TÍNH TOÁN CẦU ĐÚC HẪNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẤT NỀN TRÊN NỀN SAP 2000

Trờngđạihọcgiaothôngvậntải
Trờngđạihọcgiaothôngvậntải
nghiêncứukhoahọcsinhviên
nghiêncứukhoahọcsinhviên
Nhóm sinh viên thực hiện :
Nhóm sinh viên thực hiện :
Lê Thị Hà
Lê Thị Hà
Linh
Linh
Nguyễn Kim H ng
Nguyễn Kim H ng
Nguyễn Huy
Nguyễn Huy
Hoàn
Hoàn
Vũ Trí Phúc
Vũ Trí Phúc
Trần Quốc Hoan
Trần Quốc Hoan
Hà Nội, 05 - 2004
Hà Nội, 05 - 2004
Tínhtoáncầuđúchẫngcóxétđếnảnhh
Tínhtoáncầuđúchẫngcóxétđếnảnhh
ởngcủađấtnềntrênnềnSap2000
ởngcủađấtnềntrênnềnSap2000
khoa công trình

Giáo viên h ớng dẫn : Đào Duy Lâm
Giáo viên h ớng dẫn : Đào Duy Lâm


Trờngđạihọcgiaothôngvậntải
Trờngđạihọcgiaothôngvậntải
khoa công trình












Mô hình hoá trên SAP2000
Mô hình hoá trên SAP2000

Mục đích của đề tài.
Mục đích của đề tài.


Tổng quan về cầu đúc hẫng
Tổng quan về cầu đúc hẫng


Kết quả tính toán
Kết quả tính toán


Sự làm việc chung giữa kết cấu và đất nền
Sự làm việc chung giữa kết cấu và đất nền


Kết luận, kiến nghị và h ớng phát triển của đề tài
Kết luận, kiến nghị và h ớng phát triển của đề tài


Mơc ®Ých cđa ®Ị tµi
Mơc ®Ých cđa ®Ị tµi
Đưa ra bài toán sát với thực tế về sự làm việc
Đưa ra bài toán sát với thực tế về sự làm việc
chung giữa kết cấu cầu và đất nền
chung giữa kết cấu cầu và đất nền
Mô hình hóa và giải bài toán trên SAP
Mô hình hóa và giải bài toán trên SAP
Dự đoán độ võng và dao động của kết cấu

Dự đoán độ võng và dao động của kết cấu


Nội dung cơ bản của ph ơng pháp đúc hẫng
Ph ơng pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ
hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh


Các hình thức đúc hẫng.
Đúc hẫng từ trụ ra hai phía: Đây là hình thức phổ biến nhất của ph ơng pháp đúc
hẫng:Nguyên lí chung là từ đoạn dầm đầu tiên đã đ ợc neo chắc trên đỉnh trụ, kết cấu
nhịp đ ợc đúc hẫng v ơn dài ra hai phía theo nguyên tắc đảm bảo tính đối xứng qua trụ
để giữ ổn định chống lật đổ. Ph ơng pháp này có u điểm là lợi dụng đ ợc tính đối xứng,
tự cân bằng ổn định, tốc độ thi công nhanh.
Đúc hẫng kết cấu nhịp từ bờ ra: ở các nhịp sát bờ khoảng chống d ới cầu không cao lắm
nên có thể dùng hệ đà giáo cố định đỡ bên d ới để đúc tại chỗ toàn bộ nhịp sát bờ. Nhịp
giữa sông sẽ đ ợc đúc hẫng tiếp nối từ trụ sát bờ ra và nhờ trọng l ợng của nhịp bờ giữ ổn
định chống lật. Nhịp bờ sẽ đ ợc căng kéo cốt thép hoàn chỉnh tr ớc khi đúc hẫng nhịp giữa.
Ph ơng pháp này thích hợp cho các cầu có ba nhịp mà nhịp giữa có chiều dài lớn để v ợt
qua phần dòng chính của sông.




