MỞ ĐẦU Ở nước ta đang tồn tại một số lượng lớn các công trình cầu đã xuống cấp nhưng vẫn đang được khai thác, trong đó có nhiều cầu chưa được cắm lại biển tải trọng. Có nhiều nguyên nhân gây nên sự xuống cấp như: môi trường, thời gian tác dụng của tĩnh tải, hoạt tải... Các nguyên nhân này làm thay đổi về hình dáng bên ngoài, tính chất cơ lý của vật liệu, dẫn đến những sai lệch so với thiết kế. Việc xác định lại khả năng chịu tải thực của cầu là một vấn đề rất cần thiết, vì nó sẽ góp phần nâng cao tuổi thọ của cầu, chất lượng khai thác và đảm bảo an toàn khi qua cầu. Do có những hư hỏng, độ cứng của một số bộ phận kết cấu cầu đã thay đổi, làm cho việc tính toán phân phối tải trọng lên các dầm chủ gặp khó khăn khi sử dụng các phương pháp, công cụ phân tích kết cấu thông thường. Như vậy việc xây dựng phương pháp xác định lại độ cứng của các bộ phận kết cấu dựa trên kết quả đo đạc thử tải là rất quan trọng trong công tác đánh giá khả năng chịu tải thực của cầu. Công tác tính toán lại độ cứng của các bộ phận kết cấu đòi hỏi phải phân tích kết cấu chính xác. Các phương pháp phân tích kết cấu gần đúng (đòn bẩy, nén lệch tâm, dầm trên nền đàn hồi, AASHTO...) có nhược điểm là không mang tính tổng quát, mỗi phương pháp chỉ sử dụng tốt đối với một số loại kết cấu nhất định hoặc đòi hỏi biết trước độ cứng của các dầm để tính các hệ số. Vì vậy cần sử dụng các phương pháp phân tích kết cấu có độ chính xác cao hơn như phương pháp PTHH để tính toán lại khả năng chịu lực của công trình. Một trong những đặc điểm của phương pháp PTHH là khối lượng tính toán rất lớn, đòi hỏi phải lập trình hóa để tận dụng sự tính toán của máy tính. Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện nhiều phần mềm phân tích kết cấu sử dụng phương pháp PTHH như SAP, MIDAS, STAAD... Tuy nhiên vẫn chưa có phần mềm nào có khả năng phân tích số liệu đầu vào thành các bộ số liệu nghi ngờ trước khi phân tích kết cấu dựa trên các số liệu đó, các kỹ sư muốn tính toán lại khả năng chịu lực của cầu phải tự thực hiện các công việc trên với khối lượng công việc rất lớn. Vì vậy nhu cầu xây dựng một phần mềm chuyên biệt hỗ trợ đánh giá năng lực chịu tải của công trình cầu là rất cần thiết và có tính thời sự. Luận văn sẽ đi sâu vào việc nghiên cứu thuật toán xác định lại độ cứng của các dầm theo độ võng đo được khi thử tải. Từ đó xây dựng phần mềm tính toán, hỗ trợ đánh giá khả năng chịu tải của cầu. Để làm được điều đó cần nghiên cứu thuật toán duyệt các bộ số liệu, thuật toán so sánh các bộ số liệu độ võng với nhau. Phương pháp phân tích kết cấu được sử dụng là phương pháp PTHH mô hình chuyển vị. Trong khuôn khổ thời gian làm luận văn thạc sỹ, nghiên cứu chỉ giới hạn trong các công trình cầu dầm nhịp giản đơn với một số kiểu mặt cắt ngang thông dụng. Sau khi luận văn được hoàn thành, phần mềm sản phẩm của đề tài sẽ là công cụ hữu hiệu để các kỹ sư giảm được đáng kể thời gian và công sức tính toán đồng thời tránh được các sai sót trong quá trình đánh giá. Mục tiêu của luận văn: Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu thuật toán xác định lại độ cứng của các bộ phận kết cấu cầu dầm nhịp giản đơn trên cơ sở kết quả đo đạc độ võng khi thử tải để phục vụ công tác đánh giá lại khả năng chịu tải của cầu. Từ đó nghiên cứu phương pháp xây dựng phần mềm tính toán, hỗ trợ công tác đánh giá cầu đang sử dụng. Luận văn cũng sẽ áp dụng kết quả các nghiên cứu này để phân tích một số công trình cầu thực tế đã được kiểm định, rút ra một số nhận xét về mức độ sai khác có thể chấp nhận được về kết quả đo và kết quả tính độ võng các dầm chủ của kết cấu nhịp cầu dầm giản đơn; đánh giá khả năng hội tụ khi giải bài toán lặp. Cấu trúc của luận văn gồm Phần mở đầu, 4 chương và phần Kết luận và kiến nghị. CHƯƠNG 1: CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CẦU BTCT 1.1. Sơ lược về các công trình cầu ở Việt Nam Cầu là loại công trình vượt qua phía trên chướng ngại vật trên đường như sông suối, khe núi, thung lũng sâu, các tuyến đường khác hoặc các khu vực phải duy trì bình thường các hoạt động xã hội như sản xuất, giao thông, thương mại … Cầu là công trình nhân tạo vì vậy sự phát triển của nó gắn liền với sự phát triển của xã hội. Các công trình cầu đã tồn tại lâu đời và ngày một phát triển mạnh mẽ, phong phú về mọi phương diện. Từ các cây cầu làm từ thời kì sơ khai như các cây cầu gỗ, bằng đá cho đến các cây cầu bằng bêtông cốt thép, các cây cầu bằng kim loại được xây dựng với các sơ đồ khác nhau, có chiều dài đạt hàng nghìn mét… Ở Việt Nam vào thời kì trước cách mạng tháng 8 có rất nhiều cầu thuộc hệ thống nhịp bản, dầm giản đơn, dầm hẫng, vòm BTCT thường với nhịp 2 đến 20m được xây dựng trên các tuyến đường sắt và đường bộ. Ví dụ như chỉ trên tuyến đường sắt Bắc Nam có khoảng 600 cây cầu BTCT nhịp từ 8 đến 11m xây dựng từ 19271932 đến nay vẫn còn tận dụng được sau khi gia cố sửa chữa nhiều đợt. Vào thời kì từ năm 1954 đến 1975 ở nước ta bắt đầu có sự phát triển về công nghệ xây dựng và thiết kế cầu BTCT. Ở miền Bắc từ năm 1954 nhiều cầu BTCT thường thuộc hệ bản, dầm