Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng Công trình Giao thông: Đánh giá năng lực chịu tải và thiết kế nâng cấp sửa chữa cầu Thạnh Phú trên đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đánh giá năng lực chịu tải và đưa ra phương án nâng cấp một số cầu trên địa bàn tỉnh Trà Vinh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng Công trình Giao thông: Đánh giá năng lực chịu tải và thiết kế nâng cấp sửa chữa cầu Thạnh Phú trên đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN VĂN TRUNG ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI VÀ THIẾT KẾ NÂNG CẤP SỬA CHỮA CẦU THẠNH PHÚ TRÊN ĐƢỜNG TỈNH 911, TỈNH TRÀ VINH Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Công trình Giao thông Mã số: 85.80.205 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ K THUẬT Â DỰNG C NG TR NH GIAO TH NG Đà Nẵng – Năm 2019
Công trình đƣợc hoàn thành tại TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGU ỄN VĂN M Phản biện 1: TS. TRẦN ĐÌNH QUẢNG Phản biện 2: TS. VÕ DUY HÙNG Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ thuật d ng c ng tr nh gi o th ng h p tại Trường Đại h c Bách kho vào ngà ….. tháng ….… năm ….…. Có thể t m hiểu luận văn tại: - Trung t m H c liệu, Đại h c Đà Nẵng tại Trường ĐHB - Thư viện ho d ng - Cầu Đường, Trường ĐHB - ĐHĐN
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Để phát triển kinh tế ã hội củ tỉnh Trà Vinh việc đầu tư phát triển hạ tầng gi o th ng vận tải đóng v i trò rất qu n tr ng. Hiện n , tỉnh Trà Vinh có 03 tu ến Quốc lộ, 06 tu ến Đường tỉnh và 42 tu ến Đường hu ện với tổng chiều dài 927,54km đường và có 189 cầu. Trên Đường tỉnh và Đường hu ện, có 138 cầu đ ng kh i thác, trong đó cầu bê t ng cốt thép có 119 cầu và cầu thép có 19 cầu. Các tu ến nà đã cho thấ nhiều hạn chế như hệ thống gi o th ng chư đồng bộ và đặc biệt là còn rất nhiều cầu ếu. Trên cơ sở đó việc đánh giá hiện trạng và đề uất giải pháp thiết kế n ng cấp sử chữ cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911 cũng như củ một số cầu trên đị bàn tỉnh Trà Vinh là rất cần thiết và cấp bách. 2. Mục đích nghiên cứu 2.1. Mục tiêu tổng quát Đánh giá năng l c chịu tải và đư r phương án n ng cấp một số cầu trên đị bàn tỉnh Trà Vinh. 2.2. Mục tiêu cụ thể Đánh giá năng l c chịu tải đề uất giải pháp thiết kế n ng cấp tải tr ng cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh từ tải tr ng kh i thác th c tế 18 tấn lên 25 tấn. Từ đó đề r phương án tổng thể cho các cầu trên toàn hệ thống cầu trên đị bàn tỉnh Trà Vinh. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu đánh giá năng l c chịu tải và đề uất giải pháp thiết kế n ng cấp sử chữ cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh.. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp th c nghiệm - Phương pháp lý thu ết. 5. Cấu trúc của luận văn
