Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông: Phân tích khả năng chịu tải thực tế và đánh giá độ tin cậy cầu Vĩ Dạ trên quốc lộ 49a, thành phố Huế

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

Thêm vào BST

Báo xấu

15
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 khả năng chịu tải của cầu Vĩ Dạ theo yêu cầu của hoạt tải thiết kế mở rộng, là cơ sở để phục vụ việc thiết kế gia cố, tăng cường (nếu cần thiết). Đánh giá độ tin cậy cầu Vĩ Dạ nhằm bổ sung các thông tin cho đơn vị khai thác và quản lý cầu.

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: Phân tích khả năng chịu tải thực tế và đánh giá độ tin cậy cầu Vĩ Dạ trên quốc lộ 49a, thành phố Huế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN TÍN NGHĨA PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI THỰC TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CẦU VĨ DẠ TRÊN QUỐC LỘ 49A, THÀNH PHỐ HUẾ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số: 85.80.205 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Đà Nẵng - Năm 2019
Công trình được hoàn thành tại TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Duy Thảo Phản biện 1: TS. Võ Duy Hùng Phản biện 2: TS. Trần Đình Quảng Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông họp tại trường Đại học Bách khoa vào ngày 21 tháng 12 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Xây dựng cầu đường, Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Cầu Vĩ Dạ được thiết kế theo quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79. Cầu được khai thác (từ tháng 5 năm 1998), đến nay cầu vẫn đang khai thác và sử dụng tốt. Tuy nhiên, đứng trước áp lực lưu lượng và tải trọng ngày càng tăng, và tải trọng tính toán theo quy trình thiết kế đã không còn hiệu lực. Nên cần phải có đánh giá lại khả năng phục vụ của cầu Vĩ Dạ theo yêu cầu tải trọng mới, đồng thời phân tích độ tin cậy của kết cấu cầu là rất cần thiết. 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu tổng quát: Phân tích khả năng chịu lực của kết cấu và đánh giá độ tin cậy của cầu Vĩ Dạ, thành phố Huế. 2.2. Mục tiêu cụ thể: - Đánh giá khả năng chịu tải của cầu Vĩ Dạ theo yêu cầu của hoạt tải thiết kế mở rộng, là cơ sở để phục vụ việc thiết kế gia cố, tăng cường (nếu cần thiết). - Đánh giá độ tin cậy cầu Vĩ Dạ nhằm bổ sung các thông tin cho đơn vị khai thác và quản lý cầu. .3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu: Công trình cầu Vĩ Dạ, thành phố Huế. 3.2. Phạm vi nghiên cứu: - Phân tích khả năng chịu tải kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ, thành phố Huế. - Phân tích độ tin cậy kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ theo điều kiện về sức kháng uốn. - Các kết quả nghiên cứu chỉ thực hiện trên kết cấu nhịp (dầm chủ BTCT DƯL) cầu Vỹ Dạ. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành đo đạc hiện trạng cầu, đo đạc ứng xử kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ dưới tác dụng của hoạt tải thí nghiệm. - Nghiên cứu lý thuyết: áp dụng lý thuyết tính toán độ tin cậy để tính toán chỉ số độ tin cậy kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ. 5. Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài: Dựa trên số liệu kết quả đo đạc thực tế và thử tải cầu dưới tác dụng của hoại tải thử nghiệm, phân tích khả năng chịu tải của kết cấu nhịp cầu cũ để đáp ứng với
2 tải trọng hoạt tải khai thác mới HL93. Phân tích độ tin cậy của kết cấu nhịp dựa trên cơ sở lý thuyết độ tin cậy theo điều kiện sức kháng uốn. Từ đó đưa ra giải pháp hạn chế độ lệch chuẩn của tải trọng dựa trên độ lệch chuẩn của sức kháng để thỏa mãn chỉ số độ tin cậy mục tiêu và tạo cơ sỡ dữ liệu để giúp cải thiện công tác quản lý cầu. 6. Dự kiến nội dung của luận văn: Mở đầu; Chương 1. Giới thiệu công trình cầu Vĩ Dạ, thành phố Huế, Thừa Thiên Huế; Chương 2. Cơ sở lý thuyết đánh giá độ tin cậy của kết cấu công trình; Chương 3. Phân tích khả năng chịu tải và đánh giá độ tin cậy của cầu Vĩ Dạ; Kết luận và kiến nghị.
