Nghiên cứu ảnh hưởng của ứng suất cục bộ do lực căng tại vị trí neo cốt thép dầm BTCT ƯST căng sau

Trường Đại học Xây dựng

I

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả luận văn xin cam đoan bản luận văn này là công trình khoa học
độc lập của cá nhân tác giả, không sao chép. Các số liệu, kết quả nghiên cứu,
tính toán nêu trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.
Tác giả luận văn

Ngô Đức Cường

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

II
MỤC LỤC

MỤC LỤC

II

DANH MỤC HÌNH VẼ..................................................................................V
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................VII
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ỨNG SUẤT CỤC BỘ VÀ CẤU TẠO CỦA
CÁC VỊ TRÍ TẬP TRUNG ỨNG SUẤT CỤC BỘ.................3
1.1. Tổng quan về ứng suất cục bộ....................................................................3
1.1.1. Sự truyền lực sau neo..............................................................................3
1.1.2. Cơ chế phá hoại của neo..........................................................................6
1.2. Cấu tạo vùng neo cầu bêtông cốt thép dự ứng lực.....................................9
1.3. Neo cốt thép ứng suất trước.....................................................................11
1.3.1. Neo ngầm..............................................................................................12
1.3.2. Neo cốc (Karovkin)...............................................................................13
1.3.3. Neo hình côn (Neo hình nón cụt)..........................................................13
1.3.4. Neo của VSL, OVM và một số hãng khác............................................14
1.4. Đặt vấn đề nghiên cứu..............................................................................17
CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT CỤC BỘ VÀ LÝ
THUYẾT PHẦN TỬ HỮU HẠN...........................................19
2.1. Tiêu chuẩn tính toán các vùng neo kéo sau..............................................19
2.1.1. Tổng quát...............................................................................................19
2.1.2. Vùng chung và vùng cục bộ..................................................................19
Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

III

2.1.2.1. Vùng chung........................................................................................19
2.1.2.2. Vùng cục bộ........................................................................................19

2.1.3. Thiết kế vùng chung..............................................................................20
2.1.3.1. Các phương pháp thiết kế...................................................................20
2.1.3.2. Nguyên lý thiết kế..............................................................................21
2.1.4. Các thiết bị neo đặc biệt........................................................................23
2.1.4.1. Các bộ phận neo trung gian................................................................23
2.2. Áp dụng mô hình chống-và-giằng để thiết kế vùng chung......................27
2.2.1. Tổng quát...............................................................................................27
2.2.1.1. Các nút................................................................................................27
2.2.1.2. Các thanh chống.................................................................................28
2.2.1.3. Các giằng............................................................................................28
2.2.2. Phân tích ứng suất đàn hồi.....................................................................28
2.2.2.1. Các phân tích ứng suất và thiết kế gần đúng......................................29
2.3. Thiết kế các vùng cục bộ..........................................................................32
2.3.1. Các kích thước vùng cục bộ..................................................................32
2.3.2. Sức kháng đỡ tựa...................................................................................33
2.3.3. Các thiết bị neo đặc biệt........................................................................35
2.4. Nguyên lý tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn.............36
2.4.1. Nội dung cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn.............................36
2.4.2. Cơ sở lý thuyết của mô hình hóa và phân tích kết cấu..........................37
2.4.2.1. Khái niệm về mô hình hóa và phân tích kết cấu.................................37
Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

IV

2.4.2.2. Các mô hình phần tử theo phương pháp PTHH.................................38

CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT CỤC BỘ TẠI VỊ TRÍ NEO CỐT
THÉP ĐẦU DẦM CỦA DẦM I33M CĂNG SAU................40
3.1. Lựa chọn phương án nghiên cứu..............................................................40
3.1.1. Công trình cụ thể...................................................................................40
3.1.2. Các phương án nghiên cứu....................................................................41
3.2. Mô hình hóa kết cấu.................................................................................42
3.3. Kết quả tính toán......................................................................................42
3.3.1. Ứng suất khi thay đổi lực căng..............................................................43
3.4. Kết quả tính toán ứng suất khi thay đổi vị trí bản đệm neo......................46
KẾT LUẬN 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................53

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

V
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1. Quỹ đạo USCB khi khối neo đặt tại đầu dầm...................................4
Hình 1-2. Phân bố US σy theo trục dọc x qua tim khối neo..............................5
Hình 1-3. Ảnh hưởng của phạm vi đặt lực tới sự phân bố USCB.....................5
Hình 1-4. a) Vùng cục bộ; b) Vùng chung........................................................7
Hình 1-5. Cơ chế phá hoại neo..........................................................................8
Hình 1-6. Ứng suất của phần neo cục bộ.........................................................10
Hình 1-7. Nứt ở phần ụ neo.............................................................................10
Hình 1-8. Ví dụ về bố trí cốt thép vùng ụ neo.................................................10

Hình 1-9. Cấu tạo chi tiết vùng neo cáp cầu bê tông.......................................11
Hình 1-10. Neo hình nón cụt...........................................................................13
Hình 1-11. Neo cáp DƯL của hãng VSL........................................................15
Hình 1-12. Bố trí neo cáp DƯL dầm giản đơn [3]..........................................15
Hình 1-13. Cấu tạo vùng đầu neo dầm giản đơn.............................................16
Hình 1-14. Bố trí cốt thép dầm I33m tại hiện trường......................................16
Hình 1-15. Vị trí neo và máy căng cáp DƯL..................................................17
Hình 2-16. Những loại phần tử khối ba chiều và đánh số nút.........................39
Hình 3-17. Bố trí cốt thép DƯL theo phương dọc cầu....................................41
Hình 3-18. Bố trí cốt thép đầu dầm.................................................................41
Hình 3-19. Ứng suất chính lớn nhất khi lực căng bằng 1fpu..........................43
Hình 3-20. Ứng suất chính lớn nhất khi lực căng bằng 0,8fpu.......................43
Hình 3-21. Ứng suất chính lớn nhất khi lực căng bằng 0,6fpu.......................43
Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

VI

Hình 3-22. Ứng suất chính lớn nhất khi lực căng bằng 0,4fpu.......................44
Hình 3-23. Ứng suất chính lớn nhất khi lực căng bằng 0,2fpu.......................44
Hình 3-24. Biểu đồ ứng suất nén khi thay đổi lực căng..................................45
Hình 3-25. Biểu đồ ứng suất kéo khi thay đổi lực căng..................................45
Hình 3-26. Mô hình hình học của khối neo với khoảng cách 2 neo 2s =
230mm.....................................................................................46
Hình 3-27. Ứng suất chính lớn nhất với khoảng cách neo 230mm.................47
Hình 3-28. Ứng suất chính lớn nhất với khoảng cách neo 330mm.................47

Hình 3-29. Ứng suất chính lớn nhất với khoảng cách neo 430mm.................48
Hình 3-30. Ứng suất chính lớn nhất với khoảng cách neo 530mm.................49
Hình 3-31. Biểu đồ ứng suất kéo lớn nhất khi thay đổi vị trí bản đệm neo....50
Hình 3-32. Biểu đồ ứng suất nén lớn nhất khi thay đổi vị trí bản đệm neo....51

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

VII

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BTCT

Bê tông cốt thép

PTHH

Phần tử hữu hạn

CĐC

Cường độ cao

USCB

Ứng suất cục bộ

US

Ứng suất

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

1
MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài
Việc phân tích, tính toán ứng suất cục bộ tại các vị trí phức tạp như:
xung quanh neo cáp DƯL, khấc đầu dầm Super-T,… luôn là bài toán phức tạp
và khó khăn đối với các kỹ sư thiết kế kết cấu cầu. Rất nhiều công trình
nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tại khu vực bố trí neo cáp CĐC tại đầu dầm thường
xuất hiện nhiều vết nứt và các hư hỏng khác. Những hư hỏng này làm giảm sự
làm việc an toàn và hiệu quả khai thác của công trình.
Để giúp các kỹ sư thiết kế có cái nhìn sâu sắc, giải quyết triệt để các vấn
đề về ứng suất và biến dạng cục bộ của các khu vực phức tạp nêu trên, đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của ứng suất cục bộ do lực căng tại vị trí neo cốt thép
dầm BTCT ƯST căng sau” là cần thiết.
Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của ứng suất cục bộ do lực căng tại vị trí neo
cốt thép dầm BTCT ƯST căng sau.
Mục tiêu nghiên cứu:

- Tổng quan về ứng suất cục bộ và cấu tạo chi tiết tại các vị trí tập trung
ứng suất cục bộ trong kết cấu cầu;
- Lý thuyết tính toán ứng suất cục bộ trong kết cấu cầu;
- Lý thuyết phần tử hữu hạn;
- Phân tích ứng suất cục bộ tại vị trí neo cốt thép đầu dầm của dầm I33m
căng sau, khi thay đổi lực căng, vị trí bản đệm nào và mác bê tông dầm chủ;
- Kết luận và kiến nghị.
Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:
Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

2

Vị trí neo cốt thép đầu dầm của dầm I33m căng sau
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm bằng số
Cơ sở khoa học và thực tiễn:
+ Lý thuyết tính toán ứng suất cục bộ;
+ Lý thuyết phần tử hữu hạn.

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

CHƯƠNG 1.

3

TỔNG QUAN VỀ ỨNG SUẤT CỤC BỘ VÀ CẤU
TẠO CỦA CÁC VỊ TRÍ TẬP TRUNG ỨNG SUẤT
CỤC BỘ

1.1. Tổng quan về ứng suất cục bộ
1.1.1. Sự truyền lực sau neo
Việc nghiên cứu về phân phối ứng suất cục bộ tại đầu dầm dưới vùng
khối neo đã có nhiều tác giả nghiên cứu. Kết quả của sự phân bố USCB có thể
mô tả tóm tắt như sau [4]:
Dưới tác động của lực căng cáp tạo thành lực ép vào mặt bê tông dầm
thông qua diện tích của khối neo hoặc tấm đệm.
Các lực này phân tán từ bề mặt cấu kiện vào trong dầm trên khoảng độ
dài thường là cân bằng với chiều cao của dầm: 2yo=h.
Tuy là chỉ chịu tác động của lưc ép chỉ theo chỉ theo một hướng nhưng
trạng thái ứng suất trong bê tông tại vùng dưới khối neo vẫn là trạng thái ứng
suất không gian 3 chiều. Trong đó hình thành các vùng ứng suất nén trong
dầm theo phương dọc dầm, còn các phương khác được coi là ứng suất căng có
thể dẫn tới sự nứt, vỡ.
Các tuyến US nén hình thành các quỹ đạo US như Hình 1 -1. Các tuyến
này phát triển theo hình chữ S và trở thành song song ở một khoảng kể từ mặt
tải trọng bằng với chiều cao dầm.
Vùng nén dọc chia vùng dưới neo trong dầm thành 2 vùng ứng suất:
+ Vùng thứ nhất nằm trên trục của neo tại một khoảng cách nào đó ở sâu
trong đầu dầm. Các vùng này gọi là lực kéo phá (bursting force).

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

4

+ Vùng thứ 2 nằm ở bề mặt đầu dầm gần với các góc của đầu dầm nằm
ở 2 phía của vùng đặt khối neo. Vùng này được biểu hiện như US
căng ngang sinh ra do các lực được gọi là lực kéo vỡ (spalling force).
Sự lan truyền của US căng ngang theo chiều dọc dầm được mô tả như
Hình 1 -1.

Hình 1-1. Quỹ đạo USCB khi khối neo đặt tại đầu dầm
Hình ảnh trên cho thấy tại phần bề mặt của đầu dầm US nén sinh ra sức
căng gây vỡ bề mặt (trong khoảng 0,5h kể từ đầu dầm) và vào sâu hình thành
US kéo phá.

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

5

Hình 1-2. Phân bố US σy theo trục dọc x qua tim khối neo

Độ lớn của lực căng ngang phụ thuộc vào tỷ số của kích cỡ vùng tỳ neo
và chiều cao của vùng cấu kiện và khối neo áp đặt vào:
β = 2 yp0 / 2 y0

Hình 1-3. Ảnh hưởng của phạm vi đặt lực tới sự phân bố USCB
Trong trường hợp này, ảnh hưởng của lực căng ngang là đáng phải chú ý
cho xem xét có cần phải gia cường kết cấu chủ thể hay không, bố trí kích cỡ
khối neo (diện tích phối lực) và lực căng cáp sao cho phù hợp với hiện trạng
cụ thể của kết cấu cần được sửa chữa.
Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

6

1.1.2. Cơ chế phá hoại của neo
Tại các vùng neo cáp, ứng suất kéo lớn có thể tồn tại phía sau neo. Các
ứng suất kéo này gây ra do từ sự biến dạng tương thích ở phía trước và phía
sau neo. Hình 1 -4 mô tả những đặc điểm giữa vùng chung và vùng cục bộ.
Vùng chịu ứng suất nén trực tiếp ở phía trước thiết bị neo là vùng cục bộ.
Trong các trường hợp này, vùng chung và vùng cục bộ có thể được đề cập
riêng biệt. Tuy nhiên, với các vùng neo nhỏ như trong các neo của phần bản,
hiệu ứng vùng cục bộ, hoặc như các vị trí gối và kìm hãm ứng suất; hiệu ứng
vùng chung như là ứng suất kéo do sự phân bố của lực kéo cáp, có thể xuất
hiện trong cùng một vùng. Ba vùng tới hạn có thể được nhận biết: (i) vùng
trực tiếp phía trước tải trọng, nó phụ thuộc vào bản đệm và các ứng suất nén;
(ii) vùng nứt vỡ kéo dài qua một khoảng cách ở phía trước neo và phụ thuộc

vào ứng suất kéo bên; và (iii) tập trung ứng suất kéo cục bộ mà tồn tại dọc
theo cạnh đặt tải, được biết như ứng suất phá hoại, mặt khác nó không là
nguyên nhân phá hoại bêtông. ở một số khoảng cách từ neo, ứng suất trên mặt
cắt ngang có thể được xác định từ lý thuyết uốn thông thường. Trong phạm vi
lý thuyết uốn khoảng cách này là không có giá trị, bởi vì thông thường đã giả
thiết sự phân bố sức căng tuyến tính đã làm nhiễu loạn bằng việc đưa vào lực
neo đặt tập trung [3].

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

7

Hình 1-4. a) Vùng cục bộ; b) Vùng chung
Vùng chịu các tác động bởi sự nhiễu loạn này là “vùng neo”, các mẫu thí
nghiệm của vùng này sẽ có sự phân bố ứng suất tuyến tính. Từ các kết quả
phân tích và các thí nghiệm nghiên cứu một vài thay đổi về hình dạng của
phần bản và vùng neo, nhiều nghiên cứu đã cải tiến cơ chế phá hoại của vùng
neo cho phù hợp với thực tế. Cơ chế phá hoại này có thể được ứng dụng để
nghiên cứu cơ chế phá hoại các thiết bị neo hình nón và hình chuông.
Cơ chế phá hoại có thể được chia thành 4 bước: bước thứ nhất bắt đầu
với sự phát triển của ứng suất kéo. Bước thứ hai bắt đầu với việc dàn trải vết
nứt nghiêng tới mặt giới hạn và mặt bên từ vành của bản đệm neo chữ nhật
hoặc từ chu vi của bản đệm neo hình tròn. Bước thứ ba xuất hiện với sự vỡ
nát của cạnh bên và thông thường xuất hiện khi vết nứt nghiêng phát triển
nhanh trong lúc tác dụng lực. Bước thứ tư là sau phá hoại, khi bêtông vỡ vụn

với hình chóp và xuất hiện phá hoại cắt ở dưới bản đệm neo. Trong bốn
trường hợp này, điều kiện hoặc ứng suất phá hoại của cơ chế phá hoại do cắt
có thể được xác định thông qua tính toán ứng suất kéo vỡ hoặc biến dạng và
ứng suất cắt lớn nhất. Một cơ chế phá hoại hợp lý gây ra với neo dạng nón
hoặc dạng chuông có thể được phân biệt trong Hình 1 -5.

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

8

Hình 1-5. Cơ chế phá hoại neo
Thông thường, các vùng neo của cầu dây văng đã được thiết kế dựa trên
các kết quả của phân tích đàn hồi. Vì vậy số lượng cốt thép đã quy định để
kiểm soát ứng suất phá vỡ đã được xác định từ sự phân bố ứng suất đàn hồi.
Số lượng cốt thép ngang được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu về khả năng chịu
kéo theo quy luật phân bố ứng suất kéo tổng cộng. Thông thường, ứng suất
trong cốt thép được giới hạn một phần ứng suất đàn hồi và cốt thép được
phân bố đều trên vùng có ứng suất kéo đáng kể. Công thức đơn giản đã được
đưa ra bởi Leonhardt (1964) với việc ước lượng tổng lực kéo ngang T, do
tổng cộng ứng suất phá vỡ như sau:
 a
T = 0.3 ∑ P  1 − ÷+ 0.5 ∑ Pu sin α
 h

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

9

Trong đó:
P- Lực dự ứng lực kéo trước lớn nhất do phép tính dự ứng lực kéo sau
(kN)
a - chiều rộng bản đệm neo (mm);
h - chiều cao của cấu kiện;
Pu - thừa số lực kéo (N);
α - góc nghiêng của lực kéo đối với đường tim của cấu kiện.
1.2. Cấu tạo vùng neo cầu bêtông cốt thép dự ứng lực
Đối với bê tông gần vùng neo có các ứng suất theo hướng mũi tên chỉ
như trên Hình 1 -6. Nói chung, lực kéo T3 ở các góc chỉ do dự ứng lực có
thể lấy bằng 10% lực dự ứng lực, khả năng sinh ra vết nứt ở phần góc chỉ do
dự ứng lực là rất ít. Tuy nhiên, khi có phần neo ở phía dưới bản cánh, dưới tác
dụng của tải trọng do ảnh hưởng của lực cắt và mô men việc xuất hiện vết nứt
hướng θ có khả năng xảy ra (Hình 1 -7). Góc θ có sự chênh lệch tuỳ thuộc
vào độ lớn của tải trọng, lực dọc trục và lực dự ứng lực P nhưng có thể lấy
khoảng từ 10o ~ 20o. Đối với những vết nứt này cần thiết phải bố trí cốt thép
F2 như Hình 1 -8.

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015

Trường Đại học Xây dựng

10

Hình 1-6. Ứng suất của phần neo cục bộ
Ngoài ra, do lực dự ứng lực P làm xuất hiện biến dạng nén lớn ở bê tông
của ụ neo, do đó sinh ra ứng suất kéo T4 ở mặt trước của ụ neo. Vì vậy, cần
thiết phải bố trí cốt thép F3 song song với cáp dự ứng lực (Hình 1 -7)

Hình 1-7. Nứt ở phần ụ neo

Hình 1-8. Ví dụ về bố trí cốt thép vùng ụ neo
Trong đó:
F1 - cốt thép tăng cường đối với T1 chỉ ra ở hình 4 (không được dùng
chung với cốt thép chủ của bản cánh);
F2 - cốt thép tăng cường đối với T2 và T3;
F3 - cốt thép tăng cường đối với T4 và T5 (không được dùng chung với
Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

11

cốt thép chủ của bản cánh) ;
F4 - cốt thép tăng cường đối với T6
1.3. Neo cốt thép ứng suất trước

Hình 1-9. Cấu tạo chi tiết vùng neo cáp cầu bê tông
Nhiệm vụ của neo là truyền lực từ đầu cốt thép ứng suất trước vào bê
tông để tạo ra ứng suất nén trong bê tông. Thường mỗi loại neo phù hợp với
từng kiểu cốt thép được dùng.
Khi kéo trên bệ (căng trước khi đổ) người ta chia ra hai loại neo cốt thép:
+ Tự neo, đảm bảo lực dính giữa bê tông và cốt thép ứng suất trước mà
không cần làm them neo.

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

12

+ Neo bằng cách hàn thêm các đoạn thép, tấm thép, tạo mũ ở đầu thanh,
cũng như kẹp một miếng thép – nếu được phép hàn, còn nếu không thì
phải tạo ren bắt bu lông
1.3.1. Neo ngầm
Các loại neo ngầm đơn giản
Neo hình khuyên
Neo cài (Hình 4-18.a,c,d)
Neo quả trám - bê tông (neo MIIT): là một khối bê tông ở đầu của bó
thép, gồm có đĩa thép (1), và sợi thép xoắn (2), lò xo (3), BT M500 (4), thép
ứng suất trước (5). Loại này có nhược điểm là khó đảm bảo chất lượng của bê
tông do có nhiều hốc ở trong neo.
Bảng 1-1. Các thông số của một số loại neo quả trám - thép

Neo quả trám-thanh thép (neo MIIT): được sử dụng rộng rãi, nhưng sợi
thép được phân bố xung quanh thép trung tâm (4), thanh thép này được hàn
với tấm thép tròn (3) trên đó chia thành 4 rãnh để đảm bảo bê tông và thép

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

13

dính kết tốt với nhau. Tại đầu neo có các “trụ đuôi” (1) để cố định vị trí của
các bó thép. Loại neo này đảm bảo tin cậy trong thời gian khai thác và căng
kéo.
1.3.2. Neo cốc (Karovkin)
Được chế tạo cùng với các ống thép, khi bơm dung dịch nước thừa ở lại
trong ống do vậy khi mùa đông làm nứt dọc trong BT. Loại này chỉ nên áp
dụng cho kết cấu có loại rãnh hở hoặc làm thiết bị khi kéo trên bệ.
1.3.3. Neo hình côn (Neo hình nón cụt)

Hình 1-10. Neo hình nón cụt
Được dùng như neo vĩnh cửu khi kéo trên bê tông và như neo tạm thời
khi căng kéo những bó thép trên bệ. Lõi neo được ấn vào bằng kích, trong
nêm có lỗ để bơm vữa xi măng. Giữa neo và bề mặt BT có bản đệm bằng
thép.
Vỏ neo bằng thép có khoét lỗ hình chóp cụt ở giữa. Lõi neo hình chóp
cụt có ren rang phù hợp với kích thước lỗ ở vỏ neo.Các sợi thép được luồn

qua vỏ neo, sau khi đã căng bằng kích hai tác dụng thì đóng lõi neo để giữ
đầu sợi thép cố định trong vỏ neo, vì bề mặt lõi neo có ren rang nên tác dụng
Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

14

nêm tang lên. Trong lõi có khoan lỗ dọc để bơm vữa lấp long ống. Giữa neo
và bê tông có bản đệm bằng thép. Một số kích thước định vị về neo loại này
xem tài liệu tham khảo.
Để tang ma sát giữa bó cốt thép ứng suất trước và neo, trên bề mặt rãnh
của lõi neo cấu tạo các răng cưa.
1.3.4. Neo của VSL, OVM và một số hãng khác
Hình 1 -11 thể hiện cấu tạo của neo bó cáp 7 tao kéo sau của hãng
OVM, bao gồm loa dẫn hướng bằng gang đúc hoặc tôn cuốn, loa này đặt
trong ván khuôn kết cấu từ trước lúc đổ bê tông, kết hợp với cốt thép xoắn có
tác dụng phân phối lực từ cáp UST một cách đều hơn vào bê tông. Ống này
cho phép giữ đúng hướng của cáp UST trong ván khuôn và cho phép nối với
đầu ống gen chứa cáp đó.
Tại đầu miệng loa có đầu neo hình trụ tròn với các lỗ khoan thủng hình
chóp cụt mà trong đó sẽ luồn các tao xoắn 7 sợi. Để giữ cố định vị trí các tao
xoắn này tại mỗi lỗ khoan phải chèn vào một nêm hai mảnh (hoặc 3,4 mảnh)
sau khi đã kéo xong từng bó đó
Tùy theo từng loại cáp sử dụng 0,5” (in) hoặc0,6” (in), có các loại neo tương
ứng:ví dụ OVM là các neo OVM13 dùng loại 0,5”; OVM15 dùng loại 0,6”;
do vậy khi thiết kế phải căn cứ vào đường kính của tao cáp mà quyết định

dùng loại neo đồng bộ với nó;

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

15

Hình 1-11. Neo cáp DƯL của hãng VSL

Hình 1-12. Bố trí neo cáp DƯL dầm giản đơn [3]

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

16

Hình 1-13. Cấu tạo vùng đầu neo dầm giản đơn

Hình 1-14. Bố trí cốt thép dầm I33m tại hiện trường

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

17

Hình 1-15. Vị trí neo và máy căng cáp DƯL
1.4. Đặt vấn đề nghiên cứu
Việc phân tích, tính toán ứng suất cục bộ tại các vị trí phức tạp như:
xung quanh neo cáp DƯL, khấc đầu dầm Super-T,… luôn là bài toán phức tạp
và khó khăn đối với các kỹ sư thiết kế kết cấu cầu. Rất nhiều công trình
nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tại khu vực bố trí neo cáp CĐC tại đầu dầm thường
xuất hiện nhiều vết nứt và các hư hỏng khác. Những hư hỏng này làm giảm sự
làm việc an toàn và hiệu quả khai thác của công trình.
Để giúp các kỹ sư thiết kế có cái nhìn sâu sắc, giải quyết triệt để các vấn
đề về ứng suất và biến dạng cục bộ của các khu vực phức tạp nêu trên, đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của ứng suất cục bộ do lực căng tại vị trí neo cốt thép
dầm BTCT ƯST căng sau” là cần thiết.
Mục đích nghiên cứu:

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015


Trường Đại học Xây dựng

18

Nghiên cứu ảnh hưởng của ứng suất cục bộ do lực căng tại vị trí neo
cốt thép dầm BTCT ƯST căng sau.
Mục tiêu nghiên cứu:
- Tổng quan về ứng suất cục bộ và cấu tạo chi tiết tại các vị trí tập trung
ứng suất cục bộ trong kết cấu cầu;
- Lý thuyết tính toán ứng suất cục bộ trong kết cấu cầu;
- Lý thuyết phần tử hữu hạn;
- Phân tích ứng suất cục bộ tại vị trí neo cốt thép đầu dầm của dầm I33m
căng sau, khi thay đổi lực căng, vị trí bản đệm neo và mác bê tông dầm chủ;
- Kết luận và kiến nghị.
Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:
Vị trí neo cốt thép đầu dầm của dầm I33m căng sau
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm bằng số
Cơ sở khoa học và thực tiễn:
+ Lý thuyết tính toán ứng suất cục bộ;
+ Lý thuyết phần tử hữu hạn.

Ngô Đức Cường

Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2015