Link tải luận văn miễn phí cho ae
CHUYÊN ĐỀ
ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC CẦU DÂY VĂNG
*
* *
I – MỤC TIÊU CỦA ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC VÀ CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN
I.1 – MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC
CDV làm việc như một dầm liên tục tựa trên các gối đàn hồi và gối cứng, khi chịu tĩnh tải, dây biến dạng, dầm chủ bị võng. Độ võng do tĩnh tải làm sai lệch trắc dọc và độ dốc thiết kế, ảnh hưởng xấu đến hình dạng kiến trúc, các chỉ tiêu khai thác và mô men uốn lớn trong dầm cứng.Nếu bằng biện pháp căng kéo các dây văng ta đưa độ võng các nút neo dây bằng 0 hay bằng một giá trị nào đó (tạo độ vồng triệt tiêu một phần hoạt tải) thì khi chịu tĩnh tải sơ đồ làm việc sẽ như dầm liên tục tựa trên các gối cứng.
Trong các hệ dây nhiều, khoang nhỏ, điều chỉnh nội lực sẽ đạt trạng thái biến dạng mong muốn với giá trị mô men uốn do tĩnh tải không đáng kể so với hoạt tải. Nếu lấy mục tiêu là mô men uốn thì điều chỉnh có thể khắc phục một phần mô men uốn do hoạt tải.
Bản chất của việc điều chỉnh là tạo một trạng thái biến dạng và nội lực ngược chiều với trạng thái do tải trọng gây ra, tổng tác động do tải trọng và điều chỉnh sẽ được trạng thái tốt nhất gọi là trạng thái hoàn chỉnh (hay còn gọi là trạng thái B) .Trạng thái hoàn chỉnh có thể là “cao độ” tại các nút neo dây ở vị trí hợp lý nhất dưới tác dụng của tĩnh tải, hay là “Biểu đồ mô men uốn” trong dầm chủ có lợi nhất dưới tác dụng của tĩnh tải, hoạt tải và các ảnh hưởng thứ cấp .
Nếu chọn mục tiêu chính là nội lực thì độ võng là hệ quả và ngược lại. Cũng có thể đạt được cả hai mục tiêu trên, khi đó cần chọn hàm mục tiêu chính là nội lực, các sai lệch của trắc dọc cầu cầu so với thiết kế được điều chỉnh bằng các biện pháp cấu tạo. Tuy nhiên công việc trên sẽ làm phức tạp cho khâu chế tạo dầm.
I.2 – NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC
Đối với CDV có khoang lớn - dây ít việc điều chỉnh nội lực có thể thực hiện theo phương pháp lặp và chỉnh dần cao độ các nút cho dến khi đạt được độ chính xác mong muốn. Đối với CDV khoang nhỏ – dây nhiều , điều chỉnh theo phương pháp lặp sẽ vô cùng phức tạp do phải tháo lắp kích nhiều lần cho mỗi dây, đồng thời khó đảm bảo sự hội tụ trong quá trình lặp. Để đảm bảo độ tin cậy trong quá trình căng kéo các dây, giảm tối đa công lao động và thiết bị, các biện pháp điều chỉnh cần thoả mãn các mục tiêu sau :
+) Mỗi dây văng chỉ căng chỉnh 1 lần.
+) Kết quả tính toán cần đạt trị số mong muốn về biến dạng của hệ chịu tĩnh tải hay về mômen uống trong dầm chủ dưới tác dụng của tĩnh tải và hoạt tải.
+) Tính toán cần chỉ ra được hệ xuất phát (trạng thái A) ,trình tự căng kéo các dây , nội lực và biến dạng trong hệ xuất phát và diễn biến trong quá trình thi công. Đảm bảo công trình đủ bền và ổn định dưới tác dụng của lực căng chỉnh và hoạt tải thi công tương ứng với từng giai đoạn căng chỉnh.
