1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu cấu tạo bản giảm tải cùng tham gia làm việc với hệ kết cấu cầu khi xét đến ảnh hưởng của khối lượng đất nền

85 16 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 85
Dung lượng 7,69 MB

Nội dung

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông Mã số 60 58 02 05 85 trang Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông Mã số 60 58 02 05 85 trang luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CẤU TẠO BẢN GIẢM TẢI CÙNG THAM GIA LÀM VIỆC VỚI HỆ KẾT CẤU CẦU KHI XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG ĐẤT NỀN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG Đà Nẵng - 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CẤU TẠO BẢN GIẢM TẢI CÙNG THAM GIA LÀM VIỆC VỚI HỆ KẾT CẤU CẦU KHI XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG ĐẤT NỀN Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 85.80.205 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS HOÀNG PHƯƠNG HOA Đà Nẵng - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu riêng Các công thức số liệu Luận văn tính tốn xác, trung thực nhận xét khách quan Tác giả luận văn NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ đồ thị MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LÚN NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Tổng quan tượng lún đường đầu cầu 1.3 Công nghệ xử lý lún đường đầu cầu đất yếu 1.3.1 Khái niệm đất yếu .6 1.3.2 Một số đặc điểm đất yếu 1.3.3 Một số giải pháp công nghệ xử lý lún đường đầu cầu sử dụng phổ biến xây dựng cơng trình giao thơng .7 1.3.4 Một số giải pháp công nghệ xử lý lún đường đầu cầu sử dụng phổ biến xây dựng cơng trình giao thơng 18 1.4 Kết luận chương I 22 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN BẢN GIẢM TẢI THAM GIA LÀM VIỆC TƯƠNG TÁC VỚI ĐẤT NỀN 24 2.1 Giới thiệu chung 24 2.2 Thiết kế kết cấu nhịp giảm tải 24 2.3 Nghiên cứu tính tốn giảm tải làm việc tương tác với đất 24 2.4 Mơ hình tổng qt toán 25 2.5 Bài toán dầm động lực học 25 2.5.1 Mơ hình tốn dầm động lực học 25 2.5.2 Các ma trận đặc trưng phần tử dầm .26 2.6 Bài toán dầm động lực học (bài toán giảm tải) 27 2.6.1 Mơ hình tốn giảm tải .27 2.6.2 Thông số ảnh hưởng khối lượng .29 2.6.3 Các ma trận đặc trưng phần tử dầm .30 2.7 Phương trình vi phân chuyển động 33 2.8 Phương pháp tích phân số 34 2.8.1 Phương pháp tích phân Newmark 35 2.8.2 Thuật tốn giải phương trình chuyển động 36 2.9 Kiểm chứng mô hình tính tốn 38 2.10 Kết luận chương II 38 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU GIẢ ĐỊNH KẾT CẤU CẦU, CÁC BIỂU ĐỒ CHUYỂN VỊ CỦA KẾT CẤU NHỊP CẦU 40 3.1 Giới thiệu chung 40 3.2 Mơ hình nghiên cứu 40 3.3 Trường hợp I: Khi thay đổi vận tốc xe chạy 41 3.4 Trường hợp II: Khi thay đổi trọng lượng riêng đất 43 3.5 Trường hợp III: Khi thay đổi chiều dày giảm tải 44 3.6 Trường hợp IV: Khi thay đổi góc nghiêng dầm 45 3.7 Kết luận chương III 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 Kết luận 51 Kiến nghị 52 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 53 TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CẤU TẠO BẢN GIẢM TẢI CÙNG THAM GIA LÀM VIỆC VỚI HỆ KẾT CẤU CẦU KHI XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG ĐẤT NỀN Học viên: Nguyễn Văn Phương - Chuyên ngành: Kỹ thuật XD công trình giao thơng Mã số: 85.80.205 - Khóa: K36 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Lún đường đầu cầu tượng phổ biến ngày Đến số biện pháp áp dụng với mục đích làm giảm độ lún đường đầu cầu chưa có giải pháp tỏ có hiệu rõ rệt Luận văn nghiên cứu ứng xử kết cấu giảm tải đường đầu cầu làm việc với kết cấu cầu tính tốn có xét tới ảnh hưởng khối lượng đất đường đầu cầu Từ sở lý thuyết hệ phương trình vi phân chuyển động hệ kết cấu xây dựng sau xác định ma trận: độ cứng, ma trận khối lượng ma trận