Một phương án chống xoắn trong thiết kế cầu cong bê tông cốt thép dự ứng lực

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Một phương án chống xoắn trong thiết kế cầu cong bê tông cốt thép dự ứng lực trình bày một giải pháp thiết kế chống xoắn cho kết cấu cầu cong bằng, dầm hộp đơn nhịp liên tục với 2 liên cầu mà trên trụ bố trí gối đơn cho phép mặt cắt có thể biến dạng xoắn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Một phương án chống xoắn trong thiết kế cầu cong bê tông cốt thép dự ứng lực

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 MỘT PHƯƠNG ÁN CHỐNG XOẮN TRONG THIẾT KẾ CẦU CONG BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Đặng Việt Đức Trường Đại học Thủy lợi, email: dangvietduc@tlu.edu.com 1. GIỚI THIỆU CHUNG ứng lực (DƯL) cũng đều gây ra xoắn trong dầm. Phương án bố trí gối trên trụ không Trong giao thông hiện đại các loại hình hoặc cho phép mặt cắt dầm biến dạng xoắn công trình như nút giao khác mức nhiều tầng, cũng sẽ gây ra mức xoắn khác nhau phát sinh các tuyến đường trên cao uốn lượn theo trong dầm. Trụ bố trí 1 gối (gối đơn), cho hướng tuyến, các tuyến tránh đường đèo men phép mặt cắt dầm biến dạng xoắn, thường có theo các taluy âm, vượt các khe núi sâu, khu quy mô nhỏ hình dạng thanh mảnh tiết kiệm vực nhạy cảm với với hiện tượng sụt trượt chi phí cho gối cầu là bộ phận đắt tiền. Tuy được áp dụng ngày càng rộng rãi. Các dạng nhiên biến dạng xoắn cho phép MM xoắn công trình này có thể đảm bảo giữ nguyên tốc tích lũy về vị trí trụ có gối chống biến dạng độ khai thác (cầu vượt cầu cao trong các xoắn, tại vị trí gối chống chống xoắn này sẽ tuyến đường cao tốc), đảm bảo năng lực có giá trị phân bố MM xoắn rất lớn. Ngược thông hành của các nút giao cắt khác mức lại, với giải pháp bố trí 2 gối chống mặt cắt nhiều nhánh trong điều kiện đô thị lớn.Cầu dầm xoay, xoắn sẽ bị hạn chế, phân bố đều cong giúp các phương tiện giao thông lưu giữa các nhịp, tuy nhiên lượng gối và quy mô thông an toàn qua các khu vực có địa hình kết cấu trụ cầu sẽ lớn hơn dẫn đến tăng giá hiểm trở, vực sâu và độ dốc và chiều cao của thành công trình. Giải pháp bố trí gối lệch tạo taluy quá lớn, không bị gián đoạn giao thông nên một MM xoắn do phản lực gối đặt lệch đặc biệt trong mùa mưa bão tại những địa gây ra, cân bằng một phần MM xoắn phát điểm nhạy cảm với hiện tượng sụt trượt. Cầu sinh trong dầm cong bằng (hình 1). cạn còn làm giảm thiểu tác động đến điều kiện tự nhiên mà công trình đường đi qua, tránh tình trạng chia cắt do nền đường đắp cao gây ra (cầu cao trong khu vực bảo tồn thiên nhiên). Với tất cả các dạng công trình nêu trên, kết cấu nhịp cong là một bộ phận cấu thành rất quan trọng, cần được quan tâm Tu kỹ trong công tác thiết kế kỹ thuật cũng như Ps Ts = P s x e thiết kế biện pháp tổ chức thi công. e Khó khăn trong thiết kế cầu cong là vấn đề kiểm soát xoắn phát sinh trong dầm.Mô men Hình 1. Cơ sở chống xoắn (MM) xoắn xuất hiện trong thanh cong dưới bằng bố trí lệch gối tác dụng của tất cả các hình thức tải trọng tác dụng, không chỉ với tải đặt lệch tâm mà còn Bài báo sẽ trình bày một giải pháp thiết kế với cả những tải trọng nằm đúng tâm, như chống xoắn cho kết cấu cầu cong bằng, dầm tĩnh tải bản thân dầm, tĩnh tải do lớp phủ mặt hộp đơn nhịp liên tục với 2 liên cầu mà trên cầu, gờ chắn bánh, lan can, cột điện. Các trụ bố trí gối đơn cho phép mặt cắt có thể biến thành phần do hoạt tải đặt đúng tâm hay lệch dạng xoắn. Bán kính cong kết cấu nhịp có giá tâm và thậm chỉ tác dụng của hệ thống cáp dự trị là 70m - xấp xỉ với giá trị nhỏ nhất trong 121