giản đơn, dầm hẫng đúc bêtông tại chỗ đã được xây dựng. Các đề tài ứng dụng cầu BTCT dự ứng lực trong xây dựng cầu lần đầu tiên đã được tiến hành. Một số cầu giản đơn BTCT dự ứng lực đã được xây dựng như cầu Phủ Lỗ, cầu Cửa Tiền, cầu Trang Thưa, cầu Bía theo đồ án Việt Nam. Trong khi đó do hoàn cảnh lịch sử hầu hết các cầu BTCT được xây dựng ở miền Trung và miền Nam kể từ Huế trở vào đều sử dụng loại dầm T dự ứng lực kéo trước theo đồ án điển hình của Hoa Kì và được thiết kế theo tiêu chuẩn Mỹ AASHTO đã được sản xuất và lắp ghép rộng rãi trên các tuyến đường bộ trục chính khẩu độ dầm xấp xỉ 121825m. Đến nay, có các trung tâm chế tạo các dầm dự ứng lực nhịp đến 33m tại Hà Nội và Bình Dương. Song song với việc thi công các cầu bê tông cốt thép thì cầu thép cũng được sử dụng rộng rãi do tính chất ưu việt của vật liệu thép. ở nước ta cầu thép được xây dựng từ thời thực dân pháp xâm chiếm. Trong đó cầu dầm,cầu dàn được sử dụng rộng rãi, phổ biến nhất từ trước đến nay vì chỉ truyền áp lực thẳng đứng (dưới tải trọng thẳng đứng) nên kích thước mố trụ tương đối nhỏ, cấu tạo đơn giản dễ tiêu chuẩn hoá, định hình hoá, thi công đơn giản, có thể làm dầm giản đơn, dầm liên tục. Về mặt qui trình, tiêu chuẩn cho thiết kế và nghiệm thu thì hiện nay ở nước ta đang sử dụng tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 27205. Đây là tiêu chuẩn hiện đại, dựa trên nội dung cơ bản là tiêu chuẩn AASHTO năm 1998, vì vậy sẽ góp phần thúc đẩy nhanh quá trình hội nhập và phát triển của Việt Nam. 1.2. Hiện trạng hệ thống cầu trên mạng lưới giao thông đường bộ Việt Nam 1.2.1. Tổng quan về hệ thống cầu trên mạng lưới giao thông đường bộ Việt Nam Hệ thống cầu đường bộ nước ta rất phong phú, đến nay mới chỉ thống kê được số cầu trên hệ thống Quốc lộ (QL) và tỉnh lộ (TL). Tình trạng của hệ thống cầu còn nhiều yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến công tác quản lý và khai thác. Việc phân loại cầu còn đang trong giai đoạn nghiên cứu xây dựng tiêu chí đánh giá. Trong bảng 1.1 trình bày phân loại cầu theo thời gian khai thác khi thiết kế. Bảng 1.1: Phân loại cầu trên hệ thống đường Quốc lộ và tỉnh lộ Tên hệ thống Tổng cộng Phân loại theo tỷ lệ % so với tổng chiều dài Số cầu Chiều dài (m) Vĩnh cửu Bán vĩnh cửu Tạm Số cầu (%) Số cầu (%) Số cầu (%) QL 4239 144539 3097 73,1 998 23,5 144 3,4 TL 3640 79279 1879 51,6 1117 30,7 644 17,7 Tổng cộng 7879 223828 4976 63,2 2115 26,8 788 10,0 (Nguồn: Bộ Giao thông vận tải) Qua số liệu trên bảng 1.1, có thể nhận thấy số lượng cầu được phân loại là vĩnh cửu chỉ chiếm 73,10% số lượng cầu trên hệ thống Quốc lộ; loại bán vĩnh cửu chiếm tới 23,5% và loại cầu tạm chiếm 3,40%. Số lượng cầu vĩnh cửu trên tỉnh lộ còn thấp hơn nữa chỉ chiếm 51,60%; còn lại là cầu bán vĩnh cửu và cầu tạm. Để có một cái nhìn chi tiết về hiện trạng cầu hiện có trên hệ thống Quốc lộ, trong hình 1.1 và hình 1.2 đã trình bày thống kê chi tiết về các loại cầu hiện có trên các tuyến Quốc lộ. Cầu được phân thành 5 loại chính theo vật liệu sử dụng trong kết cấu nhịp, bao gồm cầu bê tông cốt thép (BTCT) thường; BTCT dự ứng lực (BTCT DƯL), thépBTCT liên hợp; cầu dầm dàn thép; còn lại là các loại khác. Có thể nhận thấy cầu BTCT DƯL chiếm tới 13% về số lượng và 31% về chiều dài. Hình 1.1: Phân loại cầu trên Quốc lộ theo số lượng Hình 1.2: Phân loại cầu trên Quốc lộ theo chiều dài Các đặc điểm chung của hệ thống cầu ở Việt Nam được trình bày khá tỉ mỉ trong một số công trình đã công bố. Trong phần này chỉ trình bày một số đặc điểm cơ bản cho hệ thống cầu ở Việt Nam như sau: Có số lượng và chiều dài tương đối lớn. Đa dạng về chủng loại : Cầu cống Việt Nam được xây dựng từ nhiều loại vật liệu khác nhau như bê tông (BT), bê tông cốt thép (BTCT), bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DUL), thép, thépBTCT liên hợp, gạch, đá...Có nhiều dạng kết cấu nhịp đã được xây dựng : kết cấu nhịp dạng giản đơn, kết cấu nhịp dạng liên tục, kết cấu nhịp dạng khung hẫng chốt giữa, kết cấu nhịp dạng khung Tdầm treo, kết cấu nhịp dạng dàn, kết cấu nhịp dạng vòm, kết cấu nhịp cầu treo dây võng... Có thời gian xây dựng khác nhau, theo nhiều cấp độ tải trọng khác nhau. Đặc điểm này không chỉ mang tính phổ biến trong phạm vi toàn lãnh thổ mà còn trong phạm vi miền vùng, thậm chí ngay cả trên cùng một tuyến. Được thi công và thiết kế theo các Tiêu chuẩn và Quy trình khác nhau (Pháp, Mỹ, Trung quốc, Liên xô (cũ), Việt Nam...). Nhiều cầu đã tồn tại qua hai cuộc chiến tranh, là mục tiêu đầu tiên bị đánh phá trong chiến tranh. Hiện nay rất nhiều cầu đang bị xuống cấp trầm trọng do nhiều nguyên nhân. 1.2.2. Một số đặc trưng tiết diện cầu ở Việt Nam 1.2.2.1. Cầu BTCT Hình 1.3: Ví dụ về mặt cắt ngang cầu dầm BTCT Hình 1.4: Một số dạng tiết diện dầm BTCT a: Dầm BTCT thường; b: Dầm BTCT DƯL c: Dầm BTCT DƯL liên hợp với bản BTCT Dạng mặt cắt chữ T có dầm ngang là phổ biến nhất. Nếu mối nối chỉ thực hiện ở các dầm ngang thì bản mặt cầu sẽ chịu lực giống như bản hẫng. Chiều dày bản sẽ giảm dần từ chỗ sát nách dầm ra đến đầu mút hẫng. Nách dầm có thể có vút