Nghiên cứu lựa chọn kết cấu và công nghệ xây dựng cầu bê tông DUL cho vùng nông thôn tỉnh Thái Bình

• Tác giả: Hoàng Trung Kiên
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Long
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Cầu Hầm
• Đề tài: Nghiên Cứu Kết Cấu Và Công Nghệ Xây Dựng Cầu Bê Tông DUL Cho Vùng Nông Thôn Thái Bình
• Loại tài liệu: luận án thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN VÀ HỆ THỐNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN TỈNH THÁI BÌNH
• 1.1. Vị trí địa lý, địa hình, hành chính
• 1.1.1. Địa giới hành chính
• 1.1.2. Bản đồ vị trí, hành chính
• 1.2. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên, địa chất, thủy văn và hệ thống giao thông nông thôn ở Thái Bình
• 1.2.1. Điều kiện tự nhiên ở tỉnh Thái Bình
• 1.2.2. Biển và sông ngòi
• 1.2.2.1. Biển
• 1.2.2.2. Sông ngòi
• 1.2.3. Đặc điểm về khí hậu
• 1.2.4. Nhiệt độ và độ ẩm
• 1.2.5. Đặc điểm địa chất
• 1.2.6. Tài nguyên khoáng sản
• 1.3. Tình hình giao thông nông thôn ở khu vực tỉnh Thái Bình
• 1.3.1. Giao thông đường thủy
• 1.3.2. Các dạng kết cấu cầu giao thông tại tỉnh Thái Bình
• 1.4. Định hướng phát triển hệ thống giao thông tỉnh Thái Bình
• 2. Chương II: NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG KẾT CẤU NHỊP, CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO, XÂY DỰNG CẦU BTCT DUL Ở VIỆT NAM
• 2.1. Các dạng kết cấu cầu bê tông DƯL
• 2.1.1. Kết cấu nhịp dầm bản
• 2.1.2. Kết cấu nhịp dầm T
• 2.1.3. Kết cấu nhịp dầm I
• 2.2. Công nghệ chế tạo cầu bê tông DƯL ở Việt Nam
• 2.2.1. Gia công cốt thép thường và cốt thép dư ứng lực
• 2.2.1.1. Yêu cầu chung
• 2.2.1.2. Gia công cốt thép thường
• 2.2.1.3. Lắp đặt cốt thép thường
• 2.2.1.4. Nối cốt thép thường
• 2.2.1.5. Đặt cốt thép chờ
• 2.2.1.6. Bảo vệ tạm thời cho cốt thép dự ứng lực
• 2.2.1.7. Đặt các ống chứa cốt thép dự ứng lực
• 2.2.1.8. Lặp đặt neo và bộ nối neo
• 2.2.1.9. Gia cốt cốt thép dự ứng lực
• 2.2.2. Bệ căng, ván khuôn, đà giáo
• 2.2.3. Kiểm tra, nghiệm thu, tháo dỡ
• 2.2.4. Căng kéo cốt thép
• 2.2.4.1. Kích căng kéo cốt thép
• 2.2.4.2. Bộ neo và dụng cụ kẹp
• 2.2.4.3. Khống chế ứng suất căng kéo
• 2.2.4.4. Phương pháp căng trước
• 2.2.4.5. Phương pháp căng sau
• 2.2.5. Đổ bê tông dầm
• 2.2.5.1. Chừa sẵn lỗ đặt cốt thép căng sau
• 2.2.5.2. Công tác bê tông với các công nghệ thi công
• 2.2.5.3. Bảo dưỡng bê tông
• 2.2.5.4. Bơm vữa xi măng
• 2.2.5.5. Đổ bê tông bịt đầu dầm
• 2.2.6. Công nghệ xây dựng cầu bê tông DƯL
• 2.3. Các dạng kết cấu cầu giao thông nông thôn khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long
• 3. CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC CHO GTNT TỈNH THÁI BÌNH
• 3.1. Yêu cầu thiết kế
• 3.1.1. Tải trọng thiết kế
• 3.1.2. Khổ cầu thiết kế
• 3.1.3. Bề rộng và chiều cao thông thuyền dưới cầu
• 3.1.4. Khẩu độ cầu có xét đến điều kiện thông thuyền, thoát lũ
• 3.1.5. Yêu cầu đối với hỗn hợp bê tông
• 3.1.5.1. Xi măng: 22 TCN 247-98
• 3.1.5.2. Cốt liệu thô:: 22 TCN 247-98 & TCVN 7570 - 06
• 3.1.5.3. Nước để trộn bê tông và bảo dưỡng bê tông: (22 TCN 247-98 & TCXDVN 302: 2004)
• 3.1.5.4. Các chất phụ gia dùng trong bê tông: (22TCN247-98&TCXDVN325-2004)
