Lý thuyết cầu vòm

  • Số trang: 84 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 34 |
  • Lượt tải: 0
tranphuong

Đã đăng 58976 tài liệu

Mô tả:

giíi thiÖu t¸c gi¶ TrÇn B¶o Xu©n sinh th¸ng 4 n¨m 1958 t¹i huyÖn La Nguyªn, tØnh Phóc KiÕn. N¨m 1982, sau khi tèt nghiÖp chuyªn ngμnh cÇu ®−êng ë tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u, «ng ®· tham gia thi c«ng cÇu Dung Kú ë tØnh Qu¶ng §«ng. N¨m 1986, sau khi hoμn thμnh nghiªn cøu sinh víi ®Ò tμi kÕt cÊu c«ng tr×nh d©n dông ë tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u «ng ®−îc gi÷ l¹i tr−êng lμm c«ng t¸c gi¶ng d¹y. HiÖn nay «ng lμ phã ViÖn tr−ëng ViÖn c«ng tr×nh x©y dùng d©n dông t¹i tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u, phã gi¸o s−, «ng cã thêi gian dμi d¹y vÒ c«ng tr×nh cÇu, chñ tr× nghiªn cøu khoa häc, thiÕt kÕ vμ gi¸m s¸t thi c«ng kÕt cÊu cÇu Vßm ®· c«ng bè 30 ®Ò tμi khoa häc. Trong ®ã cã "Ph©n tÝch vμ tr×nh tù thiÕt kÕ kÕt cÊu cÇu dÇm h×nh hép vμ lμm chñ nhiÖm c¸c ®Ò tμi nghiªn cøu khoa häc cÊp tØnh, trong ®ã cã ®Ò tμi "Nghiªn cøu ®Æc tÝnh chÞu lùc cña kÕt cÊu cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng" ®· ®¹t tr×nh ®é tiªn tiÕn thÕ giíi, giμnh ®−îc phÇn th−ëng c«ng nghÖ cÊp 2 n¨m 1998 cña tØnh Phóc KiÕn. §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -1- giíi thiÖu néi dung TËp s¸ch nμy chñ yÕu giíi thiÖu lý thuyÕt c¬ b¶n cña kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng, t×nh h×nh ph¸t triÓn vμ ¸p dông trong cÇu vßm, cÊu t¹o vμ kÕt cÊu cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng, ®Æc tÝnh chÞu lùc cña kÕt cÊu, ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n thiÕt kÕ kü thuËt thi c«ng vμ c«ng nghÖ thi c«ng. Toμn bé cã 8 ch−¬ng. Trong 10 n¨m l¹i ®©y, cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng ë Trung Quèc ph¸t triÓn rÊt nhanh, nh−ng nghiªn cøu lý thuyÕt th× ch−a theo kÞp. Tr−íc m¾t ch−a cã quy ph¹m thiÕt kÕ vμ quy ph¹m thi c«ng t−¬ng øng vμ còng ch−a cã s¸ch giíi thiÖu t−¬ng øng. Cuèn s¸ch nμy ®−îc biªn so¹n dùa trªn c¬ së nghiªn cøu c¸c c«ng tr×nh thùc tÕ, thu thËp nhiÒu tμi liÖu cña c¸c c«ng tr×nh thÝ ®iÓm cô thÓ, ®−îc chØnh lý, cïng víi vèn hiÓu biÕt cña t¸c gi¶ qua nhiÒu n¨m gi¶ng d¹y, nghiªn cøu vμ thiÕt kÕ cÇu vßm. Trong bé s¸ch ®· ®−a ra nhiÒu cÇu vÝ dô, lêi v¨n m¹ch l¹c, néi dung thiÕt thùc, lý luËn râ rμng, rÊt thùc dông, l¹i cã tÝnh lý luËn cao, cã mét sè thμnh qu¶ nghiªn cøu míi lÇn ®Çu tiªn ph¸t triÓn c«ng khai. Cuèn s¸ch nμy cã thÓ lμm tμi liÖu tham kh¶o cho nh÷ng ng−êi lμm c«ng t¸c thi c«ng vμ thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh chuyªn ngμnh cÇu, còng cã thÓ dïng cho nghiªn cøu sinh vμ c¸c häc sinh chuyªn ngμnh n¨m cuèi tham kh¶o hay gi¶ng d¹y vÒ c¸c chuyªn ngμnh kÕt cÊu c«ng tr×nh, cÇu hÇm, c«ng tr×nh d©n dông ë tr−êng §¹i häc vμ ViÖn nghiªn cøu, còng cã thÓ lμm tμi liÖu tham kh¶o cho nh÷ng ng−êi nghiªn cøu kÕt cÊu cÇu, kÕt cÊu tæ hîp. §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -2- Lêi tùa §©y lμ cuèn s¸ch dïng ®Ó thiÕt kÕ vμ thi c«ng cÇu vßm èng thÐp. CÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng lμ mét tiÕn bé kü thuËt míi ®−îc ph¸t triÓn trong x©y dùng cÇu ë Trung Quèc nhiÒu n¨m gÇn ®©y, cã c¸c −u ®iÓm lμ kh¶ n¨ng chèng biÕn d¹ng lín, c−êng ®é cao, träng l−îng b¶n th©n nhÑ. Nã gi¶i quyÕt tèt ®−îc nhiÒu m©u thuÉn nh− yªu cÇu cã kh¶ n¨ng chÞu t¶i lín nh−ng tiÕt kiÖm ®−îc vËt liÖu, träng l−îng l¾p ghÐp nhÑ, thi c«ng ®¬n gi¶n, lμ mét d¹ng kÕt cÊu lý t−ëng cho cÇu vßm khÈu ®é lín. KÓ tõ n¨m 1990, ë Tø Xuyªn sau khi x©y dùng xong cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng ®Çu tiªn ë Trung Quèc víi khÈu ®é 115m tíi nay, chØ trong mÊy n¨m, toμn quèc ®· x©y dùng xong 80 cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng. Trong ®ã cÇu Tam An ë Qu¶ng T©y ®· ®¹t ®−îc khÈu ®é 270m. ë n−íc ngoμi, nghiªn cøu kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng vμ øng dông ®· cã lÞch sö gÇn 100 n¨m. Cßn ë Trung Quèc, ®Õn thËp niªn 50 míi b¾t ®Çu nghiªn cøu vμ trong nh÷ng n¨m 80 viÖc øng dông ®· thu ®−îc thμnh qu¶ lín, ®ång thêi ¸p dông trong x©y dùng, ®ång thêi c¸c bé m«n cã liªn quan cña ChÝnh phñ tiÕp tôc ban hμnh quy tr×nh thiÕt kÕ vμ thi c«ng. Nh÷ng n¨m 90, èng thÐp nhåi bª t«ng trë thμnh lo¹i vËt liÖu tæ hîp míi, do lo¹i vËt liÖu rÊt thÝch hîp víi c¸c cÇu thuéc hÖ thèng vßm, cho nªn kÕt cÊu ®ã ®−îc ¸p dông réng r·i vμ ph¸t triÓn nhanh. Nh−ng cho tíi nay vÉn ch−a cã quy tr×nh thiÕt kÕ vμ thi c«ng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng. §ã lμ mét yªu cÇu rÊt bøc xøc hiÖn nay, cho nªn dÔ thÊy r»ng, viÖc xuÊt b¶n cuèn