Phân tích lựa chọn tiết diện hợp lý của cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép bị khống chế về chiều cao

Luận văn đã tìm hiểu về đặc điểm của cầu dầm thép và đặc điểm địa chất của khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Qua kết quả thu thập về địa hình địa chất của vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long cho thấy cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép có khả năng đáp ứng được nhu cầu phát triển hạ tầng giao thông của vùng trong tương lai trong trường hợp bị khống chế về chiều cao Nền đất đắp ở 2 bên đường đầu cầu bị hạn chế về chiều cao do phải đắp trên nền đất yếu Việc lựa chọn được tiết diện hợp lý của dầm liên hợp với bản bê tông cốt thép trong điều kiện bị khống chế về chiều cao là cần thiết và mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi loại cầu này trong khu vực Qua việc nghiên cứu cấu tạo và cơ sở lý thuyết nguyên tắc thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép học viên đã ứng dụng vào tính toán và lựa chọn tiết diện hợp lý cầu dầm thép liên hợp trong trường hợp bị khống chế về chiều cao theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272 05 Qua kết quả phân tích tính toán kết cấu cầu liên hợp với chiều dài nhịp L 34m L 38m L 42 học viên đã lựa chọn được các tiết diện hợp lý của dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép trong trường hợp bị khống chế về chiều cao theo TTGHCĐ 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN KHÁNH VI PHÂN TÍCH LỰA CHỌN TIẾT DIỆN HỢP LÝ CỦA CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊTÔNG CỐT THÉP BỊ KHỐNG CHẾ VỀ CHIỀU CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN KHÁNH VI PHÂN TÍCH LỰA CHỌN TIẾT DIỆN HỢP LÝ CỦA CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊTÔNG CỐT THÉP BỊ KHỐNG CHẾ VỀ CHIỀU CAO Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông Mã số: 60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN XUÂN TOẢN Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Khánh Vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương – SƠ LƯỢC VỀ CẦU DẦM THÉP, ĐỊA HÌNH - ĐỊA CHẤT VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.1 Sơ lược cầu dầm thép 1.2 Sơ lược điều kiện địa hình, địa chất Đồng Bằng Sơng Cửu Long 1.2.1 Đặc điểm địa hình địa chất Đồng Bằng Sông Cửu Long 1.2.2 Đặc trưng lý đất bùn số tỉnh ĐBSCL 1.3 Khả ứng dụng cầu dầm thép vùng ĐBSCL .9 Chương - CẤU TẠO VÀ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP 13 2.1 Cấu tạo dầm thép liên hợp 13 2.1.1 Cấu tạo chung cầu dầm thép liên hợp 13 2.1.2 Các phận dầm liên hợp .14 2.2 Lý thuyết tính toán cầu dầm thép liên hợp 18 2.2.1 Nguyên tắc thiết kế .18 2.2.2 Xác định nội lực dầm chủ 19 2.2.3 Tiết diện chữ  chịu uốn 21 2.2.4 Neo chống trượt 31 Chương – TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN TIẾT DIỆN HỢP LÝ CỦA DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP .37 3.1 Mở đầu 37 3.2 Xác định nội lực kết cấu nhịp L= 34m 37 3.2.1 Các số liệu tải trọng .37 3.2.2 Hệ số phân bố ngang cho dầm biên 38 3.2.3 Nội lực tĩnh tải dầm chủ 38 3.2.4 Nội lực hoạt tải dầm chủ 42 3.2.5 Tính toán tổ hợp nội lực tĩnh tải hoạt tải gây 45 3.3 Nội lực kết cấu nhịp L= 38m, L= 42m 46 Tính tốn tương tự phần 3.2 ta xác định tĩnh tải hoạt tải sau: 46 3.3.1 Tổ hợp nội