Tr×nh Tù tÝnh to¸n CÇu ®óc hÉng
Tr×nh Tù tÝnh to¸n CÇu ®óc hÉng
Lựa chọn sơ đồ nhòp, dạng kích thước chính trong
Lựa chọn sơ đồ nhòp, dạng kích thước chính trong
mặt cắt ngang của cầu,phân các đoạn đúc
mặt cắt ngang của cầu,phân các đoạn đúc

Xác đònh các sơ đồ tónh học của kết cấu nhòp thay
Xác đònh các sơ đồ tónh học của kết cấu nhòp thay
đổi qua từng bước thi công đúc hẫng
đổi qua từng bước thi công đúc hẫng


Tính toán nội lực kết cấu nhòp dầm, nội lực trụ và
Tính toán nội lực kết cấu nhòp dầm, nội lực trụ và
trụ tạm, các phản lực gối đỡ và các chuyển vò
trụ tạm, các phản lực gối đỡ và các chuyển vò
thẳng đứng, chuyển vò nằm ngang phát sinh trong
thẳng đứng, chuyển vò nằm ngang phát sinh trong
quá trình đúc hẫng. Vẽ các hình bao nội lực và
quá trình đúc hẫng. Vẽ các hình bao nội lực và
biểu đồ độ võng trong giai đoạn thi công
biểu đồ độ võng trong giai đoạn thi công

`



Sơđồlàmviệccủakếtcấu

Dầm

Trụ

cọc
Lò Xo

Trụ

Bệ trụ

Dầm
Độ cứng của lò xo đ ợc xác định theo công thức:
Độ cứng của lò xo đ ợc xác định theo công thức:


K
K
lx
lx
= K
= K
s
s
.F
.F


C¸c S¬ ®å tÝnh
C¸c S¬ ®å tÝnh


MÆtc¾tngangdÇm

Sè
hiÖu
MC
ChiÒu
dµi ®èt
l
i
(cm)
ChiÒu cao
tiÕt diÖn
H
ChiÒu
dµy
ban®¸y
h
b
ChiÒu
réng
b¶n ®¸y
DiÖn tÝch

VÞ trÝ trôc
trung hoµ y
o
J
x

(cm

4
)
J
y

(cm
4
)
0 0 600 60.0 600 139400 264.7 6369937450 8782857500
1 400 539.3 53.9 600.0 130288 231.1 4819310044 8180924390
2 400 484.3 48.4 600.0 122045 201.4 3632548187 7636318244
3 400 435.1 43.5 600.0 114669 175.5 2735740435 7149039060
4 400 391.7 39.2 600.0 108160 153.4 2067234724 6719086839
5 400 354.1 35.4 600.0 102520 134.9 1576306990 6346461581
6 400 322.3 32.2 600.0 97747.1 119.8 1221943580 6031163285
7 400 296.3 29.6 600.0 93842.1 107.8 971722926 5773191952
8 400 276.0 27.6 600.0 90805 98.8 800789780 5572547583
9 400 261.6 26.2 600.0 88635.5 92.5 690930032 5429230176
10 400 252.9 25.3 600.0 87333.9 88.8 629773212 5343239731
11 400 250.0 25.0 600.0 86900 87.6 610166816 5314576250


- Đề tài sử dụng phần mềm SAP2000 Version 7.42
- Đề tài sử dụng phần mềm SAP2000 Version 7.42
- Mô hình kết cấu trên SAP bằng các phần tử thanh (Frames)
- Mô hình kết cấu trên SAP bằng các phần tử thanh (Frames)
- Thay thế đất nền bằng các lò xo có độ cứng t ơng đ ơng
- Thay thế đất nền bằng các lò xo có độ cứng t ơng đ ơng
- Vẽ một nửa của kết cấu
- Vẽ một nửa của kết cấu

-
-
Khai báo và gán các mặt cắt Trụ(TRU), Bệ trụ
Khai báo và gán các mặt cắt Trụ(TRU), Bệ trụ
(BETRU) , cọc nhồi (COC), các mặt cắt
(BETRU) , cọc nhồi (COC), các mặt cắt
MC1,MC2,MC3, MC12 để tiến hành khai báo mặt cắt
MC1,MC2,MC3, MC12 để tiến hành khai báo mặt cắt
biến đổi M44.
biến đổi M44.
- Lấy đối xứng toàn bộ phần đã tạo ra qua trục đối xứng.
- Lấy đối xứng toàn bộ phần đã tạo ra qua trục đối xứng.
Khai báo các gối ở mố và hoàn thiện việc mô hình hoá kết
Khai báo các gối ở mố và hoàn thiện việc mô hình hoá kết
cấu.
cấu.
Trình tự mô hình hóa:
Trình tự mô hình hóa:
MôhìnhhóatrênSap
MôhìnhhóatrênSap




