I. Tổng quan về công nghệ dự ứng lực ngoài
Công nghệ dự ứng lực ngoài đã chứng minh hiệu quả trong việc sửa chữa cầu cũ và tăng cường cầu cũ. Luận văn này tập trung vào việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ này trong lĩnh vực xây dựng cầu hầm. Công nghệ này không chỉ giúp cải thiện khả năng chịu tải của cầu mà còn kéo dài tuổi thọ công trình. Việc áp dụng kỹ thuật dự ứng lực trong cải tạo cầu đã trở thành một giải pháp quan trọng trong ngành xây dựng.
1.1. Hiện trạng hư hỏng cầu bê tông cốt thép
Hiện trạng hư hỏng của cầu bê tông cốt thép ở Việt Nam rất đa dạng, từ các vết nứt nhỏ đến các vết nứt lớn ảnh hưởng nghiêm trọng đến kết cấu. Các nguyên nhân chính bao gồm quá trình phá hủy vật liệu, ăn mòn cốt thép, và sai sót trong thiết kế và thi công. Việc đánh giá mức độ hư hỏng và tìm ra các biện pháp sửa chữa phù hợp là rất cần thiết.
1.2. Các biện pháp sửa chữa hiện nay
Các biện pháp sửa chữa hiện nay bao gồm phun bê tông, dán bản thép ngoài, và tăng cường bằng sợi carbon. Tuy nhiên, công nghệ dự ứng lực ngoài đang được xem là giải pháp hiệu quả nhất, đặc biệt trong việc tăng cường khả năng chịu tải của cầu. Công nghệ này cho phép kiểm soát tốt hơn trạng thái của cáp và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công.
II. Nghiên cứu kết cấu và giải pháp gia cường
Chương này tập trung vào việc nghiên cứu kết cấu cầu và lựa chọn các giải pháp gia cường bằng công nghệ dự ứng lực ngoài. Các giải pháp bao gồm việc bố trí cáp, neo cáp, và hệ thống chuyển hướng cáp. Việc tính toán ứng xử chịu lực của kết cấu cầu được thực hiện dựa trên các lý thuyết và tiêu chuẩn quốc tế.
2.1. Lý thuyết tính toán kết cấu
Lý thuyết tính toán kết cấu cầu tăng cường bởi dự ứng lực ngoài được trình bày chi tiết, bao gồm các giả thiết và tiền đề trong tính toán. Các sơ đồ tính toán cáp dự ứng lực ngoài theo trạng thái giới hạn sử dụng và cường độ được phân tích kỹ lưỡng. Việc tính toán các loại mất mát ứng suất cũng được đề cập.
2.2. Công nghệ tăng cường cục bộ và tổng thể
Công nghệ tăng cường cục bộ và tổng thể của cầu bê tông bằng dự ứng lực ngoài được nghiên cứu. Các sơ đồ tăng cường cục bộ và tổng thể được so sánh, đánh giá hiệu quả. Công nghệ tăng cường tổng thể các dầm bê tông dự ứng lực giản đơn thành dầm liên tục bằng dự ứng lực ngoài cũng được trình bày.
III. Mô hình phần tử hữu hạn và thí nghiệm
Chương này trình bày việc sử dụng mô hình phần tử hữu hạn để phân tích kết cấu bê tông dự ứng lực ngoài. Các thí nghiệm mô phỏng tăng cường sức kháng cắt bằng dự ứng lực ngoài được thực hiện và đánh giá. Kết quả tính toán được so sánh với các tiêu chuẩn quốc tế như AASHTO và ACI.
3.1. Mô hình phần tử hữu hạn
Mô hình phần tử hữu hạn được xây dựng bằng phần mềm Midas FEA để mô phỏng các thí nghiệm của Tan và Ng (1997). Các yếu tố phi tuyến vật liệu và hình học được khảo sát để đánh giá hiệu quả tăng cường dự ứng lực ngoài. Kết quả tính toán được so sánh với các kết quả thí nghiệm và dự đoán theo tiêu chuẩn.
3.2. Thí nghiệm tăng cường sức kháng cắt
Các thí nghiệm mô phỏng tăng cường sức kháng cắt bằng dự ứng lực ngoài được thực hiện trên các mô hình thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm được so sánh với kết quả tính toán theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05. Việc đánh giá hiệu quả của giải pháp tăng cường được thực hiện thông qua các nghiên cứu trước đây và thực tiễn áp dụng.