s¸ch nμy lμ viÖc lμm cÇn thiÕt. Cuèn s¸ch nμy b¾t ®Çu tõ luËn ¸n th¹c sü, nghÜa lμ tõ c«ng t¸c nghiªn cøu ph©n tÝch kÕt cÊu cÇu vßm cña t¸c gi¶, nh÷ng n¨m gÇn ®©y «ng l¹i chuyªn t©m nghiªn cøu kü thuËt thi c«ng bª t«ng. Tμi liÖu nμy thiÕt thùc, minh häa nhiÒu cÇu, cã ý nghÜa vÒ lý thuyÕt vμ thùc tÕ cña chuyªn ngμnh, lμ thμnh qu¶ nghiªn cøu, gi¶ng d¹y trong mét thêi gian dμi cña chÝnh t¸c gi¶. Tuy nhiªn nh− t¸c gi¶ ®· nãi, ®ã còng lμ thμnh qu¶ vμ trÝ tuÖ vÒ ph−¬ng diÖn nghiªn cøu cÇu cña khoa kÕt cÊu c«ng tr×nh, tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u. Tin t−ëng r»ng, viÖc xuÊt b¶n cuèn s¸ch nμy sÏ cã t¸c dông thóc ®Èy ph¸t triÓn kü thuËt cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng ë Trung Quèc, cã gi¸ trÞ tham kh¶o vμ ®¸nh gi¸ c¸c lo¹i cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng ®ang ®−îc x©y dùng nhiÒu trong n−íc. Trung Quèc lμ v−¬ng quèc cña cÇu vßm. N¨m 606, theo tμi liÖu lÞch sö Hæ B×nh ®· lμm cÇu vßm TriÖu Ch©u ®Çu tiªn ë tØnh Hμ B¾c, c©y cÇu ®· thÓ hiÖn sù §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -3- th«ng minh, tμi trÝ cña d©n téc Trung Hoa. Sau ®ã mét thêi gian dμi, cÇu vßm ë Trung Quèc cã b−íc ®i chËm ch¹p cho tíi khi lËp quèc míi l¹i ph¸t triÓn nhanh. Kho¶ng 20 n¨m l¹i ®©y, cÇu vßm ë Trung Quèc tiÕn ®Õn møc tiÒn tiÕn cña thÕ giíi, ®Æc biÖt lμ thÓ hiÖn sù ph¸t triÓn rÊt s«i ®éng rÇm ré. Cã chuyªn gia ®· nãi, khi ®¹t ®Õn khÈu ®é lín nhÊt cña lo¹i cÇu nμy cã thÓ v−ît qua cÇu d©y v¨ng. Cho nªn chØ cÇn chóng ta kh«ng ngõng x©y dùng c«ng tr×nh, kh«ng ngõng tæng kÕt kinh nghiÖm, kh«ng ngõng ®i s©u nghiªn cøu cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng sÏ cã tiÒn ®Ò ph¸t triÓn v« cïng réng lín. Th¸ng 4 n¨m 1999 TrÞnh ChÊn Phi Tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -4- lêi nãi ®Çu Sau khi x©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng V−¬ng Cang (Wangcang) trªn s«ng §«ng (East-river) thuéc tØnh Tø Xuyªn (Sichuan) vμo n¨m 1990, viÖc øng dông c«ng nghÖ nãi trªn ph¸t triÓn rÊt nhanh ë Trung Quèc kÓ tõ n¨m 1993, tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u ®· triÓn khai nghiªn cøu thiÕt kÕ, thi c«ng, gi¸m s¸t cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng (CFST concrete-filled steel tubular) tr−íc, sau ®ã t¹i tØnh Phóc KiÕn ®· thiÕt kÕ cÇu Phóc Thanh, Ngäc Trïng (Fuging Yurong), cÇu An Khª, Danh §¹t (Auxi Mingxuan), cÇu Phóc An QuÇn Lîi (Fuan Quangi) vμ Trung Thanh Th¹ch Tr¹ch (Minging Shitanxi) vμ cÇu TiÕn Du Lam Khª (Xianyou Lanxi)... tæng céng 8 cÇu. Trong ®ã Tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u chÞu tr¸ch nhiÖm gi¸m s¸t vμ thö t¶i träng tÜnh 3 cÇu vμ nghiªn cøu nghiªn cøu ®Æc tÝnh chÞu lùc cña kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng. Uû ban khoa häc tØnh Phóc KiÕn nghiªn cøu thÝ nghiÖm cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng khÈu ®é lín Th¹ch Tr¹ch (Shitanxi) trªn Quèc lé 316, Uû ban x©y dùng thμnh phè Phóc Ch©u (Fuzhou) triÓn khai thÝ nghiÖm t¶i träng xe « t« cho cÇu Gi¶i Phãng (Jiefong) ë Phóc Ch©u. Uû ban x©y dùng Th©m QuyÕn tiÕn hμnh ph©n tÝch phÇn tö h÷u h¹n vμ thÝ nghiÖm quang ®μn håi cho øng suÊt côc bé t¹i ®iÓm tiÕp xóc gi÷a trô cÇu víi vßm cho cÇu B¾c Tr¹m (Beizhan) t¹i Th©m QuyÕn... c«ng t¸c nghiªn cøu khoa häc ®¹t ®−îc c¸c thμnh qu¶ ®¸ng kÓ vÒ tÝnh n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu d−íi t¸c dông cña t¶i träng sö dông ë cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng, vÒ ph©n tÝch chÞu lùc thi c«ng, kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng mÆt c¾t, ph©n tÝch æn ®Þnh chung, øng lùc do nhiÖt ®é... "Nghiªn cøu ®Æc tr−ng chÞu lùc cña kÕt cÊu cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng" ®· ®¹t ®−îc gi¶i th−ëng thø hai cña tØnh Phóc KiÕn vÒ tiÕn bé khoa häc kü thuËt. C¸c thμnh qu¶ nμy ®Òu lμ kÕt tinh cña trÝ tuÖ tËp thÓ, do sù lao ®éng cÇn cï chuyªn t©m cña toμn thÓ gi¸o viªn ë bé m«n cÇu, khoa kÕt cÊu c«ng tr×nh tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u. Trªn c¬ së nghiªn cøu vμ ¸p dông kÓ trªn, t¸c gi¶ tËp s¸ch ®· thu thËp ®−îc nhiÒu t− liÖu, dùa trªn c¸c chuyªn ®Ò cã liªn quan cña qu¸ tr×nh nghiªn cøu lμm th¹c sü kÕt cÊu c«ng tr×nh giao th«ng. T¸c gi¶ b¾t ®Çu nghiªn cøu lý luËn vμ ¸p dông bμi gi¶ng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng (CFST). Do tr−íc m¾t ch−a cã s¸ch giíi thiÖu vÒ cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng (concrete-filled steel tubular arch bridges), ®−îc sù cæ vò vμ gióp ®ì nhiÒu mÆt, qua h¬n 2 n¨m cè g¾ng, bæ sung vμ hoμn thiÖn hÖ thèng bμi gi¶ng, t¸c gi¶ ®· hoμn thμnh viÖc so¹n