2 Để đạt được mục tiêu trên luận văn tr nh bà trong 03 chương: Phần mở đầu CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH 1.1. Sơ lược đặc điểm và t nh h nh kinh tế - ã hội tỉnh Trà Vinh 1.2. Hiện trạng mạng lưới gi o th ng trên đị bàn tỉnh Trà Vinh 1.3. Hıện trạng hư hỏng chủ ếu các cầu trên đị bàn tỉnh Trà Vinh CHƢƠNG 2. CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO NĂNG LỰC CHỊU TẢI CỦA CẦU 2.1. Cơ sở pháp lý đánh gıá năng l c chịu tải củ cầu 2.2..đánh gıá năng l c chịu tải củ cầu thạnh phú trên đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh CHƢƠNG 3. ĐỀ UẤT GIẢI PHÁP NÂNG CẤP TẢI TRỌNG ĐỐI VỚI CẦU THẠNH PHÚ TRÊN ĐƢỜNG TỈNH 911, TỈNH TRÀ VINH 3.1. Một số giải pháp gi cường trong cầu BTCT và BTCT DUL l c 3.2. Thiết kế gi cường kết cấu nhịp cầu Thạnh Phú ết luận và kiến nghị CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH 1.1. SƠ LƢỢC ĐẶC ĐIỂM VÀ T NH H NH KINH TẾ- Ã HỘI TỈNH TRÀ VINH Trà Vinh là một tỉnh nằm phí Đ ng đồng bằng s ng Cửu Long cóvị trí t độ giới hạn từ 9°31'46" đến 10°4'5" vĩ độ Bắc và từ 105°57'16" đến 106°36'04" kinh độ Đ ng. Phí Bắc và T Bắc
3 giáp tỉnh Vĩnh Long, phí Đ ng Bắc giáp tỉnh Bến Tre ngăn cách bởi s ng Cổ Chiên (một nhánh s ng Tiền), phí T N m giáp tỉnh Sóc Trăng ngăn cách bởi s ng Hậu, N m và Đ ng N m giáp biển Đ ng với hơn 65km bờ biển, nơi có 2 cử s ng (Cổ Chiên và Định An). 1.2. HIỆN TRẠNG MẠNG LƢỚI GIAO TH NG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH Hiện trạng mạng lưới gi o th ng được thể hiện qu bản đồ qu hoạch gi o th ng đến năm 2020 và tầm nh n đến năm 2030 như ở Hình 1.1. 1.2.1. Hệ thống đƣờng bộ Hiện n hệ thống gi o th ng trên đị bàn tỉnh toàn tỉnh có 03 tu ến Quốc lộ, 06 tu ến Đường tỉnh và 42 tu ến Đường hu ện với tổng chiều dài 927,54km, ngoài r còn có các tu ến đường gi o th ng n ng th n với tổng chiều dài trên 2.500km với kết cấu bằng đ n bê t ng cốt thép, cấp phối,... và trên 200km đường Đ thị được nh hó . 1.2.2. Hệ thống cầu trên đƣờng bộ Hệ thống cầu trên đị bàn tỉnh có 189 cầu; trong đó Quốc lộ 51 cầu với tổng chiều dài là 2.612,5md, Đường tỉnh 41 cầu với tổng chiều dài là 2.596,1dm và Đường hu ện 97 cầu với tổng chiều dài là 3.712,5dm.
4 1.3. HIỆN TRẠNG HƢ HỎNG CHỦ ẾU CÁC CẦU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VİNH 1.3.1. Cầu trên Quốc lộ Quốc lộ có 51 cầu với tổng chiều dài là 2.612,5md được đầu tư mạnh mẽ từ năm 2000 cho đến n nên các cầu đảm bảo kh i thác tốt có tải tr ng từ 25 tấn trở lên. 1.3.2. Cầu trên Đƣờng tỉnh Trên hệ thống đường tỉnh có 41 cầu, với tổng chiều dài là 2.596,14dm. Qu kết quả kiểm tr th c tế, chỉ có 14 cầu đã uất hiện các hư hỏng như s u: Lớp bê t ng bảo vệ mặt cầu bị bong tróc, bê t ng bản mặt cầu bị nứt, khe co giãn bị hư hỏng, bê t ng l n c n bị nứt vỡ lộ cốt thép, dầm chủ bong tróc bê t ng lộ cốt thép, đường vào cầu bị lún sụp, uất hiện nhiều ổ gà. 1.3.3. Một số hƣ hỏng đặc trƣng của các cầu trên địa bàn tỉnh Trà Vinh 1.3.3.1. Các hư hỏng đặc trưng đối với kết cấu cầu thép 1.3.3.2. Các hư hỏng đặc trưng đối với kết cấu cầu bê t ng cốt thép KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 Từ những kết quả khảo sát các hư hỏng nêu trên, trong khi ng n sách củ tỉnh Trà Vinh và Trung ương còn hạn chế chư thể đầu tư d ng mới th việc đánh giá năng l c chịu tải củ cầu để có giải pháp sử chữ , n ng cấp là rất cần thiết trong gi i đoạn hiện n ; Đồng thời đánh giá lại việc cắm biển tải tr ng cầu để các loại e có số lượng trục khác nh u, có tải tr ng khác nh u có thể hợp pháp qu cầu mà không g ngu hiểm cho kết cấu. Trên cơ sở đó đề uất ch n cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911 để tiến hành th c nghiệm và đánh giá năng l c chịu tải th c tế củ cầu. Từ đó, đề uất giải pháp n ng c o năng l c chịu tải củ cầu.