KÕt qu¶ chuyÓn vÞ
KÕt qu¶ chuyÓn vÞ


KÕt qu¶ néi lùc
KÕt qu¶ néi lùc

KÕt qu¶ dao déng riªng
KÕt qu¶ dao déng riªng


§¸nh gi¸ kÕt qu¶
§¸nh gi¸ kÕt qu¶


S¬ ®å hoµn chØnh(TLBT)
S¬ ®å hoµn chØnh(TLBT)
S¬ ®å hÉng(XEDUCBL)
S¬ ®å hÉng(XEDUCBL)


S¬ ®å hoµn chØnh
S¬ ®å hoµn chØnh
S¬ ®å hÉng
S¬ ®å hÉng


U1
0.000036 -0.004181 0.000011 -0.000348
U3
-0.023700 -0.023500 -0.054400 -0.138400
R2
0.000678 0.000439 0.001756 0.000010
Joint 2 Joint 5 Joint 17 Joint 138
Joint 2 Joint 5 Joint 17 Joint 138

U1
0.000349 0.000000 0.000105 -0.000163
U3
0.000260 0.000000 -0.049300 -0.100800
R2
0.000202 0.000000 0.001416 0.000018
Joint 2
Joint 5
Joint 138
Joint 17
Joint 2
Joint 5
Joint
138
Joint 17



Joint 17 Joint 2 Joint 9 Joint 5
U1 0,0890 0,0890 0,0890 0,0220
U3 0,3800 -0,00046 -0,4100 -0,00046
R2 0,0086 0,0086 0,0099 0,0083

Joint 17 Joint 2 Joint 9 Joint 5
U1 0,0015 0,0015 0,0150 0
U3 0,0160 0,0000 -0,0460 0
R2 0,00037 0,00037 0,0016 0


B¶ng 4.2. Gi¸ trÞ m« men t¹i mÆt c¾t bÊt lîi nhÊt

M« men T¹i mÆt c¾t nguy hiÓm
Cã xÐt ®Êt nÒn: M=19173,88Tm
M« men T¹i mÆt c¾t nguy hiÓm
Kh«ng xÐt ®Êt nÒn: M=19525,97Tm


S¬®åhÉng
Cã xÐt ®Êt nÒn Kh«ng cã ®Êt nÒn
TLBT BATLOI TLBT BATLOI
(T.m) (T.m) (T.m) (T.m)
22262,30 24902,30 22262,30 24902,30


S¬®å
MODE
Cã xÐt ®Õn sù lµm viÖc víi ®Êt nÒn Kh«ng xÐt ®Õn sù lµm viÖc chung
TÇn sè Chu kú(s) TÇn sè Chu kú(s)
S¬ ®å
HÉng
1 0,22 4,53 0,94 1,06
2 1,52 0,66 1,59 0,63
3 1,67 0,60 4,76 0,21
4 3,85 0,26 5,56 0,18
5 4,76 0,21 7,69 0,13
S¬ ®å
Hoµn
chØnh
1 1,23 0,81 1,56 0,64
2 1,82 0,55 2,04 0,49
3 2,04 0,49 2,27 0,44

4 3,03 0,33 3,57 0,28
5 3,70 0,27 5,56 0,18


®¸Nhgi¸kÕtqu¶
®¸Nhgi¸kÕtqu¶
So s¸nh tr êng hîp cã xÐt ®Õn ¶nh h ëng cña ®Êt nÒn
So s¸nh tr êng hîp cã xÐt ®Õn ¶nh h ëng cña ®Êt nÒn
víi tr êng hîp kh«ng xÐt ®Õn ¶nh h ëng cña ®Êt nÒn
víi tr êng hîp kh«ng xÐt ®Õn ¶nh h ëng cña ®Êt nÒn
.
.


Néi lùc
Néi lùc
: Kh«ng thay ®æi
: Kh«ng thay ®æi


ChuyÓn vÞ, gãc xoay
ChuyÓn vÞ, gãc xoay
: Cã sù kh¸c nhau
: Cã sù kh¸c nhau


Dao ®éng riªng
Dao ®éng riªng
: Cã sù kh¸c nhau
: Cã sù kh¸c nhau

Cáckiếnnghị
Cáckiếnnghị

Liên kết giữa cọc và đất nền đ ợc coi là ngàm cứng khi
Liên kết giữa cọc và đất nền đ ợc coi là ngàm cứng khi
chân cọc chôn sâu vào tầng đá gốc. Khi nền d ới chân cọc
chân cọc chôn sâu vào tầng đá gốc. Khi nền d ới chân cọc
là đất cứng hoặc đá phong hóa thì coi là liên kết chốt
là đất cứng hoặc đá phong hóa thì coi là liên kết chốt