+) Khi căng mỗi dây cần chỉ định lực căng của bó cáp , cao độ nút neo dây ở trạng thái hoàn chỉnh (trạng thái B) để tiện theo dõi và điều chỉnh khi cần thiết.
I.3 – CÁC GIẢ THIẾT KHI ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC
Để thuận tiện trong tính toán, ngoài các giả thiết cơ bản của hệ thanh, trong cơ học kết cấu cần thống nhất thêm các giả thiết:
+) Trục của dầm chủ được coi như thẳng và nằm ngang, trắc dọc của dầm khi chế tạo coi như có độ võng bằng 0. ảnh hưởng của độ cong hay độ dốc của dầm khi chế tạo sẽ được bổ sung và trắc dọc thực tế độc lập với quá trình điều chỉnh.
+) Dây văng tuyệt đối thẳng, có khả năng chịu kéo và chịu nén, liên kết khớp với dầm và tháp.
I.4 – CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC
Có rất nhiều biện pháp và công nghệ điều chỉnh khác nhau để đạt được hay biểu đồ biến dạng hoặnc biểu đồ nội lực hợp lý , hay là đạt cả hai . Mỗi biện pháp đều có những đặc điểm và phạm vi áp dụng riêng. Ta có thể áp dụng một trong các biện pháp sau để điều chỉnh nội lực :
+) Tạo dầm có độ võng ngược trong quá trình thi công
+) Tạo các hợp tạm biến hệ thàn tĩnh định trong thi công
+) Dung biện pháp căng kéo các dây văng để tạo biểu đồ mô men ngược dấu với mô men gây ra do tĩnh tải và một phần do hoạt tải .
I.4.1 - Tạo dầm có độ võng ngược trong quá trình thi công
Biện pháp này vẫn được áp dụng trong kết cấu tĩnh định như vẫn thường làm trong các cầu BTCT và trong các cầu dầm hay dàn thép . Tạo độ vồng ngược bằng phương pháp chế tạo có thể tạo được hình dáng kiến trúc mong muốn nhưng không cải thiện đượ nội lực do tĩnh tải ( kết cấu vẫn chịu 100% nội lực tĩnh tải )
I.4.2 - Điều chỉnh nội lực bằng cách tạo các khớp tạm trong quá trình thi công
Đối với CDV việc bố trí các khớp tạm trong qua trình thi công là biện pháp đơn gảin và hiệu quả nhất để tạo sự phân bố mô men tốt nhất trong dầm theo sơ đồ tĩnh định có mô men uốn bằng 0 tại khớp và mô men cục bộ trong phạm vi khoang dầm. Thay đổi vị trí khớp theo chiều dọc có thể tạo được biểu đồ mô men 2 dấu có lưọi nhất cả về mặt chịu lực và thi công . Ví dụ việc bố trí khớp tạm tại các điểm cách nút neo một đoạn a = 0,125d (d là chiều dài khoan dầm ) sẽ nhận được biểu đồ mô men có giá trị bằng nhau và ngược dấu tại gối và nhịp tại mỗi khoang . Khớp tạm bố trí ngoài nút còn tạo thuận lợi cho cấu tạo ở neo trong dầm chủ và việc lắp đặt dây trong quá trình thi công.
Các khớp tạm trong dầm cứng bằng BTCT của cầu dây văng thường được thực hiện thuận lợi bằng cách bố trí các chốt thi công , sau này sẽ được liên tục hoá bằng các mối nối ướt.
Khớp tạm được thíêt kế để chịu lực cắt và lực nén dọc trục do tải trọng thi công , thông thường các khớp tạm được cấu tạo bằng các bản và chốt thép , khi đổ bê tông các mối nối ướt để liên tục hoá KCN thi các khớp tạm sẽ được lại luôn trong dầm.
Sau khi đã lắp các khớp tạm thì việc căng kéo các dây văng để điều chỉnh cao độ mặt cầu hoàn toàn không làm thay đổi nội lực do tĩnh tải .