5 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO NĂNG LỰC CHỊU TẢI CỦA CẦU 2.1. CƠ SỞ PHÁP LÝ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI CỦA CẦU 2.1.1. Cơ sở pháp lý 2.1.2. Các phƣơng pháp thử tải cầu 2.1.2.1. Phương pháp thử tải với tải trọng tĩnh 2.1.2.2.Phương pháp thử tải với tải trọng động 2.1.2.3. Tải trọng thử và các sơ đồ tải trọng 2.1.3. Các phƣơng pháp đánh giá cầu Theo tiêu chuẩn AASHTO, đối với c ng tr nh cầu đường bộ hiện n có 3 phương pháp đã dùng để đánh giá tải tr ng: - Đánh giá theo hệ số tải tr ng và hệ số sức kháng (LRFR). - Đánh giá theo ứng suất cho phép (ASR). - Đánh giá theo hệ số tải tr ng (LFR). 2.1.4. Đánh giá cầu theo hệ số sức kháng và hệ số tải trọng 2.1.4.1. Đánh giá tải trọng thiết kế Các cầu đạt với kiểm toán hoạt tải thiết kế ở cấp độ IR (hệ số đánh giá RF ≥ 1) th cũng đạt khi đánh giá cho tải tr ng thiết kế cấp OR và m i tải tr ng hợp pháp.Hệ số RF được ác định như s u: C   DC DC   DW DW   P P RF  (2.1)  LL 1  IM  LL 2.1.4.2. Đánh giá tải trọng hợp pháp Tải tr ng hợp pháp là các e 3, 3-S2 và 3-3 (Hình 2.1), cụ thể như sau:
6 Hình 2.1. Các loại xe đánh giá 2.1.4.3. Đánh giá tải trọng cấp phép Đ là cấp đánh giá tải tr ng thứ b , cấp nà chỉ áp dụng cho các cầu kh ng cắm biển hạn chế tải tr ng. Đánh giá tải tr ng cấp phép là kiểm toán s n toàn và khả năng chịu tải củ cầu trong quá tr nh cấp phép cho các phương tiện có tải tr ng vượt quá giới hạn cho phép. 2.1.5. Quy trình đánh giá tải trọng theo phƣơng pháp đánh giá hệ số tải trọng và hệ số sức kháng 2.1.5.1. Trình tự đánh giá Có 3 qu tr nh đánh giá tải tr ng phù hợp với đánh giá theo hệ số tải tr ng và hệ số sức kháng: - Đánh giá tải tr ng thiết kế (cấp đánh giá thiết kế). - Đánh giá tải tr ng hợp pháp (cấp đánh giá thứ h i). - Đánh giá tải tr ng cấp phép (cấp đánh giá thứ b ). Mỗi qu tr nh có một tải tr ng cụ thể với các hệ số tải tr ng được hiệu chỉnh đặc biệt nhằm đảm bảo mức độ tin cậ như nh u và có thể chấp nhận được trong m i đánh giá và được đánh giá theo tr nh t được thể hiện trên Hình 2.1
7 Hình 2.2. Trình tự đánh giá tải trọng hợp pháp 2.1.5.2. Công thức đánh giá tải trọng C ng thức (2.1) có thể được viết g n lại như s u: C  DL HL (2.2) RF   LL LL hi RF ≥ 1 tức là khả năng chịu hoạt tải lớn hơn hoặc bằng hiệu ứng củ hoạt tải, bộ phận đánh giá kh i thác được với hoạt tải đánh giá, trái lại khi RF < 1 bộ phận đánh giá kh ng kh i thác được với hoạt tải đánh giá. 2.1.6. Tính toán khả năng chịu tải C Đối với trạng thái giới hạn cường độ, C được ác định bởi C   c  s Rn (2.3) Đối với trạng thái giới hạn sử dụng: C  fr (2.4) 2.1.7. Hiệu ứng tải trọng 2.1.7.1. Hiệu ứng tĩnh tải DL   DC DC   DW DW   P P (2.5)
