luận án tiến sĩ kỹ thuật cầu đường_Nghiên cứu đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở kết quả kiểm định cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
------------------------------

NGUYỄN LAN

NGHI N Ứ Đ NH GI
Đ NH TẢI
TRỌNG H
H
Ầ TR N
Ở
ẾT
Ả I
Đ NH Ầ

LUẬN ÁN TIẾN Ĩ

Ỹ THUẬT

( Tập phụ lục luận án)

Hà Nội - năm 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
------------------------------

NGUYỄN LAN

NGHI N Ứ Đ NH GI
Đ NH TẢI
TRỌNG H
H
Ầ TR N
Ở
ẾT
Ả I
Đ NH Ầ
Chuyên ngành: Xây dựng công trình đặc biệt
Mã số: 62.58.02.06

LUẬN ÁN TIẾN Ĩ

Ỹ THUẬT

( Tập phụ lục luận án)

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. G .T . Nguyễn iết Trung- Đại học GT T
2. T . Đỗ Hữu Thắng- iện

H&CN GTVT

HÀ Nội - năm 2014


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .................................................................................................... 1

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU............................................................................................... 4
Phụ lục 1: MÔ TẢ CÁC MÔ HÌNH HOẠT TẢI THIẾT KẾ TRONG CÁC TIÊU CHUẨN
THIẾT KẾ CẦU. ........................................................................................................................ 7
Phụ lục 2: MÔ TẢ HỆ THỐNG THỬ TẢI CHẨN ĐOÁN KẾT CẤU BridgeLoadTest và
FAPRE ...................................................................................................................................... 17
2.1.

Kiến trúc hệ thống thử tải cầu sử dụng công nghệ không dây: .................................. 17

2.2.

Giới thiệu thiết bị ....................................................................................................... 17

2.3.

Hệ thống đo khoảng cách xe thử tải để vẽ đƣờng ảnh hƣởng đáp ứng theo vị trí xe

thử tải trên cầu ...................................................................................................................... 22
2.3.1.

Giới thiệu thiết bị ................................................................................................ 22

2.3.2.

Chƣơng trình thu nhận xử lý số liệu: .................................................................. 23

2.3.3.

Ứng dụng đo đạc thực tế..................................................................................... 24

2.4.

Hệ thống chẩn đoán lực căng hiện tại trong các dây cáp văng ................................. 25

2.4.1.

Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp chẩn đoán ............................................................ 25

2.4.2.

Giao diện và các tính năng chƣơng trình ............................................................ 26

2.5.

Ứng dụng hệ thống chẩn đoán cáp văng .................................................................... 27

2.5.1.

Tính toán chẩn đoán lực căng cáp cầu Trần Thị Lý – Đà Nẵng ......................... 27

2.5.2.

Tính toán chẩn đoán lực căng cáp cầu Phò Nam – Đà Nẵng ............................. 29

2.6.

Kết luận độ chính xác hệ thống ................................................................................. 29

Phụ lục 3: MÔ TẢ HỆ THỐNG DỰ BÁO HƢ HỎNG TÍCH LŨY DO MỎI TỪ PHỔ BIẾN
DẠNG QUAN TRẮC TẠI HIỆN TRƢỜNG .......................................................................... 30

3.1.

Giới thiệu thiết bị ....................................................................................................... 30

3.2.

Sơ đồ khối hệ thống đo đạc và chẩn đoán tuổi thọ mỏi ............................................. 30

3.3.

Giao diện và các tính năng chƣơng trình FAPRE ...................................................... 31

3.4.

Kết quả chạy thử nghiệm chƣơng trình ..................................................................... 33

Phụ lục 4: ĐÁNH GIÁ CẮM BIỂN CẦU TRÀ KHÖC CŨ THEO PHƢƠNG PHÁP LRFR 35
4.1.

Bảng tính toán tuổi thọ mỏi theo MBE-2011 ............................................................ 35

4.2.

Kết quả tính toán mô phỏng thử tải ảo kết cấu nhịp cầu Trà Khúc cũ....................... 40

Phụ lục 5: ĐÁNH GIÁ CẦU BTCT DUL NGUYỄN TRI PHƢƠNG, ĐÀ NẴNG THEO
PHƢƠNG PHÁP TÍCH HỢP SỬ DỤNG KẾT QUẢ THỬ TẢI CHẨN ĐOÁN. .................. 44
5.1.

Giới thiệu chung về công trình .................................................................................. 44

5.1.1.

Vị trí xây dựng .................................................................................................... 44


5.1.2.