• 3.1.5.5. Cốt thép dự ứng lực: 22 TCN 247-98
• 3.1.5.6. Cốt thép thường và các chi tiết bằng thép chôn sẵn: TCXDVN356:2006
• 3.1.5.7. Ống tạo lỗ đặt cốt thép DƯL: 22 TCN 247-98
• 3.1.5.8. Chất bôi trơn trong lòng ống đặt cốt thép DƯL: 22 TCN 247-98
• 3.1.5.9. Neo CT DƯL và các phụ kiện của neo: 22 TCN 247-98
• 3.1.5.10. Keo epoxy: 22 TCN 247-98
• 3.2. Tính toán thiết kế
• 3.2.1. Nguyên lý thiết kế
• 3.2.1.1. Tầm quan trọng trong khai thác
• 3.2.1.2. Các trạng thái giới hạn
• 3.2.1.3. Trạng thái giới hạn sử dụng
• 3.2.1.4. Trạng thái giới hạn mỏi
• 3.2.1.5. Trạng thái giới hạn cường độ
• 3.2.1.6. Trạng thái giới hạn đặc biệt
• 3.2.2. Ứng suất trong cốt thép dự ứng lực ở mức sức kháng uốn danh định
• 3.2.2.1. Phân bố ứng suất theo hình chữ nhật
• 3.2.2.2. Các cấu kiện có cốt thép dự ứng lực dính bám
• 3.2.2.3. Các cấu kiện có thép dự ứng lực không dính bám
• 3.2.3. Sức kháng uốn
• 3.2.3.1. Sức kháng uốn tính toán
• 3.2.3.2. Mặt cắt hình T
• 3.2.3.3. Mặt cắt hình chữ nhật
• 3.2.3.4. Các dạng mặt cắt khác
• 3.2.4. Các giới hạn về cốt thép
• 3.2.4.1. Lượng cốt thép tối đa
• 3.2.4.2. Lượng cốt thép tối thiểu
• 3.2.5. Khống chế nứt bằng phân bố cốt thép
• 3.2.6. Độ võng và độ vồng
• 3.2.7. Cắt và xoắn
• 3.2.8. Các giới hạn ứng suất cho các bó thép DUL
• 3.2.9. Các giới hạn ứng suất đối với bê tông
• 3.2.9.1. Đối với các ứng suất tạm thời trước khi xảy ra các mất mát - Các cấu kiện dự ứng lực toàn phần
• 3.2.9.2. Đối với các ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng sau khi xảy ra các mất mát. Các cấu kiện dự ứng lực toàn phần
• 3.2.10. Mất mát dự ứng suất
• 3.2.10.1. Tổng mất mát dự ứng suất
• 3.2.10.2. Các mất mát tức thời
• 3.2.10.3. Ước tính gần đúng toàn bộ mất mát theo thời gian
• 3.2.10.4. Ước tính chính xác các mất mát theo thời gian
• 3.2.10.5. Các mất mát dự ứng suất để tính độ võng
• 3.2.11. Hệ số và tổ hợp tải trọng thiết kế
• 3.2.11.1. Tải trọng thi công – Hệ số tải trọng thi công
• 3.3. Lựa chọn kết cấu và công nghệ chế tạo phù hợp GTNT tỉnh Thái Bình
• 3.3.1. Các chỉ tiêu đánh giá
• 3.3.1.1. Tính mỹ quan (vẻ đẹp kiến trúc công trình)
• 3.3.1.2. Tính kinh tế (giá thành công trình)
• 3.3.1.3. Tính an toàn thuận lợi khi khai thác
• 3.3.1.4. Tính hợp lý trong công nghệ thi công
• 3.3.1.5. Tính tối ưu trong một không gian hẹp về chiều đứng và mặt bằng
• 3.3.2. Kinh nghiệm thiết kế và thi công
• 3.3.3. Một số chỉ tiêu thông số kỹ thuật kết cấu nhịp dầm “I”
• 3.4. Tổng kết các kết quả nghiên cứu đã thu được
• 3.4.1. Khả năng áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tế
• DỰ KIẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• Tài liệu tham khảo
• MỞ ĐẦU
• 1. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

I. Kết cấu cầu

Kết cấu cầu là một trong những yếu tố quan trọng trong nghiên cứu này. Luận văn tập trung phân tích các dạng kết cấu nhịp như dầm bản, dầm T, và dầm I. Các kết cấu này được áp dụng rộng rãi trong xây dựng cầu bê tông dự ứng lực (DUL) tại vùng nông thôn Thái Bình. Nghiên cứu chỉ ra rằng kết cấu nhịp dầm I là phổ biến nhất do tính hiệu quả và khả năng chịu tải cao. Điều này phù hợp với điều kiện địa hình và nhu cầu giao thông tại địa phương.