3 CHƢƠNG 1 CÔNG TRÌNH CẦU VĨ DẠ, THÀNH PHỐ HUẾ, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG CÔNG TRÌNH CẦU VĨ DẠ 1.1.1. Vị trí xây dựng công trình Cầu Vỹ Dạ c qua sông Như , thành phố Huế - Địa điểm xây dựng: Phường Xuân Phú và phường Vĩ Dạ Thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế. Hình 1.1. Bản đồ thể hiện vị trí của cầu Vĩ Dạ 1.1.2. Tải trọng thiết kế và qui mô công trình - Cầu Vỹ Dạ được thiết kế với qui mô vĩnh cửu bằng BTCT và BTCTDƯL. +Tải trọng thiết kế: Đoàn xe H30-XB80; người đi ộ 300kg/m2. - Cầu được thiết kế theo quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79. 1.2. HIỆN TRẠNG CỦA CẦU VĨ DẠ 1.2.1. Bố trí chung cầu: Toàn cầu gồm 5 nhịp dầm giản đơn.
4 1.2.2. Kết cấu phần trên Hình 1.4. Hình ảnh kết cấu nhịp cầu Vỹ Dạ 1.2.3. Kết cấu phần dƣới Hình 1.5. Mố cầu Vỹ Dạ 1.2.4. Các hạng mục khác Hình 1.6. Các hạng mục khác cầu Vỹ Dạ
5 1.3. NHU CẦU TẠO CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỂ QUẢN LÝ CÁC CẦU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THỪA THIÊN HUẾ HIỆN NAY Đứng trước các thách thức đặt ra rất lớn cho ngành giao thông vận tải là làm sao vẫn giữ nguyên những cây cầu hiện trạng nhưng vẫn đáp ứng được khả năng khai thác hoặc tối thiểu là đáp ứng một loại tải trọng nào đó. Nhưng việc quản lý dử liệu còn rất sơ sài nên rất khó khăn cho việc kiểm tra khả năng chịu tải thực tế. Vì vậy, nhu cầu tạo cơ sở dữ liệu cho việc quản lý trở nên rất cần thiết và cấp bách. 1.4. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VIỆC PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI THỰC TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CẦU VĨ DẠ Cầu được thiết kế theo quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79. Đứng trước áp lực lưu lượng và tải trọng giao thông ngày càng tăng, và tải trọng tính toán theo quy trình thiết kế đã không còn hiệu lực, nên cần phải đánh giá lại khả năng chịu lực của cầu cũ phù hợp với yêu cầu tải trọng khai thác mới HL93 và nhu cầu mở rộng cầu khi cần thiết. Việc thiếu thông tin, dữ liệu về khả năng chịu lực của các bộ phân của cầu ở giai đoạn khi đưa cầu vào khai thác sử dụng, ảnh hưởng rất lớn đến tính an toàn và ổn định cho việc thiết kế năng cấp cầu cũ, Do vậy việc phân tích khả năng chịu tải thực tế và đánh giá độ tin cậy của cầu Vĩ Dạ là rất cần thiết và cấp bách.