lực tĩnh tải hoạt tải gây với nhịp L= 38m 46 3.3.2 Tổ hợp nội lực tĩnh tải hoạt tải gây với nhịp L= 42m .46 3.4 Sức kháng uốn sức kháng cắt dầm theo TTGHCĐ 46 3.5 Tính tốn, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 34m 47 3.6 Tính tốn, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 38m 49 3.7 Tính tốn, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 42m 51 3.8 Kết luận 53 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) TĨM TẮT LUẬN VĂN PHÂN TÍCH LỰA CHỌN TIẾT DIỆN HỢP LÝ CỦA CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊTÔNG CỐT THÉP BỊ KHỐNG CHẾ VỀ CHIỀU CAO Học viên: Nguyễn Khánh Vi Chyên ngành: Kỹ thuật XDCT giao thơng Mã số: 60.58.02.05 Khóa K31 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Luận văn tìm hiểu đặc điểm cầu dầm thép đặc điểm địa chất khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long Qua kết thu thập địa hình, địa chất vùng Đồng Bằng Sơng Cửu Long cho thấy cầu dầm thép liên hợp với bê tơng cốt thép có khả đáp ứng nhu cầu phát triển hạ tầng giao thông vùng tương lai trường hợp bị khống chế chiều cao Nền đất đắp bên đường đầu cầu bị hạn chế chiều cao phải đắp đất yếu Việc lựa chọn tiết diện hợp lý dầm liên hợp với bê tông cốt thép điều kiện bị khống chế chiều cao cần thiết mở khả ứng dụng rộng rãi loại cầu khu vực Qua việc nghiên cứu cấu tạo sở lý thuyết, nguyên tắc thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép, học viên ứng dụng vào tính tốn lựa chọn tiết diện hợp lý cầu dầm thép liên hợp trường hợp bị khống chế chiều cao theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272-05 Qua kết phân tích tính tốn kết cấu cầu liên hợp với chiều dài nhịp L=34m, L=38m, L=42, học viên lựa chọn tiết diện hợp lý dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép trường hợp bị khống chế chiều cao theo TTGHCĐ Từ khóa: Đồng Bằng Sơng Cửu Long, cầu dầm thép liên hợp, tiết diện hợp lý, TTGHCĐ ANALYSIS OF REASONABLE REASONING OF REFRIGERATED STAINLESS STEEL BEARINGS WITH REFRIGERANT STEEL COPPER PIPE Learner: Nguyen KhanhVi - Specialization: Engineering construction traffic Code: 60.58.02.05 - Course K31- University of Technology - University of Da Nang Summary: The essay explores the characteristics of steel girder bridges and the geological features of the Mekong Delta Based on the results of the geomorphology of the Mekong delta, it is suggested that the steel girder bridge combined with the reinforced concrete slab will be able to meet future transportation infrastructure development needs of the region in the case of height restrictions The embankment on both sides of the bridge road is limited in height due to the embankment on weak ground The selection of the correct cross section of the beam combined with the reinforced concrete under controlled height conditions is essential and opens the possibility of widespread application of this type of bridge in the area Through the study of the structure and theoretical basis, the principle of design of steel girder bridge combined with reinforced concrete slabs, students applied to calculate and select the reasonable cross section of steel bridge girder in the field The compound is controlled in height according to design standards 22TCN 272-05 Based on the results of the analysis of bridged bridge