NGHIÊN cứu THIẾT kế và BIỆN PHÁP THI CÔNG NÂNG cấp cầu bàu QUẢNG NGÃI BẰNG cáp dự ỨNG lực NGOÀI f26eb11c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo ĐẶNG HỮU LINH NGHI N CỨU THI T K V BI N PHÁP THI C NG NÂNG CẤP CẦU B U - QUẢNG NGÃI BẰNG CÁP DỰ ỨNG LỰC NGO I LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Đà Nẵng, 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo ĐẶNG HỮU LINH NGHI N CỨU THI T K V BI N PHÁP THI C NG NÂNG CẤP CẦU B U - QUẢNG NGÃI BẰNG CÁP DỰ ỨNG LỰC NGO I Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng Mã số: 80.85.205 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS CAO VĂN LÂM Đà Nẵng, 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đặng Hữu Linh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU 1 Tên đề tài: Tính cần thiết đề tài: Mục tiêu nghiên cứu luận văn Phƣơng pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chƣơng 1: Nâng cấp dầm cầu cũ dự ứng lực phƣơng pháp dự ứng lực Chƣơng 2: Tính tốn thiết kế gia cƣờng cầu Bàu cáp dự ứng lực Chƣơng 3: Tổng quan tài liệu nghiên cứu Ý nghĩa thực tế đề tài Chƣơng 1.NÂNG CẤP DẦM CẦU CŨ DỰ ỨNG LỰC 4BẰNG PHƢƠNG PHÁP DỰ ỨNG LỰC NGOÀI 1.1 Tổng quan Cầu Bàu Km1096+713 nằm Quốc lộ thuộc địa phận huyện Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi [1] 1.1.1 Kết cấu cầu: 1.1.2 Các dạng hƣ hỏng kết cấu nhịp cầu 1.2 Tổng quan biện pháp nâng cấp cơng trình cầu 11 1.2.1 Gia cƣờng phƣơng pháp tăng cƣờng tiết diện 11 1.2.2 Gia cƣờng cầu polymer cốt sợi cacbon (FRP) 12 1.3 Tổng quan công tác gia cƣờng cầu cũ sử dụng cơng nghệ căng cáp dự ứng lực ngồi 17 1.3.1 Sơ lƣợc cơng nghệ dự ứng lực ngồi 18 1.3.2 Khái niệm dự ứng lực 19 1.3.3 Phạm vi ứng dụng 19 1.3.4 Các hình thức bố trí cáp DUL 21 1.3.5 Các giả thiết tính tốn cấu tạo 22 1.3.6 Các hình thức cấu tạo bố trí cáp ngồi dọc cầu 23 1.3.7 Ƣu, nhƣợc điểm 25 1.4 Những khó khăn q trình căng cáp dự ứng lực 26 1.5 Kết luận chƣơng 26 Chƣơng 2.TÍNH TỐN THIẾT KẾ GIA CƢỜNG CẦU BÀU BẰNG CÁP DỰ ỨNG LỰC NGOÀI 27 2.1 Cơ sở dự đốn lực căng cịn lại cầu cũ 27 2.1.1 Xác định độ vồng cáp dự ứng lực dầm gây ra: (Theo lý thuyết) 27 2.1.2 Xác định độ võng cầu tỉnh tải gây 27 2.1.3 Tính tốn lực kéo cịn lại thực tế cáp DƢL: (Trƣờng hợp khơng có hoạt tải) 27 2.1.4 Xác định độ võng cầu có hoạt tải gây 28 2.1.5 Tính tốn lực kéo cịn lại thực tế cáp DƢL (Trƣờng hợp có hoạt tải) 28 2.2 Tính tốn lƣợng cáp dự ứng lực cần bổ sung 29 2.2.1 Xác định sức kháng uốn lại dầm 29 2.2.2 Kiểm toán giới hạn cốt thép 30 2.2.3 Kiểm toán sức kháng cắt lại dầm 30 2.2.4 Kiểm toán ứng suất giai đoạn sử dụng 30 2.2.5 Xác định cáp DUL cần gia cƣờng 30 2.2.6 Số tao cáp DUL cần phải bổ sung 32 2.3 Kiểm toán lại cầu với trạng thái giới hạn 32 2.3.1 Tính mát ứng suất q trình căng kéo cốt thép 32 2.3.2 Kiểm tốn sức kháng uốn dầm vị trí nhịp 34 2.3.3 Kiểm toán sức kháng cắt dầm 35 2.3.4 Kiểm toán theo TTGH sử dụng 36 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 38 Chƣơng 3.QUY TRÌNH THI CƠNG VÀ KIỂM SỐT ỨNG SUẤT – CHUYỂN VỊ TRONG Q TRÌNH THI CƠNG CĂNG CÁP DỰ ỨNG LỰC NGOÀI 