6 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.1.1. Tổng quan về lý thuyết độ tin cậy của kết cấu công trình Đánh giá sự an toàn hay hư hỏng của kết cấu hình thành các quan điểm tính toán như sau: - Tính toán sự an toàn của kết cấu theo ứng suất cho phép. - Tính toán sự an toàn của kết cấu theo trạng thái giới hạn. - Tính toán sự an toàn của kết cấu theo lý thuyết độ tin cậy. Trong 3 quan điểm tính toán trên, tính toán sự an toàn của kết cấu theo lý thuyết độ tin cậy sát với thực tế hơn cả vì nó có xét đến các sai lệch ngẫu nhiên của các tham số tính toán có trong thực tế. 2.1.2. Quá trình phát triển mô hình đánh giá độ tin cậy theo phƣơng pháp lý thuyết xác suất và thống kê toán học Năm 1981 B.V.Gnhedenco, B.V.Beliav, Iu.K.Xoloviev đã trình ày “Những phương pháp toán học trong lý thuyết độ tin cậy” một cách có hệ thống về quan niệm thiết kế theo độ tin cậy. Trong những thập niên cuối thế kỷ 20, các nghiên cứu và ứng dụng độ tin cậy đã tăng lên cả về số lượng và chất lượng. Lý thuyết độ tin cậy được sử dụng làm cơ sở của quá trình cải tiến của các tiêu chuẩn thiết kế. 2.2. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY CỦA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2.2.1. Chỉ số độ tin cậy β   S  R (2.8b) 2 2 R S Xác suất phá hoại được xác định như sau: Pf   (   ) (2.9) Xác suất an toàn: PS  1  Pf  1  (   )  1  [1  (  )]  (  ) 2.10)
7 Bảng 2.1. Bảng tra hàm  Hình 2.2. Mô hình giao thoa thể hiện xác suất không an toàn 2.2.2. Phƣơng pháp tuyến tính hóa xác định chỉ số β a. Tuyến tính hóa hàm có các biến ngẫu nhiên Trong thực tế tính toán ĐTC thường gặp những hàm số có các biến ngẫu nhiên. Cách xác định kỳ vọng và phương sai của hàm ngẫu nhiên theo kỳ vọng và phương sai của các biến ngẫu nhiên như sau. b. Hàm một biến ngẫu nhiên c. Hàm nhiều biến ngẫu nhiên d. Nâng cao mức chính xác của kết quả tuyến tính hóa Kết luận Chƣơng 2 Qua phân tích trên, ta dùng một số phương pháp để đánh giá độ tin cậy của kết cấu công trình theo 2 cách tiếp cận: + Theo Bolotin. + Theo định nghĩa và tiêu chí về chỉ số  mục tiêu. Cách này khá đơn giản và g n với tiêu chuẩn. Vì vậy trong luận văn này, học viên áp dụng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá độ tin cậy của các kết cấu cầu Vĩ Dạ trên cơ sở phân tích chỉ số  có xét đến mức độ biến động của tải trọng và sức kháng uốn của kết cấu dầm cầu.
8 CHƢƠNG 3 PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CẦU VĨ DẠ 3.1. PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CẦU VĨ DẠ 3.1.1 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CẦU VĨ DẠ a. Phương pháp đo đạc kiểm tra đánh giá hiện trạng tổng thể của c Tiến hành kiểm tra đo đạc tổng thể cầu b. Thiết bị phục vụ công tác khảo sát hiện trạng: - Thước thép, kính soi vết nứt và thiết bị đo độ mở rộng vết nứt (Kính lúp có vạch chia 0. 02 mm), súng bật nẩy Schmid xác định cường độ bê tông, máy toàn đạc điện tử + mia, bộ đàm,…. c. Kết quả đo đạc kiểm tra đánh giá hiện trạng tổng thể của - Hiện trạng kết cấu nhịp và trụ cầu còn tốt. - Các khe co giãn cần được vệ sinh, duy tu bảo dưỡng. - Hệ thống thoát nước bị hư hỏng cần được sửa chữa. - Gối cầu bằng cao su cần được kiểm tra thường xuyên để có biện pháp khắc phục kịp thời. Một số hình ảnh kết quả kiểm tra đánh giá hiện trạng: Hình 3.2. Cát lấp đầy khe co giãn Hình 3.3. Gối cao su bị lệch, trượt tại đày dầm Hình 3.4. Nước chảy tự do xuống xà mũ trụ cầu
