Giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp
Việt Nam đang trong trong giai đoạn phát triển, nền kinh tế hội nhập với toàn cầu và ngày càng sâu rộng. Cơ sở hạ tầng ngày một được chú trọng đầu tư, tuy nhiên vẫn chưa tương xứng với sự phát triển của nền kinh tế.
Nước ta có hệ thống sông ngòi chằng chịt, nhất là các tỉnh miền Tây Nam Bộ trong đó có tỉnh Trà Vinh, nhu cầu xây dựng cầu để phục vụ đi lại, vận chuyển hàng hóa là rất lớn. Vì thế trong thời gian tới, khối lượng xây dựng và nâng cấp công trình cầu mang tính cấp thiết.
Kết cấu nhịp giản đơn được sử dụng khá rộng rãi bởi tính cơ giới hoá, dễ vận chuyển và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, nhược điểm của kết cấu dầm nhịp đơn giản nhiều nhịp là vị trí các khe co giãn, không chỉ gây sốc xe khi chạy qua, gây khó chịu cho hành khách và người điều khiển phương tiện giao thông, giảm tốc độ khi lưu thông qua cầu, tạo lực xung kích lớn tác dụng vào cầu, công tác bảo dưỡng các khe co giãn cũng phức tạp và tốn kém. Để tăng sức chịu tải, tạo sự êm thuận trong lưu thông và giảm chi phí duy tu sửa chữa các khe co giãn, nâng cao hiệu quả khai thác, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu, nên việc sử dụng sơ đồ dầm liên tục trong đó mômen dương của sơ đồ tính toán kết cấu nhịp liên tục hóa nhỏ hơn so với nhịp giản đơn và có khả năng vượt khẩu độ lớn hơn.
Tăng sức chịu tải khi liên tục hóakết cấu nhịp so với sơ đồ dầm giản đơn, tận dụng hiệu quả tính năng cơ lý của vật liệu bê tông và cốt thép khi đồng thời chịu mômen âm và mômen dương do tĩnh tải với cùng giá trị, giảm số lượng các khe co giãn dẫn đến giảm giá thành đồng thời giảm sốc cho các phương tiện khilưu thông qua cầu, giảm lực hãm của đoàn xe cho các trụ cầu, giảm phản lực gối cầu do hoạt tải, giảm biên độ dao động của các nhịp cầu khi chịu tải trọng động đã đặt ra yêu cầu cần tìm giải pháp công nghệ để giải quyết vấn đề này.
Trước vấn đề trên cần đưa ra giải pháp xử lý, việc ứng dụng “Giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp” vào quá trình xây dựng và nâng cấp cầu là rất cần thiết. Mục đích làm giảm tối đa các vị trí khe co giãn, tăng khả năng chịu tải, đảm bảo mỹ quan, an toàn ổn định hơn cho công trình cầu, cải thiện khả năng vượt khẩu độ cho dầm giản đơn là rất thiết thực, vừa có tính khả thi về cơ sở khoa học, vừa có triển vọng ứng dụng vào thực tiễn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu về một số công nghệ ứng dụng để liên tục hóa kết cấu, lý thuyết tổng quát, tính toán cụ thể để so sánh giữa nhịp giản đơn và nhịp liên tục.Chứng minh tính khả thi của giải pháp liên tục hóakết cấu nhịp ứng dụng cho kết cấu nhịp giản đơn dầm bê tông cốt thép dự ứng lực. Làm giảm sốc cho các phương tiện và hành khách khi lưu thông qua cầu, tăng sức chịu tải, từ đó tăng thêm khả năng khai thác cho công trình cầu.
Nghiên cứubê tông cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực, cầu bê tông cốt thép, cầu bê tông cốt thép dự ứng lực.
Nghiên cứu kết cấu nhịp giản đơn, kết cấu nhịp liên tục hóa cho cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực.
Các hình thức cấu tạo, công nghệ xây dựng, lý thuyết tổng quát tính toán của việc ứng dụng công nghệ kết cấu nhịp liên tục hóa cho cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực.
Tính toán mô hình liên tục hóa cụ thể đối với cầu Ngã Tư, tỉnh Trà Vinh.
Đề tài nghiên cứu cầu dầm bê tông cốt thép, cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực, giải pháp liên tục hóa kết cấu các nhịp.
– Khảo sát, thu thập số liệu từ thực địa và hồ sơ công trình.
– Lý thuyết tổng quát để tính toán và phân tích số liệu cho kết cấu nhịp giản đơn, kết cấu nhịp liên tục.
– Ứng dụng chương trình để tính toán, phân tích số liệu cho kết cấu nhịp.
Phần Mở Đầu:
Trình bày về tính cấp thiết của đề tài; Mục tiêu nghiên cứu của đề tài; Đối tượng nghiên cứu của đề tài; Phạm vi nghiên cứu của đề tài; Phương pháp nghiên cứu vàbố cục của đề tài.
Chương 1:TỔNG QUAN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰCVÀ LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU
1.1. Lịch sử phát triển cầu bê tông cốt thép dự ứng lực trên thế giới và Việt Nam.
1.2. Tổng quan các giải phápliên tục hóa kết cấu.
Kết luận chương 1.
Chương 2:CÁC GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP
2.1. Khái niệmliên tục hóa kết cấu nhịp.
2.2. Một số giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp.
2.3. Lý thuyết tổng quát tính toán kết cấu nhịp.
2.4. Trình tự giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp trong thi công.
2.5. Kiểm toán kết cấu nhịp theo các giai đoạn.
Kết luận chương 2.
Chương 3:ÁP DỤNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP LIÊN TỤC HÓA CHO CẦUNGÃ TƯ THUỘC TỈNH TRÀ VINH
3.1. Giới thiệu sơ bộ về cầu Ngã Tư.
3.2. Mô hình và các thông số tính toán.
3.3. Tính toán kết cấu nhịp giản đơn cầu Ngã Tư.
3.4. Tính toán liên tục hóa cầu Ngã Tư.
3.5. So sánh nội lực của cầu dầm nhịp đơn giản và cầu dầm đã liên tục.
Kết luận chương 3.