hoặc không. Bản thường dày từ 812 cm, sườn dầm khoảng 20cm, khoảng cách giữa các dầm có thể từ 90 đến 170 cm. Dạng mặt cắt chữ T không có dầm ngang được dùng phổ biến ở Liên Xô cũ, cũng được tham khảo áp dụng nhiều ở các tỉnh phía Bắc nước ta trong nhiều năm. Loại mặt cắt này làm cho kết cấunhịp có độ cứng ngang kém so với loại cầu có dầm ngang và khi xe qua cầu có cảm giác rung rõ rệt, tuy nhiên vẫn đảm bảo khả năng khai thác bình thường của cầu. Khoảng cách giữa các dầm chủ thường là 210 cm, trong đó phần bản rộng 180 cm và mối nối 30 cm. Chiều rộng sườn dầm lấy trong khoảng 15 – 20 cm. Dạng mặt cắt nhịp gồm các dầm chữ I lắp ghép trước, sau đó tiếp tục lắp ghép hoặc đúc bêtông tại chỗ phần bản mặt cầu để tạo kết cấu liên hợp nửa lắp ghép. Hình dạng mặt cắt không có chỗ gãy góc hay thay đổi kích thước đột ngột để tránh hiện tượng ứng suất tập trung quá lớn. 1.2.2.2. Cầu dầm thép: Hình 1.5: Ví dụ mặt cắt ngang cầu dầm thép liên hợp với bản BTCT Hình 1.6: Một số dạng tiết diện dầm thép a. Dầm hàn b. Dầm tán đinh Hình 1.7: Một số dạng tiết diện dầm thép liên hợp bản BTCT a. Dầm thép I định hình b: Dầm thép I định hình có thêm bản thép táp vào biên dưới (gọi là bản táp đáy) c. Dầm I tán ghép có biên dưới lớn hơn biên trên d. Dầm I tán ghép có biên dưới lớn hơn biên trên và có phần BTCT hình chữ T Cầu dầm thép nhịp giản đơn không liên hợp với bản BTCT mặt cầu Tiết diện kiểu chữ I đối xứng, tán ghép hoặc hàn được sử dụng phổ biến nhất. Cầu dầm thép nhịp giản đơn liên hợp với bản BTCT mặt cầu Tiết diện dầm thép I định hình hoặc I định hình có thêm bản thép táp vào biên dưới (thường gọi là bản táp đáy). Dầm I tán ghép hoặc hàn ghép có biên dưới lớn hơn biên trên. 1.3. Tình hình nghiên cứu các phương pháp tính toán kiểm tra kết cấu cầu BTCT 1.3.1. Tổng quan về kiểm tra, đánh giá các cầu BTCT trên thế giới Hiện nay khó có thể liệt kê hết các thư mục tóm tắt các công trình nghiên cứu trên thế giới về hư hỏng của BTCT và BTCT DƯL. Tất cả các công trình nghiên cứu đã công bố đều cố gắng phát hiện, tìm hiểu các nguyên nhân, hậu quả của các trạng thái bệnh lý của vật liệu BTCT. Ở Mỹ, ngay từ những năm đầu của thập kỷ 60, Champion S., Sidney M. đã giới thiệu những công trình nghiên cứu của mình về hư hỏng của kết cấu BTCT. Từ những năm 1980 trở lại có các công trình nghiên cứu của các tác giả như Fisher J. W., Slockbower R. E., Hope B. B. .Ngoài ra còn hàng loạt các công trình được công bố bởi các tổ chức như ACI, ASCE, ASTM, AASHTO về vấn đề này. Ở Anh, vào năm 1959, Hammond đã giới thiệu các nghiên cứu của mình về hư hỏng của các KCXD, trong đó có kết cấu BTCT. Từ đó đến nay các công trình nghiên cứu của Chana P. S., Clark L. A., Dawe P. H... đã được công bố. Các Viện nghiên cứu và các trường Đại học ở Anh cũng công bố nhiều công trình liên quan đến hư hỏng vật liệu. Kiểm tra và đánh giá cầu ở các nước như Liên bang Nga, Đức, Ấn Độ, .. cũng rất được coi trọng. Các quy trình của LB Nga trong đó có quy trình kiểm tra cầu là một trong những cơ sở để xây dựng quy trình kiểm tra và đánh giá cầu ở Việt Nam. Trong quy trình của LB Nga việc đánh giá cầu BTCT, BTCT DƯL dựa trên việc khảo sát, đánh giá hư hỏng tại từng bộ phận của công trình để xây dựng mô hình thực trạng của cầu, mô hình này được điều chỉnh để có sự phù hợp với các kết
Trang MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU .6 DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU .11 CHƯƠNG 1: CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CẦU BTCT 13 1.1 Sơ lược cơng trình cầu Việt Nam .13 1.2 Hiện trạng hệ thống cầu mạng lưới giao thông đường Việt Nam 14 1.2.1.Tổng quan hệ thống cầu mạng lưới giao thông đường Việt Nam .14 1.2.2.Một số đặc trưng tiết diện cầu Việt Nam .16 1.3 Tình hình nghiên cứu phương pháp tính tốn kiểm tra kết cấu cầu BTCT 19 1.3.1.Tổng quan kiểm tra, đánh giá cầu BTCT giới 19 1.3.2.Hiện trạng công tác kiểm tra, đánh giá cầu Việt Nam 20 1.4 Phân loại công tác kiểm tra 22 1.4.1.Kiểm tra thường xuyên .22 1.4.2.Kiểm tra định kỳ .22 1.4.3.Kiểm tra đột xuất 23 1.4.4.Kiểm tra đặc biệt .23 1.4.5.Kiểm định 23 1.5 Phương pháp đánh giá 24 1.5.1.Cơ sở để đánh giá .24 1.5.2.Mơ hình thực trạng 24 1.5.3.Phương pháp đánh giá 25 1.5.4.Yêu cầu công tác khảo sát trường .25 1.5.5.Phương pháp thử tải cơng trình 26 1.6 Các dấu hiệu hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng cầu BTCT 32 1.6.1.Vỡ 32 1.6.2.Nứt 32 1.6.3.Gỉ cốt thép thường 33 1.6.4.Tình trạng cáp dự ứng lực 34 1.6.5.Mài mòn 34 1.6.6.Hư hỏng bê tơng cốt thép xâm thực hóa học điện hóa 34 1.6.7.Thạch nhũ sản phẩm hư hỏng bề mặt bê tông .34 1.6.8.Chuyển vị biến dạng lớn 35 Nguyễn Cơng Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 1.6.9.Các hư hỏng hệ thống thoát nước lớp phòng nước mặt cầu 35 1.6.10 Những sai sót thiết kế 35 1.6.11 Những sai sót thi cơng .36 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN LẠI CÁC THÔNG SỐ CỦA KẾT CẤU NHỊP CẦU QUA CÁC SỐ LIỆU ĐO ĐẠC 37 2.1 Một số phương pháp phân tích kết cấu nhịp cầu 37 2.1.1.Phương pháp đòn bẩy .37 2.1.2.Phương pháp nén lệch tâm 38 2.1.3.Phương pháp dầm kê gối tựa đàn hồi 39 2.1.4.Nhóm phương pháp Guyon Massonnet 40 2.1.5.Phương pháp phần tử hữu hạn 40 2.