tËp s¸ch nμy. Toμn bé cã 8 ch−¬ng. §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -5- Ch−¬ng thø nhÊt "Giíi thiÖu tãm t¾t vÒ èng thÐp nhåi bª t«ng". Giíi thiÖu t×nh h×nh ph¸t triÓn kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng, vËt liÖu, ph©n lo¹i vμ tÝnh n¨ng c¬ b¶n cña èng thÐp nhåi bª t«ng. Ch−¬ng thø hai "Lý thuyÕt tÝnh to¸n c¬ b¶n cña èng thÐp nhåi bª t«ng". Tr−íc m¾t Trung Quèc chÞu ¶nh h−ëng cña ba hÖ thèng lý luËn, do ®ã phÇn nμy sÏ tiÕn hμnh ®èi chiÕu giíi thiÖu c¸c quy tr×nh t−¬ng øng, gióp cho ®éc gi¶ hiÓu râ vÒ lý thuyÕt c¬ b¶n cña cÊu kiÖn èng thÐp nhåi bª t«ng vμ ®Ó ¸p dông linh ho¹t. Ch−¬ng thø ba "¸p dông vμ ph¸t triÓn cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng". Giíi thiÖu tãm t¾t vÒ lÞch sö ph¸t triÓn cÇu vßm, tÝnh hîp lý vμ tÝnh tÊt yÕu cña viÖc ¸p dông èng thÐp nhåi bª t«ng cho cÇu vßm vμ t×nh h×nh ¸p dông cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng ë Trung Quèc, ®ång thêi chän mét sè cÇu cã tÝnh ®¹i diÖn ®Ó giíi thiÖu chi tiÕt. Trong c¸c cÇu ®−îc chän ®ã, xem xÐt s©u h¬n vÒ lo¹i h×nh kÕt cÊu cÇu, sù ph©n bè ë c¸c thμnh phè, ®¬n vÞ thiÕt kÕ, ®¬n vÞ thi c«ng. Ch−¬ng thø t− "CÊu t¹o vμ kÕt cÊu cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng". CÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng" so víi c¸c cÇu truyÒn thèng nh− cÇu vßm bª t«ng cèt thÐp vμ ®¸ x©y n©ng cao ®−îc c−êng ®é vËt liÖu vμ thi c«ng dÔ dμng, thÓ hiÖn ®−îc kh¶ n¨ng næi tréi, bao trïm lªn c¶ cÇu vßm ®¸ x©y, cÇu vßm bª t«ng cèt thÐp vμ cÇu vßm thÐp ë tÊt c¶ c¸c lo¹i h×nh cÇu, lo¹i h×nh cÇu vßm s−ên khung cøng cã thanh treo. Ch−¬ng nμy dùa trªn c¬ së c¸c cÇu ®· giíi thiÖu trªn sÏ so s¸nh h−íng ngang cÇu, cÊu t¹o vμnh vßm chñ, cÊu t¹o h−íng ngang cÇu, hÖ mÆt cÇu, cét treo th¼ng ®øng vμ thanh treo m¶nh... Do cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng kh«ng cã lùc ®Èy ngang ®−îc ¸p dông nhiÒu cho nªn trong ch−¬ng nμy thªm mét tiÕt giíi thiÖu cÇu vßm kh«ng cã lùc ®Èy ngang, vßm kh«ng cã hÖ gi»ng giã mμ quy vÒ cÊu t¹o h−íng ngang cña vßm Ch−¬ng thø n¨m "Ph©n tÝch tÝnh n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu cÇu vßm èng thÐp". TËp trung ph¶n ¶nh thμnh qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt vÒ cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng trong ®¬n vÞ s¶n xuÊt, khoa nghiªn cøu khoa häc tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u. Cã mét sè thμnh qu¶ ch−a ®−îc c«ng bè trªn t¹p chÝ khoa häc. Ch−¬ng nμy th«ng qua ®Æc tÝnh chÞu lùc tÜnh cña kÕt cÊu, søc chÞu t¶i cña mÆt c¾t, kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngoμi mÆt c¾t, ®Æc tÝnh nhiÖt ®é, co ngãt, vÊn ®Ò tõ biÕn cho ®Õn ®Æc tÝnh ®éng häc cña kÕt cÊu ®Ó giíi thiÖu ®Æc tÝnh chÞu lùc cña cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng. C¸c thμnh qu¶ nghiªn cøu ®èi víi viÖc tËn dông vμ sö dông hîp lý c¸c ®Æc tÝnh chÞu lùc cña cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng, ®Èy m¹nh tiÕn bé kü thuËt vÒ cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng, cã ý nghÜa tÝch cùc c¶ vÒ lý luËn vμ thùc tiÔn. Ch−¬ng §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -6- nμy cßn giíi thiÖu tãm t¾t thμnh qu¶ nghiªn cøu l©u dμi vÒ cÇu vßm cña tæ nghiªn cøu do thμy d¹y, t¸c gi¶ gi¸o s− TrÞnh ChÊn Phi (Zheng Zhengfei) chØ ®¹o. Ch−¬ng thø s¸u "TÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu vßm" trªn c¬ së cña ch−¬ng 5 giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng vμ c¸c bé phËn kh¸c cña cÇu vßm, ®ång thêi cã mét vÝ dô thiÕt kÕ cÇu vßm cøng b»ng èng thÐp nhåi bª t«ng cã thanh treo m¶nh ®Ó tham kh¶o. Ch−¬ng thø b¶y "Yªu cÇu vÒ thi c«ng vμ chÕ t¹o èng thÐp nhåi bª t«ng". Giíi thiÖu viÖc gia c«ng vμ chÕ söa èng thÐp, chÕ t¹o vμ gia c«ng s−ên èng thÐp chèng rØ vμ s¬n èng thÐp, s¶n xuÊt vμ nhåi bª t«ng trong èng thÐp, nghiÖm thu... vμ c¸c vÊn ®Ò vÒ thi c«ng. Ch−¬ng thø t¸m "Kü thuËt thi c«ng l¾p thμnh cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng". Giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p thi c«ng cÇu vßm, s¬ bé giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p thi c«ng vμ ph¹m vi thÝch hîp, ®ång thêi tõ ®ã chØ ra r»ng viÖc ¸p dông èng thÐp nhåi bª t«ng lμ ph¶i gi¶i quyÕt vÊn ®Ò thi c«ng dÇm cÇu vßm cã khÈu ®é lín. Ph−¬ng ph¸p thi c«ng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng thùc chÊt lμ ph−¬ng ph¸p gi¸ vßm cøng vμ ph−¬ng ph¸p tù th©n lμm gi¸ vßm. Ch−¬ng nμy tËp trung giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p l¾p gi¸ vßm b»ng èng thÐp theo hai ph−¬ng ph¸p chñ yÕu lμ : ph−¬ng ph¸p l¾p b»ng d©y c¸p treo vμ ph−¬ng ph¸p