8 Hệ số tải tr ng củ từng loại hoạt tải theo qu định củ AASHTO RFD tù thuộc vào trạng thái giới hạn tính toán và lưu th ng gi o th ng qu cầu. Theo đó, hệ số tải tr ng củ hoạt tải được qu định phụ thuộc vào nhiều ếu tố như là trạng thái giới hạn, lưu lượng e chạ , các loại cầu khác nh u, tính chất tác dụng củ tải tr ng và được thể hiện qu Bảng 2.2. Bảng 2.2 .Hệ số tải trọng của tải trọng hợp pháp Lƣu lƣợng xe tải theo một Hệ số γLLcho xe 3, 3-S3, 3-3 và chiều (ADTT) tải trọng làn h ng có số liệu 1,80 ADTT > 5000 1,80 ADTT = 1000 1,65 ADTT < 100 1,4 2.1.7.2. Hiệu ứng hoạt tải Hoạt tải đánh giá củ các trường hợp cụ thể phù hợp với cấp đánh giá được tr nh bà ở mục 2.1.4. 2.2..ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI CỦA CẦU THẠNH PHÚ TRÊN ĐƢỜNG TỈNH 911,TỈNH TRÀ VINH 2.2.1. Cơ sở lựa chọn cầu Thạnh Phú trên Đƣờng tỉnh 911 để đánh giá và nâng cấp tải trọng 2.2.2. Đánh giá sơ bộ hiện trạng của cầu Thạnh Phú trên Đƣờng tỉnh 911 2.2.2.1. Giới thiệu chung Cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911 tại m03+770 thuộc ã Thạnh Phú, hu ện Cầu è, tỉnh Trà Vinh. Cầu có kết cấu bằng BTCT gồm 03 nhịp giản đơn 3 24,5m; Bề rộng toàn cầu 7,0m, phần e chạ 6,0m, gờ l n c n 0,5m; ết cấu nhịp dầm BTCT DƯL căng trước, mặt cắt ng ng gồm 4 dầm khoảng cách dầm 1,8m và các dầm liên kết với
9 nh u bởi 5 dầm ng ng; ết cấu mố dạng chữ U bằng BTCT; Trụ cầu BTCT dạng ống nhòm; L n c n, t vịn kết cấu bằng thép; Hoạt tải thiết kế là H18. 2.2.2.2. Đánh giá hiện trạng Hiện tại, các dầm chủ và dầm ng ng chư thấ dấu hiệu bất thường, gối cấu bằng c o su t nh trạng làm việc b nh thường, các khe biến dạng cơ bản vẫn còn tốt, kết cấu l n c n t vịn bằng thép đã được sơn lại vẫn ở trạng thái làm việc tốt, lớp phủ mặt cầu còn tốt. Tải tr ng kh i thác chỉ 18 tấn; trong khi đó các cầu còn lại trên tu ến nà có tải tr ng kh i thác từ 18 tấn đến 30 tấn. 2.2.3. ác định cƣờng độ bê tông và cốt thép ết quả cường độ bê t ng củ kết cấu BTCT dầm chủ và mố trụ cầu bằng súng bật nẩ Bảng 2 . 