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 41 2.2.1.Tổng quan phương pháp PTHH 41 2.2.2.Các loại phần tử 42 2.2.3.Nội dung phương pháp PTHH - mơ hình chuyển vị 43 2.2.4.Trình tự phân tích kết cấu theo phương pháp PTHH 47 2.2.5.Một số phần mềm tính tốn kết cấu phổ biến dựa phương pháp PTHH .49 2.3 Phương pháp tính tốn lại thơng số cầu qua số liệu đo đạc .54 2.3.1.Tổng quan toán cần giải .54 2.3.2.Trình tự bước tính tốn lại thông số cầu qua số liệu đo đạc 55 2.3.3.Lựa chọn phương pháp thử mô đun đàn hồi E đặc trưng hình học I điểm nghi ngờ 57 2.3.4.Tiêu chí đánh giá mức sai lệch độ võng tính tốn độ võng đo thực tế .59 2.3.5.Lựa chọn phương pháp phân tích kết cấu nhịp 61 2.3.6.Lựa chọn sơ đồ tính 62 2.3.7.Tổng hợp phương pháp tính tốn lại thông số cầu qua số liệu đo đạc 63 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH .64 3.1 Cơng cụ lập trình 64 3.1.1.Lựa chọn cơng cụ ngơn ngữ lập trình 64 3.1.2.Tổng quan Microsoft Visual Studio.NET NET framework 64 3.1.3.Các thành phần NET 66 3.1.4.Ưu điểm ứng dụng NET 67 3.2 Xây dựng nội dung chương trình 68 3.2.1.Phạm vi nghiên cứu chương trình 68 3.2.2.Xây dựng sơ đồ tương tác người dùng (User case) 68 3.3 Nội dung chương trình 70 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 3.3.1.Nhập số liệu đầu vào 70 3.3.2.Nội dung phân tích 70 3.3.3.Kết số liệu đầu .71 3.3.4.Một số tiện ích khác 71 3.4 Xây dựng cấu trúc thuật toán chương trình 72 3.4.1.Cấu trúc thuật toán tổng quan 72 3.4.2.Cấu trúc thuật toán nhập, xử lý số liệu đầu vào 73 3.4.3.Cấu trúc thuật toán duyệt số liệu 75 3.4.4.Cấu trúc thuật tốn phân tích phần tử hữu hạn 76 3.4.5.Cấu trúc thuật toán đối chiếu số liệu đo võng 77 3.4.6.Cấu trúc thuật toán xuất kết .78 3.5 Xây dựng sở liệu chương trình 78 3.5.1.CSDL sơ đồ cầu, vật liệu, mặt cầu 78 3.5.2.CSDL tiết diện .80 3.5.3.CSDL thử tải 82 3.5.4.CSDL Nhóm nghi ngờ 85 3.6 Phạm vi ứng dụng chương trình 85 3.6.1.Theo sơ đồ cầu 85 3.6.2.Theo vật liệu .85 3.6.3.Theo tiết diện 86 3.6.4.Theo làm việc dầm với mặt cầu .86 3.6.5.Theo loại xe 86 3.6.6.Theo tải .86 3.7 Tổng kết xây dựng chương trình 87 CHƯƠNG 4: VÍ DỤ TÍNH TỐN 88 4.1 Cầu Phụng Hiệp 88 4.1.1.Dữ liệu chung cầu 88 4.1.2.Thử tải trọng tĩnh 91 4.1.3.Phân tích chương trình .93 4.1.4.Kết tính tốn hồ sơ kiểm định cầu Phụng Hiệp .101 4.1.5.So sánh kết phân tích chương trình với kết kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Phụng Hiệp 103 4.2 Cầu Cái Dầy 105 4.2.1.Dữ liệu chung cầu 105 4.2.2.Thử tải trọng tĩnh 108 4.2.3.Phân tích chương trình 110 4.2.4.Kết tính tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy .119 4.2.5.So sánh kết phân tích chương trình với kết kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy .121 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 4.3 Nhận xét qua ví dụ .123 KẾT LUẬN & KHUYẾN NGHỊ 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Danh mục chữ viết tắt: BT BTCT CSDL CT DƯL PPTT PTHH QL QLĐB TL : : : : : : : : : : Bê tông Bê tông cốt thép Cơ sở liệu Cốt thép Dự ứng lực Phân phối tải trọng Phần tử hữu hạn Quốc lộ Quản lý đường Tỉnh lộ Danh mục ký hiệu: E I My Qy Tx : : : : : Mô đun đàn hồi vật liệu Mô men kháng uốn tiết diện Mô men uốn mặt phẳng thẳng đứng Lực cắt mặt phẳng thẳng đứng Mô men xoắn Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân loại cầu hệ thống đường Quốc lộ tỉnh lộ 14 Bảng 3.1: CSDL sơ đồ cầu 78 Bảng 3.2: CSDL vật liệu 79 Bảng 3.3: CSDL mặt cầu 79 Bảng 3.4: CSDL tiết diện chữ I 80 Bảng 3.5: CSDL tiết diện chữ T 80 Bảng 3.6: CSDL tiết diện chữ nhật 81 Bảng 3.7: CSDL đặc trưng hình học tiết diện 82 Bảng 3.8: CSDL xe kiểm toán 82 Bảng 3.9: CSDL mẫu xe có sẵn .83 Bảng 3.10: CSDL tải 84 Bảng 3.11: CSDL độ võng đo điểm đo .84 Bảng 3.12: CSDL độ võng đo điểm đo 85 Bảng 3.13: Phạm vi áp dụng chương trình 86 Bảng 4.1: Kết thí nghiệm xác định cường độ bê tông cầu Phụng Hiệp 90 Bảng 4.2: : Kết đo độ võng nhịp N1 cầu Phụng Hiệp .93 Bảng 4.3: E, I tính tốn - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 94 Bảng 4.4: Độ võng tính tốn - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 94 Bảng 4.5: E, I tính tốn - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 95 Bảng 4.6: Độ võng tính tốn - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 96 Bảng 4.7: Kết tính tốn lý thuyết độ võng dầm chủ cầu Phụng Hiệp 101 Bảng 4.8: Kết tính tốn lý thuyết hệ số PPTT cầu Phụng Hiệp .102 Bảng 4.9: So sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm toán hồ sơ kiểm định cầu Phụng Hiệp 103 Bảng 4.10: Kết thí nghiệm xác định cường độ bê tông cầu Cái Dầy .108 Bảng 4.11: Kết đo độ võng cầu Cái Dầy .110 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang Bảng 4.12: E, I tính tốn - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần 111 Bảng 4.13: Độ võng tính tốn - Kết phân tích sơ cầu Cái Dầy lần 112 Bảng 4.14: E, I tính tốn - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần 113 Bảng 4.15: Độ võng tính tốn - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần 114 Bảng 4.16: Kết tính tốn lý thuyết độ võng dầm chủ cầu Cái Dầy 119 Bảng 4.17: Kết tính toán lý thuyết hệ số PPTT cầu Cái Dầy 120 Bảng 4.18: So sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy 121 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Phân loại cầu Quốc lộ theo số lượng 15 Hình 1.2: Phân loại cầu Quốc lộ theo chiều dài 15 Hình 1.3: Ví dụ mặt cắt ngang cầu dầm BTCT 16 Hình 1.4: Một số dạng tiết diện dầm BTCT 17 Hình 1.5: Ví dụ mặt cắt ngang cầu dầm thép liên hợp với BTCT 18 Hình 1.6: Một số dạng tiết diện dầm thép 18 Hình 1.7: Một số dạng tiết diện dầm thép liên hợp BTCT 18 Hình 1.8: Minh họa kết đo võng .29 Hình 2.1: Đường ảnh hưởng áp lực lên dầm chủ theo phương pháp đòn bẩy 37 Hình 2.2: Đường ảnh hưởng áp lực lên dầm chủ theo phương pháp nén lệch tâm .38 Hình 2.3: Đường ảnh hưởng áp lực lên dầm chủ theo phương pháp dầm liên tục gối tựa đàn hồi 39 Hình 2.4: Mơ hình hóa kết cấu cầu để phân tích theo phương pháp PTHH 41 Hình 2.5: Các loại phần tử chiều 42 Hình 2.6: Các loại phần tử hai chiều 42 Hình 2.7: Các loại phần tử tứ diện 43 Hình 2.8: Các loại phần tử lăng trụ 43 Hình 2.9: Phần mềm Sap2000 version 14 50 Hình 2.10: Phần mềm MIDAS/CIVIL2006 52 Hình 2.11: Phần mềm STAAD.Pro2006 54 Hình 2.12: Trình tự bước tính tốn lại thông số cầu qua số liệu đo đạc 57 Hình 2.13: Minh họa phương pháp chia khoảng giá trị nghi ngờ để thử 58 Hình 2.14: Minh họa phương pháp thay đổi giá trị nghi ngờ để kết hội tụ .59 Hình 2.15: Sơ đồ giá trị độ võng (dạng cây) 60 Hình 2.16: Sơ đồ phân tích kết cấu cầu theo mơ hình mạng dầm 62 Hình 3.1: Vị trí Net framework hoạt động hệ thống .65 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang Hình 3.2: Các thành phần Net framework 67 Hình 3.3: Sơ đồ tương tác người dùng 69 Hình 3.4: Thuật tốn tổng quan chương trình 72 Hình 3.5: Thuật toán nhập, xử lý số liệu Sơ đồ cầu, đặc trưng phần tử .73 Hình 3.6: Thuật tốn nhập, xử lý số liệu Nhóm nghi ngờ, Thế tải độ võng .74 Hình 3.7: Thuật tốn duyệt số liệu 75 Hình 3.8: Thuật tốn phân tích PTHH 76 Hình 3.9: Thuật toán đối chiếu số liệu đo võng 77 Hình 3.10: Thuật toán xuất kết 78 Hình 3.11: Các kích thước khai báo Sơ đồ cầu 79 Hình 3.12: Các kích thước khai báo tiết diện chữ I .80 Hình 3.13: Các kích thước khai báo tiết diện chữ T 81 Hình 3.14: Các kích thước khai báo tiết diện chữ nhật 82 Hình 3.15: Các thơng số khai báo xe kiểm toán 83 Hình 3.16: Các thơng số khai báo tải .84 Hình 4.1: Sơ đồ nhịp cầu Phụng Hiệp .88 Hình 4.2: Mặt cắt ngang cầu Phụng Hiệp 89 Hình 4.3: Xếp xe theo phương dọc cầu Phụng Hiệp để thử tải .91 Hình 4.4: Xếp xe theo phương ngang cầu Phụng Hiệp - tải Đúng tâm 91 Hình 4.5: Xếp xe theo phương ngang cầu Phụng Hiệp - tải Lệch tâm 92 Hình 4.6: Sơ đồ bố trí điểm đo thiết bị đo độ võng cầu Phụng Hiệp 92 Hình 4.7: Biểu đồ độ võng - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 97 Hình 4.8: Biểu đồ Hệ số PPTT - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 98 Hình 4.9: Biểu đồ độ võng - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 99 Hình 4.10: Biểu đồ Hệ số PPTT - Kết phân tích cầu Phụng Hiệp lần 100 Hình 4.11: Biểu đồ hệ số PPTT phương ngang theo hồ sơ kiểm định cầu Phụng Hiệp 102 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 10 Hình 4.12: Biểu đồ so sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm toán hồ sơ kiểm định cầu Phụng Hiệp - Thế tải Đúng tâm 104 Hình 4.13: Biểu đồ so sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Phụng Hiệp - Thế tải Lệch tâm 104 Hình 4.14: Sơ đồ nhịp cầu Cái Dầy .105 Hình 4.15: Mặt cắt ngang cầu Cái Dầy 106 Hình 4.16: Xếp xe theo phương dọc cầu Cái Dầy để thử tải .108 Hình 4.17: Xếp xe theo phương ngang cầu Cái Dầy - tải Đúng tâm .109 Hình 4.18: Xếp xe theo phương ngang cầu Cái Dầy - tải Lệch tâm 109 Hình 4.19: Sơ đồ bố trí điểm đo thiết bị đo độ võng cầu Cái Dầy 109 Hình 4.20: Biểu đồ độ võng - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần 115 Hình 4.21: Biểu đồ Hệ số PPTT - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần 116 Hình 4.22: Biểu đồ độ võng - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần 117 Hình 4.23: Biểu đồ Hệ số PPTT - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần 118 Hình 4.24: Biểu đồ phân phối tải trọng phương ngang theo hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy 120 Hình 4.25: Biểu đồ so sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy - Thế tải Đúng tâm .122 Hình 4.26: Biểu đồ so sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm toán hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy - Thế tải Lệch tâm .122 Nguyễn Cơng Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 116 + min: 10 % giá trị khai báo + max: 60% giá trị khai báo - Gán cho: tất dầm ngang Kết phân tích: - Nghi ngờ 1: E = 130% giá trị khai báo - Nghi ngờ 2: I = 10% giá trị khai báo Bảng VÍ DỤ TÍNH TỐN.26: E, I tính tốn - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần Loại TT dầm Tiết diện E tính Nhóm nghi E