39 3.1 Tổ chức xác định đo độ võng trƣờng 39 3.1.1 Công tác chuẩn bị để thí nghiệm trƣờng gồm 39 3.1.2 Tải trọng thử sơ đồ xếp tải 39 3.1.3 Bố trí điểm đo 43 3.1.4 Mục đích việc đo trƣờng 43 3.1.5 Kết đo độ võng thực tế trƣờng tính tốn lực kéo cịn lại dầm43 3.2 Tính tốn lực căng cịn lại dầm cầu cũ 44 3.2.1 Các thông số kỹ thuật số liệu đầu vào: [Theo kết kiểm định cầu năm 2017] 44 3.2.2 Tính tốn đặc trƣng hình học mặt căt 44 3.2.3 Tính tốn hệ số phân bố ngang hoạt tải 44 3.2.4 Tính tốn nội lực dầm 44 3.2.5 Tính tốn lực kéo cịn lại cáp DƢL theo lý thuyết 46 3.2.6 Tính tốn lực kéo cịn lại thực tế cáp DƢL (Đo độ võng thực tế trƣờng) 46 3.2.7 Kiểm toán trạng thái giới hạn dƣới tác dụng tải trọng tính tốn HL93 47 3.2.8 Kiểm tốn ứng suất giai đoạn sử dụng 50 3.2.9 Tính tốn lƣợng cáp cần gia cƣờng 52 3.2.10 Tính tốn mát ứng suất 53 3.2.11 Kiểm toán trạng thái giới hạn 54 3.3 Tổ chức thi công 57 3.3.1 Kiểm sốt chuyển vị q trình thi cơng theo cấp 59 3.3.2 Kiểm soát ứng suất vị trí gối nhịp trình thi cơng theo cấp 59 3.4 Quy trình cơng nghệ thi cơng căng cáp dự ứng lực 59 3.4.1 Những yêu cầu chung 59 3.4.2 Những vấn đề cần ý sửa chữa DUL 60 3.5 Kết luận chƣơng 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHI N CỨU THI T K V BI N PHÁP THI C NG NÂNG CẤP CẦU B U - QUẢNG NGÃI BẰNG CÁP DỰ ỨNG LỰC NGO I Học viên: Đặng Hữu Linh Mã số: 85.80.205; Khóa: K33 Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Trƣờng: Đại học Bách Khoa - ĐHĐN - Nghiên cứu biện pháp gia cƣờng cho cầu bê tông cốt thép dự ứng lực, phân tích ƣu, nhƣợc điểm, phạm vi áp dụng Ứng dụng biện pháp gia cƣờng kết cấu nhịp cầu Bàu phƣơng pháp căng cáp dự ứng lực ngoài, đƣa khó khăn cơng nghệ căng cáp dự ứng lực - Trên sở lý thuyết học để dự đốn lực căng cịn lại dầm bê tông cốt thép dự ứng lực làm sở dự đốn sức chịu tải cầu Tiến hành thí nghiệm đo chuyển vị cầu dƣới tác dụng xe tải thí nghiệm, làm sở quan trọng cho việc dự đốn lực căng cịn lại cáp dự ứng lực - Tính tốn nâng cấp cầu Bàu với tải trọng yêu cầu HL93 - Kiểm toán lại dầm để kết cấu đảm bảo khả chịu lực theo trạng thái giới hạn cƣờng độ I theo trạng thái giới hạn sử dụng - Đề xuất công nghệ, quy trình thi cơng kiểm sốt ứng suất, chuyển vị trình căng kéo cáp dự ứng lực ngồi đảm bảo dầm khơng bị nứt gẫy DESIGN STUDIO AND MEASUREMENT METHODS FOR LEADING THE BAU QUANG NGAI BRIDGE WITH FORGOTTEN CABLE - Study reinforcement measures for reinforced concrete bridges, analysis of pros and cons, scope of application Application of structural reinforcement measure of Bau bridge by external tensioning cable method, presents the difficulties of external tensioning cable tensioning technology - Based on mechanical theory to predict the remaining tension of prestressed reinforced concrete beam as a basis to predict the bearing capacity of the bridge Carry out a test of the displacement of the bridge under the effect of two experimental trucks, which is an important basis for predicting the remaining tension of the post-tensioning cable - Calculate the Bau Bridge upgrade