Kết luận và kiến nghị
TỔNG QUAN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRİỂN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC TRÊN THẾ GİỚİ VÀ VİỆT NAM
Cầu bê tông cốt thép xuất hiện đầu tiên vào những năm 70 của thế kỷ XIX, sau khi xi măng được phát minh vào khoảng năm 1825, việc đặt thép vào bê tông xuất hiện lẻ tẻ vào những năm 1835-1850. Từ năm 1855 trở đi, bê tông cốt thép mới chính thức ra đời tại Pháp.
Năm 1875, Joseph Monier đã xây dựng cầu bê tông cốt thép đầu tiên dài 15,24m và rộng 3,96m (Hình 1.1). Kỹ sư người Pháp Francois Hennebique đã phát triển mặt cắt ngang dạng chữ T. Ông và các công sự của mìnhnhư kỹ sư người Thụy Sĩ Robert Maillart đã xây dựng một vài cầu vòm bê tông cốt thép nổi tiếng ở Châu Âu. Những cầu bê tông cốt thép của Maillart được xem là biểu tượng về thẩm mỹ.
Giai đoạn cuối thế kỷ XIX cầu bê tông cốt thép chủ yếu là cầu nhịp nhỏ – cầu bản, dầm vòm. Năm 1896 xây dựng cầu vòm nhịp 45m.
Giai đoạn đầu thế kỷ XX cầu bê tông cốt thép đã phát triển mạnh mẽ. Ngoài dạng đơn giản, người ta đã bắt đầu làm cầu liên tục, cầu khung, dầm công xon nhịp đến 30-40m. Trong giai đoạn này cầu thường dùng phương pháp đổ bê tông liền khối và là bê tông cốt thép thường nên nhịp nhỏ.
Thời kỳ đầu trong lịch sử của bê tông cốt thép, năm 1888 một người Mỹ tên là P. H Jackson ở San Francisco đã có ý tưởng kéo căng sợi thép trong bê tông, kết quả kết cấu sẽ khỏe hơn nhiều so với kiểu bê tông cốt thép. Những cuộc thí nghiệm của Jackson đã không bao giờ thành công vì do những sợi thép thời kỳ đó không đủ chịu kéo. Năm 1930 Eugène Freyssinet – người Pháp bắt đầu sử dụng sợi thép cường độ cao và đã mở ra một khái niệm mới khác trong ngành xây dựng – bê tông cốt thép ứng suất trước.
Bê tông cốt thép ứng suất trước ra đời đầu tiên ở Pháp ngay từ những năm 30 của thế kỷ XX đến cuối những năm 1940 thì phát triển mạnh, từ những năm 50 xây dựng những cầu dầm giản đơn sử dụngBTCTƯST và từ những năm đầu của thập kỷ 60 họ đã sử dụng công nghệ hẫng. Năm 1964 đã xây dựng cầu Orleron dài 2832m gồm 46 nhịp (nhịp chính 79m) bằng phương pháp lắp hẫng, cầu Calix dài 1200m gồm 3 nhịp chính 113+156+113 ở hai bờ có cầu dẫn nhịp 70m (Hình 1.2).
Hình 1.2. Cầu Calix ở Pháp, bê tông cốt thép ứng suất trước nhịp chính 156m
Song song với công nghệ lắp hẫng, ở Pháp cũng phát triển nhiều công trình đúc hẫng (thường sử dụng cho các nhịp 80-130m) ví dụ cầu dầm liên tục Gennevilles gồm phần cầu chính có 5 nhịp đối xứng, cầu treo dây văng Brontonne bắc qua sông Sein có nhịp chính dài 320m bê tông cốt thép ứng suất trước tiết diện hình hộp. Công nghệ này cũng được sử dụng ở nhiều nước. Ví dụ: Cầu Beldoif ở Đức có L=208m. Ở Nhật có cầu Hikoshima-Ohashi nhịp 236m, cầu Hamana nhịp 240m. Ở Mỹ có cầu Koror Babelthuap có nhịp giữa dài 240,7m và tại Áo cầu Schottwien nhịp giữa dài 250m (77,75+162,5+250+142,25) xây dựng 1986-1989 (Hình 1.3).
Hình 1.3. Cầu Koror Babelthuap ở Mỹ và cầu Schottwien ở Áo
Trong những năm 30-40 của thế kỷ XX cầu bê tông cốt thép phát triển mạnh, xây dựng được những cầu lớn, áp dụng kết cấu lắp ghép,bán lắp ghép trong xây dựng cầu. Trong thời kỳ này ở Nga đã xây dựng những cầu vòm nhịp đến 116m, 120m. Cầu vòm qua kênh đào Mátxcơva nhịp 116m gồm 4 làn đường sắt. Cầu vòm ở Thụy Điển nhịp 181m, Tây Ban Nha nhịp 205m. Thời kỳ này ở Pháp, Đức người ta đã xây dựng cầu bằng bê tông cốt thép ứng suất trước.
Những năm 50 ở Liên Xô xây dựng cầu nhịp 40-70m. Năm 1952 xây dựng cầu vòm qua sông Dnhep nhịp tới 228m.
Năm 1961 cầu Ablozavodal có 3 nhịp (36,4+148+36,4)m là cầu khung dầm có khớp L=148m (là cầu khung có nhịp dài thứ 2 sau cầu Medway ở Anh nhịp 152m).
Bê tông cốt thép ứng suất trước được sử dụng rộng rãi trong xây dựng cầu ở Châu Âu trong nửa đầu thế kỷ 20, ở Mỹ bắt đầu chậm hơn. Cầu bê tông cốt thép ứng suất trước lớn đầu tiên được xây dựng ở Mỹ là cầu Walnut Lane ở Philadelphia, Pennsylvania được xây dựng vào năm 1956.
Ngoài các hệ dầm khung, vòm, các hệ liên hợp treo cũng được nghiên cứu áp dụng, chiếc cầu dây văng có dầm cứng bê tông cốt thép được xây dựng đầu tiên vào năm 1925 qua sông Tem-pun ở Tây Ban Nha theo sơ đồ (20,1+60,3+20,1)m. Sau đó vào khoảng những năm 60 của thế kỉ XX, do ảnh hưởng của các cầu dây văng dầm thép được xây dựng ở Đức, dầm cứng bê tông cốt thép đã được áp dụng để tham gia chịu nén. Cầu dây văng hầu như đã được thiết kế thay thế cho các cầu dàn thép trên đường ô tô. Hàng loạt cầu dây văng hiện đại dầm cứng bê tông cốt thép đã được xây dựng. Năm 1962 xây dựng cầu Ma-ra-cai-bô ở Vênêzuêla có nhịp 235m. Năm 1971 xây dựng cầu qua sông Main ở Đức có nhịp chính dài 300m. Năm 1977 cầu Brontonne ở Pháp, nhịp 320m, một mặt phẳng dây. Năm 1991 cầu Honshu-Shikoku, ở Nhật Bản, nhịp chính 490m (Hình 1.4), dầm cứng bằng bê tông cốt thép tiết diện hộp.