Tuy nhiên việc bố trí khớp tạm để điều chỉnh nội lực trong thi công có một nhược điểm lớn đó là việc cấu tạo các khớp và liên tục hoá lại rất phức tạp nhất là đối với cầu có nhiều dây . Do đó giải pháp này thường chỉ được áp dụng đối với những cầu có khoang lớn , số lượng dây ít , còn các cầu có day nhiều thì đa số áp dụng biện pháp điều chỉnh nội lực trên dầm liên tục.
I.4.3 - Điều chỉnh nội lực bằng cách căng kéo các dây văng trên dầm liên tục
Để tránh phải cấu tạo các khớp tạm trong thi công và thực hiện mối nối ướt trên công trường , đặc biệt là áp dụng công nghệ đucs hẫng dầm BTCT , có thể điều chỉnh nội lực bằng cách căng kéo các dây văng trong quá trình thi công hẫng , nhằm tạo ra các chuyển vị và nội lực cưỡng bức trong toàn hệ theo hướng có lợi nhất trong kết cấu cầu . Nội lực hay biến dạng cần điều chỉnh được xác định từ biểu đồ bao mô men do tĩnh tải và hoạt tải hay biểu đồ độ võng của hệ làm chuẩn.
*) Điều chỉnh nội lực bằng căng kéo các dây văng dựa trên nguyên tắc sau
+) CDV làm việc như một dầm liên tục trên các gối đàn hồi , khi chịu tĩnh tải dầm cứng bị võng , gây mô men uốn , nếu bằng biện pháp căng kéo các dây để tạo được các phản lực thẳng đứng có giá trị bằng phản lực khi các điểm neo dây được coi như kê trên các gối cứng hay triệt tiêu được độ võng các nút do tĩnh tải thì mô men uốn của dầm trở thành mô men uốn của dầm liên tục tựa trên các gối cứng.
+) Việc triệt tiêu độ võng hay tạo biểu đồ mô men uốn tốt nhất trong đầm cứng thực hiện bằng căng kéo các dây làm thay đổi nội lực và biến dạng trong hệ
+) Để giảm số lượng các thiết bị căng kéo và tập trung chỉ đạo , công tác điều chỉnh nên thực hiện làm nhiều đợt , trong mỗ đợt số dây cần căng nên chọn thích hợp với số thiết bị và sơ đồ chịu lực , ví dụ khi sơ đồ đối xứng thì ta có thể căng từng cặp dây , còn trong trường hợp chung thì nên căng từng dây một
+) Mỗi dây chỉ nên căng 1 lần , việc vi chỉnh hay căng chỉnh lại các dây nên hạn chế tối thiểu , do đó phải dự liệu sợ ảnh hưởng của sự điều chỉnh nội lực trong tất cả các dây sau đến lực căng của dây đang chỉnh và độ võng của nút.
+) Khi căng dây nào thì loại dây đó ra khỏi kết cấu và thay bằng 1 ngoại lực
+) Mỗi dây sau khi lắp đặt sẽ tham gia làm việc như một phần tử của kết cấu
+) Trình tự căng kéo cần gắn liền với các bước thi công , tránh gây quá tải cho công trình dưới tác dụng của tĩnh tải , lực điều chỉnh và hoạt tải thi công .
I.5 – NỘI DUNG TÍNH TOÁN CẦU DÂY VĂNG KHI ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC
+)Xác định trạng thái cuối cùng (biến dạng hay nội lực ) – mục tiêu cần đạt (trạng thái B).
+) Căn cứ vào công nghệ thi công và trình tự lắp đặt dây, xác định trạng thái xuất phát (trạng thái A).
+) Xác định nội lực và biến dạng do tĩnh tải I, tĩnh tải II, do các ảnh hưởng thứ cấp (từ biến , co ngót và biến dạng dư của dây theo thời gian) . Xác định biểu đồ bao mômen uốn của các tải trọng tác dụng lên hệ hoàn chỉnh (nếu muốn triệt tiêu cả một phần ảnh hưởng do hoạt tải).
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
