Nghiên cứu ảnh hưởng của từ biến để điều chỉnh ván khuôn trong thi công đúc hẫng cầu cong

Nghiên cứu ảnh hưởng của từ biến để điều chỉnh ván khuôn trong thi công đúc hẫng cầu cong

1. Tính cấp thiết của đề tài

Sự phát triển kinh tế ngày càng tăng, việc xây dựng cơ sở hạ tầng ở nước ta phát triển rất nhanh. Trong đó, hệ thống giao thông vận tải được đầu tư đáng kể nhằm đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa và hiện đại hóa của cả nước. Ở các đô thị lớn ngày càng tập trung dân cư đông đúc kéo theo các phương tiện giao thông vận tải ở những đô thị lớn tăng lên với tốc độ chóng mặt. Tuy nhiên, quy mô lãnh thổ của thành phố và mạng lưới đô thị lại không có sự tăng trưởng tương xứng. Chính vì lý do đó, các thành phố lớn thường xuyên xảy ra ùn tắc giao thông kéo dài gây nhiều khó khăn cho cuộc sống đô thị. Vì vậy, việc xây dựng hệ thống cầu cạn, cầu vượt là nhu cầu cần thiết và cấp bách. Cầu cong là một trong những dạng được áp dụng nhiều trong hệ thống cầu cạn, cầu vượt, đặc biệt là trong các nút giao thông khác mức và một số vị trí do khống chế về mặt không gian .

Ở nước ta, việc nghiên cứu tính toán cầu cong còn khá mới mẻ, đặc biệt nghiên cứu ảnh hưởng thứ cấp lại càng phức tạp hơn, chưa có một chỉ dẫn, quy trình quy phạm về thiết kế và xây dựng cầu cong cụ thể. Các ảnh hưởng của thứ cấp này lại ảnh hưởng đặc biệt trong quá trình thi công, có thể là một trong các nguyên nhân gây mất an toàn, ổn định trong quá trình xây dựng.

Với ý tưởng như vậy, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của từ biến để điều chỉnh ván khuôn trong thi công đúc hẫng cầu cong”.

2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

2.1. Mục tiêu

Mục tiêu của đề tài là thông qua mô hình nghiên cứu và kết quả tính toán có thể xác định được ảnh hưởng do từ biến trong quá trình thi công đúc hẫng cầu cong, từ đó đưa ra dự báo, điều chỉnh độ vồng ván khuôn phù hợp với ảnh hưởng của từ biến của bê tông.

2.2. Nội dụng nghiên cứu

Nội dung đề tải xem xét những vấn đề sau :

– Ảnh hưởng của từ biến đối với quá trình phát triển nội lực trong phương pháp thi công đúc hẫng cân bằng cầu cong.

– Khảo sát sự thay đổi độ võng tại một số tiết diện theo thời gian.

3. Phạm vi nghiên cứu

– Ảnh hưởng của từ biến trong đúc hẫng cân bằng cầu cong.

4. Phương pháp nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của luận văn được giải quyết thông qua các phương pháp nghiên cứu chính sau:

– Phân tích lý thuyết về ảnh hưởng của từ biến đối với quá trình phát triển nội lực trong kết cấu.

– Ứng dụng phần mềm MIDAS/Civil để mô hình hóa một công trình cụ thể, tính toán, so sánh độ võng tại một số tiết diện theo thời gian.

5. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài

– Là cơ sở để điều chỉnh cao độ ván khuôn trong thực tế thi công.

6. Cấu trúc của luận văn: Ngoài phân mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, trong luận văn gồm có các chương như sau:

Chương 1: Giới thiệu chung về cầu cong và phương pháp thi công đúc hẫng cân bằng

Chương 2: Nguyên lý và phương pháp tính toán cầu cong

Chương 3: Ảnh hương từ biến của bê tông

Chương 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của từ biến trong giai đoạn thi công đúc hẫng cân bằng một cầu cong cụ thể