thi c«ng tù xoay, ®ång thêi cßn giíi thiÖu vÊn ®Ò æn ®Þnh trong qu¸ tr×nh thi c«ng vμ vÊn ®Ò tr×nh tù xÕp t¶i khi thi c«ng. T¸c gi¶ trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng vμ biªn so¹n cuèn s¸ch nμy ®· ®−îc sù cæ vò vμ trî gióp cña Gi¸o s− Chung ThiÖn §ång (Zhong Shantong), GS Hμn L©m H¶i (Han Linhai), GS Hoμng KiÒu (Huang Qiceo) ë tr−êng §¹i häc KiÕn tróc C¸p NhÜ T©n (Harbin), GS §¸i ThiÖu Hoμi (Chai chaohuai) ë ViÖn hμn l©m khoa häc Trung Quèc, Tæng c«ng tr×nh s− Tr−¬ng Th−¬ng Tiªu ë Tæng c«ng ty ®−êng bé cao tèc Qu¶ng Ch©u (Quang zhou), Tæng c«ng tr×nh s− (TCTS) Cñng S−¬ng (Gong Chaizi) (ViÖn nghiªn cøu thiÕt kÕ kiÕn tróc tØnh Phóc KiÕn), GS NhiÕp KiÕn Quèc (Nie Jiangua) tr−êng §¹i häc Thanh Hoa (Tsinghua), TCTS Høa Dao Phong (Xu Xiaofung) Së nghiªn cøu ®−êng « t« Trïng Kh¸nh (Chongqing) Bé Giao th«ng. TiÕn sü L−u Ngäc C¶nh (Li Yuquing), tr−êng §¹i häc Cöu Ch©u (Kyushu) NhËt b¶n... cïng c¸c chuyªn gia vμ ®ång nghiÖp. Gi¸o s− Kim Thμnh Ly (Sing Chengli) ë tr−êng §¹i häc §ång TÕ (Tongji), TCTS TÒ C¶nh Xuyªn (Qiao JingChuan), ViÖn kh¶o s¸t thiÕt kÕ, Côc ®−êng s¾t TrÞnh ch©u (Zhenghou), TCTS T¹ Bang CÇu (Xie Bangzhu) ViÖn nghiªn cøu kh¶o §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -7- s¸t thiÕt kÕ ®−êng bé tØnh Tø Xuyªn (Shehuan), TCTS Tr×nh HuÖ Ph−¬ng (Cheng Maofang), ViÖn nghiªn cøu thiÕt kÕ kim lo¹i Nam X−¬ng (Namchang), TCTS Lý Qu©n (Ji Kuan), ViÖn kh¶o s¸t thiÕt kÕ I Bé ®−êng s¾t. TCTS TrÇn NghÞ Ng«n vμ CTS Lý Dòng (Xhen Yiyan vμ Li Yong) viÖn thiÕt kÕ ®« thÞ Th©m QuyÕn (Shengheu), TCTS L©m Vü Tuyªn (Lin ShuYuan), x−ëng kÕt cÊu kim lo¹i côc 12 thñy lîi Thñy DiÖn. CTS Cï §æng (Qu Dong) C«ng ty 1 Tæng c«ng ty c«ng tr×nh giao th«ng Giang T« (Jiangshu) ®· cung cÊp nhiÒu tμi liÖu vμ ¶nh chôp cho cuèn s¸ch. T¸c gi¶ xin ch©n thμnh c¶m t¹ sù cæ vò vμ trî gióp cña c¸c tiÒn bèi, c¸c chuyªn gia vμ ®ång nghiÖp ®· nªu vμ ch−a nªu ë trªn. §ång thêi víi viÖc biªn so¹n cuèn s¸ch nμy, t¸c gi¶ ®· nhËn lêi mêi cña Tæng c«ng ty ®−êng « t« cao tèc Qu¶ng Ch©u tham gia tæ c«ng t¸c x©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng, cã khÈu ®é lín nhÊt hiÖn nay - cÇu Y Ph¶ Xa (Yjisha) trªn ®−êng vμnh ®ai cao tèc ë §«ng Nam thμnh phè Qu¶ng Ch©u nhÞp vßm chÝnh dμi 360m. NhËn lêi mêi cña Së nghiªn cøu ®−êng bé Trïng Kh¸nh, Bé giao th«ng, t¸c gi¶ ®· tham gia biªn so¹n "Quy ph¹m thi c«ng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng", nhËn lêi mêi cña ViÖn thiÕt kÕ ®« thÞ th©m QuyÕn tham gia nghiªn cøu thiÕt kÕ cÇu B¾c tr¹m Th©m QuyÕn. Trong c¸c c«ng t¸c trªn, c¸c chuyªn gia vμ ®ång nghiÖp cã nhiÒu kinh nghiÖm thùc tÕ víi hiÓu s©u vÒ lý thuyÕt ®· cã nhiÒu ý kiÕn gãp ý quý b¸u gióp t¸c gi¶ hoμn thμnh cuèn s¸ch nμy. C¸c nghiªn cøu sinh T«n TriÒu (Shun chao), TrÇn H÷u Tiªn (Chen Youjie), Tõ ¸i D©n (Xuaiming A), ¢u TrÝ Thanh (Ou Zhijing)... ®· tham gia c«ng t¸c nghiªn cøu khoa häc cã liªn quan ®Õn c¸c néi dung tõ ch−¬ng 5 ®Õn ch−¬ng 8. C¸c sinh viªn L©m Anh (Lin Ying), TrÞnh B¶o CÈm (Zhen Baojing), Hoμng Quèc H−ng (Huan Quaxing), Bμnh Trô Lu©n (Pen Quihan)... ®· cÇn cï lao ®éng viÕt vμ vÏ cho cuèn s¸ch nμy. Gi¸o s− TrÞnh chÊn Phi, gi¸o s− Qu¸ch Kim Kinh (Quo Jing Qiong), phã gi¸o s− Mao Thõa Trung (Mao Chung Hong) ®· gióp ®ì biªn so¹n cuèn s¸ch nμy tõ khi b¾t ®Çu tíi khi kÕt thóc, ®Æc biÖt lμ GS TrÞnh ChÊn Phi, mÆc dï bËn nhiÒu viÖc vÉn dμnh thêi gian ®äc cuèn s¸ch nμy vμ nªu ra nhiÒu ý kiÕn quý b¸u. Chñ nhiÖm nhμ xuÊt b¶n Giao th«ng nh©n d©n, «ng T−ëng Minh Huy (Jiang mingyao), ®ång chÝ Tr−¬ng XÝch (Zhong Bin) vμ Khóc l¹c (Qu Le) trong ban biªn tËp ®· miÖt mμi lao ®éng cho viÖc xuÊt b¶n cuèn s¸ch nμy. Nh÷ng ng−êi trong gia ®×nh t¸c gi¶, ®Æc biÖt lμ n÷ sÜ TrÇn H¶i YÕn (ChenHai Yen), vî t¸c gi¶ ®· gióp ®ì rÊt nhiÒu cho viÖc biªn so¹n cuèn s¸ch nμy. T¸c gi¶ ch©n thμnh c¶m t¹ nh÷ng sù gióp ®ì trªn. §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -8- Do thêi gian vμ tr×nh ®é cã h¹n cña t¸c gi¶, nhÊt ®Þnh trong cuèn s¸ch cßn nhiÒu khiÕm khuyÕt, kÝnh mong nhËn ®−îc sù phª b×nh vμ chØ b¶o cña c¸c vÞ chuyªn gia vμ ®éc gi¶. T¸c gi¶ Tr−êng §¹i häc Phóc Ch©u 3-1999 §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - -9- môc lôc Ch−¬ng thø nhÊt: Kh¸i qu¸t vÒ èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: T×nh h×nh ph¸t triÓn kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 2: Ph©n lo¹i vμ tÝnh n¨ng c¬ b¶n cña èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 3: VËt liÖu èng thÐp nhåi bª t«ng Tμi liÖu tham kh¶o Ch−¬ng thø hai : Lý luËn tÝnh to¸n c¬ b¶n vÒ èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: Kh¸i niÖm TiÕt 2: TÝnh n¨ng chÞu