khai báo toán ngờ (T/m2) (T/m2) I khai báo (m4) I tính tốn (m4) Dầm Dọc T114 n24.7 NNdDoc 2,900,000 3,770,000 0.0581 0.0581 Dầm Ngang DN 20x75 NNdNgang 2,900,000 2,900,000 0.0127 0.0013 Bảng VÍ DỤ TÍNH TỐN.27: Độ võng tính tốn - Kết phân tích sơ cầu Cái Dầy lần TT Thế tải Số hiệu dầm chủ K/c từ đầu dầm (m) Độ võng đo (mm) Độ võng tính với số liệu gốc (mm) Độ võng Sai số tính tốn % (mm) DungTam 12.2 3.38 5.58 2.68 -21 DungTam 12.2 3.70 5.98 3.91 DungTam 12.2 5.23 6.35 5.08 -3 DungTam 12.2 5.84 6.62 5.93 DungTam 12.2 6.97 6.77 6.46 -7 DungTam 12.2 7.09 6.77 6.46 -9 DungTam 12.2 5.75 6.61 5.92 DungTam 12.2 4.45 6.33 5.07 14 DungTam 12.2 3.84 5.96 3.89 10 DungTam 10 12.2 2.79 5.55 2.66 -5 11 LechTamTrai 12.2 5.11 8.15 4.91 -4 12 LechTamTrai 12.2 5.34 7.97 5.70 13 LechTamTrai 12.2 6.21 7.73 6.27 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 117 14 LechTamTrai 12.2 6.74 7.42 6.62 -2 15 LechTamTrai 12.2 6.92 6.97 6.49 -6 16 LechTamTrai 12.2 6.54 6.39 5.87 -10 17 LechTamTrai 12.2 4.78 5.69 4.94 18 LechTamTrai 12.2 3.04 4.90 3.70 22 19 LechTamTrai 12.2 2.51 4.06 2.40 -4 20 LechTamTrai 10 12.2 1.41 3.22 1.20 -15 4.2.3.3 Phân tích lần Khai báo lại Nhóm nghi ngờ sau: * Nghi ngờ 1: - Tên nhóm nghi ngờ : NNdDoc - Nghi ngờ E nằm khoảng: + min: 130 % giá trị khai báo + max: 170% giá trị khai báo - Gán cho: dầm dọc 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10 * Nghi ngờ 2: - Tên nhóm nghi ngờ : NNdNgang - Nghi ngờ I nằm khoảng: + min: % giá trị khai báo + max: 17% giá trị khai báo - Gán cho: tất dầm ngang * Nghi ngờ 3: - Tên nhóm nghi ngờ : NNdDoc156 - Nghi ngờ E nằm khoảng: + min: 50 % giá trị khai báo + max: 130% giá trị khai báo - Gán cho: dầm dọc 1, 5, Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 118 Kết phân tích: - Nghi ngờ 1: E = 140% giá trị khai báo - Nghi ngờ 2: I = 9% giá trị khai báo - Nghi ngờ 3: E = 110% giá trị khai báo Bảng VÍ DỤ TÍNH TỐN.28: E, I tính tốn - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần Loại TT dầm Tiết diện Nhóm nghi ngờ E khai báo (T/m2) E tính tốn (T/m2) I khai báo (m4) I tính tốn (m4) Dầm Dọc 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10 T114 n24.7 NNdDoc 2,900,000 4,060,000 0.0581 0.0581 Dầm Ngang DN 20x75 2,900,000 2,900,000 0.0127 0.0011 Dầm Dọc 1, 5, T114 n24.7 NNdDoc156 2,900,000 3,190,000 0.0581 0.0581 NNdNgang Bảng VÍ DỤ TÍNH TỐN.29: Độ võng tính tốn - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần TT Thế tải Số hiệu dầm chủ K/c từ đầu dầm (m) Độ võng đo (mm) Độ võng tính với số liệu gốc (mm) Độ võng tính tốn (mm) Sai số % DungTam 12.2 3.38 5.58 2.67 -21 DungTam 12.2 3.70 5.98 3.91 DungTam 12.2 5.23 6.35 5.12 -2 DungTam 12.2 5.84 6.62 6.04 DungTam 12.2 6.97 6.77 6.64 -5 DungTam 12.2 7.09 6.77 6.62 -7 DungTam 12.2 5.75 6.61 5.97 DungTam 12.2 4.45 6.33 12 DungTam 12.2 3.84 5.96 3.71 -3 10 DungTam 10 12.2 2.79 5.55 2.38 -15 11 LechTamTrai 12.2 5.11 8.15 4.98 -3 12 LechTamTrai 12.2 5.34 7.97 5.75 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 119 13 LechTamTrai 12.2 6.21 7.73 6.32 14 LechTamTrai 12.2 6.74 7.42 6.73 15 LechTamTrai 12.2 6.92 6.97 6.65 -4 16 LechTamTrai 12.2 6.54 6.39 6.01 -8 17 LechTamTrai 12.2 4.78 5.69 5 18 LechTamTrai 12.2 3.04 4.9 3.67 21 19 LechTamTrai 12.2 2.51 4.06 2.29 -9 20 LechTamTrai 10 12.2 1.41 3.22 1.04 -26 4.2.3.4 Nhận xét - Tỷ lệ phân phối tải trọng dầm gần với vị trí đặt tải lớn so với lý thuyết Sự sai khác lớn - Liên kết ngang dầm yếu Chỉ 9% so với tính tốn lý thuyết Như liên hợp bê tông đổ thêm hệ dầm không đảm bảo, thân độ cứng dầm ngang nhỏ - Độ cứng dầm chủ lớn so với tính tốn lý thuyết Giá trị sai khác: 140 % dầm 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10 110% dầm 1, 5, Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 120 Hình VÍ DỤ TÍNH TỐN.60: Biểu đồ độ võng - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần Hình VÍ DỤ TÍNH TỐN.61: Biểu đồ Hệ số PPTT - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần Hình VÍ DỤ TÍNH TỐN.62: Biểu đồ độ võng - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần Hình VÍ DỤ TÍNH TỐN.63: Biểu đồ Hệ số PPTT - Kết phân tích cầu Cái Dầy lần Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 121 4.2.4 Kết tính tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy 4.2.4.1 Thông tin hồ sơ - Tên hồ sơ: Báo cáo kiểm định - Thử tải cầu Cái Dầy Km274+581-Quốc lộ 1A [4] - Đơn vị lập hồ sơ: Công ty Tư vấn Đại học Xây dựng - Thời điểm lập hồ sơ: năm 2004 4.2.4.2 Phương pháp tính tốn lý thuyết Tính tốn lý thuyết thực với kết cấu nhịp có thơng số hình học xác định theo trạng, liên kết ngang xem đảm bảo thiết kế ban đầu có xét tới lớp mặt cầu đổ thêm Q trình tính toán hỗ trợ phần mềm SAP2000 Kết cấu cầu mơ hình hóa thành phần tử (dầm dọc dầm ngang) phần tử (bản mặt cầu) 4.2.4.3 Kết tính tốn lý thuyết * Độ võng dầm chủ: Bảng VÍ DỤ TÍNH TỐN.30: Kết tính tốn lý thuyết độ võng dầm chủ cầu Cái Dầy THẾ TẢI ĐÚNG TÂM THẾ TẢI LỆCH TÂM Điểm đo Tính (mm) Đo (mm) Tính (mm) Đo (mm) V1 5.59 3.38 7.62 5.11 V2 5.79 3.70 7.38 5.34 V3 5.99 5.23 7.10 6.21 V4 6.13 5.84 