Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----------------

PHAN TUẤN DŨNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG
CAO ĐỂ SẢN XUẤT DẦM SUPER “T” TRONG XÂY
DỰNG CẦU

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU HẦM.
MÃ NGÀNH: 60 58 25

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2008.


Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----------------

PHAN TUẤN DŨNG
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG
CAO ĐỂ SẢN XUẤT DẦM SUPER “T” TRONG XÂY
DỰNG CẦU

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU HẦM.
MÃ NGÀNH: 60 58 25

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2008.


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày…..tháng…..năm 2008.


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC


Tp.HCM, ngày…..tháng……năm 2008.

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: PHAN TUẤN DŨNG

Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 14/03/1980

Nơi sinh: Phú Yên

Chuyên ngành: xây dựng cầu hầm

Mã số ngành: 2.15.10

Khoá: 2006

Mã số học viên: 03806712

I. TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO ĐỂ SẢN
XUẤT DẦM SUPER “T” TRONG XÂY DỰNG CẦU.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Nhiệm Vụ:

Nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lượng cao (High Performance Concrete)
để sản xuất dầm super “T” trong xây dựng cầu.
2. Nội dung:
Phần mở đầu.

Chương I: Tổng quan.
Chương II: Nghiên cứu kỹ thuật bê tông chất lượng cao sử dụng để sản xuất dầm
super “T”.


Chương III: Tính tốn thiết kế dầm super “T” chế tạo từ bê tông chất lượng cao.
Chương IV: Ứng dụng dầm super “T” chế tạo từ bê tông chất lượng cao để tính tốn
thiết kế một nhịp cầu.
Chương V: Tổ chức sản xuất và thi công dầm super “T” bằng bê tông chất lượng
cao.
Kết luận và kiến nghị.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

PGS.TS. Nguyễn Văn Chánh
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

PGS.TS. Nguyễn Văn Chánh
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chun ngành thơng qua.
Ngày….tháng….năm 2008.
TRƯỞNG PHỊNG ĐT-SĐH

TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH



LỜI CẢM ƠN
Luận văn “Nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lượng cao (HPC) để sản xuất dầm
super “T” trong xây dựng cầu” được thực hiện từ tháng 01/2008 đến tháng 6/2008
với mục đích nghiên cứu ứng dụng bê tơng chất lượng cao để sản xuất dầm super
“T” và đưa ra phương án cấu tạo dầm đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật nhất áp dụng cho
cầu ở điều kiện bình thường tại Việt Nam.
Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS. Nguyễn Văn Chánh đã giúp đỡ, tận tình
hướng dẫn và cung cấp các thông tin cần thiết để tơi hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong Bộ môn Cầu
đường và Khoa Sau Đại học của Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí
Minh đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên khơng tránh khỏi những hạn chế và thiếu
sót. Tơi rất mong được sự đóng góp của q Thầy Cô giáo và bạn bè đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn.
HV. Phan Tuấn Dũng


LỜI CAM ĐOAN

Đề tài nghiên cứu này do học viên Phan Tuấn Dũng trực tiếp thực hiện tại Trường
Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh dưới sự hướng dẫn của PGS. TS
Nguyễn Văn Chánh theo quyết định số 113/QĐ-ĐHBK-SĐH của Trường Đại Học
Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh về việc giao đề tài luận văn thạc sĩ ngày 13
tháng 03 năm 2008.
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tơi. các số liệu, kết quả nghiên cứu
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng
trình nào khác trừ những trích dẫn được ghi rõ nguồn gốc và tác giả.

Học viên:


Phan Tuấn Dũng


TĨM TẮT:
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TƠNG CHẤT LƯỢNG CAO ĐỂ
SẢN XUẤT DẦM SUPER “T” TRONG XÂY DỰNG CẦU.
------------------------------

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN.
Hiện nay, bê tông chất lượng cao đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong
nhiều cơng trình xây dựng trên thế giới như cầu đường, kiến trúc, thủy lợi, ngầm...
với đặc điểm lợi thế hơn hẳn các loại bê tông thông thường về mặt chất lượng, hiệu
quả kinh tế như bê tông đạt chất lượng cao, dễ cơ giới hóa, thi cơng hàng loạt trong
cơng xưởng với kết cấu thanh mãnh, kiến trúc đẹp.
Ở Việt Nam, bê tông chất lượng cao được áp dụng trong một số cơng trình đặc biệt
như: bê tơng trong cầu vịm ống thép nhồi bê tơng, bê tơng chịu nhiệt.... Tuy nhiên,
cho đến nay, sự ứng dụng này vẫn chưa được nghiên cứu kỹ và nhìn nhận đứng
mức. Do đó, thơng qua việc tập trung nghiên cứu tồn diện hơn về khả năng ứng
dụng linh hoạt của bê tông chất lượng cao trong xây dựng cầu nói riêng và trong
phạm vi ứng dụng rộng rãi hơn nói chung, chúng ta có thể có được nhiều ứng dụng
tiên tiến hơn, hiệu quả hơn để sản xuất các cơng trình xây dựng liên quan.
Với định hướng như trên, trong phạm vi của đề tài này, nội dung chính nghiên cứu
một trong những ứng dụng của bê tông chất lượng cao để sản xuất ra dầm super “T”
với chất lượng và hiệu quả kinh tế cao hơn loại dầm super “T” thông thường hiện
nay đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Đó là ứng dụng bê tơng chất lượng cao
cấp 65MPa với sự hỗ trợ của phụ gia Silica Fume để sản xuất dầm super “T” trong
xây dựng cầu.
CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO SỬ

DỤNG ĐỂ SẢN XUẤT DẦM SUPER “T”.