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU CONG VÀ

PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU CONG

1.1.1. Đặc điểm của hệ thống cầu cong

1.1.2. Tổng quan về sự phát triển cầu cong trên thế giới và ở Việt Nam

1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

1.2.1. Giới thiệu

1.2.2. Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng

1.2.3. Trình tự các bước tiến hành công nghệ

1.2.4. Thiết bị

1.2.5. Các ưu nhược điểm của phương pháp đúc hẫng

CHƯƠNG 2

NGUYÊN LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẦU CONG

2.1. NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN

2.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THEO NGUYÊN LÝ THANH CONG

2.2.1. Giả thuyết tính toán

2.2.2. Nguyên lý chung xác định phản lực, nội lực dầm cong

a. Dầm cong trong toạ độ Đề Các

b. Xác định nội lực trong mặt cắt dầm cong

c. Xác định phản lực

2.2.3. Tính toán nội lực trong dầm đơn giản và cong xon có độ cong không đổi

a. Dầm nhịp cong đơn giản có độ cong không đổi

b. Dầm cong xon

2.2.4. Tính dầm cong có dạng cong bất kỳ

2.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KHÔNG GIAN CỦA KẾT CẤU CONG

Các phương pháp tính toán không gian của kết cấu cong gồm: phương pháp phần tử hữu hạn, dải hữu hạn, phương pháp sai phân hữu hạn, v.v… Các chương trình tính toán như SAP, RM, MIDAS/Civil, STAAD,…đều tính toán được các kết cấu phức tạp này.

Nghiên cứu ảnh hưởng của từ biến để điều chỉnh ván khuôn trong thi công đúc hẫng cầu cong

2.3.1. Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) là phương pháp rời rạc hóa vật lý. Trong đó kết cấu thực được thay bằng mô hình vật lý gần đúng và có lời giải của nó được xác định bằng một số hữu hạn các đại lượng số.

Về mặt vật lý, phương pháp PTHH chia không gian liên tục của kết cấu thành một tập hợp hữu hạn các phần tử (miền nhỏ) có tính chất hình học và cơ học đơn giản hơn kết cấu toàn thể. Các phần tử liên kết với nhau tại các điểm nút.

Tương tự phương pháp chuyển vị, trong phương pháp PTHH, điều kiện tương thích về chuyển vị hay biến dạng của kết cấu chỉ được thỏa mãn tại các nút. Thông thường, ẩn cơ bản của phương pháp PTHH là các chuyển vị của các nút. Các ẩn này được xác định dựa trên điều kiện cân bằng của toàn kết cấu theo phương trình có dạng:

K . D = R

Trong đó:

K: ma trận độ cứng của kết cấu, được xây dựng từ ma trận độ cứng của các phần tử.

D: ma trận chuyển vị của nút cần tìm

R: ma trận ngoại lực nút.

Sau khi xác định được ma trận chuyển vị nút, chuyển vị tại một điểm bất kỳ trong phần tử được xác định dựa trên các “hàm dạng” mô tả quan hệ chuyển vị của một điểm bất kỳ với các chuyển vị nút.

Trong phạm vi đề tài này, tác giả giới thiệu và sử dụng chương trình tính toán MIDAS/Civil theo phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán kết cấu cong. Là một trong những phần mềm mới xuất hiện ở Việt Nam có khả năng giải quyết các yêu cầu của bài toán tính toán cầu cong.

2.3.2. Giới thiệu phầm mềm tính toán MIDAS/Civil

a. Giới thiệu chung

b. Một số công trình điển hình đã được tính toán trên MIDAS/Civil

CHƯƠNG 3

ẢNH HƯỞNG TỪ BIẾN CỦA BÊ TÔNG

3.1. GIỚI THIỆU CHUNG

Từ biến là hiện tượng tăng biến dạng theo thời gian khi tải trọng không đổi. Hiện tượng từ biến trong bê tông ảnh hưởng đến tương tác giữa các bộ phận kết cấu. Từ biến trong bê tông liên quan đến biến dạng theo thời gian trong các vùng của kết cấu chịu ứng suất nén thường xuyên. Từ biến phụ thuộc độ lớn và độ lâu dài của ứng suất nén, cường độ chịu nén và tuổi của bê tông khi chịu tác dụng lực lâu dài.