6.79 6.74 V5 6.21 6.97 6.40 6.92 V6 6.21 7.09 5.94 6.54 V7 6.13 5.75 5.42 4.78 V8 5.99 4.45 4.85 3.04 V9 5.79 3.84 4.26 2.51 V10 5.59 2.79 3.67 1.41 Nguyễn Cơng Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 122 (Nguồn: Báo cáo kiểm định thử tải cầu Cái Dầy) Hệ số phân phối tải trọng: Bảng VÍ DỤ TÍNH TỐN.31: Kết tính tốn lý thuyết hệ số PPTT cầu Cái Dầy THẾ TẢI ĐÚNG TÂM THẾ TẢI LỆCH TÂM Tính Đo Tính Đo 0,188 0,138 0,257 0,210 0,195 0,151 0,248 0,220 0,202 0,213 0,239 0,256 0,206 0,238 0,228 0,277 0,209 0,284 0,215 0,285 0,209 0,289 0,200 0,269 0,206 0,235 0,182 0,197 0,202 0,182 0,163 0,125 0,195 0,156 0,143 0,103 10 0,188 0,114 0,123 0,058 Dầm (Nguồn: Báo cáo kiểm định thử tải cầu Cái Dầy) * Biểu đồ phân phối tải trọng: Hình VÍ DỤ TÍNH TOÁN.64: Biểu đồ phân phối tải trọng phương ngang Nguyễn Cơng Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 123 theo hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy 4.2.4.4 Đánh giá kiểm định - Tỉ lệ phân phối tải trọng cho dầm gần với vị trí đặt tải lớn so với lý thuyết, liên kết ngang thực tế dầm nhỏ so với giả thiết - Độ võng dầm chủ gần với vị trí đặt tải bánh xe có giá trị lớn so với tính tốn lý thuyết, với dầm xa độ võng nhỏ Điều cho thấy liên kết ngang kết cấu nhịp yếu, liên hợp bê tông đổ thêm dầm chủ không đảm bảo khơng cải thiện độ cứng dầm 4.2.5 So sánh kết phân tích chương trình với kết kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy 4.2.5.1 So sánh độ võng tính toán Do hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy tính tốn với số liệu gốc nên so sánh với kết tính tốn tương ứng với số liệu gốc chương trình Bảng VÍ DỤ TÍNH TỐN.32: So sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm toán hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy TT Thế tải Số hiệu dầm chủ Độ võng tính chương trình (mm) Độ võng kiểm tốn Hồ sơ (mm) DungTam 5.58 5.59 -0.2 DungTam 5.98 5.79 3.3 DungTam 6.35 5.99 6.0 DungTam 6.62 6.13 8.0 DungTam 6.77 6.21 9.0 DungTam 6.77 6.21 9.0 DungTam 6.61 6.13 7.8 DungTam 6.33 5.99 5.7 DungTam 5.96 5.79 2.9 10 DungTam 10 5.55 5.59 -0.7 11 LechTamTrai 8.15 7.62 7.0 12 LechTamTrai 7.97 7.38 8.0 Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Sai khác % Trang 124 13 LechTamTrai 7.73 7.10 8.9 14 LechTamTrai 7.42 6.79 9.3 15 LechTamTrai 6.97 6.40 8.9 16 LechTamTrai 6.39 5.94 7.6 17 LechTamTrai 5.69 5.42 5.0 18 LechTamTrai 4.9 4.85 1.0 19 LechTamTrai 4.06 4.26 -4.7 20 LechTamTrai 10 3.22 3.67 -12.3 Hình VÍ DỤ TÍNH TỐN.65: Biểu đồ so sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy - Thế tải Đúng tâm Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 125 Hình VÍ DỤ TÍNH TỐN.66: Biểu đồ so sánh độ võng tính chương trình với độ võng kiểm tốn hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy - Thế tải Lệch tâm * Nhận xét: - Độ võng trung bình tính tốn chương trình lớn Giá trị sai lệch trung bình xấp xỉ 5% độ võng tính tốn - Độ võng tính chương trình phân bố nhiều điểm đặt tải 4.2.5.2 So sánh kết phân tích độ cứng dầm Kết kiểm toán hồ sơ kiểm định cầu Cái Dầy Kết phân tích chương trình - Tỉ lệ phân phối tải trọng cho dầm gần với vị trí đặt tải lớn so với lý thuyết, liên kết ngang thực tế dầm nhỏ so với giả thiết - Tỷ lệ phân phối tải trọng dầm gần với vị trí đặt tải lớn so với lý thuyết Sự sai khác lớn - Liên kết ngang dầm yếu Chỉ - Độ võng dầm chủ gần với vị trí đặt 9% so với tính tốn lý thuyết Như tải bánh xe có giá trị lớn so với tính khơng liên hợp bê tơng tốn lý thuyết, với dầm đổ thêm hệ dầm không đảm bảo, xa độ võng nhỏ Điều thể thân độ cứng dầm ngang liên kết ngang kết cấu nhịp yếu, nhỏ liên hợp bê tông đổ thêm dầm - Độ cứng dầm chủ lớn so với chủ khơng đảm bảo khơng cải thiện tính tốn lý thuyết Giá trị sai khác: 140 % độ cứng dầm dầm 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10 110% dầm 1, 5, * Nhận xét: Phân tích chương trình cho kết cụ thể độ cứng dầm ngang dầm dọc Nhờ đánh giá xác trạng cầu 4.3 Nhận xét qua ví dụ Qua ví dụ phân tích so sánh kết với hồ sơ kiểm định cầu Phụng Hiệp cầu Cái Dầy cho thấy: Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 126 - Tính tốn độ võng với số liệu gốc cho kết gần giống Có nghĩa modul phân tích PTHH phần mềm hoạt động xác Sự sai lệch nhỏ tính tốn phần mềm cho kết độ võng trung bình lớn hơn, vị trí đặt tải phần mềm chưa kể đến ảnh hưởng cốt thép thép cường độ cao đến độ cứng dầm - Các hồ sơ kiểm định cầu thường so sánh độ võng đo với kết tính tốn lý thuyết để đánh giá cách tương đối độ cứng dầm Phân tích chương trình cho kết cụ thể độ cứng dầm ngang dầm dọc Nhờ đánh giá xác trạng cầu - Tiêu chí đánh giá mức gần số liệu đo võng có xu hướng hội tụ Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 127 KẾT LUẬN & KHUYẾN NGHỊ Kết luận khuyến nghị Luận văn nghiên cứu xây dựng thành cơng phần mềm tính tốn, hỗ trợ đánh giá cơng trình cầu dầm nhịp giản đơn sử dụng Kết nghiên cứu áp dụng để tính tốn lại độ cứng dầm cầu dầm nhịp giản đơn tiết diện dầm chữ I nhịp 24,7m cầu dầm nhịp giản đơn tiết diện dầm chữ T nhịp 24,54m Cơ sở luận văn: - Phương pháp PTHH