lùc c¬ b¶n cña cÊu kiÖn chÞu nÐn däc trôc TiÕt 3: TÝnh c−êng ®é cÊu kiÖn chÞu nÐn däc trôc TiÕt 4: TÝnh æn ®Þnh cÊu kiÖn chÞu nÐn däc trôc TiÕt 5: TÝnh kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cÊu kiÖn chÞu nÐn lÖch t©m TiÕt 6: TÝnh cÊu kiÖn ghÐp èng thÐp TiÕt 7: M« ®un biÕn d¹ng ®μn håi C¸c ký hiÖu chÝnh Tμi liÖu tham kh¶o Ch−¬ng thø ba : Ph¸t triÓn vμ øng dông cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: Giíi thiÖu vÒ sù ph¸t triÓn cÇu vßm TiÕt 2: Ph¸t triÓn vμ øng dông èng thÐp nhåi bª t«ng trong cÇu vßm TiÕt 3: VÝ dô vÒ cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 4: VÝ dô vÒ gi¸ cÇu vßm cøng b»ng èng thÐp nhåi bª t«ng Tμi liÖu tham kh¶o Ch−¬ng thø t− : CÊu t¹o vμ kÕt cÊu cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: C¸c lo¹i h×nh chñ yÕu cña vßm èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 2: CÊu t¹o s−ên vßm chñ TiÕt 3: CÇu vßm thÐp cã lùc ®Èy ngang TiÕt 4: CÊu t¹o kÕt cÊu h−íng ngang cña s−ên vßm TiÕt 5: HÖ mÆt cÇu TiÕt 6: Cét ®øng, thanh treo vμ hÖ thanh treo Tμi liÖu tham kh¶o §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 10 - Ch−¬ng thø n¨m : Ph©n tÝch tÝnh n¨ng chÞu lùc cña cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: Ph©n tÝch tÝnh n¨ng chÞu lùc sö dông ë tr¹ng th¸i tÜnh TiÕt 2: Th¶o luËn vÒ kh¶ n¨ng chÞu t¶i giíi h¹n cña cÇu vßm TiÕt 3: Ph©n tÝch kh¶ n¨ng chÞu t¶i giíi h¹n cña mÆt c¾t TiÕt 4: Ph©n tÝch kh¶ n¨ng chÞu t¶i giíi h¹n dμn ngang TiÕt 5: VÊn ®Ò nhiÖt ®é TiÕt 6: VÊn ®Ò tõ biÕn, co ngãt cña bª t«ng TiÕt 7: Ph©n tÝch tÝnh n¨ng ®éng lùc Tμi liÖu tham kh¶o Ch−¬ng thø s¸u :Ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: TÝnh to¸n néi lùc TiÕt 2: Ph−¬ng ph¸p kiÓm to¸n thiÕt kÕ TiÕt 3: KiÓm to¸n thiÕt kÕ s−ên vßm TiÕt 4: C¸c néi dung kiÓm to¸n kh¸c TiÕt 5: ThÝ dô tÝnh to¸n Tμi liÖu tham kh¶o Ch−¬ng thø bÈy : Yªu cÇu vÒ thi c«ng vμ chÕ t¹o vËt liÖu èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: ChÕ t¹o gia c«ng èng thÐp TiÕt 2: ChÕ t¹o gia c«ng s−ên èng thÐp TiÕt 3: S¬n phñ vμ chèng rØ èng thÐp TiÕt 4: C«ng nghÖ trén vμ ®óc bª t«ng trong èng TiÕt 5: KiÓm tra chÊt l−îng bª t«ng trong èng thÐp Tμi liÖu tham kh¶o §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 11 - Ch−¬ng thø t¸m: Kü thuËt thi c«ng l¾p r¸p cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt 1: Kh¸i niÖm TiÕt 2: Ph−¬ng ph¸p d©y c¸p treo TiÕt 3: Ph−¬ng ph¸p thi c«ng xoay TiÕt 4: Ph©n tÝch æn ®Þnh trong thi c«ng TiÕt 5: ThiÕt kÕ tr×nh tù xÕp t¶i khi thi c«ng §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 12 - ch−¬ng thø nhÊt giíi thiÖu kh¸i qu¸t vÒ èng thÐp nhåi bª t«ng TiÕt thø nhÊt T×nh h×nh ph¸t triÓn kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng èng thÐp dïng trong c«ng tr×nh x©y dùng ch−a ®−îc l©u, th× c¸c nhμ x©y dùng ®· ¸p dông kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng. N¨m 1879 trô cÇu ®−êng s¾t Seven ë n−íc Anh ®· dïng d¹ng èng thÐp nhåi bª t«ng, nh−ng khi ®ã môc ®Ých nhåi bª t«ng trong èng thÐp rçng chñ yÕu chØ ®Ó chèng rØ. N¨m 1901, Sewell J.S lÇn ®Çu tiªn ®Ò cËp trªn b¸o vÒ t×nh h×nh ¸p dông cét èng thÐp h×nh vu«ng nhåi bª t«ng, cho r»ng bª t«ng nhåi trong èng thÐp kh«ng chØ cã thÓ chèng rØ mμ cßn cã thÓ n©ng cao ®−îc ®é cøng vμ søc chÞu t¶i. N¨m 1907, C«ng ty Lally ë n−íc Mü lÇn ®Çu tiªn ®−a ra c«ng thøc x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu t¶i an toμn cho èng thÐp h×nh trßn nhåi bª t«ng ®−îc gäi lμ cét Lally (Column Lally) dïng trong x©y dùng nhμ x−ëng mét tÇng vμ nhiÒu tÇng. §Çu thÕ kû thø 20 nhiÒu häc gi¶ ®· tiÕn hμnh hμng lo¹t c¸c nghiªn cøu ®èi víi kÕt cÊu nμy. ë thËp kû 30 t¹i Liªn X« cò ®· x©y dùng ®−îc cÇu dÇm vßm tæ hîp èng thÐp nhåi bª t«ng v−ît qua s«ng Neva ë Leningrad vμ cÇu vßm dμn èng thÐp nhåi bª t«ng dμi 140m ë Sibªri. Thêi kú Liªn X« cò nhiÒu häc gi¶ ®· nghiªn cøu rÊt s©u kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng, xuÊt b¶n mét lo¹t s¸ch chuyªn ®Ò, n¨m 1978 xuÊt b¶n "KÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng" cña t¸c gi¶ A.U.Stolutob ®· cã b¶n dÞch sang tiÕng Trung, Neofi PK vμ mét sè ng−êi kh¸c ë n−íc Anh ®· tiÕn hμnh nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n søc chÞu t¶i cña èng thÐp nhåi bª t«ng xÐt ®Õn bª t«ng nhåi trong èng thÐp, c−êng ®é ®−îc t¨ng lªn do chÞu lùc 3 chiÒu vμ hiÖu øng bã chÆt bª t«ng cña èng thÐp, ®©y thùc sù lμ mét ®ét ph¸ lín vÒ lý thuyÕt cña èng thÐp nhåi bª t«ng. N−íc Mü vμo nh÷ng n¨m 60 vμ 70 c«ng t¸c nghiªn cøu cét tæ hîp èng thÐp nhåi bª t«ng ®· thu ®−îc nhiÒu thμnh qu¶. Trong thêi gian ®ã, t¹i T©y ¢u, B¾c Mü, NhËt B¶n, Liªn X« cò... c¸c