I. Tính cấp thiết của đề tài
Kết cấu cầu máng xi măng lưới thép (XMLT) đã có lịch sử phát triển hơn 150 năm, tuy nhiên, ứng dụng trong lĩnh vực công trình thủy lợi tại Việt Nam vẫn còn hạn chế. Mặc dù đã có những nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này từ những năm 1990, nhưng việc tính toán thiết kế và thi công cầu máng XMLT vẫn chủ yếu giới hạn trong các nhịp ngắn. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển kết cấu cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước (CM-XMLT-UST) là rất cần thiết, nhằm tận dụng tối đa khả năng chịu lực và mở rộng ứng dụng cho những nhịp lớn hơn. Việc cải tiến kết cấu này không chỉ giúp giảm trọng lượng, tiết kiệm vật liệu mà còn nâng cao hiệu quả công trình, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong xây dựng và phát triển hạ tầng thủy lợi.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định mối quan hệ giữa nội lực, biến dạng và lực căng của cáp ứng suất trước trong kết cấu CM-XMLT-UST. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng nhằm hoàn thiện mô hình tính toán và kiểm tra độ tin cậy của các phương pháp hiện tại. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc thiết kế và chế tạo cầu máng trong các công trình thủy lợi tại Việt Nam, từ đó nâng cao tính khả thi và hiệu quả của các dự án xây dựng.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là kết cấu cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước, một loại kết cấu mới tại Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến nội lực và biến dạng của cầu máng, cũng như các kích thước và hình dạng khác nhau của kết cấu. Nghiên cứu sẽ không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn bao gồm các thực nghiệm mô phỏng trên máy tính để xác định quy luật ứng suất và biến dạng của kết cấu. Mặc dù thời gian nghiên cứu có hạn, nhưng mục tiêu là đưa ra những kết luận có giá trị và có thể áp dụng vào thực tiễn.
IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu phổ biến, bao gồm phương pháp tổng hợp, phân tích, và kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây. Phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm trên máy tính sẽ được áp dụng để xây dựng mô hình tính toán cho cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước. Các mô hình này sẽ giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái ứng suất và biến dạng, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế hiệu quả hơn. Việc áp dụng các phần mềm mô phỏng hiện đại sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc phân tích và dự đoán hành vi của kết cấu trong điều kiện thực tế.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao. Về mặt khoa học, việc hoàn thiện mô hình kết cấu CM-XMLT-UST sẽ làm sáng tỏ trạng thái ứng suất và biến dạng của cầu máng, đồng thời xác định được ảnh hưởng của một số tham số đến trạng thái này. Về mặt thực tiễn, các kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trực tiếp vào thiết kế và chế tạo cầu máng cho các công trình dẫn nước ở Việt Nam. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả công trình mà còn góp phần phát triển công nghệ trong lĩnh vực xây dựng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về hạ tầng thủy lợi.