with the required load of HL93 - Reinforced beams to ensure structural strength under the intensity limitation state I and the status limitation - Proposed technology, construction process and control of stress, displacement in the process of stretching the external tension cable to ensure that the beam is not cracked DANH MỤC CÁC TỪ VI T TẮT BTCT : Bê tông cốt thép BTCTDƢL : Bê tông cốt thép dự ứng lực DUL: Dự ứng lực TCN : Tiêu chuẩn ngành FRP : Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu polime) AFRP : Aramid Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu polime sợi aramid) GFRP : Glass Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu polime sợi thủy tinh) CFRP : Carbon Fiber Reinforced Polymer (Vật liệu polime sợi cacbon) ACI : American Concrete Institu : (Tiêu chuẩn viện bê tông Mỹ) AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials (Hiệp hội viên chức giao thông đƣờng Hoa Kỳ) ACMA: American Composites Manufactures Association: Hiệp hội doanh nghiệp sản xuất composite Mỹ TCVN: TCN: TTGH CĐ: DC: DW: LL: PL: Tiêu chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn ngành Trạng thái giới hạn cƣờng độ Tĩnh tải giai đoạn Tĩnh tải giai đoạn Hoạt tải xe HL93 Hoạt tải ngƣời DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thể tính chất học khác loại chất 14 (Coker 2003) 14 Bảng 1.2: Một số đặc trƣng tiêu biểu hệ thống sợi FRP 15 Bảng 1.3: Một số đặc trƣng tiêu biểu sản phẩm FRP 15 Bảng 1.4:Hệ số giãn nở nhiệt theo phƣơng vật liệu FRP 16 (theo Mallic 1998) 16 Bảng 3.1: Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang hoạt tải gây 44 Bảng 3.2: Bảng nội lực TTGHCĐ I dầm 44 Bảng 3.3: Bảng nội lực TTGHCĐ I dầm 45 Bảng 3.4: Bảng nội lực TTGHSD dầm 45 Bảng 3.5: Bảng nội lực TTGHSD dầm 46 Bảng 3.6: Kiểm toán dầm TTGHCĐ1 dƣới tải trọng HL93 47 Bảng 3.7: Kiểm toán hàm lƣợng cốt thép tối đa 48 Bảng 3.8: Kiểm toán hàm lƣợng cốt thép tối thiểu 48 Bảng 3.9: Kiểm toán sức kháng cắt dầm trƣờng hợp 49 Bảng 3.10: Kiểm toán ứng suất giai đoạn sử dụng dầm 50 Bảng 3.11: Kiểm toán ứng suất giai đoạn sử dụng dầm 51 Bảng 3.12: Xác định lƣợng cáp cần thiết gia cƣờng 52 Bảng 3.13: Tổng hợp mát ứng suất 54 Bảng 3.14: Kiểm toán sức kháng uốn tính tốn theo TTGH cƣờng độ I 54 Bảng 3.15: Kiểm tốn sức kháng cắt tính tốn theo TTGH cƣờng độ I 55 Bảng 3.16: Kiểm toán ứng suất dầm theo TTGH sử dụng 56 Bảng 3.17: Kiểm sốt chuyển vị q trình thi cơng 59 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hiện trạng cầu Bàu Hình 1.2: Hƣ hỏng mặt đƣờng BTN cầu Hình 1.3 Hƣ hỏng khe co giản Hình 1.4: Hƣ hỏng mối nối dọc cầu 10 Hình 1.5: Các dạng vết nứt kết cấu nhịp cầu 11 Hình 1.6: Các dạng tiết diện tăng cƣờng 11 Hình 1.7: Hƣớng phân bố cốt sợi (Smith, 1996) 15 Hình 1.8: Bố trí sợi FRP tăng cƣờng sức kháng uốn 16 Hình 1.9: Bố trí sợi FRP tăng cƣờng sức kháng cắt 17 Hình 1.10: Tăng cƣờng kháng sức cắt cho dầm BTCT sợi FRP 17 Hình 1.11: Cầu Sài Gịn Sau sửa chữa, gia cƣờng cơng trình cầu tốt, tải trọng khai thác tăng từ HS20-44 lên H30 18 Hình 1.12: Tăng cƣờng dầm cầu