NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG PHẦN mềm MIDAS CIVIL TÍNH TOÁN kết cấu cầu dây VÕNG ỨNG DỤNG CHO cầu NGUYỄN văn TRỖI TRẦN THỊ lý

AI HOĩC Aè NễNG
AI HOĩC Aè NễNG
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA
KHOA XY DặNG CệU ặèNG
KHOA XY DặNG CệU ặèNG
NGHIN CặẽU ặẽNG DUNG PHệM MệM MIDAS
NGHIN CặẽU ặẽNG DUNG PHệM MệM MIDAS
CIVIL TấNH TOAẽN KT CU CệU TREO DY
CIVIL TấNH TOAẽN KT CU CệU TREO DY
VOẻNG. ặẽNG DUNG CHO CệU NGUYN VN
VOẻNG. ặẽNG DUNG CHO CệU NGUYN VN
TRI -TRệN THậ LYẽ
TRI -TRệN THậ LYẽ
NĩI DUNG
NĩI DUNG
I Tọứng quan vóử cỏửu treo dỏy voợng vaỡ phỏửn móửm
MIDAS- CIVIL.
II Tọứng quan vóử caùc bọỹ phỏỷn kóỳt cỏỳu trong cỏửu vaỡ
sọỳ lióỷu õỏửu vaỡo
III Phổồng phaùp tờnh toaùn:
Lyù thuyóỳt tờnh toaùn.
Cọng cuỷ tờnh toaùn.
IV Aùp duỷng tờnh toaùn.
V Kóỳt luỏỷn.
I
I
TỉNG QUAN
TỉNG QUAN
Cỏửu dỏy voợng laỡ loaỷi cỏửu trong õoù bọỹ phỏỷn chởu lổỷc

chờnh laỡ caùp do õoù tỏỷn duỷng õổồỹc hóỳt thaỡnh tổỷu
cuớa khoa hoỹc vóử sổỷ laỡm vióỷc cuớa vỏỷt lióỷu .
Chờnh vỗ ổu õióứm naỡy nón cỏửu treo vổồỹt nhởp lồùn
maỡ caùc loaỷi kóỳt cỏỳu khaùc khọng laỡm õổồỹc . Vờ duỷ
nhổ cỏửu Akashi Kaikyo ồớ nhỏỷt baớn vổồỹt nhởp tồùi
1991m .ỷc õióứm nọứi bỏỷt laỡ coù dỏửm ngang cổùng
lión tuỷc õóứ taỷo ra õọỹ cổùng cỏửn thióỳt õọỳi vồùi cỏửu
vaỡ taỷo sổỷ phỏn bọỳ taới trong qua thaùp theo caùp vỗ
thóỳ õaợ haỷn chóỳ õaùng kóứ sổỷ bióỳn daỷng cuớa caùp.
Kóỳt cỏỳu cỏửu dỏy voợng coù hai loaỷi: Dỏửm móửm vaỡ
dỏửm cổùng. Kióứu kóỳt cỏỳu dỏửm cổùng coù nhióửu ổu
õióứm trong cọng nghóỷ chóỳ taỷo ,mổùc õọỹ an
toaỡn vaỡ laỡm tng õọỹ cổùng cuớa caớ hóỷ .
Trong kóỳt cỏỳu cỏửu dỏy voợng ta mọ hỗnh phỏn
tờch ngổồỹc trong quaù trỗnh thi cọng, où laỡ õỷc
õióứm nọứi bỏỷt maỡ caùc loaỷi kóỳt cỏỳu cỏửu khaùc
khọng laỡm õổồỹc.
MiDAS - CIVIL laỡ phỏửn móửm coù khaớ nng tờnh
toaùn kóỳt cỏửu rỏỳt maỷnh õổồỹc du nhỏỷp vaỡo Vióỷt
Nam trong mọỹt vaỡi nm gỏửn õỏy. Noù coù thóứ mọ
hỗnh, tờnh toaùn caùc loaỷi cỏửu lồùn nhổ: Cỏửu dỏy
vng coù õióửu chốnh nọỹi lổỷc, cỏửu voỡm, cỏửu dỏy
voợng Vồùi caùc loaỷi mỷt cừt ngang rỏỳt õa daỷng
vaỡ phong phuù.
H TRĩ TRặC TIP VIC M HầNH HOẽA CAẽC DANG
S ệ KT CU RING BIT NHặ CệU DY
VNG, DY VOẻNG, UẽC HNG, UẽC ỉY
CệU DY VOẻNG
MĩT S TấNH NNG CUA PHệN
MĩT S TấNH NNG CUA PHệN