n−íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn, kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng ®−îc dïng nhiÒu cho x©y dùng nhμ x−ëng nhiÒu tÇng vμ cao tÇng, cÇu v−ît vμ kÕt cÊu ®Æc biÖt ®¹t hiÖu qu¶ tèt. §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 13 - VÒ ph−¬ng diÖn quy ph¹m thiÕt kÕ, n−íc Mü trong ACI-318-65 ®· ghi c«ng thøc tÝnh to¸n cét èng thÐp nhåi bª t«ng chÞu nÐn däc trôc, ACI-318-71 l¹i coi kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng lμ cÊu kiÖn tæ hîp ®Ó ph©n tÝch ®éc lËp vÒ tÝnh to¸n chÞu uèn vμ chÞu nÐn däc trôc. Cuéc häp hμng n¨m cña Héi kiÕn tróc NhËt b¶n, n¨m 1967 ®· duyÖt "Quy ph¹m thiÕt kÕ cÊu kiÖn èng thÐp nhåi bª t«ng" vμ n¨m 1980 ®· cã sù hiÖu chØnh. M−êi hai n−íc céng ®ång ch©u ¢u chÊp thuËn "EURO Code" lμ tiªu chuÈn thi c«ng vμ sö dông chung trong x©y dùng cho céng ®ång c¸c n−íc ch©u ¢u. Nã gåm cã 8 phÇn, trong ®ã "EURO Code" No. 4 lμ bé phËn kÕt cÊu tæ hîp cã néi dung kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng. Quy ph¹m nμy ®−îc ban hμnh n¨m 1985, gÇn ®©y ®ang ®−îc söa ®æi. Ngoμi ra, n−íc Anh cßn cã quy ph¹m "BS 5400" (1979) vμ n−íc §øc víi "DIN 18806"... còng cã néi dung thiÕt kÕ cét tæ hîp bª t«ng thÐp. Cuèi nh÷ng n¨m 50 ë Trung Quèc b¾t ®Çu nghiªn cøu kÕt cÊu tæ hîp bª t«ng - thÐp. N¨m 1963, trong ga xe ®iÖn ngÇm ë B¾c Kinh ®· dïng cét èng thÐp nhåi bª t«ng. Sau ®ã mét sè cét cña nhμ x−ëng tõng b−íc ®−îc ¸p dông. N¨m 1987, th¸p vi ba cña Côc B−u ®iÖn Hoa B¾c ®· dïng cét èng thÐp nhåi bª t«ng. Nh÷ng n¨m 80, 90 kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng ®−îc ¸p dông ë c«ng tr×nh kiÕn tróc nhiÒu tÇng vμ c«ng tr×nh cÇu ph¸t triÓn rÊt m¹nh. C«ng tr×nh kiÕn tróc cao tÇng dïng cét èng thÐp nhåi bª t«ng cã kh¸ch s¹n Kim Nguyªn cao 28 tÇng ë H¹ M«n, kh¸ch s¹n Gia L¨ng cao 28 tÇng ë Qu¶ng Ch©u, kh¸ch s¹n §Þa V−¬ng cao 88 tÇng ë Th©m QuyÕn, qu¶ng tr−êng Sai C¸c cao 68 tÇng ë Th©m QuyÕn, kh¸ch s¹n Kim L·nh B¶o cao 38 tÇng ë Thiªn T©n... CÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng cμng ®−îc ph¸t triÓn nhanh, theo thèng kª ch−a ®Çy ®ñ, tíi cuèi n¨m 1998, c¸c cÇu ®· vμ ®ang x©y dùng lªn ®Õn 80 chiÕc (xem chi tiÕt ë ch−¬ng thø ba). Tr−êng §¹i häc kiÕn tróc C¸p NhÜ T©n (Harbin), ViÖn nghiªn cøu khoa häc kiÕn tróc Trung Quèc vμ Së nghiªn cøu xi m¨ng T« Ch©u... vÒ ph−¬ng diÖn nghiªn cøu lý luËn kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng còng ®¹t ®−îc tiÕn triÓn m¹nh, mét lo¹t c¸c tμi liÖu chuyªn ®Ò ®−îc xuÊt b¶n, nh− "KÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng cña Chung ThiÖn §ång (Zhong Shantong), "KÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng"(7) cña §¸i ThiÖn Hoμi (Chai Shaohuai), "Bª t«ng chÞu lùc ba h−íng"(2) cña T−ëng Gia H−ng (Jiang Jiajing) vμ Th−¬ng Quan Tac... Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, mét sè quy tr×nh thiÕt kÕ kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng ®−îc tiÕp tôc ban hμnh vμ ¸p dông. Trong ®ã bao gåm : "Quy tr×nh thiÕt kÕ vμ thi c«ng kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng (JCJ-01-89)(8) do Côc c«ng nghiÖp vËt liÖu x©y dùng Nhμ n−íc ban hμnh n¨m 1989. "Quy tr×nh thiÕt kÕ vμ thi c«ng kÕt cÊu èng §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 14 - thÐp nhå bª t«ng" (CECS-28-90)(9) do HiÖp héi tiªu chuÈn hãa c«ng tr×nh x©y dùng Trung Quèc ban hμnh. "Quy ®Þnh t¹m thêi vÒ thiÕt kÕ kÕt cÊu tæ hîp bª t«ng - thÐp cho nhμ m¸y nhiÖt ®iÖn"(10) (DLGJ-99-91) do Côc qu¶n lý quy ho¹ch ®iÖn lùc Bé N¨ng l−îng ban hμnh. Trªn c¬ së quy ®Þnh t¹m thêi ®ã, gÇn ®©y Bé ®iÖn lùc ®· tæ chøc biªn so¹n "Quy tr×nh thiÕt kÕ kÕt cÊu tæ hîp bª t«ng - thÐp" (DL 5099 97)(11). C¸c quy tr×nh nμy ®èi víi viÖc ®Èy m¹nh ¸p dông kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng ®Òu cã ý nghÜa rÊt lín. N¨m 1986, d−íi sù gióp ®ì cña hiÖp héi thÐp Trung Quèc ®· thμnh lËp hiÖp héi kÕt cÊu tæ hîp bª t«ng - thÐp. Tõ n¨m 1987 cø hai n¨m l¹i tæ chøc häp mét lÇn, ®iÒu ®ã cã t¸c dông tÝch cùc ®èi víi viÖc ®Èy m¹nh ¸p dông kÕt cÊu tæ hîp ë Trung Quèc. Mçi lÇn häp, ®¹i héi ®Òu tiÕn hμnh th¶o luËn c¸c thμnh qu¶ ¸p dông vμ lý luËn vÒ kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng. N¨m 1985, lÇn ®Çu tiªn ë C¸p NhÜ T©n tæ chøc héi nghÞ häc thuËt quèc tÕ vÒ èng thÐp nhåi bª t«ng, ®ång thêi héi nghÞ ®· thμnh lËp "HiÖp héi nghiªn cøu hîp t¸c kÕt cÊu tæ hîp bª t«ng - thÐp quèc tÕ (ASCCS)". Tõ ®ã, cø 2 n¨m tæ chøc häp 1 lÇn. T¹i mçi héi nghÞ, Trung Quèc ®Òu cã c¸c bμi viÕt chuyªn ®Ò chÊt l−îng cao thÓ hiÖn vÒ mÆt nghiªn cøu ¸p dông kÕt cÊu tæ hîp ë Trung Quèc, chiÕm vÞ trÝ häc thuËt träng yÕu cña quèc tÕ. Cïng víi c¸c