Khi kết cấu chịu tải trọng, ở thời điểm chất tải trong kết cấu sẽ phát sinh biến dạng tức thời theo chiều của ứng suất . Khi tải trọng tiếp tục được duy trì thì biến dạng sẽ tăng thêm ₀gọi là biến dạng từ biến.

Nếu gia tải đến một thời điểm t=t₁, dỡ tải ra khỏi kết cấu thì biến dạng đàn hồi sẽ phục hồi ngay và biến dạng từ biến có một phần phục hồi theo thời gian _v (biến dạng đàn hồi sau) và một phần biến dạng không có khả năng phục hồi _f. Như vậy biến dạng của từ biến _c =ɛ_v+ɛ_f.

Hình 3.1: Phân tích các thành phần biến dạng của từ biến

3.2. PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỪ BIẾN

– Trạng thái ứng suất: Khi kết cấu chịu ứng suất nhỏ (0,4R_c-0,5R_c) thì từ biến tuân theo quy luật tuyến tính. Với ứng suất lớn thì nó tuân theo quy luật phi tuyến. Khi ứng suất cao thì từ biến sẽ lớn, sự tăng từ biến khi ứng suất cao là nguyên nhân xuất hiện vết nứt bé đầu tiên, nó sẽ phát triển theo thời gian và kết cấu sẽ bị phá hoại khi ứng suất cao.

– Tuổi của bê tông khi chất tải: Khi chất tải ở tuổi bê tông cao (cường độ cao) thì từ biến sẽ nhỏ và ngược lại.

– Thành phần cấp phối của bê tông: Bê tông có thành phần cấp phối chuẩn, cường độ của các hạt cốt liệu cao và chất lượng bê tông tốt thì từ biến sẽ thấp và ngược lại.

– Các điều kiện môi trường: khi không có sự trao đổi nước với bên ngoài, từ biến, khi đó gọi là từ biến riêng, gần tỉ lệ với lượng nước có thể bay hơi, và một loại bê tông sấy khô ở 105^oC thường không có hiện tượng từ biến, nhưng trên thực tế, bê tông bị mất nước ít nhiều tùy theo khí hậu và sự thay đổi này dẫn đến từ biến lớn hơn hai đến ba lần từ biến riêng: ta có thể giải thích hiện tượng từ biến do mất nước này bằng ảnh hưởng của cấu trúc liên quan đến co ngót do mất nước: trong một mẫu không chịu tải, quá trình mất nước dẫn đến các biến dạng tự do trên bề mặt nhanh hơn và lớn hơn so với ở tâm, điều này dẫn đến bề mặt chịu kéo và có vết nứt; trong một mẫu chịu nén, ta làm giảm nứt và sự mất nước thể hiện bởi các biến dạng lớn hơn; hiệu ứng này không hoàn toàn được định lượng nhưng chắc chắn giải thích một phần quan trọng hiện tượng từ biến do mất nước; ngoài ra nó cho phép giải thích rõ ràng hiệu ứng tỉ lệ vì trong các cấu kiện dày, sự mất nước giới hạn ở bề mặt và do đó gần với từ biến riêng, chịu kéo và nứt bề mặt.

– Kích thước cấu kiện: Kích thước tiết diện giảm thì từ biến sẽ tăng, từ biến của tiết diện bê tông mỏng sẽ cao hơn tiết diện bê tông dày.

– Thời gian tác dụng của tải trọng: Biến dạng từ biến tăng nhanh ở thời gian đầu, khi thời gian chất tải tăng lên thì từ biến phát triển chậm và tiệm cận tới một giá trị.

3.3. CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ BIẾN ĐẾN KẾT CẤU BÊ TÔNG

Từ biến làm ảnh hưởng đến biến dạng, độ võng và sự phân bố ứng suất, nhưng các ảnh hưởng thay đổi tùy thuộc vào loại kết cấu.

– Từ biến của bê tông dạng khối thực chất không ảnh hưởng đến cường độ, mặc dù dưới ứng suất rất cao từ biến đẩy nhanh quá trình đạt đến biến dạng giới hạn mà tại đó sự phá hủy xảy ra; điều này xảy ra khi tải trọng dài hạn vượt quá 85 hay 95% tải trọng tĩnh giới hạn gia tải nhanh. Dưới ứng suất dài hạn nhỏ, thể tích của bê tông giảm (như theo từ biến có hệ số Poison nhỏ hơn 0,5) và điều này có thể làm tăng cường độ bê tông. Tuy nhiên tác động này rất nhỏ.

