I. Tổng quan về cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn
Luận án tập trung nghiên cứu cầu máng xi măng lưới thép (XMLT) ứng dụng trong công trình thủy lợi. Cầu máng ứng suất trước được xem là giải pháp kỹ thuật tiên tiến, giúp tăng khả năng chịu lực và độ bền của kết cấu. Công nghệ chế tạo cầu máng bao gồm các phương pháp như căng trước và căng sau, nhằm tạo ra ứng suất nén trong bê tông trước khi chịu tải trọng. Kết cấu cầu máng thường có mặt cắt ngang hình chữ U, phù hợp với yêu cầu dẫn nước và chịu lực. Cầu nhịp lớn đòi hỏi tính toán kỹ lưỡng về tải trọng và biến dạng để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
1.1. Khái quát về cầu máng xi măng lưới thép
Cầu máng xi măng lưới thép là kết cấu phổ biến trong công trình thủy lợi, sử dụng vật liệu xi măng lưới thép để tăng độ bền và khả năng chịu lực. Kết cấu bê tông được gia cố bằng lưới thép mỏng, tạo ra vật liệu đồng nhất có tính dẻo và đàn hồi cao. Công nghệ xây dựng cầu bao gồm các phương pháp như trát tay, phun vữa, và rung trên bàn rung, giúp đảm bảo chất lượng và độ chính xác của kết cấu.
1.2. Phương pháp tạo ứng suất trước
Ứng suất trước trong xây dựng là kỹ thuật quan trọng giúp tăng khả năng chịu lực của cầu bê tông ứng suất trước. Phương pháp căng trước và căng sau được sử dụng để tạo ra ứng suất nén trong bê tông trước khi chịu tải trọng. Tính toán ứng suất bao gồm xác định ứng suất kéo trước giới hạn và tổn hao ứng suất trước, đảm bảo kết cấu hoạt động hiệu quả trong thời gian dài.
II. Nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn
Luận án sử dụng phần mềm ANSYS với ngôn ngữ lập trình APDL để mô phỏng và tính toán trạng thái ứng suất và biến dạng của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước. Kết cấu cầu máng được mô hình hóa với mặt cắt ngang hình chữ U, phù hợp với yêu cầu dẫn nước và chịu lực. Kết quả tính toán cho thấy sự phân bố ứng suất và chuyển vị của cầu máng dưới tác dụng của các loại tải trọng khác nhau.
2.1. Mô hình hóa kết cấu cầu máng
Mô hình hóa kết cấu cầu máng được thực hiện bằng phần mềm ANSYS, sử dụng ngôn ngữ lập trình APDL. Kết cấu cầu máng có mặt cắt ngang hình chữ U, được mô phỏng với các thông số kỹ thuật chi tiết. Tính toán chuyển vị và ứng suất được thực hiện để đánh giá hiệu quả của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng.
2.2. Kết quả tính toán và nhận xét
Kết quả tính toán cho thấy sự phân bố ứng suất và chuyển vị của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước và cầu máng thường. Chuyển vị đứng và ứng suất dọc được phân tích chi tiết, giúp đánh giá độ tin cậy của kết cấu. Nhận xét kết quả chỉ ra rằng cầu máng ứng suất trước có khả năng chịu lực tốt hơn so với cầu máng thường.
III. Nghiên cứu công nghệ chế tạo cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn bằng phương pháp rung áp ván khuôn
Luận án đề xuất phương pháp rung áp ván khuôn để chế tạo cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn. Công nghệ chế tạo này giúp đảm bảo chất lượng và độ chính xác của kết cấu. Phạm vi ảnh hưởng của máy rung được xác định để tối ưu hóa quá trình thi công. Kết quả thực nghiệm cho thấy phương pháp này mang lại hiệu quả cao trong việc chế tạo cầu máng.
3.1. Xác định vùng ảnh hưởng của máy rung
Phạm vi ảnh hưởng của máy rung được xác định thông qua mô hình động lực học. Kết quả tính toán cho thấy sự phân bố chuyển vị và biên độ dao động của ván khuôn dưới tác dụng của lực kích động. Nhận xét chỉ ra rằng việc bố trí máy rung hợp lý giúp tăng hiệu quả thi công.
3.2. Kết quả thực nghiệm và kiến nghị
Kết quả thực nghiệm tại hiện trường cho thấy phương pháp rung áp ván khuôn mang lại hiệu quả cao trong việc chế tạo cầu máng xi măng lưới thép. Kiến nghị được đưa ra nhằm tối ưu hóa quá trình thi công và nâng cao chất lượng kết cấu.
IV. Nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường ứng suất và biến dạng cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn
Luận án tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường để đánh giá ứng suất và biến dạng của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự phân bố ứng suất và chuyển vị của cầu máng dưới tác dụng của tải trọng. Nhận xét chỉ ra rằng kết cấu đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và an toàn trong quá trình vận hành.
4.1. Thiết kế và chế tạo mẫu thí nghiệm
Mẫu thí nghiệm được thiết kế và chế tạo với các thông số kỹ thuật chi tiết. Thí nghiệm kéo được thực hiện để đánh giá tính chất cơ lý của vật liệu xi măng lưới thép. Kết quả thí nghiệm cho thấy vật liệu có độ bền và tính dẻo cao, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.
4.2. Kết quả thực nghiệm và đánh giá
Kết quả thực nghiệm tại hiện trường cho thấy sự phân bố ứng suất và chuyển vị của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước. Đánh giá chỉ ra rằng kết cấu đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và an toàn trong quá trình vận hành.