tiÕn bé vÒ ph¸t triÓn x©y dùng kinh tÕ ë Trung Quèc, d−íi sù nç lùc cña nh÷ng ng−êi lμm c«ng t¸c nghiªn cøu vμ thiÕt kÕ, tiÒn ®å ph¸t triÓn cña kÕt cÊu bª t«ng èng thÐp ë Trung Quèc sÏ ®−îc më ra réng r·i. §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 15 - TiÕt thø hai Ph©n lo¹i vμ c¸c tÝnh n¨ng c¬ b¶n cña kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng I. TÝnh n¨ng c¬ b¶n : Trong kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng th× ®óc bª t«ng trong èng thÐp trßn ®−îc ¸p dông nhiÒu nhÊt. Chóng ta ®Òu biÕt khi thÐp lμm viÖc ë giai ®o¹n ®μn håi, th× hÖ sè poison μs biÕn ®éng rÊt nhá, kho¶ng 0,25 ®Õn 0,30, cßn hÖ sè poison cña bª t«ng th× t¨ng dÇn theo lùc h−íng däc, kho¶ng 0,167 t¨ng dÇn tíi 0,50, khi gÇn tíi ph¸ ho¹i th× v−ît qu¸ 0,50, cho nªn cïng víi viÖc t¨ng lùc h−íng trôc N, th× hÖ sè poison cña bª t«ng μc trong èng thÐp trßn còng t¨ng nhanh v−ît qu¸ hÖ sè poison cña thÐp μs lμm cho biÕn d¹ng h−íng t©m cña bª t«ng bÞ èng thÐp bã chÆt trë thμnh tr¹ng th¸i chÞu lùc ba h−íng (h×nh 1-1), kh¶ n¨ng chÞu t¶i t¨ng lªn rÊt cao. T¸c dông bã chÆt cña èng thÐp lμm cho tÝnh n¨ng dÎo cña bª t«ng t¨ng rÊt cao, ®Æc biÖt lμ tÝnh dßn yÕu cña bª t«ng c−êng ®é cao ®−îc kh¾c phôc. MÆt kh¸c, bª t«ng trong èng thÐp lμm t¨ng tÝnh æn ®Þnh thμnh èng thÐp, ®é cøng cao h¬n kÕt cÊu thÐp, tÝnh æn ®Þnh chung còng ®−îc t¨ng rÊt cao, cho nªn vËt liÖu èng thÐp nhåi bª t«ng dïng cho cÊu kiÖn chñ yÕu lμ chÞu nÐn th× so víi kÕt cÊu thÐp vμ kÕt cÊu bª t«ng cã tÝnh −u viÖt rÊt lín. H×nh 1-1 : S¬ ®å chÞu lùc cña bª t«ng èng thÐp VÒ ph−¬ng diÖn thi c«ng, èng thÐp cã c−êng ®é vμ ®é cøng lín, cã thÓ dïng lμm s−ên khung cøng cho thi c«ng. B¶n th©n èng thÐp cßn cã thÓ dïng lμm cèp pha chÞu lùc ®Èy ngang. Nh− thÓ khi thi c«ng vÒ c¬ b¶n kh«ng ph¶i dïng dμn gi¸o vμ cèp pha. èng thÐp chÕ t¹o trong nhμ m¸y, hiÖu qu¶ lao ®éng cao so víi kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp gi¶m ®−îc gia c«ng chÕ t¹o cèt thÐp, gi¶m ®−îc lao ®éng. §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 16 - KÕt cÊu bª t«ng èng thÐp tÝnh n¨ng chèng rØ kÐm bª t«ng cèt thÐp, gièng nh− kÕt cÊu thÐp ph¶i dïng biÖn ph¸p chèng rØ cã hiÖu qu¶. Nh−ng so víi kÕt cÊu thÐp th× mÆt trong ®· cã bª t«ng, chØ cÇn dïng biÖn ph¸p chèng rØ ë mÆt ngoμi, cho nªn vÒ diÖn tÝch cã thÓ gi¶m mét nöa. C¸c chuyªn gia ®· tiÕn hμnh nghiªn cøu chuyªn ®Ò(12) vÒ tÝnh chÞu löa cña kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng Ph©n tÝch ®Þnh tÝnh thÊy r»ng, do bªn trong lμ bª t«ng, d−íi t¸c dông nhiÖt ®é cao, th× so víi thÐp èng rçng, èng thÐp nhåi bª t«ng cã nhiÖt ®é ch¶y t¨ng lªn rÊt cao, khi h¹ nhiÖt nhanh (b¬m n−íc dËp löa) kh«ng tan vì nh− kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp. Cho nªn, tÝnh n¨ng phßng löa so víi kÕt cÊu thÐp vμ kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp cμng −u viÖt. KÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng l¹i cßn cã tÝnh n¨ng ®éng lùc vμ tÝnh n¨ng chÞu va ®Ëp tèt. Cét èng thÐp nhåi bª t«ng khi chÞu t¶i träng ®éng ®Êt kh«ng x¸c ®Þnh ®−îc h−íng do c¸c h−íng cã c−êng ®é gièng nhau, cμng thÓ hiÖn tÝnh hiÖu qu¶ qua nhiÒu c«ng tr×nh thùc tÕ cho thÊy so víi kÕt cÊu thÐp th× kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng gi÷ ®−îc träng l−îng b¶n th©n gÇn b»ng vμ d−íi ®iÒu kiÖn søc chÞu t¶i b»ng nhau th× cã thÓ gi¶m ®−îc kho¶ng 50% thÐp, gi¶m ®−îc phÇn lín m¹ch hμn nèi, n©ng cao tÝnh chÞu löa cña kÕt cÊu, n©ng cao tÝnh ®éng lùc vμ tÝnh æn ®Þnh cña kÕt cÊu. So víi kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp th«ng th−êng, th× l−îng dïng thÐp cho kÕt cÊu tuy cã t¨ng, nh−ng l−îng thÐp dïng cho thi c«ng l¹i gi¶m. Khi søc chÞu t¶i gièng nhau, l−îng dïng bª t«ng vμ träng l−îng b¶n th©n cÊu kiÖn gi¶m kho¶ng 50% tiÕt diÖn mÆt c¾t cña cÊu kiÖn, gi¶m kho¶ng mét nöa. Dïng trong kiÕn tróc cao tÇng th× víi ®iÒu kiÖn kinh tÕ tr−íc m¾t, gi¸ thμnh kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng gÇn s¸t víi kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp phæ th«ng, nh−ng gi¶i quyÕt ®−îc vÊn ®Ò "cét ®ì" tõ ®ã t¨ng thªm ®−îc mÆt c¾t cã hiÖu cho kiÕn tróc, ®Èy nhanh tiÕn ®é thi c«ng, cã lîi Ých tæng hîp tèt. Trong cÇu vßm khÈu ®é lín, èng thÐp nhåi bª t«ng ®· gi¶i quyÕt ®−îc hai vÊn ®Ò lín lμ c−êng ®é vËt liÖu cao vμ thi c«ng kh«ng cÇn dμn gi¸o vßm, cho nªn kh¶ n¨ng v−ît s«ng so víi bª t«ng cho phÐp rÊt lín, lμm cho kü thuËt cÇu vßm cò l¹i tiÕp tôc ®−îc ®æi míi. II. Lo¹i h×nh chñ yÕu cña kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng KÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng thuéc vÒ lo¹i kÕt cÊu tæ hîp bª t«ng - thÐp. Tªn tiÕng anh cña kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng lμ Concrete filled steel tube (tublar), viÕt t¾t lμ CFST. C¨n cø vμo quan hÖ tæ hîp cña bª t«ng víi èng thÐp, cã thÓ chia thμnh lo¹i nhåi trong vμ lo¹i nhåi trong kÕt hîp bäc ngoμi (h×nh 1-2). §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 17 - a. Lo¹i nhåi trong b. Lo¹i nhåi trong kÕt hîp bäc ngoμi H×nh 1-2 : Lo¹i nhåi trong vμ lo¹i nhåi trong kÕt hîp bäc ngoμi Lo¹i nhåi trong èng thÐp cã thμnh èng ph¬i ra ngoμi, chñ yÕu dïng cho kÕt cÊu chÞn nÐn lμ chÝnh. ThÝ dô nh− cét nhμ vμ cÇu vßm. Lo¹i kÕt cÊu nμy chñ yÕu lîi dông tÝnh n¨ng vËt liÖu bª t«ng vμ èng thÐp, nh− c−êng ®é chÞu nÐn cao, n¨ng lùc chÞu xung kÝch lín... èng thÐp trong qu¸ tr×nh thi c«ng bª t«ng cßn ®−îc dïng lμm dμn gi¸o vμ cèp pha, ®em l¹i thuËn tiÖn cho thi c«ng, nh−ng c¸c −u ®iÓm vÒ thi c«ng ch−a ph¶i lμ ®iÓm mμ thiÕt kÕ xem xÐt chñ yÕu víi kÕt cÊu nμy. Lo¹i h×nh èng thÐp nhåi bª t«ng phÝa trong kÕt hîp bäc ngoμi chñ yÕu dïng cho cÇu vßm khÈu ®é lín, nã chñ yÕu gi¶i quyÕt thi c«ng cÇu vßm khÈu ®é lín "vÊn ®Ò tù lμm dμn gi¸o". §Çu tiªn l¾p bé khung èng thÐp cã träng l−îng b¶n th©n nhá, c−êng ®é, ®é cøng ®Òu t−¬ng ®èi lín. Sau ®ã nhåi bª t«ng vμo èng thÐp rçng h×nh thμnh èng thÐp nhåi bª t«ng, tiÕp ®ã treo v¸n khu«n ë mÆt ngoμi khung cøng èng thÐp nhåi bª t«ng, nhåi tiÕp bª t«ng bao h×nh thμnh kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng. ë lo¹i kÕt cÊu nμy, èng thÐp vμ sau nμy h×nh thμnh èng thÐp nhåi bª t«ng chñ yÕu ®−îc xem xÐt nh− lμ khung vßm cøng cho thi c«ng. Sau khi x©y dùng cÇu xong, nã còng cã thÓ tham gia chÞu lùc, nh−ng l−îng dïng th−êng do thi c«ng khèng chÕ thiÕt kÕ. Lo¹i h×nh èng thÐp nhåi bª t«ng c¨n cø vμo h×nh d¹ng èng thÐp cã thÓ chia thμnh èng trßn, èng vu«ng, èng nhiÒu c¹nh vμ èng h×nh ªlip... (H×nh 1-3). §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 18 - H×nh 1-3 : H×nh d¸ng mÆt c¾t èng thÐp nhåi bª t«ng, lo¹i nhåi trong èng thÐp h×nh trßn nhåi bª t«ng, mÆt b»ng cã h×nh d¹ng ®èi xøng ®èi trôc, d−íi t¸c dông cña ¸p lùc h−íng t©m èng thÐp cã øng lùc ph©n bè ®Òu ë c¸c h−íng lùc bã chÆt, t¸c dông vμo bª t«ng trong còng ®Òu, cho nªn tÝnh n¨ng chÞu lùc tèt, mμ cßn dÔ gia c«ng èng thÐp, cho nªn ®−îc dïng nhiÒu nhÊt. PhÇn sau cña cuèn s¸ch nμy c¸c phÇn giíi thiÖu kÕt cÊu èng thÐp nhåi bª t«ng, trõ khi cã ghi chÐp ®Æc biÖt ®Òu chØ giíi thiÖu èng thÐp h×nh trßn nhåi bª t«ng. èng thÐp h×nh vu«ng d−íi t¸c dông cña lùc bã chÆt, thμnh èng biÕn d¹ng do chÞu uèn, lùc bã chÆt tËp trung ë 4 gãc, ph©n bè kh«ng ®Òu, so víi èng h×nh trßn th× hiÖu qu¶ kÐm h¬n, h¬n n÷a c¸c gãc cña èng thÐp tån t¹i øng suÊt tËp trung (h×nh 1-4). TÊt nhiªn lo¹i mÆt c¾t nμy nÕu dïng lμm cét cho c«ng tr×nh kiÕn tróc th× nã liªn kÕt víi dÇm dÔ dμng, nªn còng ®−îc sö dông. Cã mét sè häc gi¶ ë trong vμ ngoμi n−íc tiÕn hμnh nghiªn cøu èng thÐp h×nh vu«ng nhåi bª t«ng. H×nh 1-4 Bª t«ng èng thÐp h×nh vu«ng èng h×nh ®a gi¸c nh− h×nh 8 c¹nh lμ n»m ë gi÷a h×nh trßn vμ h×nh vu«ng. Do c¸c gãc giao nhá nªn lùc bã chÆt ph©n bè ®Òu h¬n èng h×nh vu«ng gÇn víi h×nh trßn mμ h×nh d¹ng mÆt c¾t so víi h×nh trßn th× liªn kÕt víi dÇm dÔ dμng h¬n. KÕt cÊu èng thÐp lo¹i nμy gia c«ng phøc t¹p nªn sö dông kh«ng nhiÒu. §Çu èng h×nh trßn chñ yÕu dïng cho cÊu kiÖn chÞu nÐn uèn, khi cã yªu cÇu chÞu uèn ë hai h−íng §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 19 - kh¸c nhau. T×nh h×nh ph©n bè lùc bã chÆt cña lo¹i kÕt cÊu nμy vÉn ch−a ®−îc nghiªn cøu. H×nh 1-5 Bè trÝ cèt thÐp trong bª t«ng èng thÐp Lo¹i h×nh èng thÐp nhåi bª t«ng cßn cã thÓ ph©n thμnh cã bè trÝ cèt thÐp vμ kh«ng bè trÝ cèt thÐp. Nãi chung gäi bª t«ng èng thÐp lμ kh«ng bè trÝ cèt thÐp. Bè trÝ cèt thÐp cßn cã thÓ chia thμnh bè trÝ cèt thÐp däc vμ bè trÝ bã èng thÐp (h×nh 15). èng thÐp nhåi bª t«ng cã bè trÝ thÐp däc (vμ thÐp ®ai xo¾n) môc ®Ých chñ yÕu tháa m·n yªu cÇu cÊu t¹o cña kÕt cÊu hay c¸c yªu cÇu vÒ ph−¬ng diÖn liªn kÕt, chñ yÕu dïng trong nhμ x−ëng. Bè trÝ bã èng thÐp lμ ®Ó n©ng cao n¨ng lùc chÞu t¶i. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, ë Trung Quèc cßn xuÊt hiÖn lo¹i h×nh bã tËp trung èng thÐp nhåi bª t«ng, tøc lμ mét sè thanh èng thÐp nhåi bª t«ng ®Æt c¹nh nhau dïng b¶n thÐp lμm ®ai bã chÆt l¹i víi nhau lμm s−ên vßm. Lo¹i nhÑ r1 > 0,50 r2 Lo¹i nÆng r1 ≤ 0,50 r2 H×nh 1-6 Bª t«ng èng thÐp rçng t©m PhÇn giíi thiÖu trªn ®Òu lμ èng thÐp nhåi bª t«ng lo¹i nhåi trong ®Æc ruét. Khi èng thÐp nhåi bª t«ng lo¹i nhåi trong cã yªu cÇu vÒ ®é cøng cao h¬n yªu cÇu §Ò tμi Nghiªn cøu Khoa häc : X©y dùng cÇu vßm èng thÐp nhåi bª t«ng - Tμi liÖu dÞch - - 20 -
- Xem thêm -