Hình 1.4. Cầu Honshu-Shikoku Nhật Bản nhịp chính dài 490m
Ngoài cầu dây văng thuần túy các nhà thiết kế còn áp dụng dầm cứng vào cầu treo, cầu bê tông cốt thép dự ứng lực ngoài nâng cao trên tháp (Extradose).
Ở Việt Nam, cầu BTCT được xây dựng từ thời Pháp thuộc với các dạng như cầu dầm hoặc dàn đơn giản, cầu dầm hoặc dàn mút thừa,…được thi công theo phương pháp đúc tại chỗ. Các kết cấu này thường có 2 dầm chủ hoặc dàn chủ, bản mặt cầu dầm dọc, dầm ngang. Bề rộng đường ô tô khoảng 4-5m, và các cầu đường sắt đơn tuyến khổ đường 1m, các cầu này có chiều dài nhỏ hơn 20-30m. Một số dạng dầm liên tục với chiều dài nhịp 30-40m. Cho đến nay sau một thời gian dài sử dụng hoặc do sự tàn phá qua các thời kỳ chiến tranh nhiều cầu bị phá hủy hoặc hư hỏng, xuống cấp phải thay thế bằng những cầu mới (Cầu Ba Càng – Quốc lộ 1 tỉnh Vĩnh Long, sơ đồ cầu: 14,5+30+14,5m, (Hình 1.5), tuy nhiên hiện nay một số cầu được xây dựng từ thời Pháp thuộc hiện vẫn còn đang sử dụng như cầu Đầu Sấu QL1 Thành phố Cần Thơ, Cái Xếp hoặc cầu mút thừa có dầm treo như Cầu Cái Bường – Quốc lộ 80 Đồng Tháp sơ đồ cầu 10+13,6+10 (m) (nhịp đeo dài 8,7m, công xon dài 2,4m) chiều rộng cầu 5,2m. Cầu vòm mút thừa Tân Lợi.
Hình 1.5.Cầu Ba Càng – Quốc lộ 1 tỉnh Vĩnh Long
Những năm sau kháng chiến chống Pháp chúng ta đã xây dựng lại một số cầu với kết cấu dầm giản đơn lắp ghép tiết diện chữ T, được liên kết ngang bằng mối nối hàn tại dầm ngang hoặc bản mặt cầu bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Kết cấu bê tông cốt thép sử dụng cho cầu nhịp nhỏ như cầu bản hay cầu dầm với nhịp dưới 22m. Khi kết cấu bê tông cốt thép ƯST phát triển chúng ta đã ứng dụng thiết kế xây dựng cầu Phủ Lỗ (Hà Nội) nhịp 18m. Đến những năm đầu thập kỷ 70 đã thiết kế và xây dựng các cầu bê tông cốt thép ứng suất trước nhịp 24m, 33m (cầu Thăng Long, Hà Nội).
Tại miền Nam trước 1975, xây dựng rất nhiều cầu bê tông cốt thép ứng suất trước sử dụng chủ yếu là kết cấu nhịp 24,7m; 24,54m (bán lắp ghép); dầm bụng cá: 12,5m; 15,6m; 18,6m; 21,6m…Các kết cấu nhịp này chủ yếu được chế tạo tại nhà máy bê tông Châu Thới.
Sau này thống nhất đất nước chúng ta đã xây dựng nhiều cầu nhịp trung bình và nhịp lớn. Ví dụ cầu An Dương, cầu Rào… dạng cầu khung dầm nhịp 63m (cánh T dài 39m, dầm treo dài 24m). Sau sự cố cầu Rào, cầu Bo Thái Bình thi công bằng phương pháp đúc hẫng (cánh T dài 28m, dầm treo dài 33m).
Đặc biệt trong những năm gần đây đã áp dụng những công nghệ tiên tiến trong việc thi công cầu bê tông cốt thép ứng suất trước, ví dụ công nghệ đúc hẫng có:
+ Cầu Phú Lương tại thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương nằm trên QL5 dài 490,7m (2×37,4+64,75+2×102+64,75+2×37,4);
+ Cầu Sông Gianh – Quốc lộ 1 tỉnh Quảng Bình dài 746,4m (37,4 +58 + 90,6 +3×120+90,6+58+37,4) (Hình 1.6).
+ Cầu Đuống (Cầu Phù Đổng) – Quốc lộ 1 (mới) tuyến Hà Nội – Lạng Sơn huyện Gia Lâm – Hà Nội dài 929m sơ đồ cầu: 65+7×100+65+3×33 (m); gồm 9 nhịp liên tục thi công bằng phương pháp đúc hẫng và 3 nhịp giản đơn thi công bằng phương pháp bán lắp ghép (PCI). Chiều rộng toàn cầu 15m, phần cầu liên tục tiết diện hình hộp (2 sườn) chiều cao thay đổi từ 6m (trên trụ) và 2,5m (giữa nhịp). Mặt cầu sử dụng bê tông cốt thép ứng suất trước. Gối cầu sử dụng loại semi-fixed (bán cố định) trên các trụ P3, P4, P5, P6 hoàn thành tháng 12 năm 2000.
+ Cầu Đáp (Cầu Như Nguyệt) Quốc lộ 1 (mới) tuyến Hà Nội Lạng Sơn – Thị xã Bắc Ninh – Tỉnh Bắc Ninh dài 428m, sơ đồ cầu: 4×33+65+100+65 +2×33 (m); mặt cắt ngang tương tự như cầu Đuống, hoàn thành tháng 12 năm 2000.
+ Cầu Hoàng Long (Hàm Rồng) Quốc lộ 1, qua sông Mã – tỉnh Thanh Hóa nhịp chính là cầu khung dầm liên tục 3 nhịp sơ đồ: 75+130+75 (m) chiều cao dầm thay đổi từ 7,5m (trên trụ) và 2,75m (trên mố); chiều rộng toàn cầu 12,8m. Và một nhịp giản đơn dài 49,4m, tiết diện hình hộp có chiều cao không thay đổi (2,75m).