3 . Bảng 2.3. Cường độ bê tông của dầm chủ và mố trụ cầu Kết quả Stt Cấu kiện Cƣờng độ BT (MPa); Rhcht 1 Dầm chủ số 1, 2, 3, 4 38.2/38.2/38.2/38.2 2 Mố M1 21.8 3 Trụ T1 22.8 2.2.4. Đo đạt với tải trọng thử tải tỉnh 2.2.4.1. Tải trọng thử tải cầu Cân nặng (tấn) Khoảng cách trục xe (m) Phƣơng Phƣơng Phƣơng Loại xe Trục 1 Trục 2 Trục 3 dọc a1 dọc a2 ngang b 84C 028.33 4.96 6.29 5.91 1.35 3.40 1.9 84C 028.77 4.97 6.45 6.55 1.35 3.40 1.9 2.2.4.2. Thử tải trọng tĩnh kết cấu nhịp 1 Hình 2.2 và 2.3 thể hiện các sơ đồ ếp tải và các vị trí thiết bị theo
10 phương d c cầu và ng ng cầu đo ứng suất biến dạng thớ dưới và chu ển vị củ các dầm chủ tại tiết diện giữ nhịp 1 s¬ ®å g¾n thiÕt bÞ ®o nhÞp 1 24500 1350 3400 12250 8600 84C-028.77 4.97T 6.55T 6.45T 84C-028.33 4.96T 5.91T 6.29T 1000 Ghi chó: V V ®é vâng cÇu th¹nh phó Hình 2.7. Sơ đồ xếp tải và thiết bị đo thử tải tĩnh nhịp 1 theo phương dọc cầu 7000 7000 7000 500 6000 500 500 6000 500 500 6000 500 600 1800 1200 1800 600 500 1800 1200 1800 700 700 1800 1200 1800 500 1000 1000 1000 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 V V V V V V V V V V V V 800 1800 1800 1800 800 800 1800 1800 1800 800 800 1800 1800 1800 800 cÇu th¹nh phó Ghi chó: V ®é vâng Hình 2.8.Sơ đồ xếp tải và thiết bị đo thử tải tĩnh nhịp 1 theo phương dọc cầu Bảng 2.5. Chuyển vị của các dầm chủ tại tiết diện giữa nhịp 1 Độ võng đo STT Thế tải Vị trí Thiết bị đạc (mm) 1 Dầm 1 V1 3.02 2 Dầm 2 V2 2.85 Lệch tâm phải 3 Dầm 3 V3 4.23 4 Dầm 4 V4 4.59
11 Độ võng đo STT Thế tải Vị trí Thiết bị đạc (mm) 5 Dầm 1 V1 3.05 6 Dầm 2 V2 3.67 Đúng tâm 7 Dầm 3 V3 3.65 8 Dầm 4 V4 4.42 9 Dầm 1 V1 3.78 10 Dầm 2 V2 4.43 Lệch tâm trái 11 Dầm 3 V3 3.58 12 Dầm 4 V4 3.44 Từ kết quả đo đạc độ võng củ từng dầm, hệ số ph n bố ng ng th c tế củ các dầm chủ được tính toán và thể hiện trên bảng 2.6 Bảng 2.6. Hệ số phân bố ngang của các dầm nhịp 1 Hệ số phân bố ngang ứng với các thế tải Các dầmchủ Lệch tâm trái Đúng tâm Lệch tâm phải Dầm 1 0.497 0.412 0.411 Dầm 2 0.581 0.497 0.388 Dầm 3 0.470 0.493 0.576 Dầm 4 0.452 0.598 0.625 2.2.5. Tính toán tải trọng cắm biển 2.2.5.1. Xác định khả năng chịu lực của kết cấu nhịp a. Đặc trưng vật liệu - Bê tông: Tính chất cơ lý củ bê t ng bản - Thép : Tính chất cơ lý củ cốt thép; Tính chất cơ lý củ thép d ứng l c - Bê t ng nh : Tính chất cơ lý củ bê t ng nh b. Các thông số mặt cắt ngang cầu Các th ng số mặt cắt ng ng cầu:
12 STT Các thông số Đơn vị Ký hiệu Tại ½ nhịp 1 Chiều c o dầm mm h 1143 2 Bề rộng bản cánh mm b1 410 3 Bề rộng sườn dầm mm b3 178 4 hoảng cách dầm mm S 1750 5 Cốt thép d ứng l c chịu bó/tao 7/12.7 kéo c. Xác định sức kháng uốn của kết cấu nhịp Bảng 2.7. Sức kháng uốn của tiết diện ngang cầu STT Các thông số Đơn vị Ký hiệu Tại ½ nhịp 2 1 Diện tích cáp d ứng l c mm Aps 3139.20 hoảng cách từ thớ nén ngoài cùng 2 mm dp 1232.06 đến tr ng t m thép DƯL 3 Bề rộng/bề dà bản cánh chịu nén mm b / bw 1501/178 hoảng cách từ trục TH đến mặt 4 mm c 98.24 chịu nén Chiều dà khối ứng suất tương 5 mm a c.1 83.50 đương Ứng suất trung b nh củ cáp DƯL 6 MPa f ps 1008 được triết giảm 7 Sức kháng uốn d nh định kNm Mn 3762.74 8 Sức kháng uốn tính toán kNm Mr 3762.74
13 d. Xác định khả năng chịu uốn của kết cấu nhịp Bảng 2.8. Sức kháng cắt của tiết diện ngang cầu STT Các thông ố Đơn vị Ký hiệu Gối 1 Chiều c o chịu cắt có hiệu mm dv 823 2 hoảng cách giữ cốt đ i chịu cắt mm s 100 Số lượng đường kính cốt đ i trong 3 ns 2 phạm vis 4 Đường kính cốt đ i mm  16 2 5 Diện tích cốt đ i trong phạm vi s mm Av 402.12 6 Sức kháng cắt d nh định kN Vn 1941.03 7 Sức kháng cắt tính toán kN Vr 1941.03 e. Xác định khả năng chịu cắt của kết cấu nhịp CV  0.95 1.00 Vr 843.98 kN 2.2.6. Đánh giá tải trọng hợp pháp của cầu Thạnh Phú 2.2.6.1. Cơ sở đánhgiá Phương pháp đánh giá tải tr ng được th c hiện th ng qu hệ số RF C DCDC DW DW PP (2.6) RF    LL1 IM LL - Khi RF  1 cầu kh i thác được với tải tr ng đánh giá theo c ng thức: T RFW (2.7) - hi RF < 0.3 cầu phải cần em ét sử chữ khẩn cấp hoặc dừng khai thác; - Khi 0.3  RF  1 th phải cắm biển hạn chế tải tr ng theo c ng thức: W T  RF  0.3) (2.8) 0.7
14 2.2.6.2. Xác định hệ số đánh giá RF Bảng 2.9. Xác định hệ số đánh giá RF đối với mômen C Do DC (kNm) Do DW (kNm) Do LL (kNm) Tải trọng RF (kNm) DC MDC DW MDW LL MLL+IM HL93 (IR) 3574.60 1.25 1346.06 1.50 179.10 1.75 1712.29 0.54 HL93 (OR) 3574.60 1.25 1346.06 1.50 179.10 1.35 1712.29 0.70 3 3574.60 1.25 1346.06 1.50 179.10 1.80 958.13 0.94 3S2 3574.60 1.25 1346.06 1.50 179.10 1.80 1087.99 0.83 3-3 3574.60 1.25 1346.06 1.50 179.10 1.80 1041.53 0.87 Bảng 2.10. Xác định hệ số đánh giá RF đối với lực cắt Do DC (kN) Do DW (kN) Do LL (kN) C (kN) RF Tải trọng DC VDC DW VDW LL VLL+IM HL93 (IR) 1843.98 1.25 224.34 1.50 29.85 1.75 295.09 2.94 HL93(OR) 1843.98 1.25 224.34 1.50 29.85 1.35 295.09 3.81 3 1843.98 1.25 224.34 1.50 29.85 1.80 175.83 4.80 3S2 1843.98 1.25 224.34 1.50 29.85 1.80 212.45 3.97 3-3 1843.98 1.25 224.34 1.50 29.85 1.80 214.47 