử dụng coffa, tốn nhân cơng, khơng cần máy móc đặc biệt, khơng cần bão dưỡng chống rỉ trình khai thác Từ nhiều cơng thức trình bày, hệ thống hóa công thức số sơ đồ khối để thuận tiện cho việc tính tốn Kết tính tốn gia cường kết cấu nhịp cầu Thủy Triều sợi carbon, kết cấu đảm bảo khả chịu lực theo trạng thái giới hạn cường độ I, sức kháng uốn lớn vị trí nhịp sức kháng cắt gối tăng lên, đảm bảo cho cầu trì tải trọng khai thác HL93 Vì vậy, thấy sử dụng sợi cacbon tăng cường cho dầm BTCT cải thiện đáng kể khả chịu lực dầm Từ khóa - sợi CFRP; trọng lượng nhẹ; mô đun đàn hồi cao; kết cấu nhịp; cầu Thủy Triều (5 từ khóa) STUDY ON THE STRUCTURE OF CARBON CARBIDE FIBER SHRIMP Summary - In the study of reinforced concrete reinforcement repair and reinforcement, I selected the CFRP reinforcement method, paying particular attention to placing the CFRP sheet in the required position Strengthen the strength with fiber direction in accordance with the force to take advantage of the tensile strength of the CFRP plate CFRP materials have high tensile strength and elastic modulus, variety of type, light weight, quick and easy construction, no need to smash the structure retains the old shape, use coffa, less labor, no special machinery, no anti-rust conditioning during the exploitation Since many formulas are presented, they have systematized the formulas with a number of block diagrams to facilitate the computation The result of calculating the structure of the tide bridge with carbon fiber sheet, the structure ensures the strength of the strength limit state of intensity I, the maximum bending resistance at the location between the rhythm and the resistance of cutting at the pillow increased, ensuring the bridge maintain the load capacity of HL93 Therefore, it can be seen that the use of carbon fiber reinforcement for reinforced concrete beams significantly improves the bearing strength of the beam Keyword - CFRP fiber sheet; light-weight; high elastic modulus; rhythmic structure; Thuy Trieu bridge (5 keywords) DANH M C CÁC H NH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ bố trí chung cầu .5 Hình 1.2 Bong vỡ lớp nhựa phủ mặt Hình 1.3 Hư hỏng lớp bê tông tạo dốc Hình 1.4 Nứt dọc mặt cầu Hình 1.5 Vết nứt ngang mặt cầu Hình 1.6 Các dạng vết nứt kết cấu nhịp cầu 10 Hình 1.7 Nứt vỡ bê tơng bên thớt gối .10 Hình 1.8 Nứt vỡ bê tơng cánh dầm 11 Hình 1.9 Bê tông rổ tổ ong, rỉ cốt thép, nứt vỡ 11 Hình 1.10 Cầu Thủy Triều 12 Hình 1.11 Hiện tượng bong tróc bê tơng dầm 12 Hình 1.12 Thực trạng dầm 13 Hình 1.13 Thực trạng dầm 13 Hình 1.14 Thực trạng dầm 14 Hình 1.15 Căng cáp dự ứng lực 17 Hình 1.16 Căng cáp dự ứng lực 18 Hình 1.17 Gia cố cơng trình cách sử dụng vật liệu FRP 19 Hình 1.18 Gia cố cơng trình cách sử dụng vật liệu FRP 19 Hình 1.19 Gia cố cơng trình cách sử dụng vật liệu FRP 20 Hình 1.20 Gia cố cơng trình cách sử dụng vật liệu FRP 21 Hình 2.1 Tính toán gia cường sức kháng uốn dán thép 22 Hình 3.1 Mặt cắt ngang dầmBẢN TÍNH KIỂM TỐN DẦM CẦU THỦY TRIỀU 44 Hình 3.2 Mặt cắt ngang dầm chủ 45 Hình 3.3 Trọng tâm tao cáp so với đáy dầm 47 DANH M C CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kích thước dầm chủ 46 Bảng 3.2 Trọng tâm tao cáp so với đáy dầm 48 Bảng 3.3 Diện tích mặt cắt 48 Bảng 3.4 Mô men tĩnh đáy dầm 49 Bảng 3.5 Trọng tâm mặt cắt 49 Bảng 3.6 Mô men quán tính 50 Bảng 3.7 Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II 51 Bảng 3.8 Tổng hợp hệ số phân bố ngang hoạt tải 52 Bảng 3.9 Diện tích đường ảnh hưởng 53 Bảng 3.10 Nội lực tĩnh tải dầm 53 Bảng 3.11 Nội lực tĩnh tải dầm 54 Bảng 3.12 Mômen uốn 54 Bảng 3.13 Lực cắt 55 Bảng 3.15 Tổ hợp tải trọng: Tĩnh tải + HL93 + người .56 Bảng 3.16 Tổ hợp nội lực TTGHCĐ I dầm 56 Bảng 3.17 Tổ hợp nội lực TTGHCĐ I dầm 57 Bảng 3.18 Tổ hợp nội lực TTGHSD dầm 57 Bảng 3.19 Tổ hợp nội lực TTGHSD dầm 58 Bảng 3.20 Kiểm toán cường độ 59 Bảng 3.21 Chiều cao hữu hiệu mặt cắt dv 60 Bảng 3.22 Sức kháng cắt Vn 60 Bảng 3.23 Các thông số kỹ thuật sợi Tyfo SEH51A 62 Bảng 3.24 Tính tốn sơ 63 Bảng 3.25 Biến dạng ban đầu đáy dầm 63 Bảng 3.26 Biến dạng sợi 64 Bảng 3.27 Giả sử chiều cao vùng bê tông chịu nén .64 Bảng 3.28 Biến dạng có hiệu sợi 65 Bảng 3.29 Biến dạng cáp DƯL 65 Bảng 3.30 Ứng suất cáp DƯL sợi 65 Bảng 3.31 Kết α1, 1 66 Bảng 3.32 Chiều cao vùng bê tông chịu nén 66 Bảng 3.33 Hiệu tăng cường sức kháng uốn 67 Bảng 3.34 Thông số vật liệu sợi Tyfo SEH51A 68 Bảng 3.35 Đặc trưng vật liệu 68 Bảng 3.36 Biến dạng sợi 69 Bảng 3.37 Khả tăng cường sợi 69 Bảng 3.38 Sức kháng cắt dầm sau tăng cường 69 ... nghiên cứu Cầu Thủy Triều - Huyện Đức Phổ – Tỉnh Quảng Ngãi Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu lựa chọn để tìm giải pháp gia cường phù hợp cho cầu Thủy Triều – Huyện Đức Phổ - Tỉnh Quảng. .. dựng cầu lớn vậy, việc “ nghiên cứu lựa chọn giải pháp gia cường cầu Thủy Triều – Đức Phổ - Quảng Ngãi? ??’ để trì ổn định tuổi thọ cần thiết 2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Mục tiêu đề tài nghiên cứu. .. 2.3 Lựa chọn giải pháp thích hợp 42 2.4 Kết luận chương 43 CHƢƠNG 3: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP GIA CƢỜNG KẾT CẤU NHỊP CHO CẦU THỦY TRİỀU 44 Lựa chon giải pháp gia cường