CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN TĂNG CƯỜNG SỨC KHÁNG UỐN, SỨC KHÁNG CẮT CỦA DẦM CẦU HỘI YÊN BẰNG TẤM SỢI FRP VÀ SO SÁNH ĐÁNH GIÁ VỚI SỐ LIỆU BAN ĐẦU
3.3. ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI CẦU HỘI YÊN SAU GIA CƯỜNG
3.3.3 Thử tải động kết cấu nhịp
3.3.3.1 Hệ số xung kích – chuyển vị động
Bố trí xe chạy với tốc độ khác nhau V = 0, 10, 20 và 30 km/h qua nhịp 1 và 2 và ghi lại các biểu đồ độ võng tại giữa nhịp. Bảng 3.20 thể hiện các chuyển vị động và hệ số xung kích của kết cấu nhịp 1 và 2.
DUT.LRCC
Bảng 3.20. Hệ số xung kích các dầm của nhịp 1 và 2
Kết cấu nhịp Thiết bị
Độ võng (mm) ứng với vận tốc (km/h) Hệ số xung kích
0 10 20 30
Nhịp 1- Dầm 1 V1 2,43 2,63 2,72 2,94
1,23
Nhịp 1- Dầm 2 V2 2,48 2,63 2,64 3,04
Nhịp 2- Dầm 1 V1 2,16 2,60 2,52 2,55
1,23
Nhịp 2- Dầm 2 V2 2,255 2,555 2,46 2,77
Nhận xét bảng 3.20: Hệ số xung kích của kết cấu nhịp sát với hệ số xung kích theo Tiêu chuẩn 22TCN 272-05 (IM = 1,25) và lớn hơn hệ số xung kích theo 22TCN 18-79 (IM = 1,20).
3.3.3.2 Gia tốc - tần số
Bố trí xe tải chạy với tốc độ lớn và có hãm phanh trên cầu để gây ra hiệu ứng động lớn nhất có thể cho kết cấu nhịp 1 và 2. Kết quả ghi lại biểu đồ dao động để xác định tần số dao động và chu kỳ dao động theo 3 phương. Kết quả phân tích gia tốc, tần số dao động riêng và chu kỳ đƣợc thể hiện trên Bảng 3.21.
Bảng 3.21. Kết quả phân tích tần số và chu kỳ của kết cấu nhịp 1 và 2
STT Kết cấu
nhịp Phương Thiết bị Tần số f (Hz) Chu kỳ T (s) 1
Nhịp 1
Dọc cầu A47492 8,80 0,114
2 Ngang cầu A47490 17,00 0,059
3 Thẳng đứng A47488 5,20 0,192
1
Nhịp 2
Dọc cầu A47490 8,90 0,112
2 Ngang cầu A47488 22,00 0,045
3 Thẳng đứng A47492 3,80 0,263
Nhận xét bảng 3.21: Chu kỳ dao động tự do thẳng đứng không nằm trong phạm vi giới hạn 0.45s ÷ 0.60s và chu kỳ dao động tự do nằm ngang của kết cấu nhịp không trùng hoặc bằng bội số của chu kỳ dao động tự do thẳng đứng. Do đó, ết cấu nhịp 1 v 2 đảm bảo điều kiện dao động.
DUT.LRCC
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
(1) Từ kết quả phân tích tính toán thể hiện ở các bảng 20, 23, 26,29, hệ số đ nh giá RF nằm trong phạm vi 0.3<RF<1. N n đảm bảo đƣa cầu vào khai thác sử dụng nhƣng phải cắm biển hạn chế tải trọng.
Hình 3.21. Biển cắm tải trọng hợp pháp sau gia cường
(2) Hệ thống giao thông kết nối với cầu chỉ đ p ứng đối với xe 3 trục. N n đề xuất cắm biển tải trọng hợp ph p theo QCVN41:2016/BGTVT đối với xe 3 trục là:
Hình 3.22. Biển cắm tải trọng đề xuất sau gia cường
(3) Tiến hành thử tải tĩnh v thử tải động, để đ nh gi hả chịu tải của cầu sau hi gia cường tấm sợi FRP. Từ kết quả đo đạc ở Bảng 3.17-3.21, hiện trạng cầu sau hi gia cường đảm bảo an toàn về năng lực chịu tải đối với xe tải 13T.