structure with the span length of L = 34m, L = 38m, L = 42m, participants have selected the reasonable cross sections of the steel beams associated with the reinforced concrete slab in the case of height restriction under Intensity Limitation Status Keywords: Mekong Delta, composite steel bridge girder, suitable section, boundary strength status DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng 1.1 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 Tên bảng Đặc trưng lý đất bùn tỉnh Đồng Tháp Tỷ số ứng suất cắt ổn định với cường độ cắt chảy So sánh  với công thức hồi quy Tổng hợp momen tĩnh tải giai đoạn Tổng hợp lực cắt tĩnh tải giai đoạn Tổng hợp momen tĩnh tải giai đoạn Tổng hợp lực cắt tĩnh tải giai đoạn Mô men hoạt tải TTGHCĐ1 SD Lực cắt hoạt tải TTGHCĐ1 SD Tổng hợp nội lực hoạt tải tĩnh tải (Mu) Tổng hợp nội lực hoạt tải tĩnh tải (Vu) Tổng hợp nội lực hoạt tải tĩnh tải (Mu) Tổng hợp nội lực hoạt tải tĩnh tải (Vu) Tổng hợp nội lực hoạt tải tĩnh tải (Mu) Tổng hợp nội lực hoạt tải tĩnh tải (Vu) Sức kháng uốn dầm L=34m Các thông số dầm thép L=34m Sức kháng uốn dầm thép L=38m Các thông số dầm thép L=38m Sức kháng uốn dầm thép L=42m Các thông số dầm thép L=42m Tổng hợp diện tích tiết diện ứng với Mp Mu Trang 31 32 40 40 42 42 43 45 45 45 46 46 46 46 48 48 50 50 51 52 53 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ Số hiệu hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 (a;b) 1.7 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 3.1 3.2 3.2 (tt) 3.3 3.4 Tên hình Cầu Rạch Cỏ Cầu Nắm Hin Boun Cầu Phong Hòa Bảng đồ phân vùng đất yếu ĐBSCL Mặt cắt địa chất tiêu biểu khu vực ĐBSCL Kiểm tra gia công chế tác dầm Cầu Xẻo Bèo – Tỉnh Đồng Tháp Các phận dầm thép liên hợp Các dạng tiết diện ngang dầm liên hợp Ứng suất bề rộng có hiệu Chiều dài táp biểu đổ mô men Neo liên kết mặt cầu với dầm thép Các loại neo cứng Các loại neo mềm Các loại neo dính bám Trọng lượng dầm  Sự phát triển ứng suất chảy Đường cong quan hệ mô men độ cong lý tưởng Ứng xử ba loại tiết diện Các lực dẻo tiết diện liên hợp chịu uốn dương Các lực tác dụng lên neo chống trượt So sánh sức kháng neo với cường độ bê tông mô đun đàn hồi Tổng số neo yêu cầu Lực cắt nằm ngang danh định Sơ đồ bố trí chung mặt cắt ngang cầu Sơ đồ xếp tĩnh tải lên đah mô men đah lực cắt số mặt cắt Sơ đồ xếp tĩnh tải lên đah mô men đah lực cắt số mặt cắt Sơ đồ xếp tĩnh tải lên đah mô men đah lực cắt số mặt cắt Sơ đồ xếp xe lên đường ảnh hưởng (đah) mô men số mặt cắt Trang 4 11 11 13 14 15 16 17 17 17 17 19 21 22 22 24 31 34 35 36 38 39 40 41 43 Số hiệu hình 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 Tên hình Sơ đồ xếp xe lên đah lực cắt số mặt cắt Biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện sức kháng uốn Tiết diện hợp lý dầm thép L=34m Biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện sức kháng uốn Tiết diện hợp lý dầm thép L= 38m Biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện sức kháng uốn Tiết diện hợp lý dầm thép L=42m Trang 44 48 49 50 51 52 53 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) vùng đất rộng lớn hạ nguồn hệ thống sơng Mekong nằm phía Nam Việt Nam Và có diện tích khoảng 39.000 km2 với dân số khoảng 20 triệu người Phần lớn dân số tham gia sản xuất nơng nghiệp Diện tích trồng lúa khoảng 2,3 triệu