Nghiên Cứu Kết Cấu Và Công Nghệ Chế Tạo Cầu Máng Xi Măng Lưới Thép Ứng Suất Trước Nhịp Lớn

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CÁM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.6. Cấu trúc của Luận án

1. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CẦU MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC NHỊP LỚN

1.1. Tổng quan về cầu máng xi măng lưới thép

1.1.1. Khái quát chung

1.1.2. Các hình dạng kết cấu cầu máng xi măng lưới thép

1.1.3. Các hình dạng kết cấu thân máng

1.1.3.1. Thân máng có mặt cắt ngang hình chữ U

1.1.4. Hình dạng kết cấu gối đỡ

1.1.5. Hình thức kết cấu khe co giãn

1.2. Phương pháp tính toán cầu máng xi măng lưới thép

1.2.1. Tải trọng và tổ hợp tải trọng

1.2.2. Phân tích nội lực kết cấu thân máng xi măng lưới thép

1.2.3. Tính toán bố trí thép trong thân máng

1.3. Tổng quan về cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn

1.3.1. Khái quát về cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn

1.3.2. Tính toán cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn

1.4. Tổng quan về cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn

1.4.1. Khái quát về cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn

1.4.2. Phương pháp tạo ứng suất trước

1.4.2.1. Phương pháp căng trước

1.4.2.2. Phương pháp căng sau

1.4.3. Tính toán cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước

1.4.3.1. Ứng suất kéo trước giới hạn

1.4.3.2. Tổn hao ứng suất trước

1.4.3.3. Phân tích ứng suất trong cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước

1.4.3.3.1. Đặc điểm cấu tạo

1.4.3.3.2. Trạng thái ứng suất theo phương dọc máng

1.5. Tổng quan về công nghệ chế tạo cầu máng xi măng lưới thép

1.5.1. Công nghệ trát tay

1.5.2. Công nghệ phun vữa

1.5.3. Công nghệ rung trên bàn rung

1.5.4. Nhận xét về các công nghệ chế tạo

1.6. Tổng quan về tình hình nghiên cứu cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước ở trong và ngoài nước

1.6.1. Tình hình chung

1.6.2. Những nghiên cứu về cầu máng xi măng lưới thép

1.6.3. Những nghiên cứu về cầu máng bê tông cốt thép ứng suất trước

1.7. Những vấn đề cần nghiên cứu đặt ra đối với Luận án

1.8. Kết luận Chương 1

2. CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CẦU MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC NHỊP LỚN

2.1. Lập trình tính toán ứng suất và biến dạng cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn bằng ngôn ngữ lập trình tham số APDL trong ANSYS

2.1.1. Mô tả kết cấu cầu máng chữ U

2.1.2. Mô hình hóa kết cấu cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước

2.1.3. Lập trình tính kết cấu cầu máng bằng ngôn ngữ APDL

2.2. Tính toán chuyển vị, ứng suất của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước

2.2.1. Số liệu tính toán CM-XMLT-ƯST

2.2.2. Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất của CM-XMLT-ƯST

2.2.3. Nhận xét kết quả tính toán

2.3. Tính toán chuyển vị, ứng suất của cầu máng xi măng lưới thép thường

2.3.1. Số liệu tính toán CM-XMLT thường

2.3.2. Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất của CM-XMLT thường

2.3.3. Nhận xét kết quả tính toán

2.4. Kiểm tra độ tin cậy của chương trình

2.4.1. Kết quả tính toán chuyển vị, ứng suất cầu máng XMLT ứng suất trước

2.4.2. Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất cầu máng XMLT thường

2.5. Lập bảng tra chuyển vị và ứng suất cầu máng mặt cắt chữ U

2.5.1. Số liệu tính toán cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn

2.5.2. Bảng tra chuyển vị, ứng suất của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước

2.5.3. Bảng tra chuyển vị và ứng suất của cầu máng xi măng lưới thép thường

2.6. Lựa chọn sơ bộ kích thước cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn

2.6.1. Nguyên tắc chung

2.6.2. Lựa chọn kích thước các bộ phận của cầu máng

2.6.2.1. Kích thước tai máng

2.6.2.2. Kích thước thanh giằng

2.6.2.3. Khoảng cách giữa các thanh giằng

2.7. Tính toán cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước

2.7.1. Chọn hình thức kết cấu cầu máng

2.7.2. Chọn thép ứng suất trước

2.7.3. Tính tổn hao ứng suất trước

2.7.4. Kết quả tính toán ứng suất trong thời gian khai thác

2.7.5. Bố trí cốt thép

2.8. Kết luận Chương 2

3. CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CẦU MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP NHỊP LỚN BẰNG PHƯƠNG PHÁP RUNG ÁP VÁN KHUÔN