– Từ biến có ảnh hưởng lớn đến tính chất và cường độ của kết cấu bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước. Từ biến gây ra hiện tượng truyền dần tải trọng từ bê tông sang cốt thép. Khi cốt thép biến dạng lớn, phần tăng lên của tải trọng lại truyền sang bê tông, do đó cường độ tối đa của cả thép và bê tông tăng trước khi bị phá hoại.

– Đối với kết cấu siêu tĩnh thì từ biến sẽ làm cho nội lực phân bố lại, từ biến có thể làm giảm sự tập trung ứng suất gây ra bởi co ngót, nhiệt độ thay đổi hay sự dịch chuyển gối.

– Trong tất cả các kết cấu bê tông, từ biến làm giảm nội ứng suất do co ngót không đều của các bộ phận kết cấu, do đó làm giảm nứt.

– Mặt khác, trong khối bê tông, từ biến có thể là nguyên nhân gây ra nứt khi trong khối chịu sự thay đổi theo chu kỳ của nhiệt độ gây ra bởi sự tăng nhiệt độ của phản ứng thủy hóa và sự giảm nhiệt từ từ. Sẽ có ứng suất nén gây ra bởi sự tăng nhanh nhiệt độ của khối bê tông bên trong, ứng suất này thấp vì mô đun đàn hồi của bê tông ở tuổi sớm thấp. Cường độ của bê tông ở tuổi rất sớm cũng thấp do đó từ biến rất cao; điều này giảm nhẹ ứng suất nén và ứng suất nén biến mất ngay khi sự làm lạnh xảy ra. Trong quá trình làm lạnh tiếp theo, ứng suất kéo phát triển và bởi vì tốc độ từ biến giảm theo thời gian, các vết nứt có thể xảy ra thậm chí trước khi nhiệt độ giảm xuống tới nhiệt độ ban đầu. Vì lý do này, sự tăng lên của nhiệt độ bên trong của khối lớn bê tông phải được kiểm soát.

– Sự mất mát dự ứng lực do từ biến đã được biết đến rất nhiều.

3.4. TÍNH TOÁN TỪ BIẾN THEO TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU 22TCN-272-05 (AASHTO LRFD 98)

Hệ số từ biến có thể xác định như sau:

(3.1)

Trong đó:

H: độ ẩm tương đối (%).

k_c:hệ số ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng/bề mặt của các thành phần (hình 3.2) hoặc tính theo công thức:

(3.2)

Thể tích

Diện tích mặt

(t-t₁)Thêi gian chÊt t¶I (ngµy)

hÖ sè hiÖu chØnh k_c

Hình 3.2: Hệ số k_c phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích trên bề mặt

k_t: hệ số ảnh hưởng của cường độ bê tông k_t = 62/(42+f’c).

t: tuổi của bê tông.

t_i: tuổi của bê tông khi bắt đầu chất tải.

f’_c: cường đô nén mẫu sau 28 ngày.

* Khi xác định độ tuổi của bê tông tại thời điểm chất tải t_i, 1 ngày bảo dưỡng hơi nước có thể bằng 7 ngày bảo dưỡng thường.

* Diện tích bề mặt được dùng để xác định tỷ lệ thể tích/diện tích là diện tích phơi ra trong không khí.

3.5. TÍNH TOÁN TỪ BIẾN THEO QUY PHẠM CEB-FIP 1990

Tổng biến dạng tại thời điểm t, (t) của các cấu kiện bê tông chịu lực không đúng tâm tại thời điểm t₀ với ứng suất không đổi σ(t₀) có thể được mô tả như sau:

_c(t)=_ci(t₀)+_cc(t)+_cT(t) +_cs(t) (3.3)

Trong đó:

_ci(t₀): biến dạng ban đầu khi chất tải.

_cc(t): biến dạng do từ biến tại thời điểm t >t_o.

_cs(t): biến dạng do co ngót.

_cT(t): biến dạng do nhiệt.