MệM MIDAS CIVIL
MệM MIDAS CIVIL

Mọ hỗnh hoùa caùc giai õoaỷn thi cọng coù xeùt õóỳn sổỷ thay
õọứi tờnh nng vỏỷt lióỷu theo thồỡi gian

Phỏn tờch coù xeùt õóỳn yóỳu tọỳ phi tuyóỳn hỗnh hoỹc, phi
tuyóỳn vỏỷt lióỷu

Khaớ nng phỏn tờch taới troỹng di õọỹng maỷnh

Tờnh lổỷc õióửu chốnh trong caùc dỏy caùp cỏửu treo

Khaớ nng tờnh toaùn thióỳt kóỳ theo nhióửu tióu chuỏứn tión
tióỳn: Asshto-LRFD98, Canada, Bs

Mọ hỗnh phỏn tờch ngổồỹc cỏửu treo dỏy voợng
II
II
Tọứng quan vóử caùc bọỹ phỏỷn kóỳt cỏỳu trong cỏửu
Tọứng quan vóử caùc bọỹ phỏỷn kóỳt cỏỳu trong cỏửu
vaỡ sọỳ lióỷu õỏửu vaỡo
vaỡ sọỳ lióỷu õỏửu vaỡo
Cỏửu õổồỹc thióỳt kóỳ vồùi nhởp nhổ sau 100-400-100m,
mỷt cừt ngang dỏửm họỹp BTCT fc =50MPA,
h=2m.Mỷt cừt ngang gọửm 6laỡn xe chaỷy vaỡ 2 laỡn õi
bọỹ .Caùp chuớ õổồỡng kờnh 0.6m, khoaớng caùch giổợa hai
caùp chuớ laỡ 23.5m. Caùp treo coù õổồỡng kờnh 0.15m,
f=40m.
Cỏửu gọửm caùc bọỹ phỏỷn sau:

1. Dỏửm : Kóỳt cỏỳu doỹc õóứ chởu vaỡ phỏn bọỳ taới troỹng hoaỷt
taới.
2. Caùp chuớ: Tọứ hồỹp caùc boù sồỹi caùp song song,laỡ bọỹ phỏỷn
chởu lổỷc chờnh cuớa cỏửu nỏng õồợ dỏửm vaỡ hóỷ mỷt cỏửu vaỡ
truyóửn taới troỹng qua thaùp cỏửu tồùi truỷ vaỡ nóửn moùng.Sổỷ
truyóửn taới tổỡ dỏửm lón caùp chuớ õổồỹc thổỷc hióỷn thọng qua
caùp treo.
3. Thaùp cỏửu: Kóỳt cỏỳu trung gian chởu lổỷc tổỡ caùp chờnh rọửi
truyóửn õóỳn nóửn moùng.
4. Khọỳi neo: Khọỳi bó tọng nỷng õóứ giổợ neo caùp chờnh .
SƠ ĐỒ TỔNG THỂ
SƠ ĐỒ TỔNG THỂ
PHặNG PHAẽP TấNH TOAẽN
PHặNG PHAẽP TấNH TOAẽN
1 Lyù thuyóỳt tờnh toaùn:
1.1 Lyù thuyóỳt bióỳn daỷng nhoớ tuyóỳn tờnh:
Khọng xeùt õóỳn aớnh hổồớng bióỳn dang cuớa caùp
M(x) = M0(x) - Hp y(x)
1.2 Lyï thuyãút biãún daûng låïn:
Xét đến ảnh hưởng biến dạng của cáp đến nội lực Tính
toán phi tuyến.
M(x) = M0(x) –Hp y(x) – (Hw + Hp)(x)
1.3 Giải pháp thực dụng:
a Tính toán giai đoạn khai thác:
-Tải trọng khai thác nhỏ hơn nhiều so với tỉnh tải.
-Độ cứng hình học ít thay đổi.
- Tính kết cấu theo sơ đồ biến dạng nhỏ, tuyến tính.
b Tính toán trong giai đoạn thi công.
- Sơ đồ kết cấu thay đổi thường xuyên.
- Tải trọng thi công lớn.

