Luận văn thạc sỹ - Tổng quan cầu sử dụng bản liên tục - nhiệt trên thế giới và ở Việt nam - Chương 3 - Nghiên cứu chọn chiều dài bản nối liên tục nhiệt và chiều dài chuỗi hợp lý

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<i>Luận Văn Thạc Só </i> <b>GVHD : Ts. Lê Thị Bích Thuỷ</b>

<b>CHƯƠNG III : </b>

<b>NGHIÊN CỨU CHỌN CHIỀU DAØI BẢN NỐI LIÊN TỤC NHIỆT VAØ </b>
<b>CHIỀU DAØI CHUỖI HỢP LÝ </b>

<b>3.1 Nghiên cứu chọn chiều dài bản nối liên tục nhiệt hợp lý : </b>
<b>3.1.1 Giới thiệu chung : </b>

Bản liên tục – nhiệt là bản kết cấu được tạo ra bằng cách nối bản giản đơn
với nhau ở mức bản mặt cầu, sao cho dưới tác dụng của lực nằm ngang và nhiệt
độ cầu làm việc như hệ dầm liên tục còn dưới tác dụng của trọng tải thẳng đứng
thì làm việc như dầm giản đơn [5].

Bản liên tục nhiệt phải đảm bảo tính liên tục của áo mặt cầu và tiếp nhận
mọi nội lực sinh ra trong một chuỗi kết cấu nhịp mà không cản trở tới sự quay ở
đầu dầm. Do đó để đảm bảo cho dầm xoay tự do quanh gối tựa mà không gây nội
lực quá lớn, trước khi thi cơng bản liên tục nhiệt phải lót trước lên dầm một tấm
cách (ví dụ giấy dầu) để tách rời bản khỏi dầm [2].

Chiều dài bản nối liên tục nhiệt (chiều dài cách ly giữa bản và dầm) không
nên quá ngắn và cũng không nên quá dài. Nếu chiều dài bản nối liên tục nhiệt
quá ngắn thì khi chịu tác dụng của tải trọng trên kết cấu nhịp sẽ gây ra chuyển vị
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 chịu 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.

Theo tài liệu “Cầu bêtông cốt thép trên đường ôtô tập 1” của Giáo sư tiến sĩ
Lê Đình Tâm đưa ra nhận xét : Thơng thường người ta thường chọn bản nối liên

tục nhiệt có chiều dài từ 2,0 – 2,5m đối với kết cấu nhịp có chiều dài nhỏ hơn
30m [2]. Theo tập chí Cầu hầm KSKT*Số 4-2004 của Kỹ sư Nguyễn Văn Thủy
(Tổng Công ty Tư vấn thiết kế Giao thông vận tải) “Mặt cầu liên tục nhiệt trên
cầu Thăng Long sau 20 năm khai thác” : chiều dài bản nối liên tục nhiệt là 2,72m
với chiều dài kết cấu nhịp LP = 30,4m – 30,8m [7].

Cho đến nay vẫn chưa có tài liệu đưa ra chiều dài bản nối liên tục - nhiệt
hợp lý đối với từng chiều dài kết cấu nhịp. Do đó luận án sẽ nghiên cứu đưa ra
chiều dài bản nối liên tục nhiệt hợp lý trên cơ sở so sánh các loại tải trọng tác
dụng lên bản nối liên tục nhiệt. Chiều dài kết cấu nhịp được chọn để tính tốn là
24,54m, 33,00m và 18,6m được chế tạo ở Nhà máy Bêtông Châu Thới 620.

<b>3.1.2 Cơ sở tính tốn chọn chiều dài bản nối liên tục nhiệt hợp lý : </b>

Bản nối liên tục nhiệt chịu tác dụng theo hai sơ đồ chịu lực : do chuyển vị
cưỡng bức khi tải trọng tác dụng trên kết cấu nhịp và do tải trọng cục bộ [5].

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<i>Luận Văn Thạc Só </i> <b>GVHD : Ts. Lê Thị Bích Thuỷ</b>

a) Do chuyển vị cưỡng bức :

Nội lực phát sinh trong bản nối liên tục nhiệt do chuyển vị góc và chuyển vị
thẳng đứng ở mặt cắt ngàm của bản, gây ra bởi hoạt tải và tĩnh tải phần II, tác
dụng trên kết cấu nhịp được nối (tĩnh tải phần II là tải trọng của áo mặt cầu đặt
lên sau khi bêtông bản nối đã đạt cường độ, kể cả phần đường người đi bộ, nếu
được lắp đặt sau khi đã nối kết cấu nhịp thành chuỗi).

Trị số mômen uốn ở mặt cắt ngàm của bản nối khi có tác dụng của chuyển
vị góc và chuyển vị thẳng đứng xác định theo công thức (2.2) ở chương 2 :

Μ =
n
4. .<i>E J_n</i> <i>_n</i>

<i>L</i>

− _ϕ

t+
n
2. .<i>E J_n</i> <i>_n</i>

<i>L</i> ϕp ± 2
n
6. .<i>E J_n</i> <i>_n</i>

<i>L</i> (yt - yp)

b) Do tải trọng cục bộ :

+ Nội lực của bản nối do trọng lượng bản thân và do tĩnh tải phần II đặt trên
bản nối.

+ Nội lực do hoạt tải đặt trực tiếp trên bản nối liên tục nhiệt đã phân tích chi
tiết ở chương 2.

Sau khi xem xét các tải trọng tác dụng lên bản nối liên tục nhiệt và dựa vào
bảng tổ hợp nội lực Bảng 2.3 ở chương 2 : Nếu hoạt tải đặt trên kết cấu nhịp thì
sẽ khơng đặt trên bản nối và ngược lại.

Do đó cơ sở để chọn ra chiều dài bản nối liên tục nhiệt hợp lý là so sánh
giữa mômen phát sinh ở mặt cắt ngàm của bản nối khi hoạt tải đặt trên kết cấu
nhịp (Mnhịp) và hoạt tải đặt trực tiếp trên bản nối (Mcụcbộ). Khi thay đổi chiều dài

bản nối, ứng với một giá trị bản nối liên tục nhiệt sẽ tính được mơmen Mcụcbộ và

Mnhịp. Biểu diễn tất cả các giá trị này lên cùng một đồ thị, hai giá trị Mcụcbộ và

Mnhịp tỷ lệ nghịch với nhau do đó giá trị ứng với vị trí giao nhau giữa mômen

Mcụcbộ và Mnhịp trên đồ thị sẽ là giá trị mômen nhỏ nhất của bản nối, gọi giá trị

này là M0, chiều dài bản nối liên tục nhiệt ứng với Mo sẽ là chiều dài hợp lý.

Biểu đồ biểu diễn mômen của bản nối liên tục nhiệt có dạng như sau :

<i><b>Hình 3.1</b> : Biểu đồ chọn chiều dài bản nối liên tục nhiệt hợp lý </i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<i>Luận Văn Thạc Só </i> <b>GVHD : Ts. Lê Thị Bích Thuỷ</b>

<b>3.2 Nghiên cứu chọn chiều dài chuỗi hợp lý : </b>
<b>3.2.1 Giới thiệu chung : </b>

Việc thiết kế kết cấu bản liên tục - nhiệt bao gồm những nội dung chính sau
đây:

Lựa chọn kết cấu, chiều dài tạo chuỗi. Chiều dài chuỗi được chọn bằng cách
so sánh các phương án sử dụng các loại gối cầu và kết cấu khe biến dạng khác
nhau. Tiêu chuẩn hợp lý của chiều dài chuỗi là sử dụng khả năng tối đa của các
loại gối cầu và khe biến dạng đảm bảo được chuyển vị dọc của cầu.

Sau khi xác định chiều dài chuỗi, loại hình gối và kết cấu khe biến dạng,
người ta chọn loại liên kết của kết cấu nhịp và tiến hành tính tốn.

+ Tính tốn chuyển vị dọc của các đầu dầm. Chuyển vị dọc trong chuỗi của
kết cấu nhịp ở mức gối cầu và khe biến dạng đối với mặt cắt cố định của chuỗi
được xác định do tác dụng của nhiệt độ và từ biến có xét đến tuổi của bê tơng
dầm lúc đặt dầm vào trụ và nối thành chuỗi.

+ Tính nội lực do các tác động sinh ra trong bản nối, thiết kế bản nối và tính
duyệt các mặt cắt bản nối.

Chuyển vị dọc của kết cấu nhịp Δt do tác dụng của nhiệt độ tính theo lượng
chênh lệch nhiệt độ, bằng hiệu số nhiệt độ tính tốn dương và âm ở địa điểm xây
dựng và được xác định theo công thức (2.1) ở chương 2 :

Δt = α.(tmax-tmin).L

Trong đó:

α _ Hệ số dãn dài của vật liệu kết cấu nhịp.

L _ Khoảng cách từ mặt cắt cố định của chuỗi đến mặt cắt cần xác định
chuyển vị.

Ngoài biên độ chuyển vị do nhiệt độ cần xác định khoảng chuyển vị do co
ngót và từ biến trong chuỗi đối với vị trí của nó trong thời điểm nối chuỗi.

→ Chuyển vị dọc trong chuỗi là tổng chuyển vị do biến thiên nhiệt độ, co
ngót và từ biến.

Dựa vào cơng thức 2.1, thấy rằng chuyển vị phụ thuộc chủ yếu vào chiều
dài của chuỗi, khi chiều dài của chuỗi (Lchuỗi ) càng tăng thì chuyển vị tại các vị

trí gối cũng tăng theo. Trong phạm vi luận án này chỉ nghiên cứu dùng gối cao su
phân lớp cho tất cả các trụ và mố cầu.

Theo điều 17.7.5.3 tiêu chuẩn 22TCN272-05 [1], khi thiết kế gối cầu cao su
cốt bản thép phải đảm bảo các yêu cầu như sau :

a) Ưùng suất nén :

</div>

<!--links-->