– Các phương trình cơ bản:

_ci(t₀)=σ_c(t₀)/E_c(t₀) (3.4)

_cc(t,t₀)=(σ_c(t₀)/E_ci)t,t₀) (3.5)

Trong đó:

E_ci: môđun đàn hồi tại tuổi 28 ngày.

E_c(t₀): môđun đàn hồi tại tuổi chất tải.

– Các hệ số từ biến, co ngót được xác định từ phương trình:

(t,t₀) = ₀_s(t,t₀) (3.6)

_cs(t) = _cs0_s(t-t_s) (3.7)

Trong đó:

₀: hệ số từ biến quy ước.

_cs0: hệ số co ngót quy ước.

– Cường độ chịu nén bê tông:

f_ck, f_cm= f_ck+8Mpa tương ứng là cường độ nén mẫu lăng trụ đặc trưng (characterstic cylinder compressive strength) và lăng trụ trung bình (mean cylinder compressive strength) của bê tông tại tuổi 28 ngày (MPa) xác định như sau:

Bảng 3.1: Bảng giá trị cường độ mẫu bê tông (Mpa)

Cấp bê tông	C13	C20	C30	C40	C50	C60	C70	C80
f_ck– lăng trụ	12	20	30	40	50	60	70	80
f_ck– lập phương	15	25	37	50	60	70	80	90

– Môđun đàn hồi của bê tông:

E_ci, E_c tương ứng là môđun đàn hồi tuyến tính (tangent modulus of elasticity) và đàn hồi thu gọn (deduced modulus of elasticity) của bê tông tại tuổi 28 ngày (MPa) xác định như sau:

Bảng 3.2: Bảng giá trị mô đun đàn hồi và đàn hồi thu gọn (10³Mpa)

Cấp bê tông	C13	C20	C30	C40	C50	C60	C70	C80
E_ci (1000 MPa)	27	30	34	36	39	41	43	44
E_c (1000 MPa)	23	26	29	31	33	35	36	38

Các tham số hình học	Các tham số khí hậu
h₀=100mm	R_H: độ ẩm tương đối của môi trường (%)
h=2A_c/u – kích thước quy ước của cấu kiện đo (mm)	R_H0 = 100%
A_c: diện tích mặt cắt ngang (mm)	T: nhiệt độ (⁰C)
u: chu vi tiếp xúc với không khí của cấu kiện (mm)	T₀=1⁰C

– Tính toán từ biến:

Công thức xác định hệ số từ biến quy ước:

₀ = _R(f_cm) (t₀): hệ số từ biến quy ước (3.8)

_RH,T = T + (R_H – 1) T^1.2 (3.9)

_RH = 1+ [1- R_H/R_H0] / [0.46(h/h₀)^1/3] (3.10)

T = exp [0.015 (T/T₀-20)] (3.11)

(f_cm) = 5.3/ [(f_cm/f_cm0)^0.5] (3.12)

(t0) = 1/[0.1+(t_0,adj/t₁)^0.2] (3.13)

Trong đó:

f_cm0=10Mpa.

t_0,adj: giá trị hiệu chỉnh tuổi bê tông khi chất tải, ảnh hưởng của loại xi măng lên hệ số từ biến của bê tông theo phương trình 2.1-72 và 2.1-87 trong CEB-FIP:

t_0,adj = t_0,T.[9/(2+(t_0,T/t_1,T)^1.2)+1]^ > 0.5 ngày (3.14)

t_0,T = t₀.exp [13.65 – 4000/(273+T/T₀)] (3.15)

= -1 cho xi măng đông cứng chậm.

 = 0 cho xi măng thường và đông cứng nhanh.

 = 1 cho xi măng cường độ cao đông cứng nhanh.

t₁ = t_1,T = 1 ngày.

_c (t- t₀): hệ số mô tả sự phát triển từ biến theo thời gian.

_c (t- t₀) = [(t- t₀)/(H,T + (t- t₀))]^0.3 (3.16)

Trong đó:

t: tuổi của bê tông tại thời điểm tính toán (ngày).

t₀: tuổi của bê tông khi chất tải (ngày).