+ Ngoài ra còn có một số cầu lớn khác: Cầu Quán Hầu (Quảng Bình), sơ đồ cầu phần đúc hẫng 64,84+2×102+64,84 (m); cầu Bắc Giang (Thị xã Bắc Giang – Tỉnh Bắc Giang), sơ đồ cầu: 45+55+90+55+45 (m).
Công nghệ đúc đẩy: Cầu Mẹt Tuyến (Hà Nội – Lạng Sơn), Cầu Hiền Lương vượt sông Bến Hải, nhịp dẫn cầu Quán Hầu (Quảng Bình).
Hiện nay chúng ta đã thi công xong một số cầu đặc biệt lớn như: Cầu Mỹ Thuận (Vĩnh Long) là cầu dây văng dầm cứng bê tông cốt thép có nhịp chính 350m, Cầu Kiền (Hải Phòng) cầu dây văng nhịp chính 200m, Cầu Bãi Cháy (Quảng Ninh) cầu dây văng một mặt phẳng dây kỷ lục thế giới về chiều dài nhịp chính 435m. Cầu Thuận Phước (Đà Nẵng) cầu treo dây võng nhịp 125+405+125 m (Hình 1.7).
Hình 1.7. Cầu Thuận Phước Đà Nẵng
Cầu dây văng Cần Thơ(Hình 1.8)bắc qua sông Hậu có chiều dài nhịp chính dài 550m lớn nhất Việt Nam ở thời điểm hiện tại.
Hình 1.8.Cầu Cần Thơ nhịp chính dài 550m
Ngoài việc xây dựng các cầu vượt sông, một trong những vấn đề đang được quan tâm hiện nay là việc thiết kế và thi công các công trình cầu trong thành phố. Chủ trương này nếu được thực hiện sẽ làm giảm đáng kể hiện tượng ùn tắc giao thông ở thời điểm hiện tại và trongtương lai.
1.2. TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU
Hiện nay cầu bê tông cốt thép kết cấu giản đơn đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới cũng như Việt Nam nói chung và địa bàn tỉnh Trà Vinh nói riêng. Vì cầu bê tông cốt thép kết cấu giản đơn có nhiều tính năng ưu việt như thi công đơn giản, dễ lắp đặt, mang tính cơ giới cao, đã được tiêu chuẩn hóa và đặt biệt phù hợp với năng lực của phần lớn các nhà thầu hiện nay. Tuy nhiên, việc sử dụng kết cấu giản đơn tồn tại nhiều nhược điểm làm giảm tính năng khai thác của công trình cầu. Có thể kể đến là khả năng vượt nhịp, cầu tồn tại nhiều khe co giãn, đường đàn hồi không liên tục khiến cho xe lưu thông qua cầu không êm thuận và xuất hiện lực xung kích, tốn kém cho công tác duy tu, bảo dưỡng,… Trong khi đó, giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp sẽ khắc phục đáng kể những nhược điểm của kết cấu nhịp giản đơn. Vì vậy, hiện nay công nghệ LTH kết cấu nhịp đang bắt đầu được sử dụng rộng rãi để nâng cao hiệu quả khai tháccủa công trình cầu, như giảm tối đa các khe co giãn, tăng khả năng chịu tải, đảm bảo mỹ quan, an toàn ổn định hơn cho công trình cầu, cải thiện khả năng vượt khẩu độ, lưu thông qua cầu êm thuận,…
Giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp có được những ưu điểm như:
– Làm việc với sơ đồ liên tục thuần túy cho nên giải pháp liên tục nhịp sẽ làm giảm được số lượng khe co giãn, tạo điều kiện cho phương tiện đi lại giảm xung kích và làm giảm chi phí bảo dưỡng các khe co giãn trên cầu.
– Sơ đồ làm việc liên tục có đường đàn hồi liên tục. Vì vậy, phương tiện di chuyển trên cầu có cảm giác êm thuận hơn so với khi di chuyển trên cầu có kết cấu giản đơn.
– Sau khi liên tục hóa kết cấu nhịp sẽ làm giảm đáng kể mômen dương ở giữa nhịp, tăng khả năng chịu tải của công trình cầu.
– Nếu mối nối các nhịp giản đơn thành nhịp liên tục xuất hiện mômen âm (-) làm giảm trị số tuyệt đối của mômen dương (+) tại mặt cắt giữa nhịp làm giảm kích thước và vật liệu kết cấu tạo khả năng vượt nhịp lớn hơn.
– Khi liên tục hóa sẽ làm giảm kích thước mũ trụ do chỉ bố trí một gối trụ cầu dầm liên tục chỉ chịu tải trọng thẳng đứng tác dụng đúng tâm và làm giảm mômen uốn lệch tâm, tiết kiệm được kích thước thân trụ và nền móng.
– Do sự phân phối tải trọng giữa các nhịp kề nhau mà mômen do hoạt tải kết cấu liên tục giảm 20% so với kết cấu giản đơn có cùng chiều dài nhịp.
Công nghệ liên tục hóa dầm cầu đơn giản đã được ứng dụng từ rất sớm ở các nước phát triển trên thế giới, trong những năm gần đây cũng áp dụng khá nhiều tại Việt Nam.
1.2.2.1.Trên thế giới
Tại Mỹ, kết cấu bản liên tục nhiệt được sử dụng không chỉ cho các cầu xây mới mà còn áp dụng để thay thế các khe co giãn đã bị hư hỏng của các cầu hiện hữu có yêu cầu cải tạo, nâng cấp.Từ những năm2000 và sau đó đã có nhiều nghiên cứu và công trình cầu được ứng dụng xây dựng như, cầu US 90 vượt sông Pascagoula(Hình 1.9), cầu SR 10 vượt sông Escambia, cầu Firestone Boulevard vượt sông Los Angeles…
Tại Hàn quốc đã thực hiện việc nối liên tục hóa bằng phương pháp căng cáp dự ứng lực nối xuyên qua các dầm chủ trong cùng một liên kết tạo thành kết cấu nhịp liên tục hóa hoàn toàn. Dầm chủ thường được chế tạo sẵn trong nhà máy theo phương pháp căng sau.