BTCT DUL tuyến cáp thẳng 21 Hình 1.13: Tăng cƣờng dầm cầu BTCT DUL tuyến cáp gẫy khúc 22 Hình 1.14: Tăng cƣờng dầm cầu đơn giản BTCT nhiều nhịp DUL ngồi để liên tục hố nhịp dầm 22 Hình 1.15: Neo đặt vào khối dầm ngang đầu dầm 25 Hình 2.1: Sơ đồ tính tốn gia cƣờng cáp DUL 31 Hình 2.2: Sơ đồ tính ứng suất dầm sau gia cƣờng 36 Hình 3.1: Sơ đồ xếp tải đo độ võng thực tế trƣờng 40 Hình 3.2: Xếp tải thực tế trƣờng 41 Hình 3.3: Kiểm tra xác định trị số đồng hồ đo độ võng 42 Hình 3.4: Bố trí điểm đo độ võng dầm chủ 43 Hình 3.5: Biểu đồ mơmen tính tốn TTGHCĐ1 Sức kháng uốn dầm 48 Hình 3.6: Biểu đồ lực cắt tính tốn TTGHCĐ1 Sức kháng cắt dầm 50 Hình 3.7: Vị trí đo ứng suất dầm 58 Hình 3.8:Vị trí đo chuyển vị dầm 58 36 Vp: Thành phần DUL hữu hiệu hƣớng lực cắt tác dụng sau trừ mát ứng suất, Vp dƣơng ngƣợc chiều lực cắt n Vp  A ps f p  sin  i (2.45) i 1 Trong đó: bv: Bề rộng sƣờn dầm nhỏ chiều cao dv dv: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu, khoản cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến trọng tâm vùng nén ≥ (0,9de 0,72hdầm) s: Cự ly cốt đai β: Hệ số xét đến khả bê tơng nứt chéo truyền lực kéo θ: Góc nghiêng ứng suất nén chéo α: Góc nghiêng cốt thép ngang (cốt đai) trục dọc Av: Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s Aps: Diện tích tao cáp γi: Góc lệch cáp theo phƣơng ngang fp: Ứng suất cáp sau mát, giá trị ứng với mặt cắt n: Số bó cáp lệch với phƣơng ngang 2.3.4 Kiểm to n theo TTGH sử dụng 2.3.4.1 Kiểm to n ứng suất dầm Hình 2.2: Sơ đồ tính ứng suất dầm sau gia cường = (2.46) ớ 37 Trong đó: Pe mới: Lực kéo cáp DUL dầm tăng cƣờng (N) Pe cũ: Lực kéo cáp DUL dầm cũ (N) es : Khoảng cách từ trọng tâm cáp DUL đến trục trung hòa (Cáp tăng cƣờng) (mm) es cũ : Khoảng cách từ trọng tâm cáp DUL đến trục trung hòa (Cáp cũ) (mm) I : Mơ men qn tính dầm (mm4) yt: Khoảng cách từ trục trung hịa đến thớ ngồi vùng chịu nén (mm) yd: Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ ngồi vùng chịu uốn (mm) F: Diện tích quy đổi dầm (mm2) MDC+DW+HL93 : Mômen tỉnh tải + HL93 gây (N.mm) Mpe cũ : Mômen cáp DUL củ gây (N.mm) Mpe tăng cƣờng: Mômen cáp DUL tăng cƣờng gây (N.mm) ft: Ứng suất thớ dầm (N/mm2) fd: Ứng suất thớ dƣới dầm (N/mm2) fubt : Ứng suất chịu kéo uốn bê tông (N/mm2) fnbt : Ứng suất chịu nén bê tông (N/mm2) 2.3.4.2 Kiểm to n độ võng dầm Độ vồng cáp dự ứng lực tăng cƣờng gây tính theo công thức: δp  Pe es L2 8.E c Ic (2.47) Pe (tăng cƣờng): Lực kéo cáp dự ứng lực tăng cƣờng (KN) Pe (cũ): Lực kéo cáp dự ứng lực cũ (KN) es (tăng cƣờng): Khoảng cách từ trọng tâm cáp DUL đến trục trung hòa (mm) es (cũ): Khoảng cách từ trọng tâm cáp DUL đến trục trung hòa (mm) L: Chiều dài nhịp (mm) Ec: Mô đun đàn hồi bê tông (Mpa) Ic: Mômen qn tính mặt cắt bê tơng (mm4) dp1: Độ vồng cáp DƢL tăng cƣờng (mm) dp2: Độ vồng cáp DƢL cũ (mm) dtt : Độ võng tỉnh tải gây (mm) 38 dht : Độ võng hoạt tải gây (mm) dz: Tổng độ võng dầm có tải trọng HL93 (mm) dz = dp1 + dp2 + dtt + dht (2.48) d: Độ võng cho phép dầm (mm) d=L/800 (mm) 2.4 K T LUẬN CHƢƠNG - Sử dụng kiến thức học để dự đốn