_H.T= _H*_T (3.17)

_H= 150[1 + (1.2 R_H/R_H0)¹⁸] h/ho + 250 <1500 (3.18)

_T= exp [1500/(273+T/T₀) – 5.12] (3.19)

CHƯƠNG 4

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ BIẾN

TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG MỘT CẦU CONG CỤ THỂ CẦU LRB02 TẠI KM2+460 THUỘC DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐƯỜNG CAO TỐC

ĐÀ NẴNG – QUẢNG NGÃI

4.1. GIỚI THIỆU CHUNG

– Sơ đồ kết cấu : (55+90+55)m. Chiều dài tính toán của cầu đến hết mố: L = 216,2 m.

– Chiều rộng của cầu : B = 25,5m. Chi tiết mặt cắt ngang bao gồm:

+ Phần xe chạy : 4×3,75m.

+ Làn dừng xe khẩn cấp : 2×3,0m.

+ Dải phân cách giữa : 1,5m.

+ Dải an toàn : 2×0,75m.

+ Lan can : 2×0,75m.

– Bán kính cong: Cầu nằm trên đường cong với bán kính R=2000.

– Độ dốc dọc: I = 0,6%

– Tải trọng thiết kế + Hoạt tải HL93

– Kết cấu thượng bộ: Dầm liên tục bê tông ứng suất trước được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng, chiều cao dầm tại trụ là 5,3m; chiều cao dầm tại giữa nhịp và tại mố là 2,0m. Mặt cắt ngang một hộp, 3 vách, bề rộng hộp B=25,5m.

– Dầm liên tục được ngàm cứng tại trụ P2 và P3, gối di động tại các trụ M1 và M4.

– Đường cong đáy dầm được thực hiện bằng cách thay đổi chiều cao của dầm.

– Kết cấu hạ bộ:

+ Kết cấu mố: Cầu gồm 02 mố dạng chữ U bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Móng đặt trên 10 cọc khoan nhồi đường kính D=1,5m, ngàm vào đá gốc.

+ Kết cấu trụ: Cầu gồm 02 trụ bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, dạng trụ đặc. Móng đặt trên 18 cọc khoan nhồi đường kính D=1,5m, ngàm vào đá gốc.

– Quy trình thiết kế 22TCN 272-05

4.2. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC

Hình 4.1. Sơ đồ bố trí cáp dự ứng lực

– Vật liệu cáp dùng loại tao 7 sợi có độ tự chùng thấp theo tiêu chuẩn ASTM 416-99 grade 270:

+ Đường kính danh định: 15,2 mm.

+ Diện tích tao cáp: 140 mm2.

+ Cường độ chảy: 1670 MPa.

+ Cường độ kéo đứt: 1860 MPa.

+ Mô đuyn đàn hồi: 197 GPa.

– Các bó cáp dùng bó 6-19 (19 tao 15,2mm), ống gen: D100/107, lực căng mỗi bó: 3711 KN.

– Chiều dài cáp được cộng thêm 1,5m cho đầu căng kéo, cộng 0,5m cho đầu không căng kéo.

– Mỗi bó cáp phải bố trí tối thiểu 02 ống thăm vữa, ở vị trí cao nhất và thấp nhất.

– Trước khi bơm vữa vào các bó cáp dự phòng phải được sự chấp thuận của TVGS.

– Độ giãn dài của các bó cáp chưa tính đến độ dài các đoạn cáp trong kích.

4.3. PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CẦU

– Cầu được thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng. Các bước thi công bao gồm:

+ Bước 1: Thi công khối đúc trên trụ P2 và trụ P3. Khi bê tông đạt cường độ yêu cầu thì tiến hành căng kéo cáp dự ứng lực. Lắp dựng hệ thống trụ tạm, đà giáo, ván khuôn, đổ bê tông khối đúc trên đà giáo từ mố M1 và M4.

+ Bước 2: Lắp dựng xe đúc và đúc các cặp khối đối xứng nhau qua tim trụ P2 và P3. Bảo dưỡng bê tông và tiến hành căng kéo cáp dự ứng lực chịu mômen âm. Sau khi căng kéo cáp dự ứng lực, tiếp tục di chuyển xe đúc và lần lượt đúc các cặp khối đối xứng còn lại. Thời gian để thi công một khối: 10 ngày.

