B GIÁO DC VÀ ðÀO TO
TRƯNG ðI HC GIAO THÔNG VN TI
H Th Lan Hương
NGHIÊN CU NG DNG MÁY TOÀN ðC
ðIN T VÀ CÔNG NGH GPS TRONG XÂY DNG VÀ
KHAI THÁC CÔNG TRÌNH C!U " VIT NAM
Chuyên ngành: Xây d%ng c'u h'm
Mã s,: 62.58.25.01
TÓM T5T LUN ÁN TI8N SĨ K< THUT
Hà N=i, 2010
CÔNG TRÌNH ðƯAC HOÀN THÀNH TI
TRƯNG ðI HC GIAO THÔNG VN TI
NGƯI HƯNG DN KHOA HC:
1: PGS.TS Trn ð!c S#
2: PGS.TS Trn Khánh
Ph'n bi*n 1: GS.TS Lê Văn Thư/ng
Ph'n bi*n 2: GS.TS Võ Chí M4
Ph'n bi*n 3: PGS.TS Ph6m Duy Hòa
Lu<n án ñư>c b'o v* trưBc HCi ñDng chEm lu<n án cEp nhà nưBc
hIp t6i: TrưJng ð6i hIc Giao thông V<n t'i
vào hDi 8 giJ 30 ngày 28 tháng 8 năm 2010
Có thO tìm hiOu lu<n án t6i thư vi*n:
1. Thư vin Quc gia
2. Thư vin Trưng ði hc Giao thông Vn ti
DANH MDC CÔNG TRÌNH CÔNG BF CGA TÁC GI
1. Trn ð!c S#, HD ThR Lan Hương, ðánh giá ñ chính xác lư$i m&t
b(ng thi công c)u, t6p chí Giao thông V<n t'i sU 10, tháng 3 năm
2005.
2. HD ThR Lan Hương, B trí và ki.m tra tháp c)u dây văng, t6p chí
giao thông v<n t'i sU 18, tháng 6 năm 2007.
3.Trn Khánh, HD ThR Lan Hương, Nghiên c6u thut toán x7 lý s
liu ño hư$ng chu:n, t6p chí khoa hIc k4 thu<t MZ [ ðRa chEt, sU 20,
tháng 10 năm 2007.
4. HD ThR Lan Hương, Kho sát ñánh giá m t s phương pháp b trí
tâm m, tr= c)u b(ng máy toàn ñc ñin t7, t6p chí GTVT sU 29,
tháng 3 năm 2010.
1
GII THIU LUN ÁN
Mc ñích nghiên cu ca lun án:
ð xut, la chn các phương pháp trc ña ñưc thc hin bng máy toàn
ñ#c ñin t$ và công ngh GPS phù hp trong xây dng và khai thác công trình
c/u.
Phm vi nghiên cu lun án:
Các phương pháp trc ña v3i 4ng d5ng máy TððT và công ngh GPS
trong giai ño#n xây dng và khai thác công trình c/u 7 Vit Nam.
Lun ñim bo v:
1. Lư3i kh;ng ch< m=t bng thi công c/u có nh?ng ñ=c ñi@m khác v3i lư3i
kh;ng ch< m=t bng thi công các công trình khác (khác v ñB chính xác; khác v
ñiu kin xây dng; khác v cách chn m=t chi<u và h ta ñB..), vic nghiên
c4u phương pháp thành lGp lư3i phù hp là c/n thi<t.
2. ð xut các phương pháp b; trí, ki@m tra công trình c/u ñIm bIo ñB
chính xác, phù hp v3i công ngh thi công và ñiu kin ña hình cJa công tác
xây dng c/u.
3. Phương pháp xác ñnh tr#ng thái cJa tr ño RTK – GPS có ñB tin cGy
và ñB chính xác cao góp ph/n xác ñnh chính xác chuy@n v cJa các ñi@m GPS
trong h th;ng quan trc trc quan.
ðim mi ca lun án:
1. ð;i v3i các phương pháp thành lGp lư3i m=t bng thi công c/u:
P Xác ñnh ñR hình hp lý cJa lư3i m=t ñt
P Xây dng quy trình và phương pháp x$ lý s; liu lư3i thi công c/u bng
phương pháp k<t hp GPS – TððT
2. ðánh giá ñB chính xác các phương pháp b; trí, ki@m tra công trình tU ñó
ñ xut 4ng d5ng phương pháp phù hp trong công tác b; trí, ki@m tra công
trình c/u trong quá trình thi công.
