zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Lựa chọn hợp lý chiều dài bản nối trong việc bố trí bản liên tục nhiệt cho cầu dầm giản đơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết "Lựa chọn hợp lý chiều dài bản nối trong việc bố trí bản liên tục nhiệt cho cầu dầm giản đơn" trình bày “lựa chọn hợp lý chiều dài bản nối trong việc bố trí bản liên tục nhiệt cho cầu dầm đơn giản” nhằm tháo gỡ những vướng mắc mà thực tế đang gặp phải;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Lựa chọn hợp lý chiều dài bản nối trong việc bố trí bản liên tục nhiệt cho cầu dầm giản đơn

Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 YSC4F.305 LỰA CHỌN HỢP LÝ CHIỀU DÀI BẢN NỐI TRONG VIỆC BỐ TRÍ BẢN LIÊN TỤC NHIỆT CHO CẦU DẦM GIẢN ĐƠN ĐOÀN HIẾU LINH Khoa Kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh doanhieulinh@iuh.edu.vn Tóm tắt. Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng khai thác của kết cấu công trình cầu dầm nhịp giản đơn đó là khe co giãn. Trong kết cấu này, khe co giãn được bố trí tại đầu dầm có tác dụng vừa đảm bảo độ bằng phẳng, êm thuận, vừa chống thấm cho kết cấu nhịp. Tuy nhiên, trong thực tế khai thác thường bị hư hỏng do lực xung kích lớn từ xe cộ lưu thông qua các vị trí này và từ đó, nước vẫn thấm xuống nhanh gây hư hỏng các kết cấu bên dưới. Để khắc phục những vấn đề này, việc liên tục hóa bản mặt cầu là một giải pháp cần thiết trong hoàn cảnh hiện nay. Trong bài báo này, tác giả trình bày “lựa chọn hợp lý chiều dài bản nối trong việc bố trí bản liên tục nhiệt cho cầu dầm đơn giản” nhằm tháo gỡ những vướng mắc mà thực tế đang gặp phải [2]. Từ khoá. Cầu dầm đơn giản, biện pháp nối liên tục trong thi công cầu, bản liên tục nhiệt. RELIABLE SELECTION OF CONECTION PLATE LENGTH IN THERMAL CONTINUITY ARRANGEMENT FOR SIMPLE BEAM BRIDGE Abstract. One of the factors affecting the exploitation of simplified beam bridge structures is expansion joint. In this structure, the elastic jont is positioned at the end of the beam has the effect of both ensuring smoothness and waterproofing the rhythm structure. However, in practice mining is often damaged by the large impact force from vehicles circulating through these locations and from there, water still penetrates rapidly causing damage to the structures below. To overcome these problems, the continuity of the demand surface is a necessary solution under the current circumstances. In this article, the author presents "reasonable choice of connection plate length in thermal continuity arrangement for simple beam bridges" to solve the problems that are in reality [2]. Keywords. Simple beambridge, continuous bridging method in bridge construction, thermal continuity plate. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Kết cấu dầm giản đơn nhiều nhịp với bản mặt cầu bê tông cốt thép là kết cấu có rất nhiều ưu điểm như đảm bảo chất lượng bê tông các cấu kiện lắp ghép, sản xuất hàng loạt theo mô đun để giảm giá thành và đặc biệt là thi công nhanh nên thường được lựa chọn trong hầu hết các thiết kế công trình cầu. Tuy nhiên, giữa các nhịp dầm thường phải được nối tiếp với nhau bằng các khe co giãn cao su hoặc bằng thanh ray, răng lược,…Việc sử dụng các loại khe co giãn này sau một thời gian thường hay bị bong bật và phải sửa chữa nhiều lần hoặc vấn đề kẹt khe co giãn cũng thường xuyên xảy ra. Một điều đáng quan tâm khác là việc sử dụng các khe co giãn gần như không đảm bảo tính êm thuận và an toàn cho vận hành xe cộ. Đây là một trong những vấn đề quan trọng cần phải xem xét trong thiết kế cầu hiện đại. Do đó, sử dụng bản liên tục nhiệt để giảm thiểu tối đa số lượng khe co giãn là giải pháp hiệu quả và khắc phục gần như hoàn toàn các nhược điểm ở trên. Vì vậy, tác giả nghiên cứu “lựa chọn hợp lý chiều dài bản nối trong việc bố trí bản liên tục nhiệt trong cầu dầm đơn giản” là mục tiêu của bài báo [1][2].  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 43
Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN HỢP LÝ CHIỀU DÀI BẢN NỐI LIÊN TỤC NHIỆT 2.1. Giới thiệu chung Bản liên tục nhiệt là bản kết cấu được tạo ra bằng cách nối 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, cầu vẫn làm việc như dầm giản đơn [3]. Chiều dài bản nối liên tục nhiệt (chiều dài cách ly giữa bản và dầm) không nên quá ngắn và cũng không nên quá dài. Nếu chiều dài bản nối liên tục nhiệt quá ngắn thì khi chịu tác dụng của tải trọng trên kết cấu nhịp sẽ gây ra chuyển vị cưỡng bức tại mặt cắt ngàm của bản nối lớn, tức là mô men phát sinh trong bản nối ngàm sẽ rất lớn. Ngược lại, nếu dùng bản nối có chiều dài quá dài thì khi chịu tác dụng tải trọng cục bộ đặt trực tiếp trên bản nối cũng sẽ gây nội lực rất lớn tại mặt cắt ngàm của bản nối liên tục nhiệt. Hình 1: Sơ đồ cấu tạo bản nối liên tục nhiệt 2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán lựa chọn hợp lý chiều dài bản nối liên tục nhiệt Sơ đồ cơ bản để tính toán bản nối liên tục nhiệt là dầm bản hai đầu ngàm có chiều dài tính toán là Ln, bằng chiều dài cách ly khỏi kết cấu nằm phía dưới [3]. Hình 2: Sơ đồ tính toán bản nối liên tục nhiệt Cơ sở để lựa chọn chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt là so sánh giữa mô men phát sinh ở mặt cắt ngàm khi hoạt tải đặt trên kết cấu nhịp (Mnhịp) với mô men cục bộ (Mcục bộ) khi hoạt tải đặt trực tiếp trên bản nối. 44  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 Ứng với một giá trị chiều dài bản nối liên tục nhiệt sẽ tính được hai giá trị mô men M cục bộ và Mnhịp. Biểu diễn tất cả các giá trị này trên cùng một đồ thị với hai giá trị M cục bộ và Mnhịp tỷ lệ nghịch với nhau, vị trí giao nhau của Mcục bộ và Mnhịp sẽ là giá trị mô men nhỏ nhất của bản nối (M0), chiều dài bản nối liên tục nhiệt ứng với trị số M0 là chiều dài hợp lý. Hình 3: Đồ thị lựa chọn chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt a. Trị số mô men uốn ở mặt cắt ngàm của bản nối khi có tác dụng của chuyển vị được xác định theo công thức: M nhip   4.En .J n .K Ln t  2.En .J n .K Ln p  6.En .J n .K L2 yt  y p  (2.1) n Trong đó: + yt, yp: chuyển vị thẳng đứng trái và phải tại mặt cắt ngàm của bản nối. + En.Jn: độ cứng của bản nối. + φt, φp: góc quay trái và phải tại mặt cắt ngàm tại bản nối. + K: hệ số triết giảm độ cứng. + Ln: chiều dài bản nối. Góc quay lấy trị số dương khi quay theo hướng quay của đầu dầm do tải trọng trên nhịp gây ra tức là tại đầu phía trái của bản nối quay ngược chiều kim đồng hồ, tại đầu phía phải “-” theo chiều kim đồng hồ. Trong công thức thành phần có chứa yt và yp có dấu phía trên ứng với sơ đồ mặt cắt ngàm của bản nối nằm ngoài mặt cắt gối của kết cấu nhịp, đầu phía dưới ứng với sơ đồ mặt cắt ngàm của bản nối nằm giữa mặt cắt gối của dầm và đầu dầm. b. Trị số mô men do hoạt tải tác dụng cục bộ đặt trực tiếp trên bản nối: Nội lực trong bản nối do tác dụng cục bộ của hoạt tải, có xét đến sự phân bố qua lớp áo mặt cầu, xét hệ số vượt tải n, hệ số xung kích được tính theo công thức: pdJ n d2 M cucbo   (3  2 )n(1   ) (2.2) 24 Ln Với: + p: tải trọng phân bố do áp lực bánh xe. + Ln: chiều dài bản nối. + d: chiều dài phân bố tải trong dọc theo khẩu độ của bản nối. + Jn: mô đun đàn hồi của vật liệu bản nối. 3. TỔNG QUAN MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐÃ SỬ DỤNG BẢN NỐI LIÊN TỤC NHIỆT TẠI VIỆT NAM Kết cấu liên tục nhiệt được áp dụng lần đầu tiên cho mặt cầu dẫn cầu Thăng Long. Cầu được thiết kế gồm 4 làn xe trong đó phần cầu dẫn bờ Bắc dài 729,7m với chiều dài chuỗi liên tục nhiệt là 522,37m; phần cầu dẫn bờ Nam dài 697m với chiều dài chuỗi liên tục nhiệt là 489,67m [4][5].  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 45
Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 Hình 4: Các nhịp giản đơn được liên tục của cầu Thăng Long Tại công trình cầu Mỹ Thuận, các nhịp dẫn là dầm Super Tee với chiều dài mỗi nhịp là 40m, được liên tục hóa bởi các bản mặt cầu đổ tại chỗ, chiều dài chuỗi là 440m (11 nhịp). Hình 5: Nhịp dẫn được liên tục nhiệt của cầu Mỹ Thuận Một số cầu nằm trên Quốc lô 18 như: cầu Cầm, cầu Cạn nhà ga sân bay quốc tế Nội Bài, cầu Gián Khẩu, cầu Mai Pha, cầu Chi Lăng, cầu An Tân trên Quốc lộ 1A, cầu Tân Đệ trên Quốc lộ 10 bắc qua sông Hồng nối hai tỉnh Nam Định và Thái Bình, cầu Quý Cao…đều sử dụng bản liên tục nhiệt. Một số cầu ở Thành phố Hồ Chí Minh như cầu Long Kiển trên hương lộ 34 huyện Nhà Bè dài 280m, gồm ba chuỗi liên tục nhiệt: hai chuỗi bốn nhịp 24,54m; một chuỗi gồm hai nhịp 24,54m và một nhịp 33m. Ngoài những cầu bê tông cốt thép sử dụng bản liên tục nhiệt, một số cầu dàn thép cũng sử dụng bản liên tục nhiệt như cầu Chương Dương ở Hà Nội, cầu Bến Thủy… Hình 6: Kết cấu nhịp giản đơn đượcliên tục nhiệt của cầu An Lập và cầu Bình Thuận 46  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 4. TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN HỢP LÝ CHIỀU DÀI BẢN NỐI LIÊN TỤC NHIỆT TẠI CÔNG TRÌNH CẦU AN TÂN ĐI QUA ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM 4.1. Trường hợp kết cấu nhịp dầm I33m Hình 7: Biểu đồ và kết quả lựa chọn chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt tương ứng với chiều dày bản 4.2. Trường hợp kết cấu nhịp dầm I33m và dầm I25m Hình 8: Biểu đồ và kết quả lựa chọn chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt tương ứng với chiều dày bản 4.3. Trường hợp kết cấu nhịp dầm I25m Hình 9: Biểu đồ và kết quả lựa chọn chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt tương ứng với chiều dày bản  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 47
Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 4.4. Trường hợp kết cấu nhịp dầm T20m Hình 10: Biểu đồ và kết quả lựa chọn chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt 5. NHẬN XÉT - Với các loại kết cấu nhịp bê tông cốt thép đang sử dụng phổ biến trong nước như hiện nay, sự thay đổi chiều dày của bản từ 20cm  22cm giúp cho việc lựa chọn chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt như sau: * Nhịp dầm T20m: Lhợp lý = 1,95m  2,26m. * Nhịp dầm I25m: Lhợp lý = 1,93m  2,34m. * Nhịp dầm I33m: Lhợp lý = 2,18m  2,42m. * Trường hợp hai nhịp dầm kế tiếp nhau với một nhịp dầm I25m và một nhịp dầm I33m: Lhợp lý = 2,08m 2,38m. 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - Việc liên tục hóa kết cấu nhịp ở mức bản mặt cầu đối với kết cấu dầm giản đơn là giải pháp hợp lý và khả thi nhằm tăng khả năng khai thác của cầu. - Các số liệu nghiên cứu, tính toán chiều dài hợp lý của bản nối liên tục nhiệt có thể sử dụng ở giai đoạn tiền khả thi và thiết kế kỹ thuật. - Kết quả nghiên cứu của bài báo chỉ dừng ở mức tính toán chiều dài hợp lý bản nối liên tục nhiệt. Trong thời gian tới, tác giả sẽ vẫn dùng các kết quả đã nêu trên để có thể tính toán chiều dài chuỗi hợp lý cho từng loại kết cấu nhịp. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tiêu chuẩn thiết kế cầu (TCVN 11823: 2017). [2] Mai Lựu (2020). Nghiên cứu cường độ chịu uốn của bản liên tục nhiệt bê tông cốt sợi thép bằng phần tử hữu hạn. Tạp chí Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải, số 35-02/2020. [3] Chuyên đề Bản liên tục nhiệt. Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh. [4] GS.TS. Nguyễn Viết Trung. Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu bê tông cốt thép. Nhà xuất bản xây dựng. [5] GS.TS. Nguyễn Viết Trung, KS Đặng Hải, TS. Hoàng Hà, KS Lê Quang Hanh, KS Nguyễn Đức Vương, KS Nguyễn Tuyết Trinh. Sổ tay thi công cầu cống. Nhà xuất bản xây dựng. 48  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.