+ Bước 3: Dùng xe đúc hợp long nhịp biên. Căng các bó cáp DƯL nhịp biên.

+ Bước 4: Dùng xe đúc hợp long nhịp giữa. Căng các bó cáp DƯL nhịp giữa.

– Đặc điểm của quá trình thi công là do thi công đúc từng đốt dầm, thời gian của các đốt dầm khác nhau, do đó quá trình từ biến của các đốt dầm cũng khác nhau. Mặt khác trong quá trình căng kéo cáp dự ứng lực, từ biến của bê tông sẽ làm mất mát ứng suất trước của dầm. Điều này ảnh hưởng đến độ võng của dầm sau khi thi công xong.

Mục tiêu của tác giả là tính toán ảnh hưởng của từ biến của bê tông đối với dầm, từ đó có thể điều chỉnh độ vồng ván khuôn để đúc các đốt dầm sao cho sau khi tiến hành hợp long cao độ của toàn cầu theo đúng trắc dọc thiết kế.

– Do quá trình tính toán lặp đi lặp lại nhiều lần đối với từng giai đoạn thi công, lại phức tạp do có xét đến ảnh hưởng của yếu tố cong của cầu, vì vậy, tác giả sử dụng phần mềm Midas Civil 2011 để tính toán kết cấu và áp dụng tiêu chuẩn CEB-FIB (1990) để tính toán ảnh hưởng của từ biến đối với việc thi công từng khối đúc, từ đó đề xuất điều chỉnh độ vồng của ván khuôn trong quá trình thi công.

Ngoài ra, để xác định ảnh hưởng của bán kính cong R=2000 đối với nội lực và độ vồng thi công, tác giả cũng tiến hành mô hóa một cầu thẳng với các thông số tương tự như cầu LRB02 để so sánh, đối chiếu, từ đó có thể xem xét việc áp dụng lý thuyết tính toán cầu thẳng đối với cầu cong có bán kính lớn R=2000 có hợp lý không.

4.4. MÔ HÌNH HÓA VÀ TÍNH TOÁN

Bài toán 1: Xác định độ vồng thi công trong các trường hợp có xét đến từ biến và không xét đến từ biến của bê tông đối với cầu cong có bán kính lớn (R=2000)

Độ vồng thi công:

Hình 4.12: Độ vồng thi công trường hợp có xét đến từ biến

Hình 4.13: Độ vồng thi công trường hợp không xét đến từ biến

Bảng 4.1: So sánh độ vồng cần phải điều chỉnh trong quá trình đúc các đốt dầm

STT	Vị trí	Độ vồng của ván khuôn
STT	Vị trí	Có xét đến từ biến	Không xét đến từ biến	Chênh lệch
1	S1	-4,68	-2,78	1,90
2	S2	-7,36	-4,22	3,14
3	S3	-9,48	-5,23	4,25
4	S4	-10,00	-4,88	5,12
5	S5	-10,41	-4,51	5,90
6	S6	-7,82	-1,79	6,03
7	S7	-6,20	-0,12	6,08
8	S8	-0,56	-4,51	5,07
9	S9	-1,61	2,65	4,26
10	S10	-11,55	-7,33	4,22
11	S11	-23,99	-17,00	6,99
12	S1’	8,47	5,79	2,68
13	S2’	13,43	9,26	4,17
14	S3’	19,13	13,18	5,95
15	S4’	26,39	18,29	8,10
16	S5’	33,52	23,04	10,48
17	S6’	42,7	29,22	13,48
18	S7’	49,4	32,99	16,41
19	S8’	57,80	37,80	20,00
20	S9’	56,67	33,65	23,02
21	S10’	40,74	17,03	23,71
22	S11’	1,41	-2,02	3,43

Biểu đồ 4.14: So sánh Độ vồng thi công tại các mặt cắt

Bài toán 2: So sánh ảnh hưởng của bán kính cong lớn (R=2000) đối với nội lực và độ vồng thi công trong thi công cầu bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng:

Độ vồng thi công:

Hình 4.16: Độ vồng thi công cầu cong trường hợp

có xét đến từ biến

Hình 4.17: Độ vồng thi công cầu thẳng trường hợp có xét đến từ biến

Bảng 4.2: So sánh độ vồng cần phải điều chỉnh trong quá trình đúc các đốt dầm

STT	Vị trí	Độ vồng của ván khuôn
STT	Vị trí	Cầu cong	Cầu thẳng	Chênh lệch
1	S1	-4,68	-4,72	1,90
2	S2	-7,36	-7,43	3,14
3	S3	-9,48	-9,59	4,25
4	S4	-10,00	-10,15	5,12
5	S5	-10,41	-10,59	5,90
6	S6	-7,82	-8,04	6,03
7	S7	-6,20	-6,44	6,08
8	S8	-0,56	-0,82	5,07
9	S9	-1,61	-1,86	4,26
10	S10	-11,55	-11,70	4,22
11	S11	-23,99	-24,05	6,99
12	S1’	8,47	8,49	2,68
13	S2’	13,43	13,47	4,17
14	S3’	19,13	19,19	5,95
15	S4’	26,39	26,46	8,10
16	S5’	33,52	33,59	10,48
17	S6’	42,7	42,79	13,48
18	S7’	49,4	49,49	16,41
19	S8’	57,80	57,90	20,00
20	S9’	56,67	56,77	23,02
21	S10’	40,74	40,87	23,71
22	S11’	1,41	1,40	3,43

Biểu đồ 4.18: So sánh Độ vồng thi công tại các mặt cắt

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Từ các kết quả phân tích ở trên tác giả tổng hợp một số kết luận sau :

1.1. Ảnh hưởng của từ biến đối với thi công cầu cong bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng:

1.1. Về nội lực :

Giá trị mô men trong dầm có giảm trong trường hợp có xét đến từ biến của bê tông, tuy nhiên giá trị này giảm này không đáng kể.

1.2. Về độ vồng thi công:

Độ vồng thi công của dầm tại các mặt cắt khi xét đến từ biến của bê tông so với trường hợp không xét là đáng kể, cần điều chỉnh ván khuôn trong quá trình thi công đúc các đốt dầm để sau khi hợp long nhịp giữa thì cầu đạt cao độ trắc dọc thiết kế.

1.2. Ảnh hưởng của bán kính cong lớn (R=2000) đối với nội lực và độ vồng thi công:

1.2.1. Về nội lực:

Giá trị nội lực trong dầm có thay đổi nhưng không đáng kể, không ảnh hưởng đến kết quả tính toán của thiết kế khi áp dụng các công thức cầu thẳng.

1.2.2. Về độ vồng thi công:

Độ vồng thi công của dầm tại các mặt cắt của cầu cong có bán kính lớn (R=2000) hoàn toàn tương tự như khi tính toán với cầu thẳng.

2. Kiến nghị

Hoàn toàn có thể áp dụng các công thức tính toán cầu thẳng để áp dụng trong tính toán thiết kế cầu cong đối với bán kính lớn (R=2000).

Kết quả tính toán ảnh hưởng của từ biến bê tông đối với độ vồng thi công là cơ sở để điều chỉnh ván khuôn trong thi công thực tế ngoài công trường.

Nghiên cứu chỉ xét đến một trường hợp thực tế là cầu LRB02 tại dự án đường cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi có bán kính cong lớn (R=2000), chưa xem xét đến các bán kính cong nhỏ (R=400, R=600, R=800, R=1000) để có thể nêu đưa ra kết luận một cách tổng quát ảnh hưởng của bán kính cong đến nội lực và độ vồng thi công cầu bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng. Cần có thêm các nghiên cứu chi tiết để xác định xu hướng thay đổi nội lực và độ vồng thi công làm định hướng trong công tác thiết kế và qui hoạch sau này. Nghiên cứu ảnh hưởng của từ biến để điều chỉnh ván khuôn trong thi công đúc hẫng cầu cong

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LUAN VAN 2014\LUAN VAN (Vo Van Duc)

Nghiên cứu ảnh hưởng của từ biến để điều chỉnh ván khuôn trong thi công đúc hẫng cầu cong

About admin

Trả lời Hủy

Related Posts

About admin

Trả lời Hủy