3. ð xut thuGt toán x$ lý s; liu phương pháp hư3ng chuVn trong ki@m
tra tr5c tim c/u.
4. ð xut phương pháp xác ñnh tr#ng thái ″0″cJa ñi@m quan trc GPS
trong h SHM.
NI DUNG CA LUN ÁN
NBi dung cJa luGn án gRm 5 chương và ph/n m7 ñ/u, k<t luGn – ki<n ngh
Chương 1
TNG QUAN V NGHIÊN CU, NG D NG MÁY TOÀN ð&C ðIN T'
VÀ CÔNG NGH GPS TRONG XÂY D.NG, KHAI THÁC CÔNG TRÌNH
C1U TRÊN TH2 GII VÀ 3 VIT NAM
2
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CU, NG D NG MÁY TOÀN ð&C ðIN T' VÀ CÔNG
NGH GPS TRONG XÂY D.NG, KHAI THÁC CÔNG TRÌNH C1U
Trên Th< gi3i, trong nh?ng năm g/n ñây, các thi<t b toàn ñ#c ñin t$ và
công ngh GPS ñã ñưc 4ng d5ng rBng rãi trong thi công và giám sát ñB ^n ñnh
cJa công trình .
_ Vit Nam tU nh?ng năm 2000, máy TððT ñã ñưc 4ng d5ng trong xây
dng các công trình c/u như c/u Cam Tuyn, c/u Long ð#i, c/u Quý ð4c 7 Gia
Lai.v..v...
Các c/u l3n như c/u Bính, C/u Kin, c/u Bãi Cháy, c/u C/n Thơ... s$
d5ng cI máy TððT và cI công ngh GPS trong giai ño#n khIo sát cũng như
giai ño#n thi công c/u.
Ngoài tình hình 4ng d5ng thc t< ñưc t^ng quát như trên, các công trình
nghiên c4u cJa các nhà khoa hc trong và ngoài nư3c như:
P Các công trình khoa hc ñăng trên t#p chí qu;c t< có các nBi dung: Phân
tích v các ñ=c ñi@m cJa c/u dây và mBt s; vn ñ trong quan trc c/u dây nhp
l3n 7 NhGt và Châu Âu [45], [47]. Bình luGn mBt s; vn ñ v x$ lý s; liu k<t
hp gi?a GPS và tr ño m=t ñt trong lư3i quan trc [54];[55]. Anna
Nictitopoulou và nnk (Hy l#p) công b; v k<t quI th$ nghim ñánh giá ñB chính
xác cJa phương pháp RTK – GPS trong quan trc bi<n d#ng cJa nhà cao t/ng và
c/u dây văng [68]. Hyzak M và rt nhiu nghiên c4u cJa các tác giI khác như:
Robert G (Anh) [66], [67]; WANG YongPquan (Trung qu;c) [57]; Yozo Fujino
(ñ#i hc Tokyo P NhGt) [53]; WAN AZIZ W.A, ZULKARNAINI M.A
(Malaysia)[56] … ñu có nBi dung v nghiên c4u 4ng d5ng GPS trong quan trc
c/u dây 7 các nư3c trên th< gi3i.
P Các công trình nghiên c4u cJa các tác giI trong nư3c: Nghiên c4u 4ng
d5ng công ngh GPS trong trc ña công [24] [39] . Nghiên c4u 4ng d5ng máy
toàn ñ#c ñin t$ và công ngh GPS trong xây dng công trình công nghip và
công trình xây dng có chiu cao l3n có các công trình khoa hc [19]; [38];
[17]. ð;i v3i các công trình ThJy li – ThJy ñin có nghiên c4u v vn ñ 4ng
d5ng công ngh ño ñ#c m3i trong công tác quan trc[13]. Và ñ tài nghiên c4u
hoàn thin phương pháp thành lGp và x$ lý s; liu lư3i kh;ng ch< thi công các
công trình xây dng trong ñiu kin Vit nam [18] .Các công trình khoa hc trên
ñã nghiên c4u 4ng d5ng công ngh GPS và máy TððT trong thành lGp lư3i
công trình nói chung, trong xây dng nhà cao t/ng, thJy li, thJy ñin nói
3
riêng... nhưng chưa có nghiên c4u nào v 4ng d5ng các thi<t b này trong xây
dng công trình c/u.