ha, chiếm 40% diện tích trồng lúa nước Sản lượng đầu lúa gạo đạt gần 50% Hàng năm, lượng lúa gạo dư thừa khoảng triệu tấn, bán với giá thấp gây nhiều thiệt hại cho nông dân Một nguyên nhân chi phí vận chuyển cao hạ tầng giao thông chưa phát triển Một đặc điểm bật vùng ĐBSCL bị chia cắt hệ thống sơng ngịi, kênh rạch chằng chịt Việc lại xã, đặc biệt vùng sâu, vùng xa gặp nhiều khó khăn Phương thức giao thơng vận tải chủ yếu đường thủy, sử dụng thuyền, ghe nhỏ ĐBSCL có mạng lưới giao thơng đường thủy dày đặc với tổng chiều dài khoảng 5.000km, gấp lần chiều dài tuyến đường vùng Lượng hàng hóa vận chuyển giao thơng đường thủy nội địa chiếm khoảng 70% vận tải đường chiếm 30% tổng số Nguyên nhân hệ thống đường bao gồm cầu qua sông kênh rạch, nối liền khu dân cư chưa phát triển Các tuyến đường giao thông nông thôn thường dọc theo sông kênh đào (việc đào kênh kết hợp với đắp đường) nên đất bên chủ yếu đất yếu Với độ dày đặc cao hệ thống sơng ngịi, kênh rạch, số lượng 20.107 cầu với tổng chiều dài khoảng 273.743 m không đủ để đáp ứng yêu cầu giao thông vận tải khu vực Do hệ thống giao thông đường đường thủy cần phải đầu tư xây dựng phát triển mạnh tương lai gần Các cơng trình cầu vượt hệ thống sông kênh rạch nhiều Phần lớn cầu khu vực bị khống chế chiều cao bị giới hạn cao độ gầm cầu để đảm bảo giao thông đường thủy bị khống chế cao độ đất đắp hai bên đầu cầu địa chất yếu.Vì cầu dầm thép loại cầu có khả đáp ứng yêu cầu trên, đảm bảo khổ thông thuyền, đáp ứng kết cấu thượng tầng nhẹ phù hợp với đất yếu vùng ĐBSCL Cho tới cầu thép loại cầu sử dụng rộng rãi cho cầu nhịp trung nhịp lớn tính chất ưu việt vật liệu thép Đặc biệt ngày thép thêm vào thành phần kim loại quý khác để tạo loại thép hợp kim có tính tốt, đặc biệt tiêu học cao có khả chống gỉ tốt Cầu dầm thép có nhiều ưu điểm sau: - Chế tạo cơng nghiệp, lắp đặt dễ dàng vượt nhịp lớn - Có thể thi cơng dễ dàng nhanh chóng - Có thể sử dụng trường hợp tĩnh khơng chiều dài nhịp lớn, đơi lúc địa hình qua kênh, rạch nhỏ không cần trụ cầu 47 Vị trí trục trung hịa dẻo (PNA) tìm cách cân lực dẻo chịu nén với lực dẻo chịu kéo Nếu khơng chắc chắn giả thiết vị trí PNA, sau chứng tỏ giả thiết hay khơng cách cộng lực dẻo Nếu vị trí giả thiết khơng thỏa mãn điều kiện cân cần giải biểu thức sửa đổi để tìm vị trí xác PNA Mô men dẻo M p tổng mô men lực dẻo trục PNA Đối với tiết diện chắc, ổn định tổng thể ổn định cục không xảy nên mô men dẻo xác định sau: MP=∑Pi.yi (3.4) Trong : Pi lực dẻo thứ i ; yi khoảng cách từ lực dẻo Pi đến trục trung hòa dẻo PNA Bằng cách thay đổi tiết diện dầm với chiều cao tiết diện chọn Hmin, ta xác định MP theo công thức (3.4), sức kháng uốn dầm phải thỏa mản điều kiện (3.5): Mu ≤  Mn (3.5) Trong đó:  = 1,0 : hệ số kháng uốn Mn : Sức kháng uốn danh định (kN.m) Mu : Mômen lớn tải trọng gây (kN.m) Ngồi sức kháng cắt tính toán dầm phải thỏa mản điều kiện (3.6): Vu ≤ Vr =  v ×Vn Trong đó: (3.6) Vn=Vp sức kháng cắt danh định vách không tăng cường Vp  0.58  Fyw  D  tw  v : hệ số sức kháng cắt,  v = 1.0 3.5 Tính tốn, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 34m - Chọn vật liệu thép cấp 345, giới hạn chảy thép Fy = 345 Mpa, mô đun đàn hồi thép E= 200000 Mpa - Chiều cao dầm : Hmin = 0,033 L = 0,033 34000 = 1122 (mm), chọn H = 1125 mm - Bề dày vách: tw = 14 mm - Thay