3.93 2.2.6.3. Đề xuất cắm biển tải trọng Bảng 2.9 và 2.10 cho thấ cần phải cắm biển tải tr ng. hi đó, tải tr ng cắm biển được tính theo c ng thức (5) và kết quả được thể hiện trên bảng 2.11 Bảng 2.11. Xác định tải trọng cắm biển Tải trọng cắm biển Tải trọng Ký hiệu W (kN) RF T (tấn) 3 T3 222.50 0.94 21.00 3S2 T3-S2 320.00 0.83 25.00 3-3 T3-3 356.00 0.87 29.00
15 Bảng 2.11 cho thấ rằng biển cắm tải tr ng hợp pháp theo QCVN 41:2016/BGTVT là: 2.2.7. Kết luận kiến nghị đối với cầu Thạnh phú (1) Hiện trạng kết cấu nhịp phải cắm biển hạn chế tải tr ng là: 21 tấn đối với e tải, 25 tấn đối với e sơ-mi rơ-móc và 29 tấn đối với erơ-móc; (2) Hiện trạng mố trụ đảm bảo n toàn khả năng chịu l c đối với đoàn e H18 tấn (kh ng kể enặng) Từ (1) và (2), biển cắm tải tr ng e hợp pháp củ cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh theo QCVN 41:2016/BGTVT là: KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 (1) Bằng việc đo đạc hiện trường và ph n tích tính toán, đề uấtbiển cắm hiện trạng đối với tải tr ng hợp pháp theo QCVN 41:2016/ BGTVT củ Bộ Gi o th ng vận tải đối với kết cấu nhịp cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh là:
16 (2) Để đáp ứng nhu cầu thống nhất cấp tải tr ng đối với tất cả các cầu trên Đường tỉnh 911, tỉnh Trà Vinh là 21 tấn đối với xe tải, 25 tấn đối với e sơ - mi rơ - moc và 29 tấn đối với e rơ - moc cũng như đáp ứng nhu cầu phục vụ vận tải đảm bảo an ninh quốc phòng và phục vụ vận chuyển hàng c ăn trái, hàng hó n ng sản của khu v c, nguyên vật liệucho cụm công nghiệp mới hình thành của xã Thạnh Phú cần thiết nâng cấp tải tr ng cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911 từ 18 tấn lên25tấn hoặc c o hơn. Do vậy, các giải pháp gi cường kết cấu được đề xuất và ph n tích trong Chương 3. CHƢƠNG 3 ĐỀ UẤT GIẢI PHÁP NÂNG CẤP TẢI TRỌNG ĐỐI VỚICẦU THẠNH PHÚ TRÊN ĐƢỜNG TỈNH 911, TỈNH TRÀ VINH 3.1. MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIA CƢỜNG TRONG CẦU BTCT VÀ BTCT DỰ ỨNG LỰC 3.1.1 Các giải pháp gia cƣờng cầu BTCT và BTCT dự : - Giải pháp đặt thêm cốt thép vùng chịu kéo. - Giải pháp dán bản thép - Giải pháp căng cáp DƯL ngoài - Giải pháp liệu FRP(Fiber Reinforced Pol mer). 3.1.2. Lựa chọn giải pháp gia cƣờng cho cầu Thạnh Phú Cầu Thạnh Phú ( m03+770) trên Đường tỉnh 911 là tu ến gi o
