Chương 3: PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
Chương 3:



Khoa xây dựng cầu

PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG
TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG

I Lý thuyết về phân tích và biến dạng trong quá trình thi công:
Cầu treo dây võng tương đối mất ổn định trong suốt quá trình thi công khi so
sánh với giai đoạn hoàn thiện . Chính vì vậy , trong phân tích cầu treo dây võng việc
thực hiện phân tích phi tuyến hình học ( phân tích biến dạng lớn)cần thiết hơn so với
việc phân tích chuyển vị hữu hạn tuyến tính . Phân tích giai đoạn thi công sẽ phản ánh
được ảnh hưởng của lực và chuyển vị trong giai đoạn thi công trước đó đến giai đoạn
thi công tiếp theo.Chúng ta sẽ phân tích quá trình thi công ngược cho kết cấu cầu treo
dây võng với mô hình phân tích giai đoạn hoàn thiện đã được lập trước đây.
Phân tích giai đoạn thi công ta sẽ kiểm tra và phân tích trường hợp sau:
+ :Để kiểm tra nội lực cuối cùng trong dây ta phân làm hai giai đoạn .
• Giai đoạn hoàn thiện:
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 , ta sẽ đưa ra nội lực trong cáp treo và cáp chủ .
• Giai đoạn thi công :
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 cáp chủ.
Nội lực cuối cùng trong dây sẽ bằng tổng nội lực trong hai giai đoạn.
Trình tự thi công các đốt dầm như sau:
0 . Thi công tháp , cáp chủ , mố neo.
1. Lắp hẫng cân bằng 2 đốt K1 tại tháp 1 và 2 đốt K’1 tại tháp 2.

2. Lắp hẫng 2 đốt K2 tại tháp 1 và 2 đốt K’2 tại tháp 2.
3. Lắp hẫng 2 đốt K3 tại tháp 1 và 2 đốt K’3 tại tháp 2.
4. Lắp hẫng 2 đốt K4 tại tháp 1 và 2 đốt K’4tại tháp 2.
5. Lắp hẫng 2 đốt K5 tại tháp 1 và 2 đốt K’5 tại tháp 2.
6. Lắp hẫng 2 đốt K6 tại tháp 1 và 2 đốt K’6 tại tháp 2.
7. Lắp hẫng 2 đốt K7 tại tháp 1 và 2 đốt K’7 tại tháp 2.
8. Lắp hẫng 2 đốt K8 tại tháp 1 và 2 đốt K’8 tại tháp 2.
9. Lắp hẫng 2 đốt K9 tại tháp 1 và 2 đốt K’9 tại tháp 2.
10. Lắp hẫng 2 đốt K10 tại tháp 1 và 2 đốt K’ 10 tại tháp 2.
11. Lắp 2 đốt K11 và K’11
12. Lắp 2 đốt K12 và K’12


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

13. Lắp 2 đốt K13 và K’13
14. Lắp 2 đốt K14 và K’14
15. Lắp 2 đốt K15 và K’15
16. Lắp 2 đốt K16 và K’16
17. Lắp 2 đốt K17 và K’17
18. Lắp 2 đốt K18 và K’18
19. Lắp 2 đốt K19 và K’19
20. Lắp 2 đốt K20 và K’20
II Lập mô hình phân tích .
1. Định nghĩa các giai đoạn thi công : Định nghĩa phần tử , điều kiện biện và

tải trọng có liên quan đến giai đoạn thi công .
2. Định nghĩa nhóm kết cấu : Xác định nhóm phần tử được xét đến hoặc sẽ
loại bỏ ra khỏi mô hình trong giai đoạn thi công .
3. Định nghĩa nhóm điều kiện biên : Xác định nhóm điều kiện biên liên quan
đến từng giai đoạn thi công .
4. Định nghĩa nhóm tải trọng: Xác định nhóm tải trọng có liên quan đến từng
giai đoạn thi công.
III Dùng chương trình MIDAS – CIVIL khai báo giai đoạn thi công.
1. Định nghĩa các giai đoạn thi công. (Giai đoạn hoá rắn các đốt dầm)
Định nghĩa 20 bước thi công


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Định nghĩa nhóm kết cấu.

2. Các giai đoạn phân tích ngược như sau:
Giai đoạn cs1:

Giai đoạn cs2:

Giai đoạn cs3:

Giai đoạn ccs4:

Khoa xây dựng cầu

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
Giai đoạn cs5:

Giai đoạn cs6:

Giai đoạn cs7:

Giai đoạn cs8:

Giai đoạn cs9:

Giai đoạn cs10:



Khoa xây dựng cầu


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Giai đoạn cs11:

Giai đoạn cs12:

Giai đoạn cs13:

Giai đoạn cs14:

Giai đoạn cs15:

Giai đoạn cs16:



Khoa xây dựng cầu


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Giai đoạn cs17:

Giai đoạn cs18:

Giai đoạn cs19:

Giai đoạn cs20:

Giai đoạn cs21:



Khoa xây dựng cầu


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



3 Kết quả phân tích mô hình ngược:
Sơ đồ biến dạng của từng giai đoạn:
Giai đoạn cs1:

Giai đoạn cs2:

Giai đoạn cs3:

Giai đoạn cs4:

Giai đoạn cs5:

Giai đoạn cs6:

Khoa xây dựng cầu


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Giai đoạn cs7:

Giai đoạn cs8:

Giai đoạn cs9:

Giai đoạn cs10:

Giai đoạn cs11:



Khoa xây dựng cầu


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
Giai đoạn cs12:

Giai đoạn cs13:

Giai đoạn cs14:

Giai đoạn cs15:

Giai đoạn cs16:

Giai đoạn cs17:



Khoa xây dựng cầu


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

Giai đoạn cs18:

Giai đoạn cs19:

Giai đoạn cs20:

Giai đoạn cs21:

IV. Tính nội lực trong cáp treo và cáp chủ trong trường hợp 2:
Lập mô hình sẽ giống trường hợp 1
Ta sẽ dùng lệnh BEAM AND REALEASE sẽ giải phóng mômen trong dầm .
Kết quả biểu đồ mômen khi giải phóng như sau:


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

Mômen trong dầm rẩt nhỏ và dây sẽ không chịu tải trọng của dầm
Ở đây ta chỉ quan tâm nội lực trong dây.
TT
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

Force-I (tonf)
290.12
290.70

291.30
291.90
292.50
293.11
293.73
294.35
294.98
295.08
294.57
294.08
293.62
293.19
292.79
292.42
292.07
291.75
291.46
291.20
290.96
290.75
290.57
290.42
290.30
290.20
290.13
290.09

Force-J (tonf)
289.24
289.24

289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24
289.24

Nội lực trong cáp treo ở các giai đoạn như nhau
Nội lực trong cáp treo ở giai đoạn hoàn thiện như sau:
Elem

1
2
3
4
5

Force-I
(tonf)
-63.60
228.33
263.35
267.98
249.10

Force-J
(tonf)
-64.70
226.49
260.78
264.66
245.03


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28


204.11
128.84
29.81
-139.08
190.56
199.97
267.05
321.04
358.87
384.67

402.18
414.08
422.15
427.63
431.34
433.83
435.47
436.50
437.11
437.43
437.56
437.58
437.56

Khoa xây dựng cầu

199.27
123.23
26.56
-146.26
183.26
193.31
261.00
315.56
353.93
380.23
398.21
410.54
419.02
424.86

428.89
431.68
433.58
434.84
435.64
436.11
436.36
436.47
436.50

Nội lực cuối cùng của cáp treo trong hai giai đoạn:

Elem
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

ForceI
(tonf)
226.52
519.03
554.64

559.88
541.60
497.22
422.57
324.16
155.90
485.64
494.54

ForceJ (tonf)
224.54
515.73
550.02
553.90
534.27
488.51
412.47
315.80
142.98
472.50
482.55

Nội lực
cho phép
(T)
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7

1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7

Kết luận
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
12
13
14
15
16
17
18

19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

561.13
614.66
652.06
677.46
694.60
706.15
713.91
719.09
722.53
724.79
726.22
727.08
727.53
727.73
727.76
727.71
727.65



550.24
604.80
643.17
669.47
687.45
699.78
708.26
714.10
718.13
720.92
722.82
724.08
724.88
725.36
725.61
725.72
725.75

Khoa xây dựng cầu

1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7

1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7
1722.7

Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt

Nội lực cáp chủ trong quá trình phân tích ngược:

Tên giai đoạn
CS1

CS2
CS3
CS4
CS5
CS6
CS7
CS8
CS9
CS10
CS11
CS12
CS13
CS14
CS15
CS16
CS17

Nội lực bất lợi trong
cáp chủ (T)
16016.56
14940.33
13879.49
12829.79
11796.77
10785.94
9802.69
8852.56
7940.94
7073.20
6254.67

5467.85
4730.62
4040.84
3413.89
2846.74
2348.24


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



CS18
CS19
CS20
CS21

Khoa xây dựng cầu

1924.13
1580.01
1321.37
1212.64

Nội lực bất lợi trong cáp chủ ở giai đoạn khai thác là : 21511.71(T)
Nội lực trong cáp chủ ở cả hai giai đoạn là:
Nội lực

Nội lực

Tên giai

bất lợi

trong giai

Nội lực

đoạn

trong cáp

đoạn khai

cuối cùng

Nội lực cho

CS1
CS2
CS3
CS4
CS5
CS6
CS7
CS8
CS9
CS10
CS11

CS12
CS13
CS14
CS15
CS16
CS17
CS18
CS19
CS20
CS21

chủ (T)
16017
14940
13879
12830
11797
10786
9802.7
8852.6
7940.9
7073.2
6254.7
5467.9
4730.6
4040.8
3413.9
2846.7
2348.2
1924.1

1580
1321.4
1212.6

thác
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71
21511.71

37528.27
36452.04
35391.2

34341.5
33308.48
32297.65
31314.4
30364.27
29452.65
28584.91
27766.38
26979.56
26242.33
25552.55
24925.6
24358.45
23859.95
23435.84
23091.72
22833.08
22724.35

phép(T)
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2

47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2
47194.2

Kết luận
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt

Đạt
Đạt
Đạt
Đạt


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

Các giá trị cụ thể xem phụ lục “Phân tích ứng suất và biến dạng”