TU tình hình nghiên c4u 4ng d5ng trên Th< gi3i và 7 Vit nam cho thy:
Trên Th< gi3i: Trong nh?ng năm g/n ñây, máy toàn ñ#c ñin t$ và công
ngh GPS ñã ñưc s$ d5ng rBng rãi trong các nBi dung thi công và khai thác
công trình c/u. Tuy vGy, do tính cht ña d#ng cJa lo#i hình c/u, các ñiu kin ña
hình khác nhau, các phương pháp cJa mui tác giI ñu có nh?ng ưu nhưc ñi@m
và ñiu kin 4ng d5ng riêng, vì th< ph#m vi nghiên c4u vvn còn ñ@ m7.
_ Vit nam: M=c dù công ngh GPS và máy TððT ñã 4ng d5ng trong thi
công và khai thác công trình c/u, tuy vGy cho ñ<n nay vvn chưa có nghiên c4u
nào ñ/y ñJ, t^ng hp v3i phương pháp luGn logic v các phương pháp trc ña
4ng d5ng công ngh GPS và máy TððT trong ñiu kin c5 th@ cJa Vit Nam.
ð;i v3i lư3i m=t bng thi công c/u, ñB chính xác yêu c/u cao hơn lư3i thi
công ñưxng và lư3i thi công thJy li. Do ñ=c ñi@m cJa công trình c/u là xây
dng 7 nơi ña hình ph4c t#p như vưt sông, eo bi@n, thung lũng, khe núi … nên
ñR hình cJa lư3i cũng khác bit so v3i lư3i thi công các công trình khác.
Trong qúa trình thi công công trình c/u, tuy ñã s$ d5ng máy TððT ñ@ b;
trí và ki@m tra tâm m; tr5 cũng như k<t cu ph/n trên cJa c/u, nhưng v m=t lý
thuy<t chưa có s khIo sát ñánh giá các phương pháp này. Chưa khai thác
phương pháp RTK – GPS trong b; trí tâm m; tr5 c/u (ñ=c bit khi b; trí c/u
nhiu tr5 như c/u ñưxng st trên cao hay c/u c#n) và 7 Vit Nam, vic nghiên
c4u 4ng d5ng GPS trong quan trc c/u h dây thì hoàn toàn còn là m3i m{.
ð;i v3i các quy trình xây dng có liên quan ñ<n công tác trc ña trong xây
dng c/u: "Tiêu chuVn k} thuGt ño và x$ lý s; liu GPS trong trc ña công
trình" 364 – 2006, hoàn toàn ñáp 4ng ñưc công tác thành lGp lư3i thi công c/u
bng công ngh GPS. Còn v3i 266 – 2000 "tiêu chuVn nghim thu c/u c;ng" là
tiêu chuVn duy nht hin có các quy ñnh v "ño ñ#c và ñnh v" trong thi công
c/u, có nhiu ñi@m không phù hp v3i công ngh ño ñ#c hin ñ#i như ñiu (2P9)
và (2P11)…Tiêu chuVn xây dng Vit Nam 309 – 2004 "Công tác trc ña trong
xây dng công trình – yêu c/u chung": ñiu (6.9) quy ñnh v ñB chính xác cJa
lư3i m=t bng thi công xây dng công trình, ñB chính xác ño góc tU (3" ÷30");
ñB chính xác ño c#nh tU (1/25.00 ÷1/2000) không ñ#t yêu c/u ñB chính xác cJa
lư3i thi công c/u (mp ≤ 1cm). ðiu 7 và 8 yêu c/u cJa công tác trc ña trong
thi công công trình ch• nói ñ<n nhà cao t/ng, không ñ cGp ñ<n công tác trc ña
trong xây dng c/u và ñB chính xác 7 bIng 3 cũng không ñáp 4ng ñưc yêu c/u
ñB chính xác trong b; trí công trình c/u (ch• ñáp 4ng ñưc ñB chính xác cJa nhà