17 th ng hu ết mạch phục vụ vận chu ển c ăn trái, hàng hó n ng sản củ khu v c, đảm bảo n ninh quốc phòng nhưng có tải tr ng hạn chế (18 tấn) nên kh ng đáp ứng được nhu cầu phát triển củ vùng. V vậ cần thiết n ng cấp tải tr ng cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911 từ 18 tấn lên 25 tấn hoặc c o hơn để đáp ứng nhu cầu trên và đề uất giải pháp gi cường bằng dán FRP cho cầu Thạnh Phú trên Đường tỉnh 911 v kh ng làm tăng đáng kể tĩnh tải, tăng cường sức kháng hiệu quả, kh ng tăng chiều c o kiến trúc củ cầu và được sử dụng rộng rãi ở nước t trong gi cường các cầu cũ. 3.2. THIẾT KẾ GIA CƢỜNG KẾT CẤU NHỊP CẦU THẠNH PHÚ 3.2.1. Cơ sở tính toán gia cƣờng bằng vật liệu FRPđối với dầm BTCT DƢL Đối với dầm BTCT được tăng cường bằng tấm sợi FRP, có các h nh thức phá hoại do uốn như s u: (1) H nh thức phá hoại do bêt ng bị nén vỡ (  c   cu  0.003 ,  frpl   frpu ); (2) H nh thức phá hoại do đứt tấm sợi FRP (  frpl   frpu ,  c   cu  0.003 ); (3) Hình thức phá hoại đồng thời (  c   cu  0.003 ,  frpl   frpu ). Tr nh t tính toán gi cường sức kháng uốn cho dầm BTCT DƯL dán tấm sợi FRP có các bước s u: Bƣớc 1: Tính biến dạng có hiệu củ tấm sợi tại thời điểm phá hoại là  fe từ các số liệu số lớp, chiều dà t f và m đun đàn hồi E f Bƣớc 2: Giả thiết phá hoại ả r đồng thời bêt ng và tấm sợi. Biến dạng củ bêt ng lúc phá hoại là 0.003 và biến dạng củ tấm sợi tại thời điểm phá hoại là  fe
18 Bƣớc 3: Phá hoại ả r do tấm sợi FRP bị phá hỏng trước Bƣớc 4: Phá hoại ả r do nứt vỡ bêt ng Bƣớc 5: Tính sức kháng uốn d nh định 3.3.2. Tính toán tăng cƣờng sức kháng uốn dầm bê tông ứng suất trƣớc theo tiêu chuẩn ACI220,2R-08 3.3.2.1. Sức kháng uốn Bƣớc 1: Tính toán các thuộc tính củ vật liệu FRP. Bƣớc 2: Tính toán sơ bộ các thuộc tính củ mặt cắt. Bƣớc 3: ác định biến dạng củ đá đầm tại thời điểm lắp đặt tấm sợi FRP. Bƣớc 4: ác định biến dạng thiết kế củ tấm sợi FRP εfd. Giá trị εfd được ác định d vào điều kiện th c nghiệm qu định đối với từng loại sản phẩm FRP. Bƣớc 5: ác định khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trục trung hòa c. Bƣớc 6: Tính toán c d vào điều kiện c n bằng nội l c. Bƣớc 7: Tính toán sức kháng các thành phần củ mặt cắt. Bƣớc 8: Tính toán sức kháng uốn củ tiết diện Mn. 3.3.2.2. Sức kháng cắt Theo ACI 440.2R-08, sức kháng cắt ác định theo c ng thức: Vn  Vc  V s V f (3.1) Vc  2 f c' bw d (3.1) Av f y d Sin  Cos  (3.3) Vs  S Ứng suất trong FRP gi cường chống cắt: f fe  E f  fe (3.4) Biến dạng có hiệu trong tấm sợi:  fe  k v  fu  0,004 (3.5)