3.1. Xác định vùng ảnh hưởng của một máy rung

3.1.1. Lựa chọn loại máy rung

3.1.2. Phạm vi ảnh hưởng của một máy rung

3.2. Lựa chọn sơ đồ bố trí máy rung trong cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn

3.2.1. Bố trí máy rung

3.2.2. Phân tích chọn phương án bố trí máy

3.2.2.1. Phương án bố trí 7 máy trên ván khuôn (sơ đồ 1)

3.2.2.2. Phương án bố trí 9 máy trên ván khuôn (sơ đồ 2)

3.2.2.3. Phương án bố trí 11 máy trên ván khuôn (sơ đồ 3)

3.2.2.4. Phương án bố trí 13 máy trên ván khuôn (sơ đồ 4)

3.2.3. Kết luận chọn phương án bố trí máy

3.3. Tính toán kiểm tra phương án chọn

3.3.1. Xây dựng mô hình kết cấu ván khuôn

3.3.2. Kết quả tính toán

3.3.3. Nhận xét kết quả tính toán

3.4. Thời gian rung thực tế tại xưởng

3.5. Kiểm tra lại khoảng cách bố trí đầm rung

3.6. Nhận xét và kiến nghị

3.6.1. Về kết quả nghiên cứu

3.6.2. Ưu điểm của công nghệ chế tạo CM-XMLT bằng phương pháp rung áp

3.7. Kết luận Chương 3

4. CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TẠI HIỆN TRƯỜNG ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CẦU MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC NHỊP LỚN

