1 Môc lôc Môc lôc.3 Môc lôc c¸c h×nh vÏ.6 Ch-¬ng 1: Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ dù øng lùc n»m ngoµi bª t«ng.1 - S¬ l-îc ph¸t triÓn D¦L c¨ng ngoµi .1 - Dù øng lùc c¨ng ngoµi trong lßng hép.2 - Dù øng lùc c¨ng ngoµi hép.3 - C«ng nghÖ D¦L ngoµi trong x©y dùng cÇu ë ViÖt Nam.2 - C¸c lo¹i kÕt cÊu bª t«ng dù øng lùc. KÕt cÊu c¨ng tr-íc. KÕt cÊu c¨ng sau. KÕt cÊu c¨ng ngoµi.3- C¸c cÊu t¹o c¬ b¶n cña dù øng lùc ngoµi.
H×nh d¹ng bè trÝ c¸p. CÊu t¹o c¸c khèi hép neo trªn trô.34 KÕt luËn ch-¬ng 1.35 Ch-¬ng 2: Nguyªn lý tÝnh to¸n.1 C¸c gi¶ thiÕt cho TTGH sö dông vµ TTGH mái. C¸c gi¶ thiÕt cho TTGH c-êng ®é vµ TTGH ®Æc biÖt. ThiÕt kÕ cÊu kiÖn chÞu uèn.
Trôc trung hßa cña dÇm cã cèt thÐp dÝnh kÕt. C¸c cÊu kiÖn cã thÐp dù øng lùc kh«ng dÝnh b¸m. Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n. Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh.
C¸c giíi h¹n vÒ cèt thÐp. L-îng cèt thÐp tèi ®a. L-îng cèt thÐp tèi thiÓu. KiÓm tra nøt cña dÇm chÞu uèn.
CÊu kiÖn chÞu nÐn. Giíi h¹n cèt thÐp. Søc kh¸ng lùc däc trôc tÝnh to¸n (®· nh©n hÖ sè). Uèn hai chiÒu .47 Ch-¬ng 3: Kh¶o s¸t ¶nh h-ëng cña c¸p D¦L c¨ng ngoµi.1 - Bè trÝ c¸p dù øng lùc.1 - Bè trÝ c¸p D¦L c¨ng trong hoµn toµn cña cÇu BTCT liªn tôc.2 - Bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng bªn ngoµi hép.3 - Thay ®æi ®é lÖch t©m e cña c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng bªn ngoµi hép.4 - Kh¶o s¸t mèi quan hÖ (a;e)…………………………………………….2 - C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n.73 Tµi liÖu tham kh¶o.76 3 C¸c ký hiÖu viÕt t¾t C¸c ký hiÖu viÕt t¾t ®-îc sö dông trong luËn v¨n : BTCT - bª t«ng cèt thÐp D¦L - dù øng lùc TTGH - tr¹ng th¸i giíi h¹n Môc lôc c¸c h×nh vÏ Ch-¬ng 1 : Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ dù øng lùc n»m ngoµi bª t«ng H×nh 1.1: CÇu Vaux-Sur-Seine………………………………………………….2: CÇu Can Bia……………………………………………….3: CÇu Port - µ - Binson………………………………………………….4: CÇu Villeneuve - Saint – Georges…………………….5: Thanh c¨ng ngoµi gia cè xµ mò …………………………………….6: Gia cè dÇm thÐp b»ng thanh c¨ng D¦L ngoµi ……………….7 : Gia cè dÇm bª t«ng b»ng thanh c¨ng D¦L ngoµi ………….8: Phèi c¶nh bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng trong lßng hép……….9: C¸p D¦L trong lßng hép……………………………………………11 H×nh 1.10: CÇu c¹n trªn ®-êng cao tèc Bang Na - Bang Pli - Bang Pakong, Thailand………………………………………………………………….11: CÇu Shin - Chon ( Hµn Quèc)…………………………….12 : Bè trÝ chung cÇu Shin - Chon ( Hµn Quèc)…………………….13: Kh¸i niÖm vÒ c¸c gi¶i ph¸p bè trÝ c¸p c¨ng ngoµi cã ®é lÖch t©m