đổi tiết diện biên xác định Mp theo công thức (3.4) ta có kết (bảng 3.13), vị trí trục trung hịa dẻo (PNA) tìm cách cân lực dẻo chịu nén với lực dẻo chịu kéo 48 Bảng 3.13 Sức kháng uốn dầm L=34m btf tf Af bbf tbf Abf (mm) (mm) (mm ) (mm) (mm) (mm2) P1 (N) P2 (N) Pw (N) Tổng P (N) Y (mm) Mp (KNm) 300 16 4800 500 18 9000 1656000 3105000 5433750 10194750 168.53 9537.98 300 16 4800 500 20 10000 1656000 3450000 5433750 10539750 170.85 10017.56 300 16 4800 500 22 11000 1656000 3795000 5433750 10884750 173.17 10496.49 300 16 4800 500 24 12000 1656000 4140000 5433750 11229750 175.49 10974.78 300 16 4800 500 26 13000 1656000 4485000 5433750 11574750 177.81345 11452.42 Hình 3.6 Biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện sức kháng uốn - Trên sở nội lực lớn Mu dầm chủ tĩnh tải hoạt tải gây xác định (bảng 3.12) Tiến hành thay đổi tiết diện dầm với chiều cao tiết diện chọn Hmin, ta xác định MP theo công thức (3.5) lập biểu đồ quan hệ sức kháng uốn MP với kích thước tiết diện Từ biểu đồ ta xác định tiết diện tương ứng với Mu (bảng 3.14) Bảng 3.14 Các thông số dầm thép L=34m H tw (mm) (mm) 1125 14 btf tf Af bbf (mm) (mm) (mm ) (mm) 300 16 4800 500 tbf Abf (mm) (mm2) 22 11000 Tổng P(N) Mp (KNm) Mu (KNm) 10884750 10496.49 10314.14 - Kiểm tra sức kháng cắt dầm chủ: Lực cắt dẻo: Vp = 0,58.Fyw D.tw = 0,58.345.1097.14.10-3= 3073 (kN) Vì tiết diện đặc chắc nên Vn=Vp=3073 (kN) 49 Điều kiện kiểm tra : Vu <  Vn  = 1,0 : Hệ số kháng cắt tiết diện Vn = 3073 (kN) : Sức kháng cắt danh định Vu = 1449.32 (kN) : Lực cắt vị trí gối => Vu= 1449.32 (kN) < Vn= 3073 (kN) (Đạt) - Kiểm tra kích thước biên: + Bản biên trên: bf D  12 ; bf  ; t f  1,1tw 2t f 300 1087  9,375  12 ; 300   181,52 ; 16  1,1.14  15,4 2.16 + Bản biên dưới: 500 1087  11,36  12 ; 500   181,52 ; 22  1,1.14  15,4 2.22 => Kích thước biên đạt yêu cầu - Tiết diện hợp lý dầm chọn sau: Hình 3.7 Tiết diện hợp lý dầm thép L=34m 3.6 Tính tốn, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 38m Tương tự bước tính tốn phần 3.5 ta xác định được: - Hmin = 0,033 38000 = 1254(mm), chọn H = 1255mm - Bề dày vách tw=14mm - Thay đổi tiết diện biên xác định Mp ta có kết bảng (3.15) 50 Bảng 3.15 Sức kháng uốn dầm thép L=38m btf tf Af bbf tbf Abf 300 300 300 300 300 16 16 16 16 16 4800 4800 4800 4800 4800 500 500 500 500 500 20 22 24 26 28 10000 11000 12000 13000 14000 P1 (N) 1656000 1656000 1656000 1656000 1656000 P2 (N) 3450000 3795000 4140000 4485000 4830000 Pw (N) 6061650 6061650 6061650 6061650 6061650 Tổng P (N) 11167650 11512650 11857650 12202650 12547650 Y (mm) 175.07 177.39 179.71 182.03 184.35 Mp (KNm) 11282.60 11804.34 12325.43 12845.88 13365.68 Hình 3.8 Biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện sức kháng uốn Từ biểu đồ ta xác định tiết diện tương ứng với Mu bảng (3.16) Bảng 3.16 Các thông số dầm thép L=38m H tw btf tf Af bbf tbf (mm) (mm) (mm) (mm) (mm ) (mm) (mm) Abf (mm2) 1255 12000 14 300 16 48000 500 24 Tổng P(N) Mp (KNm) 11857650 12325.43 Mu (KNm) 12210 - Kiểm tra sức kháng cắt dầm chủ: Vu= 1533.9 (kN) < Vn= 3398 (kN) (Đạt) - Kiểm tra kích thước biên: + Bản biên trên: 300 1215  9,375  12 ; 300   202,5 ; 16  1,1.14  15,4 2.16 + Bản biên dưới: 500 1215  10,42  12 ; 500   202,55 ; 24  1,1.14  15,4 2.24 51 => Bản biên đạt yêu cầu - Tiết diện hợp lý dầm chọn