Tr ờng hợp móng cọc đài thấp d ới đáy bệ ta cũng khai báo
Tr ờng hợp móng cọc đài thấp d ới đáy bệ ta cũng khai báo
là các gối đàn hồi có độ cứng t ơng đ ơng.
là các gối đàn hồi có độ cứng t ơng đ ơng.
Công thức:
Công thức:
K
K
lx
lx
= K
= K
s
s
.F
.F

Khi mô hình hoá, đất nền đ ợc coi là đàn

Khi mô hình hoá, đất nền đ ợc coi là đàn
hồi, thay bằng các lò xo có độ cứng t ơng đ
hồi, thay bằng các lò xo có độ cứng t ơng đ
ơng ở các nút.
ơng ở các nút.


H ớng phát triển của đề tài
H ớng phát triển của đề tài
Để kết quả tính toán này sát với thực tế hơn nữa, đề tài cần đ ợc hoàn thiện theo
h ớng sau đây:
- Mở rộng sơ đồ tính với mô hình không gian
- Phát trển cho các dạng liên kết của kết cấu: Liên kết giữa trụ và kết cấu nhịp,
liên kết chân cọc với nền, liên kết giữa mố với nền cũng đ ợc thay thế bằng các lò
xo t ơng đ ơng
- Nghiên cứu một cách chi tiết việc đ a các hệ số đàn hồi của đất nền vào tính
toán để đ a đến kết quả tính toán ngày càng sát với thực tế hơn.
- Trên cơ sở mô hình hoá ngày càng sát với sự làm việc thực thế của kết cấu thì
kết quả tính toán có thể dùng để dự đoán cho các công việc tiếp theo. Mô phỏng
các tác động đối với kết cấu ngày càng hợp lý hơn
Ngoài ra trong phạm vi đề tài này mới chỉ giới hạn cho cầu đúc hẫng, thực tế
đề tài có thể mở rộng cho bất kỳ loại cầu nào vấn đề chỉ là ở chỗ mô hình hoá
trên SAP cho sát với thực tế kiểu cầu đó.




Với những kết quả và nhận xét từ đề tài nghiên cứu, các
Với những kết quả và nhận xét từ đề tài nghiên cứu, các
tác giả hy vọng rằng sẽ giúp đ ợc cho các kỹ s xây dựng khi

tác giả hy vọng rằng sẽ giúp đ ợc cho các kỹ s xây dựng khi
thiết kế công trình đặt trên nền đất có thêm cơ sở để làm chính
thiết kế công trình đặt trên nền đất có thêm cơ sở để làm chính
xác hơn kết quả tính toán, nhằm đ a ra một kết cấu phù hợp với
xác hơn kết quả tính toán, nhằm đ a ra một kết cấu phù hợp với
điều kiện làm việc thực tế và tiến hành tổ chức thi công đúng
điều kiện làm việc thực tế và tiến hành tổ chức thi công đúng
thiết kế.
thiết kế.


Do thời gian và trình độ còn có hạn, đề tài không thể
Do thời gian và trình độ còn có hạn, đề tài không thể
tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong nhận đ ợc sự
tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong nhận đ ợc sự
quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và những
quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và những
độc giả quan tâm để đề tài đ ợc hoàn thiện và có tính thực tế
độc giả quan tâm để đề tài đ ợc hoàn thiện và có tính thực tế
hơn nữa.
hơn nữa.


Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn các thầy
Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn các thầy
giáo:
giáo:
K.S.Nguyễn Hữu H ng, PGS.TS. Nguyễn Viết Trung,
K.S.Nguyễn Hữu H ng, PGS.TS. Nguyễn Viết Trung,
ThS. Đào Duy Lâm

ThS. Đào Duy Lâm
đã trực tiếp h ớng dẫn và giúp đỡ nhiệt
đã trực tiếp h ớng dẫn và giúp đỡ nhiệt
tình để đề tài đ ợc thực hiện.
tình để đề tài đ ợc thực hiện.
Kếtluận
Kếtluận
End Show


Chuyển vị tại điểm giữa đoạn hợp long
Không xét ảnh h ởng đất nền
Chuyển vị tại điểm giữa đoạn hợp long
có xét ảnh h ởng đất nền
Chuyển vị tại đầu cánh hẫng (BATLOI)
Không xét ảnh h ởng đất nền
Chuyển vị tại đầu cánh hẫng (BATLOI)
Có xét ảnh h ởng đất nền
Sosánhchuyểnvị