lín……………………………………………………………………….14 : CÇu Odawara Blueway - NhËt B¶n………………………….17: CÇu Palau - Céng hßa Palau…………………………………….19: CÇu Mactan - Philippin……………………………………….20: S¬ ®å cÇu Quý Cao ………………………………………….21: Bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi trong lßng hép, cÇu Quý Cao - H¶i D-¬ng……….22: CÇu Hµm Lu«ng (BÕn Tre)……………………………….23: CÇu ThÞ N¹i (B×nh §Þnh) - c©y cÇu v-ît biÓn dµi nhÊt ViÖt Nam…22 H×nh 1.24 : CÇu Ng· T- Së - Hµ Néi…………………………………….25: Ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o dÇm dù øng lùc c¨ng tr-íc trªn bÖ c¨ng.26: KÕt cÊu c¨ng sau…….27: a) S¬ ®å kÕt cÊu c¨ng ngoµi ; b) KÕt cÊu c¨ng ngoµi trªn cÇu « t«.28: C¸ch bè trÝ th«ng th-êng c¸p dù øng lùc ngoµi, c¸p ®i qua tõng nhÞp vµ neo vµo khèi ®Ønh trô……….29: Khèi chuyÓn h-íng trong lßng hép…….30: S¬ ®å bè trÝ c¸p cÇu Long Key sö dông khèi chuyÓn h-íng….31: Phèi c¶nh mét cÊu kiÖn chuyÓn h-íng d¹ng t-êng….32: Bè trÝ chuyÓn h-íng tõng c¸p dù øng lùc c¨ng ngoµi.33: S¬ ®å bè trÝ c¸p víi hai t-êng chuyÓn h-íng mçi nhÞp….34: S¬ ®å bè trÝ c¸p g·y khóc dÇn nhê nhiÒu t-êng chuyÓn h-íng….35: Bè trÝ c¸p víi hai t-êng chuyÓn h-íng t¹i mçi nhÞp, gÇn vÞ trÝ hîp long…….36: Bè trÝ c¸p víi bèn t-êng chuyÓn h-íng mçi nhÞp, cho phÐp tËp trung triÕt gi¶m lùc c¾t ë ph¹m vi 1/4 nhÞp….37: C¸p ngoµi ®-îc chuyÓn h-íng mét nöa ë mét trong hai t-êng chuyÓn h-íng cña tõng c¸nh hÉng….38: Bè trÝ toµn bé tuyÕn c¸p theo mét ®-êng trung b×nh…….39: Bè trÝ c¸p theo d¹ng m« pháng h×nh sin do t¨ng sè l-îng t-êng chuyÓn h-íng…….40: Nguyªn t¾c bè trÝ c¸p, c¸p ngoµi kÐo dµi suèt qua hai nhÞp tõ khèi ®Ønh trô nä ®Õn khèi ®Ønh trô kia…….41: Neo c¸p D¦L vµo khèi ®Ønh trô.
§Ønh ®-êng trßn dÞch ra xa tim trô ®Ó h¹ thÊp cao ®é neo ë phÝa mÆt bªn kia t-êng ngang….42: D¹ng cÊu t¹o khoÐt rçng ®Ó ®Æt neo c¸p dù øng lùc ngoµi….…35 Ch-¬ng 2: Nguyªn lý tÝnh to¸n 5 H×nh 2.1: Lùc trong dÇm bª t«ng cèt thÐp chÞu uèn…….2: Sù ph©n bè øng suÊt ®µn håi tuyÕn tÝnh cña bª t«ng trong dÇm liªn hîp D¦L……….45 Ch-¬ng 3: Kh¶o s¸t ¶nh h-ëng cña c¸p D¦L c¨ng ngoµi H×nh 3.1: MÆt c¾t gi÷a nhÞp vµ s¸t trô………………………………………….2: S¬ ®å bè trÝ chung…………………………………………….3: S¬ ®å ph©n chia ®èt dÇm………………………………………….4: S¬ ®å bè trÝ c¸p D¦L c¨ng trong……………………………….5: Quy ®æi tiÕt diÖn S0……………………………………………….6: Bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi hép……….7: S¬ ®å bè trÝ hÖ c¸p D¦L c¨ng ngoµi……………………………….8: Tr-êng hîp bè trÝ c¸p D¦L c¨ng trong hoµn toµn………….9 : Tr-êng hîp cã bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng ngoµi hép…….10: Tr-êng hîp bè trÝ c¸p