4.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu thực nghiệm

4.1.1. Mục tiêu nghiên cứu

4.1.2. Nội dung thực nghiệm

4.2. Xây dựng mô hình thực nghiệm

4.3. Thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của vật liệu xi măng lưới thép

4.3.1. Số lượng mẫu vật liệu xi măng lưới thép

4.3.2. Mẫu thí nghiệm các loại vật liệu lưới thép

4.3.3. Mẫu thí nghiệm thành phần cấp phối vữa xi măng lưới thép

4.3.4. Mẫu thí nghiệm kéo vật liệu xi măng lưới thép

4.3.4.1. Quy cách mẫu thí nghiệm kéo

4.3.4.2. Số lượng mẫu thí nghiệm kéo

4.3.4.3. Kết quả đo các mẫu thí nghiệm vật liệu xi măng lưới thép

4.3.4.4. Dụng cụ thí nghiệm kéo

4.3.4.5. Kết quả thí nghiệm kéo mẫu vật liệu xi măng lưới thép

4.4. Thiết kế và chế tạo mẫu thí nghiệm

4.4.1. Mẫu thí nghiệm

4.4.2. Chế tạo mẫu thí nghiệm

4.5. Thực nghiệm tại hiện trường ứng suất và biến dạng cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn

4.5.1. Các đại lượng cần đo

4.5.2. Thiết bị thí nghiệm

4.5.3. Bố trí thiết bị đo

4.5.4. Tiến hành thực nghiệm

4.6. Kết quả thực nghiệm cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn

4.6.1. Ứng suất, biến dạng của máng số 1

4.6.1.1. Kết quả đo ứng suất đáy máng

4.6.1.2. Kết quả đo ứng suất tai máng

4.6.1.3. Kết quả đo độ võng đáy máng

4.6.1.4. Nhận xét kết quả thực nghiệm cầu máng số 1

4.6.2. Ứng suất, biến dạng của máng số 2

4.6.3. So sánh kết quả thực nghiệm cầu máng số 1 và máng số 2 (L = 12m)

4.6.4. Ứng suất, biến dạng của máng số 3

4.6.4.1. Kết quả đo ứng suất đáy máng tại mặt cắt giữa nhịp

4.6.4.2. Kết quả đo ứng suất tai máng tại mặt cắt giữa nhịp

4.6.4.3. Kết quả đo độ võng tại mặt cắt giữa máng

4.6.4.4. Nhận xét kết quả thực nghiệm cầu máng số 3

4.6.5. Đánh giá chung kết quả thực nghiệm các cầu máng số 1, 2, 3

4.6.6. Xác định tổn hao ứng suất trước từ thực nghiệm

4.7. Kết luận Chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Những kết quả đạt được của Luận án

5.2. Những đóng góp mới của Luận án

5.3. Những tồn tại và hướng nghiên cứu tiếp

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN

6.1. PHỤ LỤC 1: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH CM-XMLT-ƯST

6.2. PHỤ LỤC 2: BẢNG TRA CM-XMLT-ƯST

6.3. PHỤ LỤC 3: BẢNG TRA CM-XMLT THƯỜNG

6.4. PHỤ LỤC 4: PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ MÁY RUNG TRÊN VÁN KHUÔN

I. Tổng quan về cầu máng xi măng lưới thép

Cầu máng xi măng lưới thép là một công trình quan trọng trong lĩnh vực thủy lợi, đặc biệt là trong việc dẫn nước tưới tiêu. Kết cấu cầu máng này được thiết kế với xi măng lưới thép, một vật liệu có tính bền vững và khả năng chịu lực cao. Công nghệ chế tạo cầu này đòi hỏi sự kết hợp giữa kết cấu cầu và công nghệ xây dựng cầu hiện đại. Cầu nhịp lớn là một trong những yêu cầu kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi tính toán chính xác về cầu chịu lực và cầu bền vững. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích kết cấu cầu và công nghệ chế tạo cầu để đảm bảo hiệu quả và độ bền của công trình.

1.1. Khái quát chung

Cầu máng xi măng lưới thép là một công trình thủy lợi quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong việc dẫn nước tưới tiêu. Kết cấu cầu này được thiết kế với xi măng lưới thép, một vật liệu có tính bền vững và khả năng chịu lực cao. Công nghệ chế tạo cầu đòi hỏi sự kết hợp giữa kết cấu cầu và công nghệ xây dựng cầu hiện đại. Cầu nhịp lớn là một trong những yêu cầu kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi tính toán chính xác về cầu chịu lực và cầu bền vững.

1.2. Các hình dạng kết cấu cầu máng

Cầu máng xi măng lưới thép có nhiều hình dạng kết cấu khác nhau, bao gồm thân máng có mặt cắt ngang hình chữ U và hình dạng kết cấu gối đỡ. Kết cấu cầu này được thiết kế để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền vững của công trình. Công nghệ chế tạo cầu cũng đòi hỏi sự kết hợp giữa kết cấu cầu và công nghệ xây dựng cầu hiện đại.

II. Nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích trạng thái ứng suất và biến dạng của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn. Kết cấu cầu được mô hình hóa bằng ngôn ngữ lập trình tham số APDL trong ANSYS để tính toán chính xác chuyển vị và ứng suất. Công nghệ chế tạo cầu cũng được nghiên cứu để đảm bảo hiệu quả và độ bền của công trình. Cầu nhịp lớn đòi hỏi tính toán chính xác về cầu chịu lực và cầu bền vững.

2.1. Lập trình tính toán ứng suất và biến dạng

Kết cấu cầu máng được mô hình hóa bằng ngôn ngữ lập trình tham số APDL trong ANSYS để tính toán chính xác chuyển vị và ứng suất. Công nghệ chế tạo cầu cũng được nghiên cứu để đảm bảo hiệu quả và độ bền của công trình. Cầu nhịp lớn đòi hỏi tính toán chính xác về cầu chịu lực và cầu bền vững.

2.2. Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất

Kết quả tính toán chuyển vị và ứng suất của cầu máng xi măng lưới thép ứng suất trước nhịp lớn được phân tích và đánh giá. Kết cấu cầu này đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền vững của công trình. Công nghệ chế tạo cầu cũng được nghiên cứu để đảm bảo hiệu quả và độ bền của công trình.

III. Nghiên cứu công nghệ chế tạo cầu máng

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích công nghệ chế tạo cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn bằng phương pháp rung áp ván khuôn. Kết cấu cầu được thiết kế để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền vững của công trình. Công nghệ chế tạo cầu cũng được nghiên cứu để đảm bảo hiệu quả và độ bền của công trình. Cầu nhịp lớn đòi hỏi tính toán chính xác về cầu chịu lực và cầu bền vững.

3.1. Xác định vùng ảnh hưởng của máy rung

Công nghệ chế tạo cầu máng bằng phương pháp rung áp ván khuôn đòi hỏi xác định chính xác vùng ảnh hưởng của máy rung. Kết cấu cầu được thiết kế để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền vững của công trình. Cầu nhịp lớn đòi hỏi tính toán chính xác về cầu chịu lực và cầu bền vững.

3.2. Lựa chọn sơ đồ bố trí máy rung

Công nghệ chế tạo cầu máng bằng phương pháp rung áp ván khuôn đòi hỏi lựa chọn sơ đồ bố trí máy rung phù hợp. Kết cấu cầu được thiết kế để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền vững của công trình. Cầu nhịp lớn đòi hỏi tính toán chính xác về cầu chịu lực và cầu bền vững.

Luận Án Tiến Sĩ: Nghiên Cứu Kết Cấu Và Công Nghệ Chế Tạo Cầu Máng Xi Măng Lưới Thép Ứng Suất Trước Nhịp Lớn