9 3.1.2. Đo đạc cƣờng độ bê tông các kết cấu chính cầu Vĩ Dạ a. Phương pháp đo đạc cường độ bê tông các kết cấu chính của c u: Sử dụng súng bật nẩy. b. Thiết bị phục vụ ông tá đo đạc cường độ bê tông c Vĩ Dạ - Thước thép, súng bật nẩy Schmid xác định cường độ bê tông, máy toàn đạc điện tử + mia, bộ đàm nội bộ tầm ng n, camera + máy ảnh. c. Kết quả đo đạ ường độ bê tông các kết cấu chính c Vĩ Dạ Hình 3.5. Kiểm tra cường độ Hình 3.6. Kiểm tra cường độ của của bê tông mố và trụ cầu bê tông dầm chủ Kết quả đánh giá cường độ bê tông của các KC: - Kết cấu nhịp: Rminđo= 42.7 (MPa) > Rtk= 40 (MPa) - Mố cầu: Rminđo= 30.1 (MPa) > Rtk= 30 (MPa) - Trụ cầu: Rminđo= 32.4 (MPa) > Rtk= 30 (MPa) *Đánh giá chung: - Bê tông của các dầm trên nhịp 1 và 5 đảm bảo cường độ thiết kế và tương đối đồng nhất. - Bê tông của mố M1, mố M2, thân trụ T1, T2,T3 và T4 đảm bảo cường độ thiết kế và tương đối đồng nhất. 3.1.3. Đo đạc phản ứng kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ dƣới tác dụng của hoạt tải thử nghiệm 3.1.3.1. Đo đạc phản ứng kết cấu nhịp c Vĩ Dạ dư i tác dụng của tải tr ng tĩnh a. Các phương án thử tải tr ng tĩnh: Việc thử tải tĩnh cần được thực hiện trên 02 nhịp. b. Đo ứng suất và chuyển vị d m chủ của nhịp 1 và 5 *Phương pháp đo, ố trí điểm đo trên mặt c t
10 Ứng suất được xác định thông qua kết quả đo iến dạng của thiết bị đo. Mỗi mặt c t ngang bố trí 6 điểm đo ở giữa tim cầu. Chuyển vị được đo ằng võng kế. Mỗi mặt c t ngang bố trí 6 điểm đo ở giữa tim cầu. *Sơ đồ xếp hoạt tải tĩnh: Khi đo ứng suất trên mặt c t phải xếp đoàn hoạt tải căn cứ vào đường ảnh hưởng để tạo ra nội lực trong khoảng từ (80-90)% so với nội lực do hoạt tải thiết kế tiêu chuẩn không xét xung kích tại mặt c t cần đo. Mỗi sơ đồ tải dọc nêu trên lại được đặt theo 3 vị trí khác nhau theo phương ngang cầu theo 3 thế tải như sau: SĐ1: 2 làn xe đặt lệch hạ lưu - gây ra hiệu ứng uốn xo n lớn nhất cho mặt c t cần đo (đo lặp 3 lần) SĐ2: 2 làn xe đặt lệch thượng lưu - gây ra hiệu ứng uốn xo n lớn nhất cho mặt c t cần đo (đo lặp 3 lần) SĐ3: 2 làn xe đặt đúng tâm - gây ra hiệu ứng uốn lớn nhất cho mặt c t cần đo (đo lặp 3 lần). 3.1.3.2. Đo đạc phản ứng kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ dƣới tác dụng của tải trọng động a. Phương pháp đo đạc phản ứng kết cấu nhịp của c Vĩ Dạ Mỗi mặt c t ngang của cầu bố trí 01 điểm đo chuyển vị động (hoặc biến dạng động) ở giữa nhịp *Sơ đồ xếp hoạt tải động: SĐ1: 1 xe chạy đúng tâm - gây hiệu ứng uốn động lực lớn nhất, vận tốc 20,30,40 Km/h. b. h i ư ng đo đạc phản ứng kết cấu nhịp dư i tác dụng tải tr ng động: Đo chuyển vị (hoặc biến dạng động): 2 điểm; Đo gia tốc dao động kết cấu nhịp: 2 điểm. c.Tải tr ng thử dùng để đo đạc phản ứng kết cấu nhịp: - Tải trọng trục xe 30T: Trục 1:6T; Trục 2: 12T; Trục 3: 12T - Khoảng cách trục xe: Khoảng cách từ trục 1 đến trục 2 là ≈4.0m; khoảng cách từ trục 2 đến trục 3 là ≈1.35m.