sau: Hình 3.9 Tiết diện hợp lý dầm thép L= 38m 3.7 Tính tốn, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 42m Tương tự bước tính tốn phần 3.5 ta xác định được: - Hmin = 0,033 42000 = 1386 (mm), chọn H = 1390 (mm) - Bề dày vách tw=14mm - Thay đổi tiết diện biên xác định Mp ta có kết bảng (3.17) Bảng 3.17 Sức kháng uốn dầm thép L=42m btf tf Af bbf tbf Ab (mm) (mm) (mm ) (mm) (mm) (mm2) P1 (N) P2 (N) Pw (N) Tổng P (N) Y (mm) Mp (KNm) 300 16 3600 500 24 12000 1242000 4140000 6713700 12440700 184.09 13808.82 300 16 3600 500 26 13000 1242000 4485000 6713700 12785700 186.41 14373.72 300 16 3600 500 28 14000 1242000 4830000 6713700 13130700 188.73 14937.97 300 16 3600 500 30 15000 1242000 5175000 6713700 13544700 191.05 15501.58 300 16 3600 500 32 16000 1242000 5520000 6713700 13889700 193.37 16064.55 52 Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện sức kháng uốn Từ biểu đồ ta xác định tiết diện tương ứng với Mu bảng (3.18) Bảng 3.18 Các thông số dầm thép L=42m H tw btf tf Af bbf tbf Abf (mm) (mm) (mm) (mm) (mm ) (mm) (mm) (mm2) 1390 14 300 16 48000 500 28 14000 Tổng P(N) Mp (KNm) Mu (KNm) 13130700 14937.97 14852.64 - Kiểm tra sức kháng cắt dầm chủ: Vu= 1635.61 (kN) < Vn= 3765 (kN) (Đạt) - Kiểm tra kích thước biên: + Bản biên trên: 300  5,36  12 2.28 ; 300  1346  224,3 ; 28  1,1.14  15,4 + Bản biên dưới: 500 1346  8,93  12 ; 500   224,3 ; 28  1,1.14  15,4 2.28 => Bản biên đạt yêu cầu - Tiết diện hợp lý dầm chọn sau: 53 Hình 3.11 Tiết diện hợp lý dầm thép L=42m 3.8 Kết luận Trên sở lý thuyết tính tốn cầu dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép áp dụng tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272-05 Thì qua bước tính tốn phần 3.2 ta chọn tiết diện hợp lý dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép bị khống chế chiều cao dựa biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện sức kháng uốn Mp cho chiều dài nhịp (L=34m ;L=38m; L=42m), bảng (3.19) Bảng 3.19 Tổng hợp diện tích tiết diện ứng với Mp Mu STT L (mm) 34000 38000 42000 H (mm) 1125 1255 1390 tw (mm) 14 14 14 btf (mm) 300 300 300 tf (mm) 16 16 16 Af (mm2) 4800 4800 4800 bbf (mm) 500 500 500 tbf (mm) 22 24 28 Abf (mm2) 11000 12000 14000 54 KẾT LUẬN Qua trình thu thập số liệu triển khai đề tài, học viên tóm tắt số nội dung đạt sau: - Học viên tìm hiểu đặc điểm cầu dầm thép đặc điểm địa chất khu vực ĐBSCL Qua kết thu thập địa hình, địa chất vùng ĐBSCL cho thấy cầu dầm thép liên hợp với bê tơng cốt thép có khả đáp ứng nhu cầu phát triển hạ tầng giao thông vùng tương lai trường hợp bị khống chế chiều cao Nền đất đắp bên đường đầu cầu bị hạn chế chiều cao phải đắp đất yếu Việc lựa chọn tiết diện hợp lý dầm liên hợp với bê tông cốt thép điều kiện bị khống chế chiều cao cần thiết mở khả ứng dụng rộng rãi loại cầu khu vực - Qua việc nghiên cứu cấu tạo sở lý thuyết, nguyên tắc thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép, học viên ứng dụng vào tính tốn lựa chọn tiết diện hợp lý cầu dầm thép liên hợp trường hợp bị khống chế chiều cao theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272-05 - Qua kết phân tích tính tốn kết cấu cầu liên hợp với chiều dài nhịp L=34m, L=38m, L=42, học viên lựa chọn tiết diện hợp lý dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép trường hợp bị khống chế chiều cao theo