cản hệ chuyển động Tác giả xây dựng mơ hình số kết cấu giả định thơng qua phần mềm lập trình Matlab, tốn giải phương pháp tích phân số Newmark theo bước thời gian tính tốn số trường hợp như: thay đổi vận tốc xe chạy, thay đổi khối lượng riêng đất đường đầu cầu thay đổi chiều dày kết cấu giảm tải đường đầu cầu Tác giả tóm tắt kết đạt đưa hướng phát triển Từ khóa - Kết cấu giảm tải; sàn giảm tải; góc nghiêng giảm tải; vận tốc xe chạy thay đổi; tham số khối lượng STUDYING ON THE STRUCTURE OF THE TRANSITION SLAB WORKING TOGETHER WITH BRIDGE STRUCTURAL SYSTEM WHEN CONSIDERING THE INFLUENCES OF GROUND MASS Abstract - Bridge subsidence is a common phenomenon today Up to now, some measures have been applied with the aim of reducing the settlement of the bridgehead but no solution has proved to be effective The essay studying on the transition slab working together with bridge structural system and calculation when considering the influences of ground mass From theoretical basis is the system of differential equations, motion of the structural system has been described after matrices of stiffness, mass, and motion system are determined The authors will build a numerical model assuming texture via Matlab software, structure model that is solved by Newmark method in time dependent regime and examine some cases such as changes in the speed of the vehicle, the ground soil density on the road head, and structural thickness of the transition slab structure of the bridge The achieved results are summarized and perspective of the work is provided Key words - Transition slab structure; load reduction floor; slope of transition slab; variable speed of vehicle; parameters of ground mass DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU: Ký hiệu Đơn vị A m2 B c Giải thích ý nghĩa Diện tích tiết diện kết cấu Ma trận tính biến dạng Ns/m3 Cản nhớt  C Ma trận cản tổng thể Ce Ma trận cản phần tử cv Ns/m Cản nhớt mơ hình tải di động E N/m2 Mơ đun đàn hồi vật liệu kết cấu fc N Lực tương tác kết cấu với mơ hình tải di động F  Vec tơ tải tổng thể F e Vec tơ tải phần tử g m/s2 Gia tốc trọng trường G N/m2 Mô đun trượt vật liệu kết cấu HF m Chiều sâu lớp đàn hồi k N/m3 Độ cứng lớp đàn hồi tuyến tính K1 Thơng số lớp đàn hồi mơ hình dầm K2 Thơng số lớp cắt mơ hình dầm K  Ma trận độ cứng tổng thể K e Ma trận độ cứng phần tử k NL N/m5 Độ cứng lớp đàn hồi phi tuyến ks N Độ cứng lớp cắt kv N/m Độ cứng lị xo mơ hình tải di động M kg Khối lượng di động M  Ma trận khối lượng tổng thể Me Ma trận khối lượng phần tử  M eff Ma trận khối lượng hiệu dụng  N w Ma trận hàm dạng chuyển vị đứng  Ns Ma trận hàm dạng góc xoay P N Peff Tải trọng tập trung di động Vec tơ tải trọng hiệu dụng q N/m2 Tải trọng phân bố diện tích t s Thời gian T N Lực căng ue Véc tơ chuyển vị nút phần tử ue Véc tơ vận tốc nút phần tử ue Véc tơ gia tốc nút phần tử u Véc tơ chuyển vị nút tổng thể u Véc tơ vận tốc nút tổng thể u Véc tơ gia tốc nút tổng thể w m/s Vận tốc đứng kết cấu w m Chuyển vị đứng kết cấu w m/s2 Gia tốc đứng kết cấu Hệ trục tọa độ x, y, z ( x, y , z )    rad Chuyển vị góc xoay kết cấu Hệ số Poisson kg/m3 Khối lượng riêng kết cấu F kg/m3 Khối lượng riêng  rad/s Tần số dao động riêng  Toán tử vi phân Laplace  Tỷ số khối lượng riêng F Thông số ảnh hưởng khối lượng v Thơng số độ cứng mơ hình tải trọng di động v Thơng số khối lượng mơ hình tải trọng di động  rad/s Vận tốc góc xoay kết cấu v m/s Vận tốc chuyển động tải trọng di động CÁC CHỮ VIẾT TẮT: BTCT Bê tông cốt thép BTXM Bê tông xi măng BGT Bản giảm tải DƯL Dự ứng lực ĐKT Địa kỹ thuật KCAĐ Kết cấu áo đường PVD Bấc thấm SW Giếng cát DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng biểu Trang Bảng 1.1 Các giải pháp xử lý tương ứng theo tư xử lý Bảng 3.1 Chuyển vị đứng nút nhịp vận tốc thay đổi (mm) 41 Bảng 3.2 