11 -Trong mỗi sơ đồ tải các làn xe xếp trên mặt cầu theo 3 phương án: a- Lệch tâm về phía thượng lưu. b- Đúng tâm. c- Lệch tâm về phía hạ lưu d. Thiết bị phục vụ công tác đo đạc phản ứng kết cấu nhịp c Vĩ Dạ Hình 3.11. Hệ thống Hình 3.12. Hệ thống thu thập dữ liệu kiểm định kết cấu cầu thử tại tại hiện trường công trình STS - Wifi (BDI Hoa Kỳ) Hình 3.14. Điều xe thử tải vào vị trí theo các sơ đồ kiểm định cầu
12 d. Kết quả đo đạc phản ứng kết cấu nhịp c Vĩ Dạ dư i tác dụng của hoạt tải thử nghiệm Bảng 3.6. Tổng hợp kết quả ứng suất trong kết cấu nhịp dầm T (L=33m) Ứng suất trong bê tông kết cấu nhịp (tại L/2) do hoạt tải (MPa) Kết cấu Đúng tâm Lệch tâm thượng lưu Lệch tâm hạ lưu Dầm 1-Nhịp 1 1.46 3.03 1.37 Dầm 2-Nhịp 1 1.93 3.23 1.51 Dầm 3-Nhịp 1 2.54 2.59 2.35 Dầm 4-Nhịp 1 2.17 2.04 2.23 Dầm 5-Nhịp 1 1.58 1.56 3.15 Dầm 6-Nhịp 1 1.48 1.27 2.97 Dầm 1-Nhịp 5 1.53 2.47 1.29 Dầm 2-Nhịp 5 1.88 2.48 1.60 Dầm 3-Nhịp 5 2.27 2.43 2.07 Dầm 4-Nhịp 5 2.65 2.48 2.76 Dầm 5-Nhịp 5 2.35 1.88 3.14 Dầm 6-Nhịp 5 1.61 1.41 2.85 Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả chuyển vị trong kết cấu nhịp dầm T (L=33m) Độ võng kết cấu nhịp (tại L/2) do hoạt tải (mm) Kết cấu Đúng tâm Lệch tâm thượng lưu Lệch tâm hạ lưu Dầm 1-Nhịp 1 4.50 5.86 3.50 Dầm 2-Nhịp 1 6.03 7.13 4.84 Dầm 3-Nhịp 1 7.18 7.51 6.68 Dầm 4-Nhịp 1 6.77 6.19 7.08 Dầm 5-Nhịp 1 5.91 4.53 6.98 Dầm 6-Nhịp 1 4.47 3.59 5.87 Dầm 1-Nhịp 5 5.41 6.38 3.29 Dầm 2-Nhịp 5 5.92 7.12 4.90 Dầm 3-Nhịp 5 7.15 6.58 6.69 Dầm 4-Nhịp 5 6.98 6.62 7.33 Dầm 5-Nhịp 5 6.02 4.80 6.98 Dầm 6-Nhịp 5 5.26 3.25 6.47
13 3.1.4 Phân tích khả năng chịu tải của kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ 3.1.4.1. Tính toán ứng suất trong bê tông kết cấu nhịp 1 và nhịp 5 (tại L/2) do đoàn xe thử tải gây ra Ứng suất tính toán trong bê tông kết cấu nhịp (tại L/2) do đoàn xe thử tải gây ra theo 22TCN272-05: - Hệ số phân bố ngang cho moment là: 0.717 (Phụ lục 02). - Moment tính toán trong bê tông kết cấu nhịp (tại L/2) do đoàn xe thử tải gây ra: M= g M . Pi . yi =2948935445.22 (N.mm) (Phụ lục 01). - Moment kháng uốn của dầm: W=278707.39 (cm3) (Phụ lục 03). Bảng 3.8. Tổng hợp kết quả kiểm tra ứng suất trong kết cấu nhịp dầm T (L=33m) Ứng suất trong bê tông kết cấu nhịp (tại L/2) do hoạt tải (MPa) Đúng tâm Lệch tâm thượng lưu Lệch tâm hạ lưu Kết cấu Đ.đạc/ Đ.đạc/ Đ.