1.1. Kết cấu nhịp dầm bản

Kết cấu nhịp dầm bản được nghiên cứu như một giải pháp tiết kiệm chi phí và dễ thi công. Tuy nhiên, nó có hạn chế về khả năng chịu tải và độ võng, đặc biệt trong điều kiện giao thông nông thôn với tải trọng không ổn định.

1.2. Kết cấu nhịp dầm I

Kết cấu nhịp dầm I được đánh giá cao nhờ khả năng chịu lực tốt và độ bền vững. Nghiên cứu chỉ ra rằng đây là lựa chọn tối ưu cho các cầu bê tông DUL tại Thái Bình, đặc biệt trong điều kiện địa chất và thủy văn phức tạp.

II. Công nghệ xây dựng

Công nghệ xây dựng cầu bê tông DUL là trọng tâm của luận văn. Nghiên cứu đề cập đến các phương pháp căng kéo cốt thép, đổ bê tông, và bảo dưỡng. Công nghệ căng kéo sau được ưu tiên do tính linh hoạt và phù hợp với điều kiện thi công tại vùng nông thôn. Luận văn cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát chất lượng trong từng giai đoạn thi công.

2.1. Công nghệ căng kéo cốt thép

Công nghệ căng kéo cốt thép được phân tích chi tiết, bao gồm cả phương pháp căng trước và căng sau. Nghiên cứu chỉ ra rằng phương pháp căng sau phù hợp hơn với điều kiện thi công tại Thái Bình, đặc biệt là trong việc kiểm soát ứng suất và độ võng.

2.2. Đổ bê tông và bảo dưỡng

Quy trình đổ bê tông và bảo dưỡng được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và tuổi thọ của cầu. Luận văn đề xuất sử dụng các chất phụ gia để tăng cường độ bền của bê tông trong điều kiện khí hậu ẩm ướt tại Thái Bình.

III. Cầu bê tông DUL tại vùng nông thôn Thái Bình

Nghiên cứu tập trung vào việc áp dụng cầu bê tông DUL tại vùng nông thôn Thái Bình. Điều kiện tự nhiên, địa chất, và thủy văn của tỉnh được phân tích để đưa ra các giải pháp thiết kế và thi công phù hợp. Luận văn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn kết cấu và công nghệ phù hợp với đặc thù địa phương.

3.1. Điều kiện tự nhiên và địa chất

Điều kiện tự nhiên và địa chất của Thái Bình được nghiên cứu kỹ lưỡng. Tỉnh này có địa hình bằng phẳng, hệ thống sông ngòi dày đặc, và chịu ảnh hưởng của thủy triều. Điều này đòi hỏi các giải pháp thiết kế cầu phải đảm bảo khả năng chống chịu lũ lụt và xâm nhập mặn.

3.2. Hệ thống giao thông nông thôn

Hệ thống giao thông nông thôn tại Thái Bình được đánh giá là còn nhiều hạn chế. Nghiên cứu đề xuất việc xây dựng các cầu bê tông DUL để cải thiện kết nối giao thông, đặc biệt là trong mùa mưa lũ.

IV. Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Luận văn mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc xây dựng cầu bê tông DUL tại vùng nông thôn Thái Bình. Các kết quả nghiên cứu có thể áp dụng để cải thiện hệ thống giao thông, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu và địa chất phức tạp. Nghiên cứu cũng góp phần vào việc phát triển công nghệ xây dựng cầu tại Việt Nam.

4.1. Ứng dụng trong thực tế

Các giải pháp được đề xuất trong luận văn có thể áp dụng trực tiếp vào các dự án xây dựng cầu tại Thái Bình. Điều này giúp tối ưu hóa chi phí và thời gian thi công, đồng thời đảm bảo chất lượng công trình.

4.2. Đóng góp cho ngành xây dựng

Luận văn góp phần vào việc phát triển công nghệ xây dựng cầu tại Việt Nam, đặc biệt là trong lĩnh vực bê tông dự ứng lực. Các kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các dự án tương tự trong tương lai.