Chuyển vị đứng nút nhịp trọng lượng riêng thay đổi 44 Bảng 3.3 Chuyển vị đứng nút nhịp (bản giảm tải) 45 Bảng 3.4 Kết chuyển vị thay đổi độ dốc nhịp (dầm cầu số 1) 47 Bảng 3.5 Kết chuyển vị thay đổi độ dốc dọc nhịp (bản giảm tải) 49 ... tải làm việc với kết cấu cầu có kể đến ảnh hưởng khối lượng đất đắp đường đầu cầu Từ chọn Luận văn với tiêu đề: ? ?Nghiên cứu cấu tạo giảm tải tham gia làm việc với hệ kết cấu cầu xét đến ảnh hưởng. .. VĂN NGHIÊN CỨU CẤU TẠO BẢN GIẢM TẢI CÙNG THAM GIA LÀM VIỆC VỚI HỆ KẾT CẤU CẦU KHI XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG ĐẤT NỀN Học viên: Nguyễn Văn Phương - Chuyên ngành: Kỹ thuật XD cơng trình giao... NGUYỄN VĂN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CẤU TẠO BẢN GIẢM TẢI CÙNG THAM GIA LÀM VIỆC VỚI HỆ KẾT CẤU CẦU KHI XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG ĐẤT NỀN Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số:

Ngày đăng: 30/04/2021, 09:19

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Hoàng Phương Hoa, Phạm Đình Trung, Nguyễn Trọng Phước, (2015). “Hệ thống hóa các mô hình nền và đề xuất mô hình nền mới dùng trong bài toán phân tích ứng xử của kết cấu tương tác nền”, Tạp chí Xây dựng, ISSN 0866- 0762, số 6-2015, trang 47-50 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Hệ thống hóa các mô hình nền và đề xuất mô hình nền mới dùng trong bài toán phân tích ứng xử của kết cấu tương tác nền”
Tác giả: Hoàng Phương Hoa, Phạm Đình Trung, Nguyễn Trọng Phước
Năm: 2015
[2] Phạm Đình Trung, Hoàng Phương Hoa, Nguyễn Trọng Phước, (2016). “Ảnh hưởng của khối lượng nền lên đáp ứng động của dầm chịu các phương tiện di động”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật, ISSN 0868-3980, số 115-2016 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ảnh hưởng của khối lượng nền lên đáp ứng động của dầm chịu các phương tiện di động”
Tác giả: Phạm Đình Trung, Hoàng Phương Hoa, Nguyễn Trọng Phước
Năm: 2016
[3] Đỗ Kiến Quốc, Nguyễn Trọng Phước, (2010). “Các phương pháp số trong động lực học kết cấu”, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp.Hồ Chí Minh, 487- 2010/CXB/15-45 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Các phương pháp số trong động lực học kết cấu”
Tác giả: Đỗ Kiến Quốc, Nguyễn Trọng Phước
Nhà XB: Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp.Hồ Chí Minh
Năm: 2010
[4] Nguyễn Xuân Lựu, (2007). “Phương pháp phần tử hữu hạn”, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 151-2006/CXB/119-313-05/GTVT Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Phương pháp phần tử hữu hạn”
Tác giả: Nguyễn Xuân Lựu
Nhà XB: Nhà xuất bản Giao thông vận tải
Năm: 2007
[5] A.J.M.Ferreira (2009). “MATLAB Codes for Finite Element Analysis”, Univer- sidade do Porto, Portugal Sách, tạp chí
Tiêu đề: “MATLAB Codes for Finite Element Analysis”
Tác giả: A.J.M.Ferreira
Năm: 2009
[6] T.P. Nguyen and D.T. Pham, (2016). “The influence of mass of two parameter elastic foundation on dynamic responses of beam subjected to a moving mass”, KSCE Journal of Civil Engineering, (Scopus). 20 (7) pp 2842-2848 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “The influence of mass of two parameter elastic foundation on dynamic responses of beam subjected to a moving mass”
Tác giả: T.P. Nguyen and D.T. Pham
Năm: 2016
[7] D.T. Pham, P.H. Hoang and T.P. Nguyen, (2015). “Dynamic response of beam on a new foundation model subjected to a moving oscillator by finite element method”, Proc. Of the 16th Asia Pacific Vibration Conference APVC2015, Bachkhoa Publishing House, Hanoi, Vietnam. pp. 244-250 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Dynamic response of beam on a new foundation model subjected to a moving oscillator by finite element method”
Tác giả: D.T. Pham, P.H. Hoang and T.P. Nguyen
Năm: 2015