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 tiêu chuẩn thiết kế đường cấp 3 đồng bằng [4].được mô tả như một chuỗi phần tử thanh là Khẩu độ nhịp chính 40 m là chiều dài thường hợp lý và cho kết quả tin cậy để phục vụ công áp dụng trong trong các nút giao cắt khác mức tác tính toán thiết kế. Với độ dốc dọc không trên thế giới và Việt Nam hiện nay [1]. Với được vượt quá 4%, giả thiết cầu cong trên mặt thông số về khẩu độ nhịp và dạng mặt cắt (bao bằng vẫn được xem là phù hợp. Hệ DƯL được gồm xác định và và bố trí đường đi của các bó mô tả bằng chức năng Internal Tendon, được cáp) xuất phát từ một dầm thẳng tương ứng. phần mềm Midas/Civil định nghĩa bằng hệ Mức độ an toàn khi khai thác của kết nhịp sẽ ngoại lực tương đương tác dụng lên dầm [3]. được kiểm tra lại thông qua sức kháng uốn, Điều kiện biên ở trụ giữa và 2 mố được định cắt và xoắn, ứng suất cắt - xoắn kết hợp đối nghĩa để mô tả các vị trí gối chống xoay trên với nội lực của hệ nhịp dầm cong liên tục theomặt phẳng vuông góc với đường tim dầm. tiêu chuẩn 22TCN272-05[5]. Điều kiện biên mô tả gối trung gian còn lại để phần tử dầm có thể biến dạng xoắn được trên 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU vị trí gối trung gian đó, nằm trên trục dầm và Kết cấu được khảo sát là một cầu dầm hộp lệch so với trục dầm một khoảng 0.5m (hình BTCT DƯL 6 nhịp liên tục cong bằng với 3). Mô hình cũng xét đến trình tự thi công đổ bán kính 70m, khẩu độ nhịp 28+4@40+28 bê tông tại chỗ tuần tự tịnh tiến với phân đoạn (m). Sơ đồ kết cấu được thể hiện như hình 1 thi công đầu tiên gồm nhịp biên và 1 đoạn với 2 liên cho phép mặt cắt dầm có thể biến hẫng 8 m, 4 phân đoạn tiếp theo có chiều dài dạng xoắn trên các vị trí gối trung gian (gối thi công bằng chiều dài nhịp chính 40m, mối đơn).Có 2 trường hợp được khảo sát: (a) các nối cách trụ 1 đoạn 8m, và phân đoạn cuối gối đơn được bố trí đúng tâm dầm và (b) các cùng dài 20m, như vậy mối nối thi công sẽ gối đơn được bố trí lệch 0.5m so với trục nằm ở các vị trí có giá trị nội lực nhỏ. dầm (hình 2). L =40 m 40m 40m 28m 40m T5 M6 T3 T4 40m T2 R =70 m 2 8m R=70m T1 Gối cho phép Gối chống x oa y xoay Mo Liên dầm biế n dạng xoắ n Liê n dầm biến 0.5m dạng xoắn L =40 m 0.5m 0.5 m 0.5m 0.5m 0.5m 0.5m T5 M6 0.5m T3 T4 T2 Gối chống xoay G ối cho phép R =70 m xoay T1 Mo Hình 2. Sơ đồ kết cấu có gối đơn bố trí đúng tấm và lệch tâm Hình 3. Mô hình kết cấu cho Kết cấu được mô hình theo thuật toán dầm cong khảo sát có gối đơn Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn (PP PTHH): bố trí đúng tâm và lệch tâm rời rạc bởi chuỗi các phần tử khung dầm kê 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU liên tục trên các gối nối đất. Các phần tử thanh thẳng có chiều dài đủ nhỏ để đảm bảo mô tả Trong nghiên cứu khảo sát này, số lượng yếu tố cong trên mặt bằng của dầm. Với mặt cáp DƯL và thông số hình học của dầm cầu cắt dạng hộp đơn có chiều rộng < 12m và cong như chiều cao dầm, chiều dày thành khẩu độ nhịp 40m đảm bảo giả thiết nhịp dầm hộp… được tính toán từ nội lực của dầm 122
