(Đề tài NCKH) thiết kế bản vẽ liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn TCVN 11823 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN PHÂN TÍCH THIẾT KẾ BẢN LIÊN TỤC NHIỆT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 11823-2017 MÃ SỐ:SV2019-45 SKC006965 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN PHÂN TÍCH THIẾT KẾ BẢN LIÊN TỤC NHIỆT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 11823-2017 Mã số đề tài: SV2019-45 Thuộc nhóm ngành khoa học: QUY HOẠCH – KIẾN TRÚC- XÂY DỰNG TP Hồ Chí Minh, 25 Tháng Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ BẢN LIÊN TỤC NHIỆT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 11823-2017 Mã số đề tài: SV2019-45 Thuộc nhóm ngành khoa học: QUY HOẠCH- KIẾN TRÚC- XÂY DỰNG SV thực hiện: Lê Trung Hậu Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 161270A, Khoa Xây Dựng Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Kĩ thuật xây dựng công trình giao thơng Người hướng dẫn: T.S Nguyễn Duy Liêm TP Hồ Chí Minh, 25 Tháng Năm 2019 MUC LUC Chương 1:MỞ ĐẦU…………………………………………………………………0 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Lý chọn đề tài Chương 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Trong nước Error! Bookmark not defined 2.2 Ngoài nước Chương 3: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ Thiết kế liên tục nhiệt 3.1 Trình tự thi cơng ngun lý tính tốn 3.2 Xác định mô men liên tục nhiệt 3.3 Tính góc xoay φ dầm chủ gối 3.4 Ví dụ minh họa tính góc xoay dầm chủ 3.5 Do tải trọng lớp phủ hoạt tải: 10 3.5.1 Do tải trọng lớp phủ: 10 3.5.2 Do hoạt tải xe 3T taỉ làn: 12 3.6 Do co ngót 14 3.7 Do từ biến 16 3.8 Do nhiệt độ Gradien 19 Chương 4: KẾT LUẬN ……………………………………………………………21 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………22 PHỤC LUC……………………………………………………………………… 23 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam BTCT: Bê tơng cốt thép DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Chuổi dầm nối liên tục nhiệt Hình 2: Bố trí điển hình liên tục nhiệt Hình 3: Góc xoay bên liên tục nhiệt Hình 4: Góc xoay bên liên tục nhiệt Hình 5: Sơ đồ tính liên tục nhiệt Hình 6: Sơ đồ chất tải lên dầm chủ Hình 7: Mặt cắt ngang dầm L=20 m 10 Hình 8: Các thơng số chung 23 Hình 9: Các thông số chung 24 Hình 10: Các yếu tố tải trọng chủ yếu tác dụng lên liên tục nhiệt 24 Hình 11: Do tải trọng lớp phủ tác dụng lên liên tục nhiệt 25 Hình 12: Do tải trọng hoạt tải tác dụng lên liên tục nhiệt 25 Hình 13: Do tải trọng co ngót tác dụng lên liên tục nhiệt .26 Hình 14: Do tải trọng từ biến tác dụng lên liên tục nhiệt 26 Hình 15: Do nhiệt độ gradien tác dụng lên liên tục nhiệt 27 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn TCVN 11823-2017 - SV thực hiện: Lê Trung Hậu - Lớp: 16127047 Khoa: Xây Dựng Mã số SV: Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: TS Nguyễn Duy Liêm Mục tiêu đề tài: Phân tích nội lực, thiết kế liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn thiết kế cầu đường TCVN 11823-2017 Tính sáng tạo: Tính nội lực tác dụng lên liên tục goác xoay dầm chủ nguy hiểm Kết nghiên cứu: Xác định nội lực tác dụng lên liên tục nhiệt nhịp dầm khác Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Phương tiện tham gia giao thông cầu cảm thấy êm thuận hơn, góp phần giữ gìn vẽ đẹp tăng tuổi thọ kết cấu bên mặt cầu Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài : Đề tài đăng Tạp Chí Xây Dựng xuất tháng 8/2019 Ngày 25 tháng năm 2019 SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài: Ngày tháng năm Xác nhận Trường (kí tên đóng dấu) Người hướng dẫn (kí, họ tên) Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung Trong cơng trình cầu bố trí nhiều nhịp giản đơn, số lượng lớn khe co giãn, dù sử dụng loại tốt, ảnh hưởng đến độ êm thuận xe chạy Một mặt chênh lệch độ cứng vật liệu (giữa khe co giãn mặt đường bê tông nhựa), mặt khác kỹ thuật thi cơng thường khó đạt độ phẳng thiết kế, điều tạo góc lõm mặt cầu, gây xung va đập khơng êm thuận Liên tục hóa kết cấu dầm giản đơn thành chuỗi liên tục giải pháp nâng cao độ êm thuận xe chạy Sử dụng liên tục nhiệt giải pháp đơn giản hiệu nhằm khắc phụ độ êm thuận xe chạy mặt cầu Cơ có hai loại hình nối liên tục nhiệt kết cấu nhịp: dùng giải pháp nối liên tục nhiệt mặt cầu (xem mơ tả Hình 1), hai nối liên tục nhiệt dầm chủ thông qua dầm ngang đầu nhịp Tại Việt Nam, liên tục nhiệt áp dụng sớm cho mặt cầu dẫn đường ô tô cầu Thăng Long trợ giúp kĩ thuật chuyên gia Liên Xô sử dụng phổ biến cầu đường bộ, kể đến dự án cầu Mỹ Thuận cầu Cần Thơ, dự án cao tốc Tp Hồ Chí Minh – Trung Lương, cao tốc Tp Hồ Chí Minh - Long Thành – Dầu Giây… Do thơng tin cách tính liên tục nhiệt chưa phổ biến, đặc biệt số sơ đồ làm việc bất lợi liên tục nhiệt mà tài liệu tham khảo chưa đề cập Kết nghiên cứu cung cấp thêm thơng tin hữu ích giúp kỹ sư thiết kế cầu, đặc biệt em sinh viên tham khảo, thuận tiện áp dụng Ln Lg Ltt Ltt 2Lg+e e Ltt 2Lg+e Hình 1: Chuổi dầm nối liên tục nhiệt Trong đó, Ltt chiều dài nhịp tính tốn, Lg khoảng cách từ gối đến đầu dầm, e bề rộng khe co giãn 1.2 2.2 Lý chọn đề tài Hiện chưa có tài liệu hướng dẫn cách tính liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn thiết kế cầu đường TCVN 11823-5:2017 ban hành Vì vậy, nghiên cứu trình bày phương pháp ví dụ minh họa thiết kế liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn Thiết kế cầu đường TCVN11823:2017 1.3 Mục tiêu đề tài Phân tích, thiết kế liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn Thiết kế cầu đường TCVN11823:2017 1.4 2.3 Phương pháp nghiên cứu đối tượng nghiên cứu Tham quan thực tế, phân tích nội lực, tính tốn liên tục nhiệt Chương 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Trong nước: Bản liên tục nhiệt giải pháp đơn giản thông dụng nhằm giảm khe co giãn nhờ tăng độ êm thuận cho xe chạy Hiện chưa có tài liệu hướng dẫn cách tính liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn thiết kế cầu đường TCVN 118235:2017 ban hành Bài báo trình bày phương pháp tính liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn ví dụ cụ thể cho ba độ nhịp dầm thông dụng gồm nhịp 15m, 20m 24m 2.4 Ngồi nước: Ngun lý tính liên tục nhiệt có áp dụng cụ thể chưa có ví dụ rõ ràng Góc xoay xác định sau:  t , t  CR Trong đóc Góc xoay trọng lượng thân kết cấu: q L   ctinh 24.E d Góc xoay cáp dự ứng lực:   P xLtt 1860 12.7 2 30 430 10019400 0.0118Rad DUL2.Ed I4 2 36933 0.0521012 Suy ra:cctinh  DUL 0.0024 0.01180.0094Rad Hệ số từ biến:  t f , t d 1.9k c k hc k f k td ti0.118 Kc hệ số kích thước xác định sau:  1.450.005V k c Chọn kc = Hệ số độ ẩm cho trình từ biến:  1.56 008 H 1.56 0.008 75 96 k hc Hệ số xét cường dộ bê tông kết cấu chịu tải: k ' c Hệ số xét cường độ phát triển bê tơng lên biến dạng co ngót: t f tính đến cuối thời kì khai thác lấy vô cùng, mặt cầu Suy hệ số từ biến từ lúc cắt cáp đến cuối thời kì khai thác:  t f , ti 1.9.k c k hc k f k td t i0.118 1.9 1 0.96 0.714 1 10.118 302 Hệ số từ biến từ lúc cắt cáp đến nối chuỗi: k td  18 t d ,t  1.9.k i c Hệ số từ biến từ lúc nối chuỗi đến cuối thời kì khai khác:  t  ,t f d  t Suy ra:  CR  Nội lực trạng thái giới hạn cường độ 1: 2.40 2.41 Momen dương ngàm:  M   1200  49.28KN m 2.42 Momen âm giữa: 2E M  n  ( a 2e) 2.43 Lực cắt ngàm giữa: Q0.122KN  Nội lực trạng thái giới hạn sử dụng 1: 2.44 Góc xo 2.45 Momen dương ngàm: M   2E a  2 33014 052 10  1200   37.55KN m 2.46 Momen âm giữa: 19  M 1200 2.47 Lực cắt ngàm giữa: Q0.098KN 3.8 Do nhiệt độ Gradien Để tính nội lực goác xoay nhiệt độ Gradien gây ra, theo phương đứng ta chia cấu kiện thành nhiều phần tử có chiều cao h Sự chia có xét đến chênh lệch nhiệt độ bên cấu kiện cấu kiện Cơng thức góc xoay đầu dầm gradien nhiệt độ dương gây ra:  Trong đó: L: chiều dài nhịp tính tốn  R  , với độ cong xác định sau:  Trong đó:  10 ,8106 : Hệ số giản nở nhiệt I : Momen qn tính tiết diện liên hợp i T : Nhiệt độ tâm phần tử i y i A : Khoảng cách từ trục trung hòa đến trọng tâm phần tử xét : Diện tích tiết diện phần tử i i  Tai : Độ chênh lệch nhiệt độ mặt mặt phần tử i Ta1 2o , 130 , T1 17 , h1 100mm , I 1 83333333 ,33mm4  Ta 2 , T2 , h2 20mm , I 2 666666 67mm4 Ta 3 30 , T2 , h2 260mm , I 2 1347493333mm4   T I    20.13 390        5.8  2.087107 R Suy ra:   PTG  Nội lực trạng thái giới hạn cường độ 1: 2.48 Góc xoay:  Nội lực trạng thái giới hạn sử dụng 1:  2.49 Góc xoay: 2.50 Momen dương ngàm:  M   6.7KN m  2.51 Momen âm giữa: M   2.52 Lực cắt ngàm giữa: Q0.074KN En In  ( a 2e) 21 Chương 5: KẾT LUẬN - Kết cấu nối liên tục nhiệt đóng vai trị quan trọng tạo êm thuận chạy xe cầu, đặc biệt cầu lớn gồm nhiều nhịp giảm số lượng lớn khe co giãn - So với tài liệu phổ biến nay, báo phân tích sơ đồ thực tế làm việc (Hình 3b + 3c) liên tục nhiệt dầm chủ xoay cưỡng tác dụng tải trọng ngồi - Các cơng thức xác định mô men bao thớ xác định 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Mai Lựu, Lê Hồng Lam, Cầu bê tông cốt thép, Nhà xuất GTVT (2018) TVCN 11823-2017: Thiết kế cầu đường (2017) Công ty CP Tư vấn Thiết kế cơng trình Quỹ Đạo (Orbitec), Thiết kế BVT cầu Cả Cấm (2018) 23 PHỤC LỤC  Dùng phần mềm EXCEL có VBA để tính tốn nooih lực lên liên tục nhiệt trình bày sau: Nhập tính tốn số liệu chung: Hình 8: Các thơng số chung Nhấn nút tiếp để nhập tính tiếp thơng số khác: 24 Hình 9: Các thơng số chung Tính tốn tải trọng chủ yếu tác dụng lên liên tục nhiệt: Hình 10: Các yếu tố tải trọng chủ yếu tác dụng lên liên tục nhiệt 25 2.1 Do tĩnh tải tác dụng ( Tải trọng lớp phủ) Hình 11: Do tải trọng lớp phủ tác dụng lên liên tục nhiệt 2.2 Do hoạt tải tác dụng: Hình 12: Do tải trọng hoạt tải tác dụng lên liên tục nhiệt 26 2.3 Do co ngót: Hình 13: Do tải trọng co ngót tác dụng lên liên tục nhiệt 2.4 Do từ biến: Hình 14: Do tải trọng từ biến tác dụng lên liên tục nhiệt 2.5 Do nhiệt độ Gradien: 27 Hình 15: Do nhiệt độ gradien tác dụng lên liên tục nhiệt ... nhiệt theo tiêu chuẩn thiết kế cầu đường TCVN 11823- 5 :2017 ban hành Vì vậy, nghiên cứu trình bày phương pháp ví dụ minh họa thiết kế liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn Thiết kế cầu đường TCVN1 1823 :2017. .. Mục tiêu đề tài: Phân tích nội lực, thiết kế liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn thiết kế cầu đường TCVN 11823- 2017 Tính sáng tạo: Tính nội lực tác dụng lên liên tục goác xoay dầm chủ nguy hiểm Kết... tài liệu hướng dẫn cách tính liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn thiết kế cầu đường TCVN 118235 :2017 ban hành Bài báo trình bày phương pháp tính liên tục nhiệt theo tiêu chuẩn ví dụ cụ thể cho ba độ