Ở Úc tồn tại hai dạng nối liên tục nhiệt. Một là dùng giải pháp nối bản mặt cầu giống giải pháp đã thực hiện ở cầu Mỹ Thuận. Hai là, nối liên tục trên dầm ngang.
Ở Đức và Nga, giải pháp đặt ra chủ yếu là nối bản liên tục nhiệt và chỉ có kết cấu bản mặt cầu chịu toàn bộ nội lực phát sinh do hoạt tải và tĩnh tải giai đoạn hai cùng tác động khác như co ngót, từ biến, thay đổi nhiệt độ.
1.2.2.2. Tại Việt Nam
Kết cấu nhịp liên tục nhiệt được áp dụng đầu tiên cho mặt cầu dẫn đường ôtô cầu Thăng Long dưới sự trợ giúp kỹ thuật của các chuyên gia Liên Xô trước đây.
Một số cầu nằm trên quốc lộ 18 như cầu Cầm, cầu cạn nhà ga sân bay Quốc tế Nội Bài, cầu Gián Khẩu (Hình 1.10), cầu Mai Pha, Chi Lăng trên quốc lộ 1A, cầu Tân Đệ trên Quốc lộ 10 bắc qua Sông Hồng nối giữa hai tỉnh Nam Định và Thái Bình, cầu Quý Cao…
Một số cầu ở Thành phố Hồ Chí Minh như Cầu Long Kiểng nằm trên Hương lộ 34 huyện Nhà Bè và một số cầu nằm trên Quốc lộ 1A như cầu An Lập, cầu Bình Thuận,…
Một số công trình cầu giàn thép cũng sử dụng bản liên tục nhiệt như cầu Chương Dương bắc qua Sông Hồng ở Hà Nội, cầu Bến Thuỷ bắc qua sông Lam.
Cầu Hoà Xuân được đầu tư xây dựng mới nằm trên tuyến đường nối từ đường Cách mạng Tháng Tám đến đường ven sông Tuyên Sơn – Tuý Loan (giao tại vị trí đường T18) bắc qua sông Cẩm Lệ thuộc địa phận phường Hoà Cường Bắc quận Hải Châu và phường Hoà Xuân quận Cẩm Lệ, thành phố Đà Nẵng, Cầu Hùng Vương ở Phú Yên,…
Hình 1.10. Cầu Gián Khẩu ở tỉnh Ninh Bình
Tổng kết các cầu đã sử dụng bằng bản liên tục nhiệt cho đến nay chất lượng rất tốt, nổi bật nhất như ở phần nhịp dẫn cầu Thăng Long.
Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, cùng với nhu cầu đầu tư và sửa chữa các cầu ngày càng lớn, nên việc sử dụng bê tông cốt thép dự ứng lực cho các công trình cầu ngày càng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ. Với những ưu điểm của bê tông cốt thép dự ứng lực dần được ứng dụng cho giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp bởi những lợi thế hơn hẳn so với nhịp giản đơn. Một số giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp sẽđược trình bày trong chương 2.
CÁC GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP
2.1. KHÁI NIỆM LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP
Liên tục hóa kết cấu nhịp là liên kết những dầm cầu giản đơn thành một hệ liên tục thuần túy, sao cho dưới tác dụng của lực dọc, nhiệt độ, tĩnh tải phần II, hoạt tải cùng các tác nhân khác như co ngót, từ biến bê tông làm việc như hệ liên tục.
Kết cấu nhịp cầu dầm thép liên hợp bản bê tông cốt thép là dạng kết cấu khi chúng làm việc với nhau thì chúng phát huy tốt khả năng chịu lực của mỗi loại vật liệu như khả năng chịu nén tốt của bê tông và chịu kéo tốt của thép đồng thời đảm bảo hiệu quả kinh tế,…
2.2. MỘT SỐ GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP
Việc liên tục hóa các dầm đơn giản có các giải pháp khác nhau tùy thuộc vào mức độ liên tục hóa theo yêu cầu cần sử dụng. Các phương án liên tục hóa có thể là:
– Liên tục hóa chỉ phần bản mặt cầu (liên tục nhiệt).
– Liên tục hóa toàn bộ cả bản mặt cầu và phần dầm chủ bằng phương pháp đổ bê tông và cốt thép thường nối cứng đầu dầm (Phương pháp này khá hiệu quả với các nhịp có chiều dài nhỏ).
– Liên tục hóa toàn dầm sử dụng các bó cáp dự ứng lực căng sau dọc cầu (căng ngoài hoặc căng trong).
– Liên tục hóa bằng cách đổ bê tông nối cứng thân trụ và hai đầu dầm thành hệ khung cứng.
– Liên tục hóa toàn bộ phần bản mặt cầu và dầm chủ, sử dụng cáp dự ứng lực căng trong bản mặt cầu tại đỉnh trụ.
Có thể chia thành 5 loại liên tục hóa khi không bố trí thép dự ứng lực theo phương dọc cầu, mà chỉ sử dụng mối nối liên tục thông qua đổ bê tông mối nối tại chỗ và bố trí cốt thép thường chịu lực, dưới đây sẽ trình bày chi tiết một số phương pháp liên tục hóa:
(1) Phương pháp 1: Liên tục bản dạng liên kết chốt (Hình 2.1)
Đây là phương pháp của Maunsell. Theo đó, kết cấu nhịp được thiết kế và thi công theo sơ đồ dầm giản đơn nhiều nhịp theo phương pháp truyền thống kết hợp với dầm ngang và bản nối tại đầu dầm. Tại vị trí trên trụ, bố trí hai hàng gối, sơ đồ kết cấu vẫn giống như phương pháp giản đơn truyền thống.
Những thanh thép chốt dài được bố trí chính giữa bản theo chiều cao để liên kết bản giữa hai nhịp với nhau, loại bỏ khe biến dạng tại đỉnh trụ và cho phép áp dụng mối nối xoay chìm trong bản mặt cầu. Để có thể xoay được, thanh thép chốt được lồng vào trong một ống bọc không dính bám với bê tông xung quanh tại vị trí khe biến dạng. Cùng với đó phần bản và đầu dầm bên dưới có nhồi lớp vật liệu đàn hồi cả bên trên và bên dưới thanh chốt.