Các tiêu chuẩn kỹ thuật ...................................................................................... 44

5.1.3.

Tải trọng thiết kế ................................................................................................ 45

5.2.

Mô tả kết cấu .............................................................................................................. 45

5.2.1.

Kết cấu thƣợng bộ: ............................................................................................. 45

5.2.2.

Kết cấu hạ bộ: ..................................................................................................... 46

5.3.

Bố trí thử tải chẩn đoán .............................................................................................. 47

5.3.1.

Bố trí cảm biến đo: ............................................................................................. 47

5.3.2.

Đánh giá sơ bộ về các dữ liệu thử nghiệm ......................................................... 50

5.4.

Mô hình PTHH và hiệu chỉnh mô hình dựa vào kết quả thử tải chẩn đoán ............... 54

5.4.1.

Mô hình hóa kết cấu nhịp ................................................................................... 54

5.4.2.

Kết quả hiệu chỉnh mô hình................................................................................ 55

5.4.3.

Đánh giá khả năng chịu tải của cầu: ................................................................... 59

5.4.4.

Phân tích bằng phần mềm WINGEN của hãng BDI-USA. ................................ 60

5.4.5.

Kết quả tính toán hệ số sức chịu tải (RF) đối với trƣờng hợp mô hình tối ƣu

bằng các phần mềm của BDI (WINGEN, WINSAC). ..................................................... 62
5.4.6.

Phân tích mô hình bằng phần mềm CSIBridge (SAP2000). .............................. 64

5.5.

Tổng hợp các kết quả tính toán hệ số sức chịu tải RF ............................................... 69

5.6.

Kiểm tra khả năng chịu hoạt tải theo TTFH sử dụng ................................................ 70

5.6.1.

Hệ số đánh giá RF đối với trƣờng hợp mô hình ban đầu (gối cứng). ................. 71

5.6.2.

Hệ số đánh giá RF đối với trƣờng hợp mô hình đã cập nhật từ kết quả thử tải

chẩn đoán .......................................................................................................................... 72
5.6.3.

Nhận xét kết quả đánh giá cầu: ........................................................................... 74

Phụ lục 6: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG CHO PHÉP QUA CẦU PHÕ
NAM, HUYỆN HÕA VANG, TP. ĐÀ NẴNG ........................................................................ 76

6.1.

Giới thiệu chung về công trình .................................................................................. 76

6.1.1.

Vị trí xây dựng .................................................................................................... 76

6.1.2.

Tiêu chuẩn kỹ thuật ............................................................................................ 76

6.1.3.

Mô tả kết cấu cầu ................................................................................................ 76

6.2.

Đo đạc hiện trƣờng .................................................................................................... 78

6.2.1.

Bố trí cảm biến thử tải chẩn đoán cầu. ............................................................... 78

6.2.2.

Một số kết quả từ dữ liệu thử tải......................................................................... 79

6.3.

Mô hình phân tích và hiệu chỉnh mô hình ................................................................. 84

6.4.

Đánh giá khả năng chịu hoạt tải theo TTGH cƣờng độ ............................................. 86

6.4.1.

Phân tích theo mô hình CSIBridge V15 ............................................................. 86


6.4.2.

Tổng hợp kết quả đánh giá RF và hạn chế tải trọng khai thác cầu: .................... 95

6.4.3.

Quyết định nội dung biển hạn chế tải trọng theo TTGH cƣờng độ .................... 97

6.5.

ĐÁNH GIÁ VÀ CẮM BIỂN CẦU CÓ XÉT ĐẾN TUỔI THỌ CÕN LẠI .............. 97

Phụ lục 7: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU CÂN ĐỘNG TRẠM CÂN DẦU GIÂY,
ĐỒNG NAI ............................................................................................................................ 101
7.1.

Cấu trúc dữ liệu thô trạm cân ................................................................................... 101

7.2.

Kết quả phân tích dữ liệu WIM Dầu Giây bằng chƣơng trình WIMPRO ............... 101

Phụ lục 8: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC MÔ HÌNH TẢI TRỌNG HỢP PHÁP
CHO ĐÁNH GIÁ VÀ CẮM BIỂN TẢI TRỌNG CẦU Ở VIỆT NAM ................................ 110
8.1.

Các đặc trung trung bình thông số các loại xe từ 2 đến 6 trục qua trạm cân Dầu Giây
110

8.2.

Lựa chọn các ứng cử viên mô hình tải trọng xe hợp pháp cho đánh giá và cắm biển

tải trọng cầu ở Việt Nam .................................................................................................... 111
8.3.

Các kết quả tính toán nội lực hoạt tải HL93 và các mô hình xe hợp pháp .............. 114

Phụ lục 9: CÁC KẾT QỦA TÍNH TOÁN PHỔ HIỆU ỨNG TẢI TRỌNG Lmax VÀ HỆ SỐ
TẢI TRỌNG TỪ DỮ LIỆU CÂN ĐỘNG TRẠM CÂN DẦU GIÂY-VIỆT NAM .............. 119
9.1.

Phân tích lƣu lƣợng trung bình ngày ADTT dữ liệu trạm cân động ........................ 119

9.2.

Kết quả tính toán phổ hiệu ứng tải Lmax và hệ số tải trọng tổng quát cho đánh giá cầu

và cắm biển tải trọng sử dụng dữ liệu cân động Dầu Giây, Việt Nam. .............................. 121

Phụ lục 10: MÔ TẢ CÁC CHƢƠNG TRÌNH ĐÃ PHÁT TRIỂN CÙNG LUẬN ÁN ......... 130
10.1.

Bảng kê danh mục các chƣơng trình .................................................................... 130

10.2.

Ví dụ code các chƣơng trình ................................................................................ 131


1

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Tỷ lệ momen các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc so với mô
hìnhHL93-Hoa Kỳ. ................................................................................................................... 12
Hình 1-2: – Biểu đồ Mmax, Mmin chƣa nhận hệ số các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn ............. 13
Hình 1-3: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH sử dụng (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc
biệt ............................................................................................................................................ 14
Hình 1-4: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH cƣờng độ (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc
biệt ............................................................................................................................................ 15
Hình 1-5: – Biểu đồ lực cắt max-chiều dài nhịp ,TTGH Cƣờng độ (kN) cho các loại hoạt tải
đặc biệt...................................................................................................................................... 16
Hình 2-1: Sơ đồ kiến trúc chung hệ thống BridgeLoadTest .................................................. 17
Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ thống thu thập số liệu biến dạng động và chẩn đoán tuổi thọ mỏi ... 30
Hình 3-2: Giao diện chương trình FAPRE- giới thiệu hệ thống .............................................. 31
Hình 3-3: Thiết lập thông số vật liệu ........................................................................................ 32
Hình 3-4: Xử lý số liệu từ dữ liệu có sẵn ................................................................................ 32
Hình 3-5: Tuổi thọ mỏi của dầm chủ cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua.............. 33
Hình 3-6: Tuổi thọ mỏi của dầm ngang cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua ......... 34
Hình 3-7: Tuổi thọ mỏi của dây văng cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua ............. 34

Hình 4-1: Quan hệ lƣu lƣợng xe qua cầu và tuổi thọ mỏi còn lại ............................................ 39
Hình 4-2: Quan hệ tải trọng (lọa xe) tính mỏi và hƣ hỏng tích lũy một lần xe chạy qua cầu .. 39
Hình 5-1: Cầu Nguyễn Tri Phƣơng ......................................................................................... 44
Hình 5-2: Mặt cắt ngang cầu Nguyễn Tri Phƣơng .................................................................. 47
Hình 5-3: Bố trí thiết bị và kế hoạch thử tải ............................................................................ 48
Hình 5-4: Thông số tải trọng giữa các trục của xe thử tải ........................................................ 48
Hình 5-5: Gắn thiết bị đo tại đáy dầm vị trí giữa nhịp ............................................................. 49
Hình 5-6: Thu thập dữ liệu thông qua máy tính cá nhân và máy trạm ..................................... 49
Hình 5-7: Tiến hành thử tại làn giữa ........................................................................................ 50
Hình 5-8: Biểu đồ biến dạng dầm G1 và G12 theo vị trí xe thử tải ......................................... 51
Hình 5-9: Biểu đồ biến dạng dầm G2 và G11 theo vị trí xe thử tải ......................................... 51
Hình 5-10: :Biểu đồ biến dạng dầm G3 và G10 theo vị trí xe thử tải ...................................... 52
Hình 5-11: Biểu đồ biến dạng dầm G4 và G9 theo vị trí xe thử tải ......................................... 53
Hình 5-12: Biểu đồ biến dạng dầm G5 và G8 theo vị trí xe thử tải ......................................... 53


2
Hình 5-13: Biểu đồ biến dạng dầm G6 và G7 theo vị trí xe thử tải ........................................ 54
Hình 5-14: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G1 ......................... 56
Hình 5-15: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G2 ......................... 56
Hình 5-16: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G3 ........................ 57
Hình 5-17: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G4 ........................ 57
Hình 5-18: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G5 ......................... 58
Hình 5-19: Các mô hình xe hợp pháp cho đánh giá cầu của AASHTO ................................... 61
Hình 6-1: Cầu Phò Nam, xã Hòa Bắc, huyện Hòa Vang, TP. Đà nẵng ................................... 76
Hình 6-2: Mặt cắt ngang cầu Phò Nam ................................................................................... 77
Hình 6-3: Vị trí bố trí cảm biến ................................................................................................ 78
Hình 6-4: Một số hình ảnh đo đạc tại hiện trƣờng ................................................................... 79
Hình 6-5: Ứng suất tĩnh giữa nhịp biên ................................................................................... 80
Hình 6-6: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên khi thắng xe tại vị trí 1/2L ................. 80

Hình 6-7: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên khi thắng xe tại vị trí 1/2L ................. 81
Hình 6-8: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên V = 20Km/h ....................................... 82
Hình 6-9: Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên V = 20Km/h ..................................... 83
Hình 6-10: Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên V = 30Km/h................................... 84
Hình 6-11: Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên sau khi cập nhật kết quả đo hiện
trƣờng V = 20Km/h .................................................................................................................. 85
Hình 6-12:Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên sau khi cập nhật kết quả đo hiện
trƣờng V = 30Km/h .................................................................................................................. 85
Hình 6-13: Mô hình 3D cầu treo dây văng Phò Nam trong CSiBridge.................................... 87
Hình 6-14: Quan hệ tuổi thọ mỏi-lƣu lƣợng xe và tải trọng xe .............................................. 100
Hình 7-1: Tổng hợp kết quả phân tích dữ liệu WIM tháng 1/2013 ........................................ 102
Hình 7-2: Một số biểu đồ phân tích thống kê dữ liệu WIM tháng 1/2013 ............................. 103
Hình 7-3: Tổng hợp kết quả phân tích dữ liệu WIM từ 10/06/2009 đến 15/06/2009. ........... 104
Hình 7-4: Biểu đồ thống kê % xe quá tải trong 6 tháng qua trạm cân Dầu Giây ................... 104
Hình 7-5: CDF Tổng tải trọng xe tải ..................................................................................... 105
Hình 7-6: Phân bố tổng trọng lƣợng xe quá tải ..................................................................... 105
Hình 7-7: Phân bố tổng tải trọng xe quá tải 2 trục ................................................................ 106
Hình 7-8: Phân bố tải trọng trục 1 các xe quá tải 2 trục ........................................................ 106
Hình 7-9: Phân bố tải trọng trục 2 xe hai trục quá tải ........................................................... 107
Hình 7-10: Đồ thị xác xuất tổng tải trọng các xe qua tải 3 trục ............................................. 107


3
Hình 7-11: Mật độ phân bố tải trọng các trục xe 3 trục quá tải .............................................. 108
Hình 7-12: Mật độ phân bố tổng tải xe quá tải 4, 5, 6 trục..................................................... 108


4

DANH MỤC CÁC BẢNG BI U

Bảng 1-1 : Tóm tắt thông tin các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc trên thế
giới .............................................................................................................................................. 7
Bảng 5-1: Thông tin cầu Nguyễn Tri Phƣơng .......................................................................... 46
Bảng 5-2: Cực trị biến dạng đƣợc đo ...................................................................................... 54
Bảng 5-3: Mô hình phần tử hữa hạn với mô hình xe thử tải bằng phần mềm WINGEN , hãng
BDI (USA). ............................................................................................................................... 55
Bảng 5-4: Hệ số điều kiện ( C ): ................................................................................................ 60
Bảng 5-5: Hệ số tải trọng.......................................................................................................... 60
Bảng 5-6: Các tĩnh tải thiết kế và sức kháng ............................................................................ 61
Bảng 5-7: Thông số xe hợp pháp Việt Nam cho đánh giá cầu ................................................. 62
Bảng 5-8: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 .............................................................. 62
Bảng 5-9: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ........................ 63
Bảng 5-10: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2 ................. 63
Bảng 5-11: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL .............. 63
Bảng 5-12: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL .............. 64
Bảng 5-13: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ............................................................ 66
Bảng 5-14: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ...................... 66
Bảng 5-15: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2 .................. 66
Bảng 5-16: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ............... 67
Bảng 5-17: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL ............... 67
Bảng 5-18: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ............................................................ 68
Bảng 5-19L Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ..................... 68
Bảng 5-20: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2 .................. 68
Bảng 5-21: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ............... 69
Bảng 5-22: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL ............... 69
Bảng 5-23: Tổng hợp so sánh hệ số RF TTGH cƣờng độ mô hình BDI và CSIBridge ........... 70
Bảng 5-24: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ............................................................ 71
Bảng 5-25: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ...................... 71
Bảng 5-26: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2 .................. 72
Bảng 5-27: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ............... 72

Bảng 5-28: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL ............... 72


5
Bảng 5-29: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ............................................................ 72
Bảng 5-30: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ...................... 73
Bảng 5-31: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2 .................. 73
Bảng 5-32: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ............... 73
Bảng 5-33: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL ............... 73
Bảng 5-34: Tổng hợp so sánh hệ số RF theo TTGH cƣờng độ và TTGH sử dụng ................. 74
Bảng 6-1:Các kết quả của mô hình sau khi hiệu chỉnh ............................................................ 86
Bảng 6-2: Các kết quả hiệu chỉnh mô hình .............................................................................. 86
Bảng 6-3: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 .............................................................. 88
Bảng 6-4: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ........................ 88
Bảng 6-5: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2 .................... 88
Bảng 6-6: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ................. 89
Bảng 6-7: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL ................. 89
Bảng 6-8: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe thử .............................................................. 89
Bảng 6-9: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H8 ...................................................... 90
Bảng 6-10: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H13 .................................................. 90
Bảng 6-11: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H18 .................................................. 90
Bảng 6-12: Các hệ số đánh giá tải với 2xe 3T-VN-TL cách nhau 10m ................................... 91
Bảng 6-13: Các hệ số đánh giá tải với 2xe 3T-VN-TL cách nhau 15m ................................... 91
Bảng 6-14: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ............................................................ 91
Bảng 6-15: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ...................... 92
Bảng 6-16: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2 .................. 92
Bảng 6-17: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ............... 92
Bảng 6-18: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL ............. 93
Bảng 6-19: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe thử ............................................................ 93
Bảng 6-20: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H8 .................................................... 93

Bảng 6-21: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H13 .................................................. 94
Bảng 6-22: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H18 ................................................. 94
Bảng 6-23: Các hệ số đánh giá tải với 2 xe 3T-VN-TL cách nhau 10m .................................. 94
Bảng 6-24: Các hệ số đánh giá tải với 2 xe 3T-VN-TL cách nhau 15m .................................. 95
Bảng 6-25: Tổng hợp so sánh hệ số RF mô hình ban đầu và mô hình sau khi cập nhật .......... 95
Bảng 6-26: Bảng tổng hợp tải trọng khai thác an toàn ............................................................ 97
Bảng 6-27: Hƣ hỏng tích lũy do 1 xe chạy qua cầu ................................................................. 98


6
Bảng 6-28: Tuổi thọ mỏi còn lại của dầm chủ ......................................................................... 98
Bảng 6-29: Tuổi thọ mỏi còn lại của dầm ngang ..................................................................... 98
Bảng 6-30: Tuổi thọ mỏi còn lại của dây văng......................................................................... 99
Bảng 7-1: Bảng tổng hợp kết quả xử lý dữ liệu trạm cân động Dầu Giây trong 6 tháng. ..... 109
Bảng 8-1: Thống kê tải trọng xe và tải trục trung bình từ dữ liệu cân động trạm cân Dầu dây
trong 6 tháng của các loại xe quá tải ...................................................................................... 110
Bảng 8-2: Bảng thông kê khoảng cách trục các loại xe quá tải từ dữ liệu cân động .............. 110
Bảng 8-3: Tham số các ứng cử viên mô hình xe hợp pháp ở Việt Nam từ 2- 6 trục............. 111
Bảng 8-4: Tham số các ứng cử viên mô hình xe hợp pháp ở Việt Nam từ dữ liệu Đăng kiểm
................................................................................................................................................ 113
Bảng 8-5: Giá trị momen (kN.m) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp ........ 114
Bảng 8-6: Giá trị momen (kN.m) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp (tiếp
theo) ........................................................................................................................................ 115
Bảng 8-7: Giá trị lực cắt (kN) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp .............. 116
Bảng 8-8: Giá trị lực cắt (kN) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp (tiếp theo)
................................................................................................................................................ 117


7

hụ lục 1: MÔ TẢ CÁC MÔ HÌNH HOẠT TẢI THIẾT KẾ TRONG CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
CẦU.
Bảng 1-1 : Tóm tắt thông tin các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc trên thế giới
Mã số
trƣờng
hợp
Mô hình hoạt tải phân tích
tải
phân
tích
1

Mã tiêu chuẩn

Hệ số tải
trọng
Nƣớc ban hành/ Năm
TTGH
ban hành
cực hạn
(ULS)

Hệ số tải
trọng
TTGH sử Hệ số xung kích
dụng
(SLS)

HL93-Truck

AASHTO LRFD (2007)

Mỹ , năm 2007

1.75

1

1.33

2

H30-VN

22TCN 18-79

Việt Nam, năm 1979

1.4

1

1.3-1

3

HL93-Tandem

AASHTO LRFD [2007]

Mỹ , năm 2007

1.75

1

1.33

4

HK80-VN

22TCN 18-79

Việt Nam, năm 1979

1.1

1

1

5

X60-VN

22TCN 18-79

Việt Nam, năm 1979

1.1

1

1

6

H13-VN

22TCN 18-79

Việt Nam, năm 1979

1.4

1

1.3-1

7

S1600-AS08

AS 5100 [2008]

Öc, năm 2008

1.7

1

1

8

T44-AUS92

Austroad [1992]

Öc, năm 1992

2

1

1.25

9

HA-BS2006

BS 5400 [2006]

Anh , năm 2006

1.5

1.2

Đã bao gồm xung
kích


8

10

HB30-BS

BS 5400 [2006,1978]

Anh , năm 2006

1.3

1.1

Đã bao gồm xung
kích

11

HL93-Truck-VN

22 TCN 272-05

Việt Nam , năm 2005

1.75

1

1.25

12

HL93-Tandem-VN

22 TCN 272-05

Việt Nam , năm 2005

1.75

1

1.25

13

HS20-44

AASHTO [1973]

Mỹ , năm 1973

2.86

1

1+15.38/(L+38)

14

HS20-44L

AASHTO [1973]

Mỹ , năm 1973

2.86

1

1+15.38/(L+38)

15

H15-44

AASHTO [1973]

Mỹ , năm 1973

2.86

1

1+15.38/(L+38)

16

H15-44L

AASHTO [1973]

Mỹ , năm 1973

2.86

1

1+15.38/(L+38)

17

HB45-BS

BS 5400 [2006,1996]

Anh, năm 1978

1.5

1

Đã bao gồm xung
kích

18

EURO1-LM2

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.35

1

Đã bao gồm xung
kích

19

EURO1-LM1

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.35

1

Đã bao gồm xung
kích

20

EURO1-LM4

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.35

1

Đã bao gồm xung
kích

21

HLP300-AS08

AS 5100 [2008]

Öc , năm 2008

1.5

1

1.1

22

HLP420-AS08

AS 5100 [2008]

Öc , năm 2008

1.5

1

1.1

23

OHBD-Lane-81

OHBD [1983]

Ontario, năm 1981

1.4

0.8

1.25


9
24

OHBD-Truck-81

OHBD [1983]

Ontario, năm 1981

1.4

0.8

1.25

25

BCL-625-CSA-07

CAN/CSA-S6-00[2007]

Canađa, năm 2007

1.7

0.9

1.25

26

CL-W-625-CSA-07

CAN/CSA-S6-00[2007]

Canađa, năm 2007

1.7

0.9

1.25

27

JTG04-TRUCK

JTG-D62-2004

1.4

1

1.3

28

L20-JAPAN-84(7M)

JSA [1984]

Nhật Bản, năm 1984

2.5

1

1+10/(25+L)

29

L-JAPAN-12(7M)

JSA[2012]

Nhật Bản, năm 2012

2.5

1

1+10/(25+L)

30

W160-AS92

Úc AS 5100 [2008]

Öc, năm 2008

1.8

1

1.4

31

JTG04-I-LANE

JTG-D62-2004

Trung
2004

1.4

1

1.3

32

HA-1978

BS 5400 [1978]

Anh Quốc, năm 1978

1.5

1.2

Đã bao gồm xung
kích

33

M1600-AS08

AS 5100 [2008]