đạc/ Đo đạc Lý thuyết L.thuyết Đo đạc Lý thuyết L.thuyết Đo đạc Lý thuyết L.thuyết (%) (%) (%) Dầm 1-Nhịp 1 1.46 7.29 20.03 3.03 7.29 41.56 1.37 7.29 18.79 Dầm 2-Nhịp 1 1.93 7.29 26.47 3.23 7.29 44.31 1.51 7.29 20.71 Dầm 3-Nhịp 1 2.54 7.29 34.84 2.59 7.29 35.53 2.35 7.29 32.24 Dầm 4-Nhịp 1 2.17 7.29 29.77 2.04 7.29 27.98 2.23 7.29 30.59 Dầm 5-Nhịp 1 1.58 7.29 21.67 1.56 7.29 21.40 3.15 7.29 43.21 Dầm 6-Nhịp 1 1.48 7.29 20.30 1.27 7.29 17.42 2.97 7.29 40.74 Dầm 1-Nhịp 5 1.53 7.29 20.99 2.47 7.29 33.88 1.29 7.29 17.70 Dầm 2-Nhịp 5 1.88 7.29 25.79 2.48 7.29 34.02 1.60 7.29 21.95 Dầm 3-Nhịp 5 2.27 7.29 31.14 2.43 7.29 33.33 2.07 7.29 28.40 Dầm 4-Nhịp 5 2.65 7.29 36.35 2.48 7.29 34.02 2.76 7.29 37.86 Dầm 5-Nhịp 5 2.35 7.29 32.24 1.88 7.29 25.79 3.14 7.29 43.07 Dầm 6-Nhịp 5 1.61 7.29 22.09 1.41 7.29 19.34 2.85 7.29 39.09 Nhận xét: - Kết quả đo đạc ứng suất trong dầm chủ do tải trọng thử tĩnh gây ra đều nhỏ lớn hơn so với giá trị tính toán lý thuyết. Giá trị
14 đo ứng suất trong các dầm theo ba thế tải đạt từ (17.42 ÷ 44.31)% so với giá trị ứng suất tính toán lý thuyết. 3.1.4.2. Tính toán chuyển vị của kết cấu nhịp 1 và nhịp 5 (tại L/2) do đoàn xe thử tải gây ra: - Độ võng do xe thử tải gây ra tại 1/2 nhịp: 2 2 g .P.c.(3l  4c ) dpv = M =16.04 (mm) ( 48.E . J ) Trong đó: + g M : Hệ số phân bố ngang đối với mô men của dầm, g M =0.717 (theo Phụ lục 02). + P: tải trọng trục xe thử tải lấy theo sơ đồ xếp xe (KN). (P1=12T; P2=12T; P3=6T). + c: Khoảng cách từ trục xe đến gối gần nhất (mm). (c1=14.8m; c2=16.1m; c3=12.1m). + l: Chiều dài tính toán của nhịp (mm), l=32.2 (m). + E: mô đuyn đàn hồi của dầm: E=31799 (MPa). + J: mô men quán tính của dầm: J= 28174371 (cm4). Bảng 3.9. ng hợp ết quả kiểm tra chuyển vị trong kết cấu nhịp dầm T (L=33m) Độ võng kết cấu nhịp (tại L/2) do hoạt tải (mm) Đúng tâm Lệch tâm thượng lưu Lệch tâm hạ lưu Kết cấu Đ.đạc/ Đ.đạc/ Đ.đạc/ Đo Lý Đo Lý Đo Lý L.thuyết L.thuyết L.thuyết đạc thuyết đạc thuyết đạc thuyết (%) (%) (%) Dầm 1- 4.50 16.04 28.05 5.86 16.04 36.53 3.50 16.04 21.82 Nhịp 1 Dầm 2- 6.03 16.04 37.59 7.13 16.04 44.45 4.84 16.04 30.17 Nhịp 1 Dầm 3- 7.18 16.04 44.76 7.51 16.04 46.82 6.68 16.04 41.65 Nhịp 1 Dầm 4- 6.77 16.04 42.21 6.19 16.04 38.59 7.08 16.04 44.14 Nhịp 1 Dầm 5- 5.91 16.04 36.85 4.53 16.04 28.24 6.98 16.04 43.52 Nhịp 1 Dầm 6- 4.47 16.04 27.87 3.59 16.04 22.38 5.87 16.04 36.60 Nhịp 1 Dầm 1- 5.41 16.04 33.73 6.38 16.04 39.78 3.29 16.04 20.51 Nhịp 5 Dầm 2- 5.92 16.04 36.91 7.12 16.04 44.39 4.90 16.04 30.55 Nhịp 5
