Trường Đại học Xây dựng 2
Lê Quang Trìu Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................... 5
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................. 7
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..................................... Error! Bookmark not defined.8
MỞ ĐẦU ....................................................................... Error! Bookmark not defined.9
Chương 1: LÝ LUẬN VỀ KẾT CẤU TÍNH TOÁN TRỤ CẦU ........................................ 10
1.1. Khái niệm và phân loại trụ cầu .......................................................................... 10
1.1.1 Khái niệm cấu tạo ....................................................................................... 10
1.1.2 Phân loại mố trụ cầu ................................................................................... 11
1.1.3 Đặc tính mố - trụ cứng (thép - bê tông)...................................................... 13
1.2. Cơ sở yếu tố trong tính toán mố, trụ cầu ........................................................... 21
1.2.1. Tổng quát về phân tích kết cấu .................................................................. 21
1.2.2. Các tải trọng tác dụng lên mố trụ cầu ......................................................... 23
1.2.3. Một số phương thức tính thể tích và khối lượng vật thể ............................ 27
1.3. Lí thuyết tính toán trụ cầu ................................................................................. 27
1.3.1. Tính toán tổng quát mố trụ cầu .................................................................. 27
1.3.2. Một số tính toán cọc móng khoan nhồi ...................................................... 29
1.4. Ứng dụng Midas/Civil trong phân tích kết cấu cầu ........................................... 34
1.4.1. Sơ lược về Midas. ...................................................................................... 34
1.4.2. Phương pháp Phần tử hữu hạn và ứng dụng trong Midas/Civil ................. 37
Chương 2: THỰC TRẠNG VÀ CƠ SỞ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CẦU VƯỢT VĐ3 ...... 47
2.1. Tổng quan và phê duyệt xây dựng đường VĐ3 ................................................. 47
2.1.1. Sơ lược về dự án cầu VĐ3 ......................................................................... 47
2.1.2. Kết cấu cầu được sử dụng trên hệ thống cầu vượt đường VĐ3. ............... 50
Trường Đại học Xây dựng 3
Lê Quang Trìu Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013
2.2. Cơ sở của tính toán và thiết kế của dự án .......................................................... 54
2.2.1. Khảo sát địa chất công trình dự án - Tóm lược kết quả thực địa .............. 54
2.2.2. Thông số tiêu chuẩn - trọng tải được duyệt của dự án ............................. 56
2.3. Các thông số đã thiết kế ..................................................................................... 58
2.3.1. Thông số thi công ..................................................................................... 58
2.3.2. Phân tích Tính toán - Kiểm nghiệm Mô hình ........................................... 61
Chương 3: CƠ SỞ TÍNH TOÁN ÁP DỤNG MỐ TRỤ CẦU VĐ 3 ................................... 65
3.1. Áp dụng tính toán móng cầu .............................................................................. 65
3.1.1. Chọn lựa kiểu cọc móng ........................................................................... 65
3.1.2. Phương án tính toán cọc cho móng trụ ..................................................... 66
3.1.3. Tính toán cho cọc đơn theo vật liệu ......................................................... 68
3.1.4. Sức chịu tải của thiết kế cọc đơn .............................................................. 68
3.1.5. Tổng sức chịu tải của các cọc ................................................................... 71
3.2. Tính toán chi tiết về trụ và mũ trụ ...................................................................... 74
3.2.1. Tính toán trụ cầu về thể tích và khối lượng .............................................. 74
3.2.2. Khởi tạo tính toán đầy đủ một trường hợp kích thước trụ ........................ 77
