3.1. Cơ sởlý thuyết bàitoán thiết kế: AASHTO-LRFD
2007-2014
3.2. Cơ sởlý thuyết bài toán đánh giá khả năng chịu tải công trình cầu: AASHTO-LRFR 2011 công trình cầu: AASHTO-LRFR 2011
Để xác định trạng thái chịu làm việc thực tế của công trình, các cảm biến chuyển vị, biến dạng... được gắn vào đáy dầm cầu để đo đạc phản ứng dầm cầu dưới tác dụng của hoạt tải thử nghiệm tại hiện trường. Các công tác lắp đặt thiết bị và thí nghiệm hiện trường được thể hiện như
Hình 10.
Hình 10.Công tác lắp đặt thiết bị, thu thập dữ liệu đo tại cầu Đôi, Quốc lộ 40B, tỉnh Quảng Nam
Từ các kết quả đo đạc thí nghiệm phản ứng cầu dưới tác dụng của hoạt tải thử nghiệm tại hiện trường, có thể xác định được hệ số phân bố ngang thực tế đối với hoạt tải tương ứng với các thế tải khác nhau trên cầu như Hình 11-13.
Hình 11.Biểu đồhệ số phân phối ngang thực tế đối với hoạt tải (hoạt tải thử nghiệm xếp đúng tâm)
Hình 12.Biểu đồhệ số phân phối ngang thực tế đối với hoạt tải (hoạt tải thử nghiệm xếp lệch về thượng lưu)
Hình 13.Biểu đồhệ số phân phối ngang thực tế (hoạt tải
thử nghiệm xếp lệch về hạ lưu)
Các kết quả đo đạc ở Hình 11-13cho thấy: Hệ số phân phối ngang của hoạt tải thực tế lớn nhất trong các sơ đồ thử tải là 0.247. Giá trị này sẽ được sử dụng trong phân tích đánh giá khả năng chịu tải thực tế công trình theo
phương trình (1).
5.5 Kết quả phân tích khả năng chịu tải cầu Đôi bằng chương trình D&T Bridge chương trình D&T Bridge
Sau khi nhập các số liệu hình học, tính chất cơ lý của vật liệu, các số liệu đo đạc thí nghiệm thử tải tại hiện trường vào phần mềm D&T Bridge, kết quả phân tích đánh giá khả năng chịu tải kết cấu nhịp cầu thông qua hệ số RF (Rating Factor) được thể hiện như Hình 14.
Hình 14.Kết quả đánh giá khả năng chịu tảicủa cầu Đôi trên phần mềm D&T Bridge
Kết quả phân tích đánh giá bằng chương trình D&T Bridge cho thấy: giá trị nhỏ nhất của hệ số RF = 1.62 đối với hoạt tải HL93. Như vậy, theo phương trình (1) cầu Đôi đảm bảo khai thác an toàn với hoạt tải HL93 ở cấp độ Inventory (đảm bảo an toàn theo tuổi thọ thiết kế cầu). Tuy nhiên, thực tế khai thác hiện nay tại cầu Đôi đang được cắm biển hạn chế tải trọng lần lượt với các loại xe như sau: Xe tải (Type 3 Unit) là 17 tấn; xe đầu kéo (Type
3-S2 Unit) là 26 tấn và xe Sơmi-rơ móc (Type 3-3 Unit) là
35 tấn.
Hình 15.Hiện trạng cắm biển hạn chế tải trọng khai thác tại cầu Đôi, Quốc lộ 40B, tỉnh Quảng Nam Các kết quả đo đạc thí nghiệm tại hiện trường kết hợp kết quả phân tích tính toán khả năng chịu tải thực tế bằng phần mềm D&T Bridge có thể dùng làm cơ sở để đề xuất hiệu chỉnh lại công tác cắm biển hạn chế tải trọng tại công trình cầu Đôi, Quốc lộ 40B tỉnh Quảng Nam.
6. Kết luận
Việc xây dựng phần mềm phân tích thiết kế, đánh giá khả năng chịu tải trong công trình cầu trên điện thoại
thông minh giúp kĩ sư thuận lợi cho việc tính toán phân tích, đánh giá nhanh tại hiện trường. Phần mềm có khả năng phân tích và tính toán các loại cầu như: cầu dầm thép liên hợp và không liên hợp, cầu bê tông cốt thép chữ I, chữ T và cầu dầm bản; sử dụng các số liệu đo đạc kiểm định thực tế hiện trường như: ứng suất-biến dạng, chuyển vị và cường độ vật liệu .. nhằm mục đích phân tích khả năng chịu tải thực tế các cầu cũ thông qua hệ số Rating Factor (AASHTO). Kết quả nghiên cứu cho phép xác định tình trạng làm việc thực tế cũng như cắm biển tải trọng
khai thác hợp lý cho công trình cầu ở Việt Nam hiện nay. Daàm 1
0.157
0.223 0.235 0.227 0.157 0.157 Daàm 2 Daàm 3 Daàm 4 Daàm 5
0.160
0.225
0.247 0.223
0.135Daàm 1 Daàm 2 Daàm 3 Daàm 4 Daàm 5 Daàm 1 Daàm 2 Daàm 3 Daàm 4 Daàm 5
0.145
0.225 0.229 0.238 0.163 0.163 Daàm 1 Daàm 2 Daàm 3 Daàm 4 Daàm 5
Xe thử nghiệm Cảm biến đo võng Máy tính điều khiển Cắm biển hạn chế tải trọng khai thác
tại cầu Đôi
Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu định hướng xây
dựng, mở rộng phát triển phầnmềm D&T Bridgeđể phân
tích và đánh giá khả năng chịu tải cho nhiều loại sơ đồ cầu phức tạp hơn: cầu giàn, cầu dầm liên tục, hệ cầu khung, vòm, hệ cầu treo.
Tài liệu tham khảo
[1] Quy trình thiết kế TCVN 11823-2017 cầu đường bộ
[2] AASHTO-LRFD Bridge Design Specification
[3]Tiêu chuẩn ngành 22TCN 243-98 Quy định kiểm định cầu trên
đường ô tô
[4] The manual for bridge evaluation (Second Edition-2011), AASHTO-LRFR