15 Độ võng kết cấu nhịp (tại L/2) do hoạt tải (mm) Đúng tâm Lệch tâm thượng lưu Lệch tâm hạ lưu Kết cấu Đ.đạc/ Đ.đạc/ Đ.đạc/ Đo Lý Đo Lý Đo Lý L.thuyết L.thuyết L.thuyết đạc thuyết đạc thuyết đạc thuyết (%) (%) (%) Dầm 3- 7.15 16.04 44.58 6.58 16.04 41.02 6.69 16.04 41.71 Nhịp 5 Dầm 4- 6.98 16.04 43.52 6.62 16.04 41.27 7.33 16.04 45.70 Nhịp 5 Dầm 5- 6.02 16.04 37.53 4.80 16.04 29.93 6.98 16.04 43.52 Nhịp 5 Dầm 6- 5.26 16.04 32.79 3.25 16.04 20.26 6.47 16.04 40.34 Nhịp 5 *Nhận xét: - Giá trị độ võng lớn nhất trong dầm chủ đo được trong ba thế tải là 7.51 mm, nhỏ hơn độ võng cho phép là 32.2 mm (Theo 22TCN 272:05). * Kết luận: -Kết quả đo đạc kiểm định ứng suất trong kết cấu nhịp cầu (nhịp 1 và 5) dưới tác dụng của tải trọng tĩnh đều nhỏ hơn kết quả phân tích lý thuyết. -Kết quả đo đạc độ võng trong kết cấu nhịp cầu (nhịp 1 và 5) dưới tác dụng của tải trọng tĩnh đều nhỏ hơn kết quả phân tích lý thuyết. Dựa vào đo đạc thử tải và kết quả phân tích lý thuyết cho thấy: Kết cấu nhịp cầu Vĩ Dạ đảm bảo khả năng chịu lực an toàn với hoạt tải HL93. 3.2. ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU NHỊP CẦU VĨ DẠ 3.2.1. Độ tin cậy mục tiêu của cầu Vĩ Dạ Trong Tiêu chuẩn thiết kế cầu ASSHTO LRFD quy định chỉ số độ tin cậy mục tiêu [β] như sau: • [β] = 3.5: kết cấu phần trên. • [β] = 2.5: kết cấu móng. Đối với cầu Vĩ Dạ, việc phân tích tính toán độ tin cậy được thực hiện đối với kết cấu nhịp (dầm chủ). Do vậy, trong luận án chọn độ tin cậy mục tiêu [β] = 3.5. 3.2.2. Xác định độ tin cậy kết cấu nhịp của cầu Vĩ Dạ Thực hiện đánh giá độ tin cậy β của kết cấu nhịp số 5 gồm 6 dầm chủ của cầu Vĩ Dạ khi xem xét theo điều kiện sức kháng uốn. Giả thuyết quy luật phân bố của tải trọng và sức kháng uốn của dầm tuân theo quy luật phân bố chuẩn.
16 Để khảo sát, đánh giá độ tin cậy của dầm chủ cầu Vĩ Dạ. Trong luận án này học viên tiến hành thay đổi độ lệch sức kháng uốn tăng lần lượt là 14%, 15%, 16%. Thay đổi độ lệch chuẩn của hoạt tải theo các cấp tăng tải đang xét tương ứng lần lượt là 5%,10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%,70%, 75%. Công thức xác định độ tin cậy: R S (3.1) β Trong đó: 2 2  R  S + R : kỳ vọng về khả năng nội tại của kết cấu nhịp, ở đây là sức kháng uốn tính toán của dầm. R = 1,273.1010 N.mm (Xem Phụ lục 03). + S : kỳ vọng về hiệu ứng do tổng tải trọng tác dụng bên ngoài lên kết cấu nhịp. ( S là giá trị moment tính toán tại L/2 do tĩnh tải và hoạt tải HL93 tác dụng lên kết cấu nhịp- Xem Phụ lục 03). Ta có trị số S cho từng dầm của nhịp số 05 như sau: Bảng 3.10: Kỳ vọng về hiệu ứng do t ng tải trọng tác dụng bên ngoài lên kết cấu nhịp. Dầm số 01 5,69.109 (M.mm) Dầm số 02 5,84.109 (M.mm) Dầm số 03 