- Tính kết cấu theo phương pháp biến dạng lớn ,
phi tuyến.
2 Cọng cuỷ tờnh toaùn:
Cỏc bc mụ hỡnh hoỏ trong giai on hon thin bng
MIDAS-CIVIL:
Cỏc bc chớnh thc hin trong chng trỡnh:
Cỏc bc chớnh thc hin trong chng trỡnh:
- Mụ hỡnh húa kt cu
- Khai bỏo cỏc ln xe
- Khai bỏo cỏc ti trng theo 22TCN272-05: Xe
Tadem+Lan, Xe Tai+ Lan
- Khai bỏo cỏc lp xe
- Khai bỏo cỏc trng hp ti trng di ng, gỏn cỏc ti
trng di ng vo cỏc ln cho phự hp.
- Khai bỏo cỏc trung hp ti trng di ng v cỏc t hp
ti trng cú xột n h s ti trng, h s xung kớch.
1 MÄ HÇNH HOAÏ KÃÚT CÁÚU
- Toàn bộ kết cấu cầu dây võng sẽ được mô hình
vào trong chương trình gần đúng như kết cấu
thật, mô hình bài toán là mô hình không gian
- Dầm liên tục tiết diện hộp được mô tả trong
chương trình là phần tử Beam. Mặt cắt ngang
dẩm chủ được khai báo trong chương trình
với các thông số cụ thể như sau: (Xem hình vẽ)
- Trong cầu dây võng nội lực xuất hiện
trong dây võng chủ yếu là lực kéo do đó dây
sẽ được khai báo là phần tử TENS-TRUSS,
loại Cable.
1 KHAI BÁO CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN
- Liên kết neo giữa cáp chủ với đất được mô tả là 4 ngàm cứng

- Liên kết giữa chân tháp với nền đất được mô tả là ngàm
- Hai đầu dầm được mô tả bằng gối cố định và di động.
- Để mô tả sự làm việc của gối cầu tại vị trí dầm liên tục tựa lên
dầm ngang dưới của tháp ,tại vị trí trụ tháp dầm chủ dược
kê trên gối di đông bằng liên kết RIGID LINK
- Liên kết giữa đầu neo dây võng với dầm cứng được mô tả
bằng các ràng buộc chuyển vị RIGID LINK thể hiện sự
chuyển vị đồng thời của chúng theo các phương.
- Tháp cầu có kết cấu dạng hộp rỗng làm việc chủ yếu chịu nén
uốn nên sẽ được khai báo bằng phần tử Beam
MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ HÌNH
Một đoạn dầm được
mô hình
Liên kết trong cầu
MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ HÌNH
Liên kết RIGID
LINK giữa cáp treo
và dầm chủ
Mô hình tổng thể
KHAI BAẽO HOAT TAI HL-93
KHAI BAẽO HOAT TAI HL-93
THEO 22TCN272-05
THEO 22TCN272-05


TIM ặèNG
KT QUA M TA CAẽC LAèN XE
CAẽC BặẽC THặC HIN CHấNH:

ậNH NGHẫA CAẽC LAèN XE

ậNH NGHẫA XE TIU CHUỉN

ậNH NHGẫA CAẽC TRặèNG HĩP TTD
XE TAI THIT K
Tỉ HĩP TAI TROĩNG ỉ COẽ NĩI LặC BT LĩI
Tỉ HĩP TAI TROĩNG ỉ COẽ NĩI LặC BT LĩI
NHT DO TẩNH TAI VAè HOAT TAI
NHT DO TẩNH TAI VAè HOAT TAI
Stt
Trng hp
ti trng
Mụ t
1 TT1 Tnh ti giai on 1
2 TT2 Tnh ti giai on 2
3
Hot
Tademlan
Hot ti xe 2 trc v
ti trng ln
4
Hot
Trucklan
Hot ti xe ti v
ti trng ln
5 Hot Ngui Ti trng ngi
Stt
Tờn t
hp
Mụ t