TTGHCĐ sau: STT Lnh (mm) 34000 38000 42000 H (mm) 1125 1255 1390 tw (mm) 14 14 14 btf (mm) 300 300 300 tf (mm) 16 16 16 Af (mm2) 4800 4800 4800 bbf (mm) 500 500 500 tbf (mm) 22 24 28 Abf (mm2) 11000 12000 14000 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Xuân Toản, Nguyễn Văn Mỹ (2010), Thiết kế cầu thép, NXB xây dựng [2] Nguyễn Văn Mỹ, Nguyễn Văn Bảo Nguyên (2014), Thiết kế cầu dầm cầu dàn thép, NXB xây dựng [3] Hoàng Phương Hoa (chủ biên), Nguyễn Văn Mỹ (1998), Hướng dẫn thiết kế cầu thép, NXB Giáo dục [4] Thầy Nguyễn Văn Mỹ, Giáo trình Thiết kế cầu thép, ĐHĐN [5] TS Lê Thị Bích Thủy, Bài giảng mơn học Thiết kế cầu thép (Phần giáo trình nâng cao) [6] GS.TS Lê Đình Tâm (2011), Cầu Thép Thiết kế cầu thép, NXB Giao thông vận tải [7] Tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình Giao Thơng, Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN272-05, NXB Giao Thông Vận Tải, Hà Nội [8] Nguyễn Bình Hà, Nguyễn Minh Hùng (2010), Cơ sở thiết kế ví dụ tính tốn cầu dầm cầu giàn thép, NXB xây dựng [9] PGS.TS Trần Đức Nhiệm (chủ biên), Ths Nguyễn Văn Vĩnh, Ths Nguyễn Thạch Bích (2005), Ví dụ tính tốn cầu dầm thép đường ô tô, NXB Giao thông vận tải [10] Nguyễn Như Khải, Nguyễn Bình Hà (2010), Cầu thép bê tông cốt thép, NXB xây dựng [11] PGS.TS Nguyễn Viết Trung (chủ biên), Ths Nguyễn Tuyết Trinh (2014), Ví dụ tính tốn cầu liên hợp, NXB Xây dựng [12] N.I Polivanov (2004), Thiết kế cầu bê tông cốt thép cầu thép đường ô tô, NXB Xây dựng [13] Phạm Huy Chính (2011), Lắp ráp dầm thép liên kiết bulông cường độ cao, NXB Xây dựng [14] KS Huỳnh Vương Thu Minh, Giáo trình Mathcad, ĐHCT [15] GS TS Lê Đình Tâm (2006), Cầu thép, NXB GTVT [16] Lê Đình Tâm, Nguyễn Tiến Oanh, Nguyễn Trâm (1996), Xây dựng cầu thép, NXB Xây dựng, HN [17] Báo cáo Ngành thép năm 2013 Hiệp hội thép Việt Nam VSA [18] Viện Chiến lược Phát triển GTVT (2013), Báo cáo thực trạng giao thông đồng sông Cửu Long [19] TS Ngô Anh Quân, Bàn kết cấu giao thông nông thôn vùng đồng Sông Cửu Long, Viện Thủy công [20] Báo cáo tổng hợp “Điều chỉnh Chiến lược phát triển GTVT đến năm 2020, tầm [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] nhìn đến năm 2030” Dự án Giao thơng chống lũ khu vực đồng Sông Cửu Long Dự án phát triển sở hạ tầng giao thông đồng sông Cửu Long (Mekong Delta Transport Infrastructure Development Project – MDTIDP) (WB5) Giao thông đường vùng ĐBSCL: Chờ “mắt xích” cuối (ASHUI.COM Hội quy hoạch phát triển đô thị Việt Nam, ngày 08 tháng năm 2010) Đặng Đăng Tùng, Trần Duy Khanh, Hồ Trung Thông, (2013), “Khả ứng dụng thép chịu thời tiết điều kiện khí hậu khu vực TPHCM”, Khoa học Công nghệ, Quyển 51, số 2B, trang 52-58 Đặng Đăng Tùng, Trần Duy Khanh, Isamu Kage, Shinichi Miura, Takashi Okamoto, Eiji Iwasaki, (2013), “Đánh giá ứng dụng thép chịu thời tiết điều kiện khí hậu Việt Nam”, Tạp chí Giao thơng Vận tải, trang14-17 Đặng Đăng Tùng, Trần Duy Khanh, Hồ Trung Thông, (2012), “Khả ứng dụng thép chịu thời tiết điều kiện khí hậu miền nam Việt Nam”, Tạp chí Cầu Đường , Số 5, trang 12-15 Nghiên cứu ứng dụng thép chịu thời tiết khu vực Đồng sông Cửu Long, 2013-2016 Nghiên cứu ứng dụng thép chịu thời tiết (Weathering Steel) khu vực Phan Thiết, Đà Nẵng Hải Phòng, 2011-2014 Đề xuất khả ứng dụng cầu thép xây dựng hạ tầng giao thơng khu vực phía