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 thẳng tương ứng [2]. Kết quả giá trị đường trí gối lệch có thể xem gần tương tự như bao MM xoắn trong kết cấu dầm cong có 2 trường hợp bố trí gối chống dầm xoay. liên gối đơn được biểu diễn ở hình 4. Có thể thấy phân bố MM xoắn đều có giá trị lớn ở các vị trí trên mố và trụ vì đây là nơi có giá trị phân bố lực cắt và MM uốn lớn. MM xoắn ở trên các vị trí mố, trụ có xu hướng tăng dần về độ lớn đến vị trí trụ giữa tiếp giáp giữa 2 liên, chính là vị trí bố trí gối chống xoắn. Giá trị bao MM xoắn ở vị trí trụ giữa này có giá Hình 5. Đường bao MM xoắn trường hợp trị tuyệt đối lớn hơn đáng kể so với giá trị ở các gối đơn bố trí chính giữa và bố trị lệch các vị trí gối và trụ khác, xấp xỉ 14500kN.m nhưng vẫn nhỏ hơn mức kháng xoắn mặt của Sự so sánh giá trị đường bao xoắn của dầm cắt 19348 kN.m được đề cập ở [2]. Tại các vị cong có gối đơn bố trí chính giữa và bố trí trí gối cho phép dầm biến dạng xoắn, vẫn có lệch được thể hiện ở hình 5. Tại khu vực phân điểm nhảy trong đường bao MM xoắn vì ở vị bố giá trị bao MM xoắn lớn việc bố trí gối trí này có bước nhảy về lực cắt và bước nhảy lệch đã làm giảm đi đáng kể giá trị bất lợi, cụ phân bố MM xoắn gây ra bởi lực theo thể như như vị trí gối chống xoay giữa 2 cầu phương ngang hướng tâm của hệ thống ứng vị trí phân chia 2 liên xoắn, giá trị tuyệt đối suất trước. Đường bao MM xoắn của nhịp bao MM xoắn của kết cấu có gối bố trí gối dầm cong của 2 trường hợp kết cấu dầm cong lệch chỉ bằng 0.6 lần so với giá trị bất lợi nhất bố trí gối cho phép và không cho phép biến của kết cấu nhịp cong có gối bố trí chính giữa. dạng xoắn được so sánh với nhau ở biểu đồ hình 4. Kết quả cho thấy giá trị bao MM xoắn 4. KẾT LUẬN trường hợp dầm cong 2 liên bố trí gối cho phép biến dạng xoắn cho giá trị tuyệt đối bao Trong giải pháp bố trí liên dầm có thể biến MM xoắn lớn gần gấp 2 lần giá trị trường dạng, các gối trung gian trong liên dầm được hợp dầm cong bố trí tất cả gối chống xoắn. bố trí đơn chiếc cho phép mặt cắt trên gối có (14500 so với xấp xỉ 7500 (kN.m)) thể biến dạng xoắn, làm phân bố xoắn truyền tích lũy về 2 đầu của liên với giá trị bao MM xoắn tăng đáng kể, đặc biệt ở vị trí gối chống xoắn giữa 2 liên. Giải pháp bố trí gối đơn lệch ra phía ngoài so với tim dầm có thể phân bố đều lại giá trị bao MM xoắn, về dạng giống như bố trí gối chống xoắn. Hình 4. Đường bao MM xoắn trường hợp 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO các gối bố trí chống biến dạng xoắn và có 2 liên cho phép biến dạng xoắn [1] Lê Đình Tâm - Giáo trình Cầu Bê tông cốt thép (Tập 1, 2). Với giải pháp bố trí lệch gối như đã trình [2] Lương Minh Chính, Đặng Việt Đức, Dương bày, đường bao MM xoắn đã phân bố đồng Anh Tuấn, “Cầu Cong BTCT DƯL: Lực đều hơn ở các vị trí gối trên mố và các trụ chọn thông số thiết kế và phương pháp tính trung gian, không giống như ở trường hợp bố toán”, Tuyển tập hội nghị Khoa học thường trí gối đơn tại vị trí trục dầm - phân bố giá trị niên năm 2017 Trường Đại học Thủy lợi bao xoắn quá lớn ở khu vực gối chống xoắn tr90-tr.92. phân chia 2 liên xoắn. Giá trị lớn nhất ở cận [3] Midas IT - Midas/Civil User Manual. trên và cận dưới cũng không quá chênh lệch [4] TCVN 4054: 2005 Đường ô tô - yêu cầu nhau (-8763 và 6249 (kN.m)). Sự phân bố giá thiết kế. [5] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 - 05. trị bao MM xoắn trong kết cấu dầm cong bố 123