3.3. So sánh một số tính toán về các trường hợp kích thước trụ ............................... 79
3.3.1. So sánh với trường hợp kích thước trụ (24x4x1,6)(m) - Trường hợp 1 ..... 79
3.3.2. So sánh với trường hợp kích thước trụ (24x4,5x1,6)(m) - Trường hợp 2 .. 80
3.3.3. So sánh với trường hợp kích thước trụ (20x4,5x1,8)(m) - Trường hợp 3 .. 81
3.3.4. So sánh với trường hợp kích thước trụ (22x4,5x1,8)(m) - Trường hợp 4 .. 82
3.3.5 So sánh với trường hợp kích thước trụ (22x4,5x1,6)(m) - Trường hợp 5 .. 83
3.3.6. So sánh với trường hợp kích thước trụ (20x4x1,8)(m) - Trường hợp 6 ..... 84
3.3.7. So sánh với trường hợp kích thước trụ (20x3,5x1,8)(m) - Trường hợp 7 .. 85
Trường Đại học Xây dựng 4
Lê Quang Trìu Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013
3.3.8. So sánh với trường hợp kích thước trụ (24x3,5x1,4)(m) - Trường hợp 8 ... 86
3.3.9. Tổng kết một số tính toán qua đồ thị những trường hợp xét ở trên đây ...... 87
Chương 4: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KIỂM CHỨNG TRÊN MÔ HÌNH ĐIỆN TỬ .......... 89
4.1. Một số kết quả nghiệm thu mô hình mô phỏng đơn vị thiết kế cầu .................. 89
4.1.1. Phân tích tĩnh tuyến tính ............................................................................ 90
4.1.2. Phân tích tác dụng động với gió ................................................................ 90
4.1.3. Phân tích kết cấu dưới tác động của động đất ........................................... 91
4.2. Ứng dụng Midas/Civil Trong Phân tích Mô hình trụ mẫu VĐ3 ........................ 92
4.2.1. Nhập mô hình tổng quát kết cấu vào Midas .............................................. 92
4.2.2. Thông số và đặc tính hóa các phần tử ....................................................... 93
4.2.3. Midas trả về mô hình kết cấu - Nhập số liệu cho các biến ........................ 94
4.2.4. Midas trả về kết quả cho từng trường hợp ................................................. 96
4.3. Một số kinh nghiệm rút ra từ quá trình tính toán Mố trụ cầu vành đai 3 .......... 97
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................... Error! Bookmark not defined.99
Trường Đại học Xây dựng 5
Lê Quang Trìu Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mô tả chung về mối trụ cầu
Hình 1.2. Phân biệt mố trụ cầu
Hình 1.3. Mố trụ khung
Hình 1.4. Mố trụ treo
Hình 1.5. Mố trụ cầu dây văng
Hình 1.6: Trụ đặc thân hẹp
Hình 1.7: Trụ thân rộng
Hình 1.8: Trụ thân cao
Hình 1.9: Cốt thép mũ trụ đặc thân rộng
Hình 1.10: Cốt thép mũ trụ đặc thân hẹp
Hình 1.11: Cốt thép mũ trụ thân cột
Hình 1.12: Bệ kê gối
Hình 1.13: Bố trí gối trên mũ trụ
Hình 1.14: Bố trí gối và đá kê gối
Hình 1.15: Mũ A ngang cầu. Bố trí gối đá kê
Hình 1.16: Một số thiết diện trụ
Hình 1.17: Mặt cắt trụ điển hình
Hình 1.18: Ví dụ thân trụ rỗng
Hình 1.19: Mô tả móng trụ có cọc
Hình 1.20: Các kiểu móng trụ
Hình 1.21: Áp lực ngang lên mố
Hình 1.22: Sơ đồ tác dụng 1 trục bánh xe ôtô (2 làn xe)
Hình 1.23: Mố có bản quá độ
Hình 1.24: Phân tích lực tác dụng lên trụ cầu
Trường Đại học Xây dựng 6
Lê Quang Trìu Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013
Hình 1.25: Sơ đồ tính phản lực gối do hoạt tải trên kết cấu nhịp
Hình 1.26: Sơ đồ phân tích P-Delta trong Midas
Hình 2.1: Bản đồ thu nhỏ của Dự Án Cầu Vành Đai 3
Hình 2.2: Mặt cắt ngang tiêu chuẩn của kết cấu phần trên
Hình 2.3: Mặt cắt ngang trụ một cột tiêu chuẩn
Hình 2.4: Mặt bằng bố trí móng cọc khoan nhồi của trụ một cột tiêu chuẩn
Hình 2.5: Mặt cắt ngang trụ nhiều cột cầu vành đai 3
Hình 2.6: Mặt bằng bố trí móng cọc khoan nhồi của trụ nhiều cột
Hình 2.7: Thân trụ và móng trụ theo thiết kế cầu vành đai 3
Hình 2.8: Bản vẽ kĩ thuật trụ cầu điển hình
Hình 2.9: Bản vẽ cắt dầm Super Tee
Hình 3.1: Mô tả chọn kiểu móng
Hình 3.2: Mô tả chọn sơ đồ cọc, sơ đồ 4 cọc
Hình 3.3: Mô tả sơ lược về chọn đài cọc, móng cọc
Hình 3.4: Mô tả phân lớp chiều sâu cọc
Hình 3.5: Thiết kế các thông số của trụ cầu
Hình 4.1: Mô phỏng 3D đoạn cầu vành đai 3
Hình 4.2: Cầu mô hình đơn giản Midas
Hình 4.3: Mô hình từ Autocad chuyển vào Midas
Hình 4.4: Dầm cầu
Hình 4.5: Mô hình hóa dầm cầu và trụ cầu cơ bản
Hình 4.6: Vào thông số trụ trong Midas
Hình 4.7: Mô tả chuỗi phần tử kết cầu
Hình 4.8: Mô tả thí nghiệm lực chịu cực hạn của các mẫu trụ