[8] T.P. Nguyen, D.T. Pham and P.H. Hoang, (2016). “A dynamic foundation mod- el for the analysis of beam on nonlinear foundation subjected to a moving mass”, Procedia Engineering. (Scopus). Vol.142., pp. 165-172 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “A dynamic foundation mod-el for the analysis of beam on nonlinear foundation subjected to a moving mass”
Tác giả: T.P. Nguyen, D.T. Pham and P.H. Hoang
Năm: 2016
[9] T.P. Nguyen, D.T. Pham and P.H. Hoang, (2016). “A dynamic foundation mod- el for the analysis of plates on foundation to a moving oscillator”, Structural Engineering and Mechanics (ISI), Vol. 59(6). pp. 1019-1035 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “A dynamic foundation mod-el for the analysis of plates on foundation to a moving oscillator”
Tác giả: T.P. Nguyen, D.T. Pham and P.H. Hoang
Năm: 2016
[11] D.T. Pham, P.H. Hoang and T.P. Nguyen, (2018). “Experiments on influence of foundation mass on dynamic characteristic of structures”, Structural Engineer- ing and Mechanics (ISI), Vol. 65(5). pp. 505-511 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Experiments on influence of foundation mass on dynamic characteristic of structures”
Tác giả: D.T. Pham, P.H. Hoang and T.P. Nguyen
Năm: 2018
[12] Bộ Giao Thông Vận Tải. “Quy Trình Thiết Kế Cầu 22TCN 272-05”, NXB Giao Thông Vận Tải, Hà Nội - 2005 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Quy Trình Thiết Kế Cầu 22TCN 272-05”
Nhà XB: NXB Giao Thông Vận Tải
[13] Bộ Giao Thông Vận Tải. “Quyết định 3095/QĐ-BGTVT ngày 07/10/2013 Ban hành Quy định tạm thời về các giải pháp kỹ thuật công nghệ đối với đoạn chuyển tiếp giữa đường và cầu (cống) trên đường ô tô”, Hà Nội -2013 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Quyết định 3095/QĐ-BGTVT ngày 07/10/2013 Ban hành Quy định tạm thời về các giải pháp kỹ thuật công nghệ đối với đoạn chuyển tiếp giữa đường và cầu (cống) trên đường ô tô”
[14] Bộ Giao Thông Vận Tải. “Quy trình Khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu - Tiêu chuẩn thiết 22TCN 262-2000”, NXB Giao Thông Vận Tải, Hà Nội - 2000 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Quy trình Khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu - Tiêu chuẩn thiết 22TCN 262-2000”
Nhà XB: NXB Giao Thông Vận Tải
[15] GS.TS. Lê Đình Tâm. “Cầu Bê Tông Cốt Thép Trên Đường Ôtô - Tập 1”, NXB Xây Dựng, Hà Nội - 2005 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Cầu Bê Tông Cốt Thép Trên Đường Ôtô - Tập 1”
Nhà XB: NXB Xây Dựng
[16] Yang YB, Lin CW, and Yau JD, (2004) “Extracting bridge frequencies from the dynamic response of a passing vehicles”; Journal of Sound and Vibration, 272(3-5): 471-493. (https://doi.org/10.1016/S0022-460X(03)00378-X) Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Extracting bridge frequencies from the dynamic response of a passing vehicles”"; Journal of Sound and Vibration, 272(3-5): 471-493. (
[17] Phạm Đình Trung, (2018). “Ảnh hưởng của khối lượng nền lên ứng xử động của kết cấu dầm và tấm”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Ảnh hưởng của khối lượng nền lên ứng xử động của kết cấu dầm và tấm”
Tác giả: Phạm Đình Trung
Năm: 2018
[18] Hoàng Phương Hoa, Phạm Đình Trung, Nguyễn Hữu Anh Quốc, Phan Lê Bá Mãi, (2018), “Nghiên cứu ứng xử kết cấu bản giảm tải đường đầu cầu khi có xét tới ảnh hưởng của khối lượng đất nền (phần 1: Cơ sở lý thuyết của mô hình)”, Tạp chí Xây dựng (Bộ Xây dựng). ISSN 0866-0762. Số 9.2018. Trang 63-67 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Nghiên cứu ứng xử kết cấu bản giảm tải đường đầu cầu khi có xét tới ảnh hưởng của khối lượng đất nền (phần 1: Cơ sở lý thuyết của mô hình)”
Tác giả: Hoàng Phương Hoa, Phạm Đình Trung, Nguyễn Hữu Anh Quốc, Phan Lê Bá Mãi
Năm: 2018

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w