DUT.LRCC
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Luận văn đã đạt đƣợc các kết quả sau:
(1) Tổng hợp, đ nh gi c c hƣ hỏng đã uất hiện trên cầu. Tr n cơ sở hiện trạng đó tiến h nh đ nh gi năng lực hiện trạng của cầu v đề xuất giải ph p gia cường nhằm nâng cao tải trọng yêu cầu;
(2) Bằng việc đo đạc hiện trường v ph n tích tính to n, c định được hệ số đ nh gi RF đối với momen uốn đối với xe 3 trục RF =0.11 < 0.3. Do đó, đề xuất tạm dừng khai thác cầu để sửa chữa.
(3) Để đ p ứng nhu cầu vận tải cũng nhƣ đồng bộ tải trọng các cầu trên cùng một tuyến, kết cấu nhịp cầu được gia cường với giải pháp là dán FRP. Biển cắm tải trọng hợp ph p sau gia cường đối với kết cấu nhịp theo QCVN41:2016/BGTVT là:
(4) Tiến hành thử tải tĩnh v thử tải động, để đ nh gi hả chịu tải của cầu sau hi gia cường tấm sợi FRP. Từ kết quả đo đạc, cầu sau hi gia cường đảm bảo an toàn về năng lực chịu tải đối với xe tải 13T.
2. Kiến nghị
Một là: Việc đề xuất cắm biển tải trọng hợp ph p đối với cầu chỉ áp dụng cho kết cấu nhịp. Do đó, cần thiết phải đ nh gi năng lực hiện trạng của kết cấu mố trụ;
Hai là: Cần đo đạc thêm tác dụng động nhƣ đo hệ số ung ích cũng nhƣ gia tốc, tần số dao động và chuyển vị động của kết cấu nhịp và mố trụ để có bức tranh toàn cảnh về năng lực chịu tải của cầu.
DUT.LRCC
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bộ giao thông vận tải (2005). Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ 22TN272-05, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, Hà Nội.
2. Bộ giao thông vận tải (2014). Quy định cắm biển tải trọng cầu theo QCVN41:2012, Bộ Giao thông vận tải, Hà Nội.
3. Ho ng Phương Hoa (2012). Khai thác sửa chữa - gia cố công trình cầu, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Nghĩa, (2014). Giải pháp tiên tiến trong sửa chữa, tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu bê tông sử dụng vật liệu cốt sợi cường độ cao dính bám ngoài FRP, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.
5. Nguyễn Viết Trung, Lê Thị Bích Thủy, Nguyễn Đức Thị Thu Định, (2012).
Công nghệ dán bản thép gia cố sửa chữa cầu và kết cấu bê tông cốt thép, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.
6. Nguyễn Trâm, Trần Quốc Ca, (2012). Kết cấu Composite, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội
7. Nguyễn Viết Trung, Hoàng Hà , Nguyễn Ngọc Long, Cầu bê tông cốt thép (Thiết kế theo tiêu chuần 22TCVN 272-05, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, Hà Nội 8. Sika Limited (Vietmam) (2009), Tấm sợi cacbon ép đùn dùng để gia cố kết cấu.
Tiếng Anh
9. AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications (2010).
10. Andrzej S Nowak and Maria M Szerszen, Structural reliability as applied to highway bridges (2000), John Wiley & Sons,.
11. Andrzej S Nowak and Maria M Szerszen, Structural reliability as applied to highway bridges (2000), John Wiley & Sons,.
12. Andrzej S. Nowak, Calibration Of LRFD Design Specifications For Steel Curved Girder Bridges (2008), NCHRP Report 563, National Cooperative Highway Research Program (Hoa Kỳ).
13. Andrzej S. Nowak (1993), Live Load Models for Highway Bridges.
14. ACI 440.2R-08 Guide for the Design and Construction of Externally Bonder FRP Systems for Strengthening Concrete Structures.
15. ACI 318-05 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.
16. Eurocode (Basis of structural design) – EN 1991 (2004), European committee for Standardization.
17. Ranganathan R, Reliability Analysis and Design of Structures (2000), Tata Mc Graw-Hill Co. Civil Engineering Dept., I.I.T., Bombay.
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC