Luận văn thạc sỹ nghiên cứu đánh giá sự lan truyền chất ô nhiễm chì tại làng nghề tái chế chì đông mai chương 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
------------o0o-----------LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG BẢN LIÊN
TỤC NHIỆT CHO CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP
VỚI BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP
HỌC VIÊN

: LÊ ĐÌNH KHOA

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS-TS: NGUYỄN BÌNH HÀ
CHUYÊN NGÀNH

HÀ NỘI - 2012

: XÂY DỰNG CẦU HẦM


®Æt vÊn ®Ò
Cầu dầm thép liên hợp với BTCT nhịp giản
đơn được áp dụng nhiều ở VN, tuy nhiên
hầu hết các cầu này đều sử dụng khe co
dãn bằng thép hoặc cao su…
- Xe chạy không êm thuận

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG
BẢN LIÊN TỤC NHIỆT CHO CẦU
DẦM THÉP BÊ TÔNG LIÊN HỢP

- Nước và rác chảy xuống

phía dưới gây han rỉ đầu
dầm và kết cấu gối cầu thép
- Thiếu mỹ quan và thường

xuyên phải tu sửa định kỳ
 Nghiên cứu Áp dụng kết cấu Bản liên tục nhiệt cho cầu dầm thép liên hợp
với BTCT =.> giải quyết được vẩn đề trên..
 Nghiên cứu các dạng kết cấu liên tục nhiệt đã và đang áp dụng ở nước ta
 Phân bố nội lực trên bản liên tục nhiệt
Tính toán lựa chọn chiều dài của Bản liên tục nhiệt
 đưa ra chiều dài hợp lý của Bản liên tục nhiệt dựa trên giá trị nội lực
 Kết luận và kiến nghị.
2


LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• Khe co giãn trên cầu là một trong những bộ phận quan trọng
của công trình cầu, để đảm bảo sự khai thác êm thuận cho
các phương tiện qua cầu, bảo vệ kết cấu nhịp trước
những tác động nguy hại của tải trọng và môi trường xung
quanh.
• Với mục đích nâng cao các đòi hỏi về điều kiện xe chạy,
tạo thuận lợi tối đa trong khai thác công trình cầu, cần
phải giảm khối lượng khe co giãn và chi phí bảo dưỡng khe
co giãn trên cầu. Vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu giải pháp
nối liên tục các dầm giản đơn thành hệ liên tục sao cho vẫn
đảm bảo khai thác êm thuận mà không gây khó khăn cho thi
công và đảm bảo được các mục đích nêu trên

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
•
•
•
•

Phân tích hiện trạng,
Các dạng bản liên tục nhiệt
Sự làm việc của bản liên tục nhiệt,
Lựa chọn chiều dài bản nối liên tục nhiệt, hợp lý áp dụng
cho cầu BT liên hợp.


ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• Các cầu nhiều nhịp bê tông cốt thép liên hơp nhịp giản đơn .
Nghiên cứu các dạng kết cấu liên tục nhiệt đã và đang áp
dụng ở nước ta.
• Phân bố nội lực trên bản liên tục nhiệt .
• Tính toán lựa chọn chiều dài của Bản liên tục nhiệt  đưa
ra chiều dài hợp lý của Bản liên tục nhiệt dựa trên giá trị nội
lực, xét cho 2 trường hợp:
- Nội lực tại cưỡng bức tại mặt cắt ngàm bản nối do
Hoạt tải, tĩnh tải phần II gây ra trên KCN.
- Nội lực cục bộ tại mặt cắt ngàm do hoạt tải tác dụng
trực tiếp trên bản nối và trọng lượng bản thân bản nối gây
ra.


CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
• Trên cơ sở lý thuyết, đi sâu vào nghiên cứu nguyên lý tính toán

bản liên tục nhiệt,
• Lý thuyết tính toán dầm thép liên hợp.


NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
• CHƯƠNG I: TÌNH HÌNH ÁP DỤNG BẢN LIÊN TỤC
NHIỆT Ở VIỆT NAM

• CHƯƠNG II: NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN BẢN LIÊN TỤC
NHIỆT .

• CHƯƠNG III: KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT
NGÀM CỦA BẢN LIÊN TỤC NHIỆT


CHƯƠNG I

TÌNH HÌNH ÁP DỤNG BẢN LIÊN TỤC
NHIỆT Ở VIỆT NAM
• Cấu tạo và đặc điểm làm việc và ưu nhược
điểm
• Áp dụng cho cầu BTCT ở Việt Nam .
• Áp dụng cho cầu dầm thép liên hợp với BTCT.


CHƯƠNG I

TÌNH HÌNH ÁP DỤNG BẢN LIÊN TỤC
NHIỆT Ở VIỆT NAM
• Các dạng bản liên tục nhiệt.

. Sơ đồ cấu tạo kết cấu nhịp liên tục nhiệt
. Kết cấu liên kết chốt
. Các giải pháp nối.
. Một số yêu cầu chung về cấu tạo và bố trí cốt thép


CHƯƠNG II
NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN BẢN LIÊN TỤC NHIỆT
• Xác định chuyển vị dọc
• Sơ đồ tính.

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ−


CHƯƠNG II
NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN BẢN LIÊN TỤC NHIỆT
• Xác định nội lực tại mặt cắt ngàm bản nối:
- Do góc xoay và chuyển vị thẳng đứng gây ra do hoạt tải và
tính tải phần 2 trên KCN.
- Do hoạt tải và trọng lượng bản thân bản nối cục bộ gây

ra trên bản nối tại mặt cắt ngàm.
• Tổ hợp nội lực để tính toán
TH1: Mnhip = Mht +Mtt2 + Mdc +Mdw
TH2: Mban = MLL + Mtr + Mdc+ Mdw
• Nội lực hợp lý để tính toán: Mnhip = Mbản


CHƯƠNG II
NGUN LÝ TÍNH TỐN BẢN LIÊN TỤC NHIỆT

• Cơ sở tính tốn chiều dài bản hợp lý

– Chiều dài bản nối liên tục nhiệt không nên quá ngắn và
cũng không nên quá dài. Nếu chiều dài bản nối liên tục
nhiệt quá ngắn thì khi chòu tác dụng của tải trọng trên
kết cấu nhòp sẽ gây ra chuyển vò cưỡng bức tại mặt cắt
ngàm của bản nối lớn, tức là mômen phát sinh trong bản
nối sẽ rất lớn. Ngược lại nếu dùng bản nối có chiều dài
quá dài thì khi chòu tác dụng tải trọng cục bộ đặt trực
tiếp trên bản nối cũng sẽ gây ra nội lực rất lớn tại mặt
cắt ngàm của bản nối liên tục nhiệt

.

– Bản nối liên tục nhiệt chòu tác dụng theo hai sơ đồ chòu
lực : do chuyển vò cưỡng bức khi tải trọng tác dụng trên
kết cấu nhòp và do tải trọng cục bộ trêên bản LTN


CHƯƠNG II

NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN BẢN LIÊN TỤC NHIỆT
•
•

Lựa chọn các giá trị Ln = 1.4; 1.6; 1.8; 2.0; 2.2; 2.4; 2.6; 2.8m
Biểu diễn tất cả các giá trị này trên cùng một biểu đồ thị trên một biểu đồ
giá trị Mban và Mnhịp ;

M
Mnhip = Mban
= Mo

Ln hợp lý

Ln


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
• Cơ sở và nguyên lý tính toán
Mnhip =Mbản
- Số liệu khảo sát ban đầu : Chiều dài dầm
L= 18, 24, 30, 32, 34, 36, 40, 42(m)
- Mặt cắt ngang cầu:


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT

3.1. Tính toán xác định đặc trưng hình học của mặt cắt:
Nhip

Ftcau

Ft

Fct

Fcd

Fb

Hc

Bc

Hv

Bv

30

171080

42770

3168

15700

450000

180

2500

0

0

32

193464

48366

3408

16020

450000

180

2500

0

0

34

215952

53988

4256

17700

450000

180

2500

0

0

36

242720

60680

4536

18368

450000

180

2500

0

0

40

299664

74916

5824

21248

450000

180

2500

0

0

42

325520

81380

6144

23436

450000

180

2500

0

0

24

122640

30660

2856

13104

450000

180

2500

0

0

18

94144

23536

2800

12600

450000

180

2500

0

0

CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
3.2. Tính toán xác định đặc trưng hình học của mặt cắt:
Nhip

Bs

Hs

Hct

Bct

Hst

Bst

Hcd

Bcd

30

0

200

12

264

1258

19

50

314

32

0

200

12

284

1378

21

30

534

34

0

200

14

304

1456

22

50

354

36

0

200

14

324

1574

24

32

574

40

0

200

16

364

1772

27

32

664

42

0

200

16

384

1850

28

54

434

24

0

200

14

204

980

15

26

504

18

0

200

14

200

678

12

28

450


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
3.3.Tính toán xác định đặc trưng hình học của mặt cắt:

Nhip

Gtt1

Gtt2

Ith

Ilh1

Ilh2

Ib

Eh

Eb

Eth

30

1.694

1.058

9554388000

32568460000

20964790000

1215000000

855546

3150000

2100000

32

1.736

1.058

12525120000

40101140000

25544590000

1215000000

842092

3150000

2100000

34

1.778

1.058

16070760000

48207540000

30552020000

1215000000

827430

3150000

2100000

36

1.829

1.058

20456190000

58426360000

36743080000

1215000000

812654

3150000

2100000

40

1.938

1.058

31862320000

82678630000

51691750000

1215000000

780823

3150000

2100000

42

1.988

1.058

37990630000

95961530000

59795210000

1215000000

768776

3150000

2100000

24

1.607

1.058

4325747000

16976590000

11393890000

1215000000

882200

3150000

2100000

18

1.565

1.058

1703561000

8066287000

5559746000

1215000000

899843

3150000

2100000


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
3.2 Tính toán trường hợp dầm L= 24m.

Chiều
Dài
nhịp

Cao
dầm
LH

Rộng
bản BT

Cao
bản BT

Cao
sườn

Dày
sườn

Rộng
cánh
trên

Cao
cánh
trên

Rộng
cánh

dưới

Cao
cánh
dưới

Lnhịp

Hd

Bc

Hc

Hst

Bst

Bct

Hct

Bcd

Hcd

24

1.3

2.5

180

0.98

15

204

14

504

26


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
3.2.1 Tính toán chi tiết nội lực
•

Lựa chọn giả thiết ban đầu Ln =2.0m

•

Bản liên tục nhiệt được tính theo sơ đồ cấu tạo như sau

CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
•

Trị số góc xoay tại mặt cắt ngàm do tĩnh tải giai đoạn II gây ra
xác định theo công thức :

∀ϕ =

0,7ql d3
η = 0.000165 (rad)
24 Eδ J δ

• Mômen và lực cắt tại mặt cắt ngàm của bản nối:
II
2
E
J
K
ϕ
• MII = n n
= -6.32 KNm
ln
• Nội lực trong bản nối do góc xoay và chuyển vị thẳng
đứng do tác dụng hoạt tải trên kết cấu nhịp


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN

LIÊN TỤC NHIỆT
• Nội lực trong bản nối do góc xoay và chuyển vị thẳng
đứng do tác dụng hoạt tải trên kết cấu nhịp
•

0.7 * M ht * ld
ϕ ht =
3* Ec * J δ

= 0.000579 (Rad)


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
• Chuyển vị thẳng đứng tại mặt cắt ngàm của bản nối do
hoạt tải trên nhịp gây ra.
Yht =

l d −=c0.0066m
ϕ
2

• Mômen tại mặt cắt ngàm bản nối :
Mht =

= 14.686KNm

4En J n K
2E J K

6E J K
ϕ cb + n n ϕ np ± n2 n ( y cb − y np )
ln
ln
ln


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
• Tính toán nội lực cục bộ trên bản
– Do tĩnh tải : DW = (0.18+0.08)*2.25*9.81= 5.74 KN/m ;
–
DCbn = 0.18*2.4*9.81 = 4.24KN/m ;
– MDC = DC.ω = 5.74×0,324 = -1.373 KNm MDW = DW.ω =
5.74×0,324 = -1.859 KNm
• Do xe tải thiết kế (truck) :
• Mtr = m.(P* + IM) ∑ yi = 1,2×1,75×71,36×0,296 = -44,36KNm
Do xe 2 trục (Tandem) :
– Mta = m.(P* + IM) ∑ yi = 1,2×1,75×54,13×(0,296+0,019)
• -35,81 KNm
• Do tải trọng làn :

– MLL = MLL. ω = 1,2×4,58× 0,326 = 1,79 KNm
• Eb


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT

• Tổ hợp nội lực:
M = η [γp1.DC + γp2.DW + γn.(LL+IM) + γBR.BR + γCR.(TU+SH+CR)]

TH1: Mnhip = Mht +Mtt2 + Mdc +Mdw = 42.56 KNm
TH2: Mban = MLL + Mtr + Mdc+ Mdw = 64.01 KNm


CHƯƠNG III
KHẢO SÁT NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT NGÀM CỦA BẢN
LIÊN TỤC NHIỆT
• Tính toán nội lực tương tự với chiều dài bản nối liên tục nhiệt tương ứng là
Ln = 1.4m, 1.6m, 1.8m, 2.2m, 2.4m, 2.6m, 2.8m .

•

Bảng nội lực do tĩnh tải phần II trên kết cấu nhịp

STT

Ln

ϕ2

Jbn

 

(m)

 

(m4)

 

 

 

 

 

 

1

1.4

0.000165

0.001215

31.50

-9.03

2

1.6

0.000165

0.001215

31.50

-7.91

3

1.8

0.000165

0.001215

31.50

-7.03

4

2.0

0.000165

0.001215

31.50

-6.32

5

2.2

0.000165

0.001215

31.50

-5.75

6

2.4

0.000165

0.001215

31.50

-5.27

7

2.6

0.000165

0.001215

31.50

-4.86

8

2.8

0.000165

0.001215

31.50

-4.52

Ebn
(Mpa)

M2
(KNm)