D¦L c¨ng trong hoµn toµn………….11: Tr-êng hîp cã bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng ngoµi hép ….12 : Tr-êng hîp bè trÝ c¸p D¦L c¨ng trong hoµn toµn……….13: Tr-êng hîp cã bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng ngoµi hép……….14: §å thÞ øng suÊt thí trªn cña tiÕt diÖn ®Ønh trô qua c¸c giai ®o¹n thi c«ng….15 : §å thÞ øng suÊt thí d-íi cña tiÕt diÖn ®Ønh trô qua c¸c giai ®o¹n thi c«ng….16: §å thÞ øng suÊt thí trªn cña tiÕt diÖn ®Ønh trô t-¬ng øng víi c¸c tr-êng hîp lÖch t©m e kh¸c nhau trong c¸c giai ®o¹n thi c«ng….17: §å thÞ øng suÊt thí d-íi cña tiÕt diÖn ®Ønh trô t-¬ng øng víi c¸c tr-êng hîp lÖch t©m e kh¸c nhau trong c¸c giai ®o¹n thi c«ng…….18: §å thÞ øng suÊt thí trªn t-¬ng øng víi c¸c ®é lÖch t©m e….19: §å thÞ øng suÊt thí d-íi t-¬ng øng víi c¸c ®é lÖch t©m e …….20: Sè l-îng tao c¸p D¦L qua mÆt c¾t s¸t trô…….21: Sè l-îng tao c¸p D¦L qua mÆt c¾t HL biªn……….22: Sè l-îng tao c¸p D¦L qua mÆt c¾t HL gi÷a…….69 6 më ®Çu Trong c¸c c«ng tr×nh giao th«ng trªn ®-êng « t« th× cÇu thuéc lo¹i c«ng tr×nh phøc t¹p nhÊt v× cã thÓ sö dông nhiÒu ph-¬ng ¸n kÕt cÊu, nhiÒu lo¹i vËt liÖu, nhiÒu c«ng nghÖ x©y dùng kh¸c nhau do ®ã cÇn lu«n lu«n xem xÐt nghiªn cøu ®-a khoa häc kü thuËt gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò thùc tiÔn trong nghµnh ®Æt ra. Khuynh h-íng t¨ng chiÒu dµi kÕt cÊu nhÞp cÇu bª t«ng cèt thÐp dÉn tíi ý t-ëng sö dông vËt liÖu c-êng ®é cao, trong ®ã c-êng ®é bª t«ng cã thÓ tíi cÊp 40-60Mpa hoÆc h¬n, cèt thÐp c-êng ®é cao cã thÓ ®¹t 1800-1900 Mpa. Sö dông vËt liÖu c-êng ®é cao cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ, v× cã thÓ gi¶m khèi l-îng vËt liÖu, h¹ gi¸ thµnh riªng (gi¸ thµnh trªn ®¬n vÞ c-êng ®é vËt liÖu). Tuy nhiªn ®Ó ®¹t ®-îc c-êng ®é cao trong cèt thÐp th× trong bª t«ng th-êng xuÊt hiÖn vÕt nøt khi chÞu kÐo.
Cã thÓ dïng cèt thÐp t¹o lùc nÐn tr-íc cho phÇn bª t«ng chÞu kÐo, bª t«ng ®-îc Ðp tr-íc t¹o ®é chÆt, ®é kÝn n-íc vµ kÝn khÝ ®éc, do ®ã t¨ng tuæi thä cña kÕt cÊu, ®Æc biÖt tuæi thä chÞu mái. Nh- vËy kÕt cÊu bª t«ng dù øng lùc cã thÓ triÖt tiªu ®-îc øng suÊt kÐo trong bª t«ng, ng¨n ngõa c¸c vÕt nøt vµ sö dông ®-îc bª t«ng vµ cèt thÐp c-êng ®é cao, gi¶m träng l-îng b¶n th©n vµ t¨ng chiÒu dµi nhÞp. Sö dông vËt liÖu c-êng ®é cao vµ t¨ng ®é cøng cña dÇm cho phÐp gi¶m chiÒu cao kiÕn tróc cÇu, gi¶m träng l-îng b¶n th©n, v-ît ®-îc c¸c nhÞp lín h¬n vµ cã chØ tiªu kinh tÕ tèt h¬n so víi kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp. HiÖn nay, chiÒu dµi nhÞp hÖ dÇm ®¬n gi¶n bª t«ng dù øng lùc cã thÓ ®¹t 70m.