Hình 2.1. Liên tục dầm bằng phương pháp chốt
(2) Phương pháp 2: Dầm ngang liền khối (Hình 2.2)
Phương pháp này còn gọi là phương pháp Mattock, các dầm bê tông cốt thépdự ứng lực được thi công theo từng nhịp như xây dựng cầu nhiều nhịp giản đơn. Sau đó các dầm ngang đổ tại chỗ, bao bọc lấy các đầu dầm, sẽ được xây dựng tại mỗi trụ. Mối nối biến dạng chỉ được bố trí tại hai mố mômen âm tại cuối các dầm thông thường đòi hỏi phải có thép dự ứng lực và bố trí ở phần bản đổ tại chỗ và được neo đủ vào phần trong của kết cấu nhịp. Mômen dương tại vị trí dầm ngang nối cuối dầm chủ được chịu bằng cách liên kết các cốt thép tại bản đáy của dầm trước khi đổ bê tông dầm ngang. Chiều cao xây dựng tương tự như kết cấu nhịp gối giản đơn. Các dầm bê tông cốt thépdự ứng lực được xếp vào hai hàng gối tạm thời hoặc vĩnh cửu trên đỉnh trụ, sau đó đổ dầm ngang liền khối bao bọc lấy đầu dầm với chiều sâu ngàm khoảng lm.
Hình 2.2. Liên tục dầm bằng biện pháp dầm ngang liền khối
Hình 2.3. Một số hình ảnh liên tục nhịp bằng dầm ngang liền khối
(3) Phương pháp 3: Dầm ngang hẫng (Hình 2.4)
Phương pháp dầm ngang hẫng hay phương pháp Pritchardlà phương pháp tương tự phương pháp Mattock dầm bê tông cốt thép sẽ ngắn hơn đáng kể so với khẩu độ nhịp, với yêu cầu thi công dầm phải được kê trên đà giáo trụ tạm. Một dầm ngang liền khối đổ tại chỗ trên đỉnh trụ và bao bọc lấy đầu dầm chủ đúc sẵn. Liên tục theo phương dọc cầu được đảm bảo bằng cốt thép trong phần bản liên tục, chủ yếu là cốt thép thường, nhưng đôi khi là thép dự ứng lực, bố trí cả phần trên và phần dưới của dầm chủ. Khả năng chịu lực theo phương ngang được đảm bảo bằng cốt thép thường hoặc cốt thép dự ứng lực, một số thanh đi xuyên qua phần cuối của thân dầm chủ. Dầm ngang được kê trên một hàng gối đặt tại tâm trụ.
Hình 2.4. Phương pháp sử dụng dầm ngang hẫng
(4) Phương pháp 4: Cầu toàn khối
Đây là phương pháp Hambly, phương pháp này cũng tương tự như phương pháp Mattock ngoại trừ việc liên tục hoá kết cấu nhịp cũng được thực hiện cùng với hai mố, kết quả là toàn bộ cầu thành một thể thống nhất, loại bỏ hoàn toàn mối nối. Toàn bộ dịch chuyển theo phương dọc cầu được chuyển thành chuyển vị trượt của mố hay chuyển vị đỉnh trụ khi móng trụ là móng cọc.
(5) Phương pháp 5: Liên tục bản mặt cầu – liên tục nhiệt (Hình 2.5)
Liên tục bản mặt cầu hay phương pháp Kumar, kết cấu nhịp liên tục nhiệt là kết cấu được tạo ra bằng cách nối kết cấu nhịp dầm hoặc bản giản đơn với nhau ở mức bản mặt cầu, sao cho dưới tác dụng của lực ngang và nhiệt độ, cầu làm việc như hệ dầm liên tục, còn dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng vẫn làm việc như dầm giản đơn.
Hình 2.5. Phương pháp liên tục nhịệt
2.3. LÝ THUYẾT TỔNG QUÁT TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP
2.3.1. Tổng quan về lý thuyết tính toán
Tính toán thiết kế liên tục hóa kết cấu nhịp dựa trên tiêu chuẩn TCVN11823:2017.
Cầu được thiết kế theo các trạng thái giới hạn quy định để đạt được các mục tiêu thi công được, an toàn và sử dụng được, có xét đến các vấn đề khả năng dễ kiểm tra, tính kinh tế và mỹ quan.
Bất kể dùng phương pháp phân tích kết cấu nào thì phương trình (2.1) luôn luôn cần được thỏa mãn với mọi ứng lực và các tổ hợp được ghi rõ của chúng.
Mỗi cấu kiện và liên kết phải thỏa mãn Phương trình (2.1) với mỗi trạng thái giới hạn, trừ khi được quy định khác. Đối với các trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn đặc biệt, hệ số sức kháng được lấy bằng 1,0. Mọi trạng thái giới hạn được coi trọng như nhau.
Triết lý thiết kế kết cấu theo Tiêu chuẩn LRFD:
(2.1)
Trong đó:
(2.2)
(2.3)
= hệ số tải trọng: hệ số nhân dựa trên thống kê dùng cho ứng lực;
= hệ số sức kháng: hệ số nhân dựa trên thống kê dùng cho sức kháng danh định;
ηi = hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác;
ηD = hệ số liên quan đến tính dẻo;
ηR = hệ số liên quan đến tính dư;
ηI = hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác;
Qi = hiệu ứng của tải trọng;
Rn = sức kháng danh định;
Rr = sức kháng tính toán.
2.3.2. Các trạng thái giới hạn
Các cấu kiện và các liên kết của cầu phải thoả mãn Phương trình 1 Phần 1 TCVN 11823-2017 các tổ hợp thích hợp của ứng lực cực hạn tính toán được quy định cho mỗi tổ hợp tải trọng qui định trong Bảng 2.1 theo các trạng thái giới hạn sau đây:
2.3.2.1. Trạng thái giới hạn sử dụng
Trạng thái giới hạn sử dụng phải xét đến như một biện pháp nhằm hạn chế đối với ứng suất, biến dạng và bề rộng vết nứt dưới điều kiện sử dụng bình thường.
+ Sử dụng I: Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s với tất cả tải trọng lấy theo giá trị danh định. Cũng dùng tổ hợp này để kiểm soát độ võng trong các kết cấu kim loại vùi, vách hầm vỏ thép, ống nhựa nhiệt dẻo, kiểm soát bề rộng vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép thường, và kiểm tra chịu kéo trong phân tích theo chiều ngang của dầm bê tông phân đoạn. Tổ hợp trọng tải này cũng cần được dùng để khảo sát ổn định mái dốc.