5,77.109 (M.mm) Dầm số 04 5,85.109 (M.mm) Dầm số 05 5,78.109 (M.mm) Dầm số 06 5,68.109 (M.mm) + σR : là độ lệch chuẩn của sức kháng uốn tính toán của dầm xét phụ thuộc vào sự suy giảm khả năng chịu lực của kết cấu nhịp, giả thiết lần lượt là 14%, 15%, 16%, ta có bảng sau: Bảng 3.11. Độ lệch chuẩn của sức kháng uốn. σR Độ lệch chuẩn của sức kháng uốn (N.mm) 14% 15% 16% Dầm số 01 1.78E+09 1.91E+09 2.04E+09 Dầm số 02 1.78E+09 1.91E+09 2.04E+09 Dầm số 03 1.78E+09 1.91E+09 2.04E+09 Dầm số 04 1.78E+09 1.91E+09 2.04E+09 Dầm số 05 1.78E+09 1.91E+09 2.04E+09 Dầm số 06 1.78E+09 1.91E+09 2.04E+09
17 + σs : độ lệch chuẩn của hoạt tải theo các cấp tăng tải đang xét tương ứng lần lượt là 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, ta có bảng sau: Bảng 3.12. Độ lệch chuẩn của tải trọng hoạt tải. Độ lệch chuẩn của tải trọng hoạt tải (N.mm) σS 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% Dầm số 01 6.41E+07 1.28E+08 1.92E+08 2.57E+08 3.21E+08 3.85E+08 4.49E+08 5.13E+08 Dầm số 02 7.16E+07 1.43E+08 2.15E+08 2.86E+08 3.58E+08 4.29E+08 5.01E+08 5.73E+08 Dầm số 03 6.80E+07 1.36E+08 2.04E+08 2.72E+08 3.40E+08 4.08E+08 4.76E+08 5.44E+08 Dầm số 04 7.18E+07 1.44E+08 2.15E+08 2.87E+08 3.59E+08 4.31E+08 5.03E+08 5.74E+08 Dầm số 05 6.84E+07 1.37E+08 2.05E+08 2.73E+08 3.42E+08 4.10E+08 4.79E+08 5.47E+08 Dầm số 06 6.34E+07 1.27E+08 1.90E+08 2.53E+08 3.17E+08 3.80E+08 4.44E+08 5.07E+08 Độ lệch chuẩn của tải trọng hoạt tải (N.mm) σS 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% Dầm số 01 5.77E+08 6.41E+08 7.05E+08 7.70E+08 8.34E+08 8.98E+08 9.62E+08 Dầm số 02 6.44E+08 7.16E+08 7.87E+08 8.59E+08 9.30E+08 1.00E+09 1.07E+09 Dầm số 03 6.12E+08 6.80E+08 7.48E+08 8.16E+08 8.84E+08 9.52E+08 1.02E+09 Dầm số 04 6.46E+08 7.18E+08 7.90E+08 8.62E+08 9.33E+08 1.01E+09 1.08E+09 Dầm số 05 6.15E+08 6.84E+08 7.52E+08 8.20E+08 8.89E+08 9.57E+08 1.03E+09 Dầm số 06 5.70E+08 6.34E+08 6.97E+08 7.60E+08 8.24E+08 8.87E+08 9.51E+08
18 3.2.2.1. Kết quả tính toán ĐTC cho từng d m của nhịp s 5: a. D m s 01- Nhịp 05 Kết luận: - σR ≤ 15% và σS ≤ 49.05% đảm bảo [β]. - σR = (15÷15.6)% và σS ≤23% đảm bảo [β]. - σR >15.6% hoặc σS > 72.54% hông đảm bảo [β]. Hình 3.15. Biểu đồ quan hệ chỉ số độ tin cậy  và độ lệch chuẩn tải trọng của dầm chủ 01 b. D m s 02 - Nhịp 05 Kết Luận: - σR ≤ 15% và σS ≤ 33.22% đảm bảo [β]. - σR = (15÷15.4)% và σS ≤ 12% đảm bảo [β]. - σR >15.4% hoặc σS > 58.30% hông đảm bảo [β]. Hình 3.16. Biểu đồ quan hệ chỉ số độ tin cậy  và độ lệch chuẩn tải trọng của dầm chủ 02