Öc, năm 2008

1.8

1

1.3

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.00

Đã bao gồm xung
kích

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.00

Đã bao gồm xung
kích

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.00

Đã bao gồm xung
kích

34

35

36

Euro-LM3-600/150

Euro-LM3-900/150

Euro-LM3-1200/150

Trung

Quốc,

năm

2004

Quốc,

năm

1.35

1.35

1.35


10

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

Euro-LM3-1500/150

Euro-LM3-1500/200

Euro-LM3-1800/150

Euro-LM3-1800/200

Euro-LM3-2400/200

Euro-LM3-2400/240

Euro-LM3-2400/200/200

Euro-LM3-3000/200

Euro-LM3-3000/240

Euro-LM3-3000/200/200

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.35

1.35

1.35

1.35

1.35

1.35

1.35

1.35

1.35

1.35

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích


11

47

48

49

Euro-LM3-3600/200

Euro-LM3-3600/240

Euro-LM3-3600/200/200

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

EUROCODE- 1-2002

Châu Âu, năm 2002

1.35

1.35

1.35

1.00

Đã bao gồm xung
kích

1.00

Đã bao gồm xung

kích

1.00

Đã bao gồm xung
kích


12

Tỷ số momen các hoạt tải tiêu chuẩn so với HL93
4.00

3.50
HS20-44
H15-44
3.00

H30-XB80
H13-X60
S1600-AS08

Momen/Momen HL93

2.50

T44-AUS92
HA-1978
HA-BS2006

2.00

HB30-BS
HB45-BS
HL93-VN

1.50

OHBD-81
BCL-625-CSA07
CL-W-625-CSA07

1.00

JTG604-LANE
L20-JAPAN-84
L-JAPAN-2012

0.50

EURO1-LM1

0.00
0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

Chiều dài nhịp giản đơn (m)

Hình 1-1: Tỷ lệ momen các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc so với mô hìnhHL93-Hoa Kỳ.


-20000.00

-40000.00

-60000.00

-80000.00

Hình 1-2: – Biểu đồ Mmax, Mmin chƣa nhận hệ số các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn
M1600_AS08_MIN

M1600_AS08_MAX

HA-1978_MIN

HA-1978_MAX

JTG04-I_LANE_MIN

JTG04-I_LANE_MAX

W160-AS92_MIN

W160-AS92_MAX

L-JAPAN-12(7M)_MIN

L-JAPAN-12(7M)_MAX

L20-JAPAN-84(7M)_MIN

L20-JAPAN-84(7M)_MAX

JTG04-TRUCK_MIN

JTG04-TRUCK_MAX

CL-W-625-CSA-07_MIN

CL-W-625-CSA-07_MAX

BCL-625-CSA-07_MIN

BCL-625-CSA-07_MAX

OHBD-Truck-81_MIN

OHBD-Truck-81_MAX

OHBD-Lane-81_MIN

OHBD-Lane-81_MAX

EURO1-LM4_MIN

EURO1-LM4_MAX

EURO1-LM1_MIN

EURO1-LM1_MAX

EURO1-LM2_MIN

EURO1-LM2_MAX

HB45-BS_MIN

HB45-BS_MAX

H15-44L_MIN

H15-44L_MAX

H15-44_MIN

H15-44_MAX

HS20-44L_MIN

HS20-44L_MAX

HS20-44_MIN

HS20-44_MAX

HL93-Tandem-VN_MIN

HL93-Tandem-VN_MAX

HL93-Truck-VN_MIN

HL93-Truck-VN_MAX

HB30-BS_MIN

HB30-BS_MAX

HA-BS2006_MIN

HA-BS2006_MAX

T44-AUS92_MIN

T44-AUS92_MAX

S1600-AS08_MIN

S1600-AS08_MAX

H13-VN_MIN

H13-VN_MAX

X60-VN_MIN

X60-VN_MAX

HK80-VN_MIN

HK80-VN_MAX

HL93-Tandem_MIN

HL93-Tandem_MAX

H30-VN_MIN

H30-VN_MAX

HL93-Truck_MIN

HL93-Truck_MAX

Momen , kN.m

13

Biểu đồ momen Mmax , Mmin chưa nhân hệ số dầm liên tục 3 nhịp 60m+80m+60m, 2 làn xe

80000.00

60000.00

40000.00

20000.00

0.00


14

6

x 10

4

BIEU DO MOMEN DAM GIAN DON
HLP300-AS08
HLP420-AS08
Euro-LM3-1200/150

5

Euro-LM3-1500/150
Euro-LM3-1500/200
Euro-LM3-1800/200
Euro-LM3-2400/200

Momen Mmax (kN.m)

4

Euro-LM3-2400/200/200
Euro-LM3-900/150
Euro-LM3-600/150
Euro-LM3-3600/240

3

Euro-LM3-3600/200/200
Euro-LM3-3600/200
Euro-LM3-2400/240
Euro-LM3-1800/150

2

Euro-LM3-3000/200
Euro-LM3-3000/200/200
Euro-LM3-3000/240
1

HL93-Truck

HL93-Tandem
S1600-AS08
HB45-BS

0

20

30

40

50

60

Chieu dai nhip (m)

Hình 1-3: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH sử dụng (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc biệt


15

8

x 10

4

BIEU DO MOMEN DAM GIAN DON

HLP300-AS08
HLP420-AS08
Euro-LM3-1200/150

7

Euro-LM3-1500/150
Euro-LM3-1500/200
6

Euro-LM3-1800/200

Momen Mmax (kN.m)

Euro-LM3-2400/200
Euro-LM3-2400/200/200
5

Euro-LM3-900/150
Euro-LM3-600/150
Euro-LM3-3600/240

4
Euro-LM3-3600/200/200
Euro-LM3-3600/200
Euro-LM3-2400/240

3

Euro-LM3-1800/150

Euro-LM3-3000/200
Euro-LM3-3000/200/200

2

Euro-LM3-3000/240
HL93-Truck
1

HL93-Tandem
S1600-AS08
HB45-BS

0

20

30

40

50

60

Chieu dai nhip (m)

Hình 1-4: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH cƣờng độ (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc biệt

16

BIEU DO LUC CAT Q
3500

HLP300-AS08
HLP420-AS08
Euro-LM3-1200/150

3000

Euro-LM3-1500/150
Euro-LM3-1500/200
Euro-LM3-1800/200

2500

Euro-LM3-2400/200

Luc cat Qmax (kN)

Euro-LM3-2400/200/200
Euro-LM3-900/150
Euro-LM3-600/150

2000

Euro-LM3-3600/240
Euro-LM3-3600/200/200
Euro-LM3-3600/200

1500

Euro-LM3-2400/240
Euro-LM3-1800/150
Euro-LM3-3000/200
1000
Euro-LM3-3000/200/200
Euro-LM3-3000/240
HL93-Truck
500

HL93-Tandem
S1600-AS08
HB45-BS

0

20

30

40

50

60

Chieu dai nhip (m)

Hình 1-5: – Biểu đồ lực cắt max-chiều dài nhịp ,TTGH Cƣờng độ (kN) cho các loại hoạt tải đặc biệt


17

hụ lục 2: MÔ TẢ HỆ THỐNG THỬ TẢI CHẨN Đ

N

ẾT

CẤU BridgeLoadTest và FAPRE
2.1. Kiến trúc hệ thống thử tải cầu sử dụng công nghệ không dây:
Kết cấu nhịp cầu
Node 4

cảm biến
Node 3

Node2
Node 1

Router phát sóng WIFI diện rộng
Laptop
Hình 2-1: Sơ đồ kiến trúc chung hệ thống BridgeLoadTest

2.2.

Giới thiệu thiết bị

Thiết bị thu nhận tín hiệu Card NI9237 + (chasiss USB NI9126 hoặc chasiss NI9205 wifi):
Thông số kĩ thuật cơ bản:
- Công năng: Thiết bị đo biến dạng (strain), bridge V/V
- Số kênh đo: 4 kênh (1/4 cầu, 1/2 cầu, toàn cầu)
- Độ phân giải: 24 bit
- Tần số lấy mẫu tối đa: 50 kS/s
- Khoảng thu tín hiệu: ±25 mV/V
- Điện áp hoạt động: 5V (nguồn USB), 12V (adapter
wifi)


18
Hệ thống cảm biến:
Cảm biến biến dạng loại lá điện trở
- TML strain gage
- Kyowa strain gage

Cảm biến biến dạng loại toàn cầu
- BDI Strain Transducer
Cảm biến chuyển vị
- BDI LVDT Displacement Sensor
- TML CDP Displacement Transducer (CDP-5  CDP-100)
- Kyowa Displacement Transducers (DT-A)

Cảm biến rung động
- TML Acceleration transducer (ARF-10A, ARF-20A)
- Kyowa Acceleration transducer (AS-1GA, AS-2GA)
- BDI Accelerometers (2-100g)

3. hương trình thu nhận xử lý số liệu - BrloadTest:

Giao diện chƣơng trình


19

Giao diện phần nhập thông tin và thu nhận tín hiệu (với 1 kênh đo)
Code Labview

Khai báo thông tin thiết bị/ kênh đo


20

Khởi động thiết bị và đọc số liệu

Lọc nhiễu và hiển thị biểu đồ theo thời gian

Lưu trữ dữ liệu