+ Sử dụng II: Tổ hợp tải trọng dự kiến để kiểm soát giới hạn chảy của kết cấu thép và trượt của mối nối bu lông cường độ cao chịu ma sát tới hạn do hoạt tải xe.
+ Sử dụng III: Tổ hợp tải trọng trong phân tích dọc liên quan đến kéo trong kết cấu phần trên bê tông cốt thép dự ứng lực để kiểm soát nứt và liên quan đến ứng suất kéo chủ trong bản bụng của dầm bê tông phân đoạn.
+ Sử dụng IV: Tổ hợp tải trọng chỉ liên quan đến kéo trong cột bê tông dự ứng lực để kiểm soát nứt.
2.3.2.2. Trạng thái giới hạn mỏi và phá hoại giòn
Trạng thái giới hạn mỏi phải được xét đến trong tính toán như một biện pháp nhằm hạn chế về biên độ ứng suất do một xe tải thiết kế gây ra với số chu kỳ biên độ ứng suất dự kiến.
Trạng thái giới hạn phá hoại giòn phải được xét đến như một số yêu cầu về tính bền của vật liệu theo Tiêu chuẩn vật liệu.
+ Mỏi I: Tổ hợp tải trọng gây mỏi và nứt gẫy dòn, với tuổi thọ chịu mỏi vô hạn.
+ Mỏi II: Tổ hợp tải trọng gây mỏi và nứt gẫy dòn, với tuổi thọ chịu mỏi hữu hạn. Hệ số tải trọng cho các tải trọng khác nhau trong một tổ hợp tải trọng thiết kế được lấy như quy định trong Bảng 3. Mọi tập hợp con thoả đáng của các tổ hợp tải trọng phải được nghiên cứu. Đối với mỗi tổ hợp tải trọng, mọi tải trọng được đưa vào tính toán và có liên quan đến cấu kiện được thiết kế bao gồm cả các hiệu ứng đáng kể do tác dụng của xoắn, phải được nhân với hệ số tải trọng tương ứng với hệ số làn lấy theo Điều 6.1.1.2 TCVN 11823-2017 nếu có thể áp dụng.
2.3.2.3. Trạng thái giới hạn cường độ
Trạng thái giới hạn cường độ phải được xét đến để đảm bảo cường độ và sự ổn định cục bộ và ổn định tổng thể được dự phòng để chịu được các tổ hợp tải trọng quan trọng theo thống kê được định ra để công trình cầu chịu được trong phạm vi tuổi thọ thiết kế của nó.
+ Cường độ I: Tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan đến việc sử dụng cho xe tiêu chuẩn của cầu không xét đến gió.
+ Cường độ II: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng cầu cho các loại xe đặc biệt theo quy định riêng hoặc đánh giá cầu để cấp phép cho xe đặc biệt qua cầu, không xét đến gió trong cả hai trường hợp.
+ Cường độ III: Tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió với vận tốc vượt quá 25m/s.
+ Cường độ: Tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu có tỷ lệ giữa ứng lực do tĩnh tải với hoạt tải trong kết cấu phần trên rất lớn.
+ Cường độ V: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn của cầu với gió có vận tốc 25m/s.
2.3.2.4. Trạng thái giới hạn đặc biệt
Trạng thái giới hạn đặc biệt phải được xét đến để đảm bảo sự tồn tại của công trình cầu khi động đất hoặc lũ lớn hoặc khi bị tàu thủy, xe cộ va,… có thể cả trong điều kiện bị xói lở.
+ Đặc biệt I: Tổ hợp tải trọng có tải trọng động đất. Hệ số tải trọng hoạt tải, EQ γ được xác định trên cơ sở quy định của dự án.
+ Đặc biệt II: Tổ hợp tải trọng liên quan đến lực va của tầu thuyền và xe cộ, lũ kiểm tra và một số hiện tượng thuỷ lực với hoạt tải đã chiết giảm mà chính là một phần của tải trọng xe va xô, CT. Các trường hợp tính lũ kiểm tra không tổ hợp với CV,CT.
Kết quả được tổng hợp theo Phương trình 1 Phần 1 bộ tiêu chuẩn này và nhân với hệ số điều chỉnh tải trọng lấy theo Điều 4.2. TCVN 11823-2017.
Các hệ số phải chọn sao cho gây ra tổng ứng lực tính toán bất lợi nhất. Đối với mỗi tổ hợp tải trọng, cả trị số cực hạn âm lẫn trị số cực hạn dương đều phải được xem xét.
Trong tổ hợp tải trọng nếu tác dụng của một tải trọng làm giảm tác dụng của một tải trọng khác thì phải lấy giá trị nhỏ nhất của tải trọng làm giảm giá trị tải trọng kia. Đối với tác động của tải trọng thường xuyên thì hệ số tải trọng gây ra tổ hợp bất lợi hơn phải được lựa chọn theo Bảng 2.3. Khi tải trọng thường xuyên làm tăng sự ổn định hoặc tăng năng lực chịu tải của một cấu kiện hoặc của toàn cầu thì trị số tối thiểu của hệ số tải trọng đối với tải trọng thường xuyên này cũng phải được xem xét. Trị số lớn hơn của hai trị số quy định cho hệ số tải trọng TU phải được dùng để tính biến dạng, còn trị số nhỏ hơn dùng cho các tác động khác. Trong phân tích giản hóa kết cấu phần dưới bằng bê tông ở trạng thái giới hạn cường độ, giá trị 0,50 cho γTU có thể sử dụng khi tính toán hiệu ứng lực, nhưng phải lấy với mô men quán tính mặt cắt nguyên của các cột hoặc thân trụ. Khi sử dụng phân tích chính xác với toàn bộ kết cấu phần dưới bằng bê tông ở trạng thái giới hạn cường độ, giá trị 1,0 cho γTU phải được sử dụng khi phân tích với mô men quán tính của mặt cắt đã bị nứt một phần. Với kết cấu phần dưới trong trạng thái giới hạn cường độ, giá trị 0,5 cho γPS, γCR và γSH có thể vận dụng tương tự khi tính toán các hiệu ứng lực trong kết cấu không phân đoạn, nhưng phải áp dụng kết hợp với mô men quán tính mặt cắt nguyên của cột hay thân trụ. Với kết cấu phần dưới bằng thép, giá trị 1,0 cho γTU , γPS , γCR và γSH phải được áp dụng. Khi đánh giá ổn định tổng thể của khối đất sau tường chắn cũng như mái đất có móng hoặc không có móng, móng nông hay móng sâu đều cần đánh giá ở trạng thái giới hạn sử dụng dựa trên tổ hợp tải trọng sử dụng I và với hệ số sức kháng phù hợp theo Điều 5.6 và Điều 6.2.3 Phần 11 TCVN 11823-2017.. Đối với các kết cấu hộp dạng bản phù hợp với các quy định của Điều 9 Phần 12 của TCVN 11823-2017, hệ số hoạt tải của hoạt tải xe LL và IM phải lấy bằng 2,0.