Type
1 Hoat1
Hot ti xe tandem,ti trng ln cng
tỏc dng vi ti trng ngi
ADD
2 Hoat2
Hot ti xe trc,ti trng ln cng
tỏc dng vi ti trng ngi
ADD
3 Hoatmax Ly giỏ tr bt li ca Hoat1 v Hoat2 ENVE
4 TinhMax
Cng tỏc dng ca Tnh ti giai
on 1v tnh ti giai on 2
ADD
5 T+H
Cng tỏc dng ca Tnh ti v hot ti
( TinhMax, HoatMax)
ADD
6 BaoTH
Ly giỏ tr bt li nht trong 3 t hp
( Hoatmax, Tinhmax, T+H)
ENVE
CAẽC TRặèNG HĩP TAI
Tỉ HĩP TAI TROĩNG
IV TÍNH TOÁN CẦU THEO PHƯƠNG NGANG
Mô hình hóa toàn bộ hộp dầm theo sơ đồ khung cứng,
xét cho 1m dài cầu.
- Mô tả các tải trọng và tổ hợp tải trọng.
+ Tỉnh tải ta cho chương trình tự tính khi khai báo
(z=-1).

+ Hoạt tải ta xếp trực tiếp trên phương ngang .
Hình ảnh xếp xe
V
V


Mä hçnh phán têch ngæåüc
Mä hçnh phán têch ngæåüc
Trình tự thi công:
Trình tự thi công:
Thi công tháp và cáp chủ trước sau đó lắp dầm
Thi công tháp và cáp chủ trước sau đó lắp dầm
vàdây treo theo từng đốt .
vàdây treo theo từng đốt .
Phân tích ngược là từ mô hình hoàn thiện đã
Phân tích ngược là từ mô hình hoàn thiện đã
phân tích trước ta lần lượt phân tích mô hinh khi
phân tích trước ta lần lượt phân tích mô hinh khi
ta bỏ lần lượt các nhóm kết cấu đã thi công sau : Để
ta bỏ lần lượt các nhóm kết cấu đã thi công sau : Để
kiểm tra nội lực cuối cùng trong dây ta phân làm hai
kiểm tra nội lực cuối cùng trong dây ta phân làm hai
giai đoạn .
giai đoạn .
Mô hình hoá quá trình thi công
Mô hình hoá quá trình thi công
•
Trình tự mô hình hoá và phân tích
–
Xây dựng trạng thái kết cấu ở giai đoạn hoàn thành công

trình
–
Xây dựng trạng thái kết cấu ở các giai đoạn thi công
chính theo thứ tự ngược với trình tự thi công thực tế
–
Tính toán nội lực và biến dạng/chuyển vị của các bộ phận
kết cấu ở từng trạng thái
•
Các trạng thái khống chế cơ bản
–
Trạng thái hoàn thành cầu
–
Trạng thái lắp xong cáp chính
–
Trạng thái cắt cáp chính
Giai đoạn hoàn thiện:
Giai đoạn hoàn thiện:
Giai đoạn này toàn bộ tỉnh tải giai đoạn 1 và giai
Giai đoạn này toàn bộ tỉnh tải giai đoạn 1 và giai
đoạn 2 +tải trọng do hoạt tải sẽ do cáp treo và cáp chủ chịu hết ,
đoạn 2 +tải trọng do hoạt tải sẽ do cáp treo và cáp chủ chịu hết ,
ta sẽ đưa ra nội lực trong cáp treo và cáp chủ.
ta sẽ đưa ra nội lực trong cáp treo và cáp chủ.
Giai đoạn thi công :
Giai đoạn thi công :
Ta sẽ xem các đốt dầm liên kết bằng khớp để cho tỉnh tải trong
Ta sẽ xem các đốt dầm liên kết bằng khớp để cho tỉnh tải trong
dầm dây sẽ không chịu nữa.và ta sẽ đưa ra nội trong cáp treo và
dầm dây sẽ không chịu nữa.và ta sẽ đưa ra nội trong cáp treo và
cáp chủ.

cáp chủ.
Nội lực cuối cùng trong dây sẽ bằng tổng nội lực trong hai
Nội lực cuối cùng trong dây sẽ bằng tổng nội lực trong hai
giai đoạn
giai đoạn
Và kiểm tra như sau:
Và kiểm tra như sau:
.
.