lực căng cịn lại dầm BTCT dự ứng lực làm sở dự đoán sức chịu tải cầu - Tìm hiểu sở lý thuyết để tiến hành thí nghiệm dự đốn lực căng cáp dự ứng lực sức chịu tải cầu - Kiểm toán lại dầm với tải trọng thiết kế đề xuất biện pháp nâng cấp tải trọng cầu 39 CHƢƠNG QUY TRÌNH THI C NG V KIỂM SOÁT ỨNG SUẤT – CHUYỂN VỊ TRONG QUÁ TRÌNH THI C NG CĂNG CÁP DỰ ỨNG LỰC NGO I 3.1 Tổ chức x c định đo độ võng hi n trƣờng 3.1.1 Công t c chuẩn ị để thí nghi m hi n trƣờng gồm xe ô tô ( Để xác định độ võng theo mơ hình thực tế xe chạy qua cầu tƣ tâm, lệch tâm gây ứng suất bất lợi cho dầm) Máy thủy bình Máy kinh vỹ Thiết bị đo độ võng 3.1.2 Tải trọng thử c c sơ đồ x p tải 3.1.2.1 Nguyên tắc x c định tải trọng xe - Tải trọng dùng thử nghiệm cầu bao gồm: + Trọng lƣợng tơ (hay cịn gọi tự trọng xe); + Trọng lƣợng hàng hóa, vật liệu xe - Trọng lƣợng hàng chất lên xe tải tổng tải trọng xe đƣợc xác định cách đo tải trọng trục xe 3.1.2.2 Tải trọng thử nghi m - Tải trọng thử gồm 02 xe loại trục Các thông số kỹ thuật xe có: - Khoảng cách từ trục trƣớc tới trục a - Khoảng cách từ trục tới trục sau b - Khoảng cách tim bánh theo phƣơng ngang c - Tải trọng trục trƣớc P1; Trục trục sau P2+P3 - Tải trọng tổng cộng P 3.1.2.3 C c sơ đồ x p tải Trong sơ đồ sử dụng 01 xe xếp thành hàng cho trục hàng xe đặt vào mặt cắt nhịp (Hình 1) Theo chiều ngang cầu xếp xe theo hai phƣơng án: + Xếp xe tâm (Sơ đồ tải trọng Ia); + Xếp xe lệch tâm (Sơ đồ tải trọng Ib); 40 a, L nhëp / L nhëp / b, c, Hình 3.1: Sơ đồ xếp tải đo độ võng thực tế trường a) Xếp xe theo phƣơng dọc cầu b) Xếp xe tâm c) Xếp xe lệch tâm 41 Hình 3.2: Xếp tải thực tế trường 42 Hình 3.3: Kiểm tra xác định trị số đồng hồ đo độ võng 43 3.1.3 Bố trí điểm đo - Đo độ võng dầm vị trí nhịp - Trên dầm bố trí điểm đo Ký hiệu điểm đo từ dầm bên trái tuyến sang phải tuyến lần lƣợt V1, V2, .V10 - Toàn cầu có 10 điểm đo độ võng dầm chủ V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 Hình 3.4: Bố trí điểm đo độ võng dầm chủ 3.1.4 Mục đích vi c đo hi n trƣờng Xử lý số liệu đo đƣợc, tính tốn xác định độ võng thực tế trƣờng sở để tính tốn lực căng cịn lại cáp DUL dầm 3.1.5 K t đo độ võng thực t hi n trƣờng tính to n lực éo lại dầm (Xem phụ lục số 1) + Giá trị đo độ võng trƣờng tải nhịp lệch hạ: Giá trị độ võng lớn nhất: 4,09 mm Độ vồng thực tế cáp DƢL gây ra: p1 = 38,68 mm Lực kéo thực tế lại cáp DƢL: Pe1thực tế = 1226,84 KN Hệ số triết giảm đối cƣờng độ với cáp DƢL:  Dầm 6, 7, 9, 10 dầm làm việc trạng thái đàn hồi Dầm 1, 2, 3, 4, 5, dầm làm việc trạng thái kéo uốn + Giá trị đo độ võng trƣờng tải nhịp lệch thƣợng Giá trị độ võng lớn nhất: mm Độ vồng thực tế cáp DƢL gây ra: p2 = 38,87 mm Lực kéo thực tế lại cáp DƢL: Pe2thực tế = 1232,87 KN Hệ số triết giảm đối cƣờng độ với cáp DƢL:  Dầm 4, 5, 7, 8, dầm làm việc trạng thái đàn hồi Dầm 1, 2, 3, 6, 10 dầm làm việc trạng thái uốn 44  + Giá trị đo độ võng trƣờng tải nhịp tâm Giá trị độ võng lớn nhất:  mm Độ vồng thực tế cáp DƢL gây ra: p3 = 38,38 mm Lực kéo thực tế lại cáp DƢL: Pe3thực tế = 1217,48 KN Hệ số triết giảm đối cƣờng