Hệ số tải trọng tính cho gradien nhiệt TG γ cần được xác định trên cơ sở một dự án cụ thể riêng. Nếu không có thông tin riêng có thể lấy TG γ bằng:
• 0,0 ở các trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt.
• 1,0 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi không xét hoạt tải, và.
• 0,50 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi xét hoạt tải.
Hệ số tải trọng cho lún, SE γ, nên được xem xét trên cơ sở của từng dự án cụ thể. Trong trường hợp thiếu các quy định cụ thể, SE γ, có thể lấy bằng 1,0. Tổ hợp tải trọng có xét lún cũng phải áp dụng khi không lún. Đối với cầu thi công phân đoạn, phải xem xét tổ hợp sau đây ở trạng thái giới hạn sử dụng:
DC + DW + EH + EV + ES + WA + CR + SH + TG + EL + PS
Bảng 2.1. Hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng
Bảng 2.2. Hệ số tải trọng cho tải trọng thường xuyên do tích lũy biến dạng
Bảng 2.3.Hệ số tải trọng cho tải trọng thường xuyên
2.4. TRÌNH TỰ GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP TRONG THI CÔNG
Tùy vào mỗi cách chế tạo dầm và loại dầm mà có các giai đoạn thi công và giai đoạn làm việc của dầm khác nhau. Ở đây sẽ trình bày về dầm I căng sau.
Trình tự thi công dầm bê tông cốt thépdự ứng lực và liên tục kết cấu nhịp, chia làm 4 giai đoạn chính.
Giai đoạn lắp các dầm đã đúc sẵn lên mố trụ.
– Công tác vận chuyển và lắp đặt dầm vào vị trí gối phải được tiến hành chính xác, đúng quy trình.
Liên tục dầm bằng việc đổ dầm ngang, đổ bản mặt cầu trên phạm vi trụ, căng kéo thép dự ứng lực.
+ Đổ bê tông phần bản mặt cầu và dầm ngang tại vị trí mối nối. Phạm vi phần đổ bê tông bản mặt cầu là 0.2L cho mỗi phía (L là chiều dài nhịp), trước khi đổ phải lắp đặt ống gen trước để bố trí cáp dự ứng lực;
+ Sau khi bê tông phần mối nối đạt cường độ, tiến hành căng cáp dự ứng lực liên tục kết cấu nhịp.
Thi công bản mặt cầu(phần còn lại), lớp phủ bản mặt cầu.
+ Đổ bê tông phần bản mặt cầu (phần còn lại);
+ Thi công lớp phủ bản mặt cầu.
Thi côngcác hạng mục hoàn thiệnvà đưa cầu vào khai thác.
+ Hoàn thiện các hạng mục như lan can, thoát nước, chiếu sáng,… và đưa cầu vào khai thác.
2.5. KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP THEO CÁC GIAI ĐOẠN
2.5.1. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng
Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng là việc tính toán đảm bảo rằng công trình cầu sẽ được khai thác trong điều kiện làm việc bình thường. Như độ võng không được vượt quá giới hạn, những vết nứt không được phát triển lớn hơn quy định,…
Việc tính toán sẽ sử dụng kết quả nội lực của trạng thái giới hạn sử dụng.
2.5.1.1. Kiểm toán ứng suất kéo nén trong bê tông
Việc kiểm tra ứng suất trong bê tông của kết cấu dự ứng lực nhằm đảm bảo không có sự phát sinh vết nứt trong bê tông và đảm bảo bê tông không bị nén hoặc kéo quá giới hạn.
Điều kiện : (2.4)
Trong đó:
: ứng suất (kéo, nén) trong bê tông do ngoại lực gây ra tính theo TTGHSD.
: ứng suất kéo hoặc nén giới hạn của bê tông, được quy đinh ở bảng 2.4 và bảng 2.5.
Bảng 2.4. Giới hạn ứng suất nén trong bê tông
| Vị trí | Giới hạn ứng suất nén |
|---|---|
| 0,45f’c (MPa) 0,45f’c (MPa) 0,60f’c (MPa) |
Bảng 2.5. Giới hạn ứng suất kéo trong bê tông
| Loại cầu | Vị trí | Giới hạn ứng suất |
|---|---|---|
| Các cầu không xây dựng phân đoạn |
| Không áp dụng |
| Các cầu xây dựng phân đoạn | Các ứng suất dọc ở các mối nối trong miền chịu kéo được nén trước.
| Không cho kéo |
Ứng suất ngang qua các mối nối
| ||
Ứng suất trong các vùng khác
| Không cho kéo |
Dầm làm việc với 4 giai đoạn, nhưng chỉ có 3 loại tiết diện để xét đặc trưng hình học. Giai đoạn 1 khi mớilắp đặtdầmlên mố trụ. Giai đoạn 2 là khi liên tục dầm nhưng tại mối nối chưa hình thành cường độ.Giai đoạn 3 là giai đoạn mà khi dầm đã liên tục nhưng bản mặt cầu chưa hình thành cường độ.Giai đoạn 4 là giai đoạn mà bản mặt cầu đã hình thành cường độ.
DC1: Trọng lượng bản thân dầm (I)
DC1’: Trọng lượng bản mặt cầu và dầm ngang mối nối
DC1’’: Tải trọng bản mặt cầu
DC2: Trọng lượng phụ kiện, đá vỉa, lan can tay vịn…
DW: Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\CONG TRINH GIAO THONG\LE VAN CHI