Nam, Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, T-KTXD-2014-59, 20142015 Nguyên cứu phổ cập cầu dầm thép Việt Nam, 2012-2013 PGS TS Trần Đức Nhiệm, Bài giảng Cầu thép phần 1, phần Tiếng Anh [32] Corus Construction & Industrial (2005), Weathering Steel Bridges, Corus Construction & Industrial Technical Sales &Marketing, PO Box 1, Brigg Road, Scunthorpe, North Lincolnshirem, DN161BP [33] Steel Bridge Design Handbook - Bracing System Design, 2012 [34] Coffelt, Sean Justin (2010), Stability Analysis of Single and Double Steel Girders during Construction [35] Yura, J A., and J A Widianto (2005), Lateral Buckling and Bracing of Beams: A Re-evaluation After the Marcy Bridge Collapse, Proc Structural Stability Research Council, Montreal, pp 277-294 [36] V-Load Analysis (1984), In USS Highway structures Design Handbook, Vol 1, AISC Marketing, Int., Chicago, IL, Chap 12, 1-56 [37] Wai Fan Chen and Lien Duan (2000), “Bridge Engineering Handbook”, NXB CRC press, NewYork [38] Richard M.Baker, Jay A.Pucket (1997), “Design of highway bridge”, NXB MC Graw Hill [39] Guide Specification for Horizontally Curved Highway Bridges - American Association of state Highway and Transporttation Officials 444 North Capitol Street, N.W., Suite 249 Washington, D.C 2001 [40] Utpal K.Ghosh (2006), Design & Construction of Steel Brighes Nhà xuất Taylor & Francis/ Balkenma, Netherland [41] AASHTO (2005), Standard Specification for Highway Bridges, 17th Edition [42] Richchard M Barker & Jay A Puckett (2000), Design of Highway Bridges – Basrd on AASHTO LRFD Bridge Design Specification Nhà xuất Wiley- Interscience [43] William T Segui (2007), Steel Design, 4th Edition Nhà xuất Cengage Learning, USA [44] C P Heins & D A Firmage (1978), Design of Modern Steel Bridge Nhà xuất Wiley- Interscience [45] Roger L Brockbrough & Frederick S Meritt (1999), Strucural Steel Bridge Designer’s Handbook, 3th Edition Nhà xuất McGRAW-HILL CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÁO CÁO Về việc bổ sung, sửa chữa luận văn Họ tên học viên: Nguyễn Khánh Vi Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Khóa: K31.XGT.TV Ngày bảo vệ luận văn: 15/10/2017 Tên đề tài luận văn: “ Phân tích lựa chọn tiết diện hợp lý cầu dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép bị khống chế chiều cao” theo Quyết định số 61/ QĐ-ĐHBK-ĐT ngày 10/01/2017 Hiệu trưởng trường Đại học Bách Khoa Các điểm bổ sung, sửa chữa luận văn theo ý kiến đóng góp Hội đồng chấm luận văn: chỉnh sửa lỗi văn theo ý kiến đóng góp Hội đồng bảo vệ ngày 15/10/2017 Đà Nẵng, ngày……tháng…….năm 2017 Học viên (ký, ghi họ tên) Nguyễn Khánh Vi Người hướng dẫn Phòng Đào tạo ... liên hợp với bê tông cốt thép bị khống chế chiều cao cần thiết với vùng ĐBSCL Mục đích nghiên cứu Đề tài ? ?Phân tích lựa chọn tiết diện hợp lý cầu dầm thép liên hợp với b? ?tông cốt thép bị khống chế. .. QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) TÓM TẮT LUẬN VĂN PHÂN TÍCH LỰA CHỌN TIẾT DIỆN HỢP LÝ CỦA CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊTÔNG CỐT THÉP BỊ KHỐNG CHẾ VỀ CHIỀU CAO Học viên: Nguyễn Khánh Vi... uốn với dầm thép Nếu không liên kết bê tơng với dầm thép bê tơng làm việc độc lập với dầm thép, tiết diện làm việc có dầm thép Khi liên hợp bê tơng với dầm thép tiết diện làm việc gồm bê tông dầm