độ với cáp DƢL:  Dầm 1, 2, 5, 6, dầm làm việc trạng thái đàn hồi Dầm 3, 4, 7, 8, 10 dầm làm việc trạng thái uốn + Lực kéo lại dầm: MIN(Pe1thực tế; Pe2thực tế; Pe3thực tế)= 1217,48 KN 3.2 Tính to n lực căng cịn lại dầm cầu cũ 3.2.1 C c thông số ỹ thuật số li u đầu vào: [Theo kết kiểm định cầu năm 2017] (Xem phụ lục số 2) 3.2.2 Tính to n c c đặc trƣng hình học mặt căt (Xem phụ lục số 2) 3.2.3 Tính to n h số phân ố ngang hoạt tải (Xem phụ lục số 3) Bảng 3.1: Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang hoạt tải gây Hoạt tải ô tô Mômen Lực cắt 0,283 0,317 Hệ số phân bố ngang Max(gmlt; gmtt) 3.2.4 Tính to n nội lực dầm (Xem phụ lục số 04) + Tổ hợp nội lực TTGHCĐ I dầm Bảng 3.2: Bảng nội lực TTGHCĐ I dầm Kí hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị Mômen tĩnh tải gđ I MttI 0,00 68,28 117,04 156,06 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ I QttI 41,62 31,21 20,81 0,00 KN Mômen tĩnh tải gđ II MttII 0,00 73,03 125,19 166,93 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ II QttII 44,51 33,39 22,26 0,00 KN 45 Mômen hoạt tải HL-93 MHL93 0,00 388,89 649,45 804,97 KNm MHL93 276,75 230,19 185,13 101,79 KN Mômen ngƣời Mng 0,00 0,00 0,00 0,00 KNm Lực cắt ngƣời Qng 0,00 0,00 0,00 0,00 KN Mômen TTGHCĐ I với TH1 MTH1 0,00 503,69 847,10 1.071,56 KNm Lực cắt TTGHCĐ I với TH1 QTH1 344,74 280,05 216,79 96,70 KN Lực cắt hoạt tải HL-93 + Tổ hợp nội lực TTGHCĐ I dầm Bảng 3.3: Bảng nội lực TTGHCĐ I dầm ngồi Kí hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị Mômen tĩnh tải gđ I MttI 0,00 68,28 117,04 156,06 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ I QttI 41,62 31,21 20,81 0,00 KN Mômen tĩnh tải gđ II MttII 0,00 161,21 276,36 368,48 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ II QttII 98,26 73,70 49,13 0,00 KN MHL93 0,00 348,39 581,82 721,14 KNm QHL93 243,21 202,29 162,69 89,45 KN Mômen ngƣời Mng 0,00 0,00 0,00 0,00 KNm Lực cắt ngƣời Qng 0,00 0,00 0,00 0,00 KN Mômen TTGHCĐ I với TH1 MTH1 0,00 548,98 926,46 1.183,40 KNm Lực cắt TTGHCĐ I với TH1 QTH1 363,93 291,83 221,00 84,98 KN Mômen hoạt tải HL-93 Lực cắt hoạt tải HL-93 + Tổ hợp nội lực TTGHSD dầm Bảng 3.4: Bảng nội lực TTGHSD dầm Kí hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị Mômen tĩnh tải gđ I MttI 0,00 54,62 93,63 124,85 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ I QttI 33,29 24,97 16,65 0,00 KN Mômen tĩnh tải gđ II MttII 0,00 48,69 83,46 111,28 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ II QttII 29,68 22,26 14,84 0,00 KN MHL93 0,00 222,22 371,11 459,99 KNm QHL93 158,15 131,54 105,79 58,16 KN Mômen ngƣời Mng 0,00 0,00 0,00 0,00 KNm Lực cắt ngƣời Qng 0,00 0,00 0,00 0,00 KN Mômen TTGH SD với TH1 MTH1 0,00 309,25 520,80 661,31 KNm Lực cắt TTGH SD với TH1 QTH1 210,06 169,82 130,41 55,25 KN Mômen hoạt tải HL-93 Lực cắt hoạt tải HL-93 46 + Tổ hợp nội lực TTGHSD dầm Bảng 3.5: Bảng nội lực TTGHSD dầm Kí hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị Mơmen tĩnh tải gđ I MttI 0,00 54,62 93,63 124,85 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ I QttI 33,29 24,97 16,65 0,00 KN Mômen tĩnh tải gđ II MttII 0,00 107,47 184,24 245,65 KNm Lực cắt tĩnh tải gđ II QttII 65,51 49,13 32,75 0,00 KN Mômen hoạt tải HL-93 MHL93 0,00 199,08 332,47 412,08 KNm Lực cắt hoạt tải HL-93 MHL93 138,98 115,59 92,97 51,11 KN Mômen ngƣời Mng 0,00 0,00 0,00 0,00 KNm Lực cắt ngƣời Qng 0,00 0,00 0,00 0,00 KN Mômen TTGH SD với TH1 MTH1 0,00 343,11 579,82 743,45 KNm Lực cắt TTGH SD với TH1 QTH1 225,89 180,21 135,25 48,56 KN 3.2.5 Tính to n lực éo lại c p DƢL theo lý thuy t (Xem phụ lục 5) + Độ vồng cáp dự ứng lực theo lý thuyết: p = 38,61 mm + Độ võng tĩnh tải: t= -19,17 mm + Độ vồng ban đầu dầm theo lý thuyết:p - t=19,45 mm + Độ võng hoạt tải gây - Độ võng hoạt tải trƣờng hợp xếp xe lệch tâm: t=-23,6 mm - Độ võng thực tế có tải trọng P: p - t = -4.15 mm - Độ võng hoạt tải trƣờng hợp xếp xe tâm (2 xe): t=-47,67 mm - Độ võng thực tế có tải trọng P: p - t = -28,22 mm 3.2.6 Tính to n lực éo cịn lại thực t c p DƢL (Đo độ võng thực t hi n trƣờng) + Lực kéo thực tế lại cáp DƢL đo lệch tâm phía hạ lƣu: Pe1thực tế=1226,84 KN + Lực kéo thực tế lại cáp DƢL đo lệch tâm phía thƣợng lƣu: Pe2thực tế=1232,87 KN + Lực kéo thực tế lại cáp DƢL đo tâm xe tải trọng: Pe3thực tế=1.217,48 KN Chọn lực kéo lại cáp DUL 47 MIN(Pe1thực t ; Pe2thực t ; Pe3thực t )= 1217,48 KN (3.13) 3.2.7 Kiểm to n c c trạng th i giới hạn dƣới t c dụng tải trọng tính to n HL93 3.2.7.1 Kiểm to n cƣờng độ (Xem phụ lục số 6) Bảng 3.6: Kiểm toán dầm TTGHCĐ1 tải trọng HL93 Kí hiệu Diện tích cáp dự ứng lực Aps Gối L/8 L/4 1.520,13 1.520,13 1.520,13 L/2 Đơn vị 1.520,13 mm2 Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép dp 221,67 405,83 600,00 794,17 mm b 950 950 950 950 mm bw 200 180 160 140 mm hf 300 300 300 300 mm c 208,33 226,70 234,77 239,11 mm Cánh Cánh Cánh Cánh c 208,33 226,70 234,77 239,11 mm a 167,71 182,50 188,99 192,49 mm bw 950 950 950 950 mm fps 777,94 953,25 1030,19 1071,67 Mpa Sức kháng uốn danh định Mn 162,97 455,85 791,63 1136,97 KNm Sức kháng uốn tính tốn Mr 146,67 410,27 712,47 1023,27 Mơmen tính tốn với TH1 MTH1 0,00 548,98 926,46 1.183,40 KNm Đạt Đạt Đạt DƢL Chiều rộng cánh chịu nén Chiều dày bụng Chiều dày cánh chịu nén Giả sử TTH qua cánh, tính chiều cao trục trung hồ Kết luận vị trí trục trung hồ Tính lại chiều cao TTH Chiều dày khối ứng suất t/đ Chiều dày bụng tính Mn Ứng suất trung bình cáp DƢL đƣợc triết giảm Kết luận Đạt KNm 48 Hình 3.5: Biểu đồ mơmen tính tốn TTGHCĐ1 Sức kháng uốn dầm 3.2.7.2 Kiểm to n c c giới hạn cốt thép + Kiểm to n hàm lƣợng cốt thép tối đa Điều kiện kiểm tra c/de < 0.42 (3.20) Bảng 3.7: Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối đa Ký hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị Chiều cao vùng bê tông chịu nén c 208,33 226,70 234,77 239,11 mm Khoảng cách hữu hiệu tƣơng ứng de 221,67 405,83 600,00 794,17 mm c/de 0,94 0,56 0,39 0,30 Đạt Đạt Đạt Đạt Tỷ số c/de K t luận + Kiểm to n hàm lƣợng cốt thép tối thiểu Điều kiện kiểm toán ρmin > 0.03fc'/fy (3.21) Bảng 3.8: Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối thiểu Ký hiệu Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị Diện tích cốt thép chịu kéo As 1.520 1.520 1.520 1.520 mm2 Diện tích nguyên Ag 189.500 200.900 209.900 214.500 mm2 ρmin=As/Ag 0,008 0,008 0,007 0,007 0.03fc'/fy 0,004 0,004 0,004 0,004 Đạt Đạt Đạt Đạt K t luận 3.2.7.3 Kiểm to n sức h ng cắt (Xem phụ lục số 7) Tải FULL (109 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ + Tính to n sức h ng cắt Vn TH1 49 Bảng 3.9: Kiểm toán sức kháng cắt dầm trường hợp Kí hi u Gối L/8 L/4 L/2 Đơn vị Mu - 548,98 926,46 1.183,40 KNm Lực cắt tính tốn TH1 Vu 363,93 291,83 221,00 96,70 KN Chiều rộng mặt cắt bv 200,00 180,00 160,00 140,00 mm 6,105 4,468 2,842 1,074 v/fc' 0,178 0,130 0,083 0,031 εx 0,0009 0,0020 0,0020 0,0020 θ 34,250 38,590 42,070 43,000 cotg θ 1,470 1,254 1,109 1,073  1,940 1,410 1,650 1,720 Sức kháng cắt bê tông Vc 62,467 49,744 69,298 83,663 KN Diện tích cốt thép chịu cắt Av 226,195 226,195 226,195 226,195 mm2 Độ Mô men tính tốn TH1 Ứng suất cắt bê tông Tỷ số v/fc' Ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn Góc nghiêng cốt thép với trục dọc Sức kháng cắt cốt thép đai Góc nghiêng DƢL v= Vu/(bvdv) Độ α 90 90 90 90 sin α 1,00 1,00 1,00 1,00 cotg α 0,00 0,00 0,00 0,00 Vs 181,18 112,64 83,45 94,99 KN 0,045 0,045 0,045 - radians cáp Sức kháng cắt dự ứng lực Vp 74,83 78,12 71,71 - KN Sức kháng cắt danh định Vn1 Vn1 318,48 240,51 224,46 178,65 KN Sức kháng cắt danh định Vn2 Vn2 568,01 622,34 661,85 674,20 KN Sức kháng cắt danh định Vn 318,48 240,51 224,46 178,65 KN Sức h ng cắt tính to n Vr 286,63 216,46 202,01 160,78 KN Đạt Đạt Đạt Đạt K t luận Tải FULL (109 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ 50 Hình 3.6: Biểu đồ lực cắt tính tốn TTGHCĐ1 Sức kháng cắt dầm 3.2.8 Kiểm to n ứng suất giai đoạn sử dụng Giới hạn ứng suất kéo bê tông 0.5 f c ' = 2,9283 Mpa = -20,58 Mpa 0.6f' Giới hạn ứng suất nén bê tông c ( Ứng suất nén mang dấu âm) + Đối với dầm trong: Bảng 3.10: Kiểm toán ứng suất giai đoạn sử dụng dầm Kí hi u Ƣ/s cáp DƢL sau mát nhân hệ số triết giảm Lực kéo cáp DƢL Độ lêch tâm cáp so với TT mặt cắt Ƣ/s thớ DƢL sau mát Ƣ/s thớ dƣới DƢL sau mát Mômen tĩnh tải giai đoạn I Ứng suất thớ tĩnh tải gđ I f Fkéo Gối L/8 L/4 1097,37 1145,67 1051,57 L/2 Đơn vị 964,80 Mpa 1668,14 1741,57 1598,52 1466,61 KN e -87,12 61,08 219,41 350,08 mm tc -14,95 -4,83 1,12 5,26 MPa dc 6,70 -15,91 -25,71 -27,39 MPa MttI 0,00 54,62 93,63 124,85 KNm tttI 0,00 -1,78 -2,25 -2,79 MPa f26eb11c ... 1: Nâng cấp dầm cầu cũ dự ứng lực phƣơng pháp dự ứng lực ngồi Chƣơng 2: Tính tốn thi? ??t kế gia cƣờng cầu Bàu cáp dự ứng lực Chƣơng 3: + Quy trình thi cơng kiểm sốt ứng suất – chuyển vị q trình thi. .. - Nghiên cứu biện pháp gia cƣờng cho cầu bê tông cốt thép dự ứng lực, phân tích ƣu, nhƣợc điểm, phạm vi áp dụng Ứng dụng biện pháp gia cƣờng kết cấu nhịp cầu Bàu phƣơng pháp căng cáp dự ứng lực. .. căng cáp dự ứng lực 26 1.5 Kết luận chƣơng 26 Chƣơng 2.TÍNH TỐN THI? ??T KẾ GIA CƢỜNG CẦU BÀU BẰNG CÁP DỰ ỨNG LỰC NGOÀI 27 2.1 Cơ sở dự đốn lực căng cịn lại cầu cũ