mơ hình chuyển vị - Phương pháp duyệt số liệu - Phương pháp so sánh số liệu độ võng với Các kết đạt được luận văn: - Phân tích PTHH phần mềm so với SAP 2000 có sai lệch nhỏ: tính tốn phần mềm cho kết độ võng trung bình lớn hơn, vị trí đặt tải phần mềm chưa kể đến ảnh hưởng cốt thép thép cường độ cao đến độ cứng dầm - Các hồ sơ kiểm định cầu thường so sánh độ võng đo với kết tính tốn lý thuyết để đánh giá cách tương đối độ cứng dầm Phân tích phần mềm cho kết cụ thể độ cứng dầm ngang dầm dọc Nhờ đánh giá xác trạng cầu - Tiêu chí đánh giá mức gần số liệu đo võng có xu hướng hội tụ Trong phạm vi luận văn khuyến nghị nên phân tích lần: lần đầu với khoảng chia nghi ngờ lớn, lần sau thu hẹp phạm vi nghi ngờ kết xác Đề tài áp dụng vào thực tế cho trường hợp: Hỗ trợ công tác kiểm định đánh giá cầu, hỗ trợ công tác thiết kế gia cường, sửa chữa cầu, hỗ trợ nghiên cứu mối liên hệ EI thực tế với EI tính tốn Nguyễn Cơng Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 128 Việc sử dụng phần mềm - sản phẩm đề tài giúp kỹ sư giảm đáng kể thời gian cơng sức tính tốn đồng thời tránh sai sót q trình đánh giá Các hướng nghiên cứu đề tài * Nghiên cứu bổ sung tính Tính cấp tải trọng cầu vào chương trình: Chương trình có khả tính tốn EI thực tế cầu Vì hồn tồn phát triển cách bổ sung tính tính cấp tải trọng cầu theo quy trình khác * Nghiên cứu phát triển mơ hình tính tốn: Độ xác mơ hình mạng dầm có xét đến khả làm việc dầm phụ thuộc nhiều vào phương pháp xác định bề rộng cánh có hiệu Có thể tăng độ xác kết cách nghiên cứu sâu phương pháp xác định cánh có hiệu cải tiến mơ hình phân tích PTHH sử dụng thêm phần tử vỏ cho kết cấu mặt cầu, sử dụng thêm phần tử có mặt cắt thay đổi * Nghiên cứu phát triển cấu trúc giao diện thân thiện với người dùng hơn: Tăng cường khả tương tác chương trình - người dùng nhu cầu thiết yếu, đặc biệt khả bắt kiểm soát lỗi, khả trợ giúp người dùng theo kiện * Nghiên cứu cải thiện tốc độ tính tốn: Một đặc điểm bật chương trình thời gian tính tốn dài Vì cải thiện tốc độ tính tốn hướng phát triển đáng quan tâm Có thể thực điều cách tối ưu hóa Cơ sở liệu, tối ưu hóa thuật tốn phân tích * Nghiên cứu phát triển phương pháp duyệt số liệu: Qua ví dụ cho thấy tiêu chí đánh giá độ võng có khả hội tụ Vì nghiên cứu lại phương pháp duyệt số liệu theo hướng hội tụ tiêu chí so sánh giúp chương trình tính tốn với độ xác cao khoảng thời gian ngắn Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Dave Grundgeiger, biên dịch Lê Thanh (2004), Lập trình với Visual Basic.NET, NXB Thống kê, Hà Nội Bộ Giao thông vận tải (1998), 22TCN 243-98 "Quy trình kiểm định cầu đường ô tô - yêu cầu kỹ thuật", Hà Nội Bộ Giao thông vận tải (2005), 22TCN 272- 05 "Tiêu chuẩn thiết kế cầu", Hà Nội Công ty Tư vấn Đại học Xây dựng (2004), Báo cáo kiểm định - Thử tải cầu Cái Dầy Km274+581-Quốc lộ 1A, Hà Nội Công ty Tư vấn Đại học Xây dựng (2004), Báo cáo kiểm định - Thử tải cầu Phụng Hiệp Km2102+628-Quốc lộ 1A, Hà Nội Nguyễn Bình Hà, Nguyễn Minh Hùng (2006), Cơ sở thiết kế ví dụ tính tốn cầu dầm cầu giàn thép, NXB Xây Dựng, Hà Nội Lê Ngọc Hồng (2010), Sức bền vật liệu, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Hữu Khang (2004), Kỹ thuật lập trình ứng dụng chuyên nghiệp Visual Basic.NET tập 1, 2, NXB Lao động, Hà Nội Nguyễn Như Khải, Nguyễn Ngọc Long, Nguyễn Văn Mợi (1996), Khai thác kiểm định gia cố cầu, NXB Xây Dựng, Hà Nội 10 Bùi Thị Thanh Mai (2008), Xác định bề rộng cánh có hiệu dầm bê tơng liên hợp thép-bê tông phương pháp PTHH, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường, mã số T2008-KH-CNXDGT-42, Trường Đại học Giao thơng vận tải, Hà Nội 11 Lê Đình Tâm (2007), Thiết kế cầu bêtơng cốt thép đường Ơtơ, tập 1, 2, NXB Xây Dựng, Hà Nội 12 Chu Quốc Thắng (1997), Phương pháp phần tử hữu hạn, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 13 Lều Thọ Trình (2006), Cơ học kết cấu tập 1,2, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 Trang 130 14 Nguyễn Viết Trung (2010), Khai thác, kiểm định, sửa chữa, tăng cường cầu, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 15 Nguyễn Mạnh Yên (2000), Phương pháp số học kết cấu, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh AASHTO LRFD 1998 (1998) Bridge Design Secifications SI Unit Second Edition, The American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C Tim Patrick (2008), Programming Visual Basic 2008, O'reilly Media, California Nguyễn Công Chức - Lớp Cao học Cầu hầm khóa T2/2009 ... số cơng trình cầu thực tế kiểm định, rút số nhận xét mức độ sai khác chấp nhận kết đo kết tính độ võng dầm chủ kết cấu nhịp cầu dầm giản đơn; đánh giá khả hội tụ giải toán lặp Cấu trúc luận văn... dạng kết cấu nhịp xây dựng : kết cấu nhịp dạng giản đơn, kết cấu nhịp dạng liên tục, kết cấu nhịp dạng khung hẫng chốt giữa, kết cấu nhịp dạng khung T -dầm treo, kết cấu nhịp dạng dàn, kết cấu nhịp. .. đó: y1: Độ võng toàn phần kết cấu nhịp y2: Độ võng dư 1, 2 : độ lún toàn phần gối 1', 2': Độ lún lại (độ lún dư gối) yđ.h : Độ võng đàn hồi kết cấu nhịp yd : Độ võng dư riêng kết cấu nhịp Đối