ë ViÖt Nam, ®èi víi kÕt cÊu dÇm, khung liªn tôc bª t«ng dù øng lùc tiÕt diÖn hép thi c«ng hÉng hoÆc ®Èy cã thÓ v-ît c¸c nhÞp lín 60-130m. §iÓn h×nh vÒ c¸c lo¹i cÇu nµy cã thÓ kÓ: cÇu Phó L-¬ng, cÇu Gianh, cÇu HiÒn L-¬ng, cÇu Hoµng Long, cÇu Phï §æng, cÇu Ph¶ L¹i, cÇu T©n §Ö,… míi ®©y nhÊt lµ cÇu Hµm Lu«ng cã khÈu ®é nhÞp lín nhÊt L=150m. Lý do, môc ®Ých chän ®Ò tµi: C«ng nghÖ dù øng lùc (D¦L) ngoµi víi nhiÒu -u ®iÓm ®· vµ ®ang ®-îc sö dông nhiÒu trong c¸c thiÕt kÕ cÇu míi. Khi kÕt cÊu sö dông c¸p D¦L c¨ng ngoµi cã ®é lÖch t©m e lín th× sè l-îng c¸p D¦L c¨ng trong sÏ gi¶m so víi tr-êng hîp kÕt cÊu sö dông c¸p D¦L c¨ng trong hoµn toµn.
Víi nh÷ng c¸ch bè trÝ c¸p D¦L ngoµi kh¸c 7 nhau sÏ cho nh÷ng øng xö cña kÕt cÊu kh¸c nhau. Do ®ã cÇn ph¶i cã nh÷ng nghiªn cøu so s¸nh c¸ch bè trÝ c¸p D¦L ngoµi ®Ó ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ sö dông c¸p D¦L ngoµi. Môc tiªu nghiªn cøu cña ®Ò tµi: C¸c môc tiªu nghiªn cøu cô thÓ lµ: Nghiªn cøu tæng quan vÒ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ dù øng lùc c¨ng ngoµi. CÊu t¹o c¬ b¶n cña bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi.
Nghiªn cøu ¶nh h-ëng cña bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng bªn ngoµi hép so víi tr-êng hîp bè trÝ cèt thÐp D¦L c¨ng trong cña cÇu BTCT liªn tôc. Nghiªn cøu ¶nh h-ëng cña ®é lÖch t©m e khi bè trÝ c¸p D¦L c¨ng ngoµi, c¨ng bªn ngoµi hép. Kh¶o s¸t mèi quan hÖ (a;e), x¸c ®Þnh vÞ trÝ chèt d©y hÖ c¸p D¦L c¨ng ngoµi cña cÇu extrados ®Ó hµm môc tiªu “øng suÊt t¹i tiÕt diÖn ®Ønh trô” lín nhÊt. Trong ®ã: a - kho¶ng c¸ch tõ ®Ønh trô ®Õn ®iÓm neo d©y ®Çu tiªn trªn dÇm chñ.
e - lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm neo d©y thÊp nhÊt trªn th¸p ®Õn b¶n mÆt cÇu. §èi t-îng vµ ph¹m vi nghiªn cøu: Ph¹m vi nghiªn cøu cña luËn v¨n lµ : XÐt bè trÝ c¸p D¦L cña cÇu BTCT dù øng lùc ba nhÞp, cÇu khung, thi c«ng b»ng ph-¬ng ph¸p ®óc hÉng c©n b»ng. Ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu: Nghiªn cøu lý thuyÕt kÕt hîp víi sö dông c¸c sè liÖu ph©n tÝch nhê sù trî gióp m« h×nh hãa kÕt cÊu b»ng ch-¬ng tr×nh Midas Civil 7. C¬ së khoa häc vµ thùc tiÔn: - C¬ së khoa häc: TÝnh to¸n néi lùc cña kÕt cÊu b»ng phÇn mÒm Midas Civil 7.01 theo lý thuyÕt phÇn tö h÷u h¹n.
CÇu bª t«ng cèt thÐp ph¶i ®-îc thiÕt kÕ ®Ó khi chÞu t¶i träng, c¸c øng xö cña chóng kh«ng v-ît qu¸ c¸c giíi h¹n cña tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu 22TCN 272-05 (AASHTO - LRFD 1998). - C¬ së thùc tiÔn: ViÖc nghiªn cøu nµy gãp phÇn x¸c ®Þnh s¬ bé tham sè c¸p D¦L ®Ó phôc vô viÖc kh¶o s¸t hµm môc tiªu lín nhÊt lµ “gi¸ thµnh” cña toµn bé dù ¸n lµ nhá nhÊt.