Chương này phân tích vai trị, nhiệm vụ của phụ gia khoáng Silica Fume và cách sử
dụng để chế tạo dầm cầu, từ đó tính tốn ra thành phần cấp phối bê tơng hợp lý.
Bên cạnh đó, một vấn đề không thể không nhắc đến trong sản xuất là để bê tơng đạt
chất lượng cao ở đầu ra thì chất lượng vật liệu đầu vào phải cao, nghĩa là không
chứa các chất gây ăn mòn, tỉ lệ cấp phối đạt chuẩn, và đạt được các yêu cầu kỹ thuật
đề ra cho bê tơng.
Với bê tơng chất lượng cao, đặc tính cơ lý của bê tơng có thay đổi so với bê tơng
thường mà chính sự khác biệt này sẽ làm cơ sở tính tốn kết cấu dầm cầu ở các
chương sau.
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM SUPER “T” CHẾ TẠO TỪ BÊ
TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO.
Từ những đặc điểm về tính chất cơ lý đã được nêu ở trên, tính toán thiết kế ra được
kết cấu dầm super “T” nhịp 38,2m với chiều cao 1,3m, giảm 0,45m so với dầm
super “T” cùng nhịp đang sử dụng đại trà ở Việt Nam đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
theo 22TCN272-05 trong quá trình sản xuất, vận chuyển và lắp đặt.
CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG DẦM SUPER “T” CHẾ TẠO TỪ BÊ TÔNG CHẤT
LƯỢNG CAO ĐỂ TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỘT NHỊP CẦU.
Ứng dụng dầm super “T” đã được thiết kế ở trên để thiết kế đại diện một nhịp cầu
có bề rộng ngang là 11,6m. Kết quả tính tốn cho thấy, dầm Super “T” được sản
xuất bằng bê tông chất lượng cao được thiết kế ở trên thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật
thiết kế cầu theo 22TCN272-05.
CHƯƠNG V: TỔ CHỨC SẢN XUẤT VÀ THI CÔNG DẦM SUPER “T” BẰNG
BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO (HPC).
Để có được dầm super “T” sản xuất bằng bê tông chất lượng cao, việc thi công sản
xuất dầm phải tuân thủ nghiêm các yêu cầu kỹ thuật và biện pháp thi công được đề
ra.



KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
Vậy dầm super “T” được sản xuất bằng bê tông chất lượng cao được thiết kế ở trên
hồn tồn có thể thay thế dầm super “T” hiện tại với ưu điểm thanh mãnh, và bền
vững hơn.


SUMMARY
SUBJECT: RESEARCH ON THE APPLICATION OF HIGH PERFORMANCE
CONCRETE (HPC) TO PRODUCE SUPER “T” GIDER IN BUILDING BRIDGE
------------------------------

CHAPTER I: GENERAL
Nowadays, high performance concrete (HPC) was widely researched and applied in
many constructions on over the world such as roads, bridges, architectures,
irrigational works,..... with the advantage features in quality, economic are concrete
with high performance, mechamize easily, manufacture in the factory with slim
structures, beautiful architectures.
In Vietnam, HPC was applied in some of special constructions such as steel pipe
filled with concrete, heat-resistant concrete,..... However, until now this application
of HPC is still not researched particularly as well as recognized fully about its
salient features. Thereby, by foccusing on reseaching more carefully and widely on
the flexible application features of HPC in buiding bridge as well as more widely
related applications, we will be studied a lot of related constructions which are more
advance and economic than the same.
Based on the above issue, in scope of this dissertation, mentions of one of the
application of HPC to produce a super “T” gider which has quality and economic
are more than the same gider that now are widely used in Vietnam. That is: Uses the
concrete grade 65MPa with the add mixture “Silica Fume” to produce super “T”
gider.

CHAPTER II: THE HIGH PERFORMANCE CONCRETE TECHNIQUE TO
PRODUCE SUPER “T” GIDER


In scope of this chapter, focus on the roles, functions of the add mixture “Silica
Fume” and how to use to produce gider, since then calculates components of
suitable concrete aggregate.
Besides, the important thing that is to have good output product, the input materials
must be high quality. Mean that materials does not contain the corrosives, has
standard aggregate rate and meets the specifications of concrete.
With HPC, its physico-mechanical properties maybe changes in comparison with
normal concretes.
CHAPTER III: CANCULATE AND DESIGN A SUPER “T” GIDER MADE OF
HIGH PERFORMANCE CONCRETE.
Based on above physico-mechanical properties of HPC, we will canculate and
design a super “T” structure has span equal 32.8 metres, heigh equal 1.3 metres.
This structure reduces smaller than the same (0.45 metres) now are widely used in
Vietnam, ensures all specifications as 22TCN272-05 in producing, transportation
and install.
CHAPTER IV: APPLICATION SUPER “T” GIDER MADE OF HIGH
PERFORMANCE CONCRETE TO DESIGN A BRIDGE SPAN.
From the above super “T”, is used to be designed a span has width equal 11.6
metres. The result shows that this super “T” meets all specifications as 22TCN27205.
CHAPTER V: TO ORGANIZE PRODUCTION AND BUILDING SUPER “T”
GIDER MADE OF HIGH PERFORMANCE CONCRETE.
To have a best quality super “T” gider from HPC, the producer have to follow all
technical requirements and the method to buiding strictly. So this chapter mentions
this issues.



CONCLUSION AND SUBJECTION
Based on above analysis and calculation, we can concolusion that, the super “T”
gider made of high performance concrete above can replace existing super “T”
gider with slim structures and durability than.


Trang: 1

MỤC LỤC:
Trang:
MỤC LỤC.

1

KÍ HIỆU.

5

BẢNG BIỂU.

7

HÌNH ẢNH.

9

PHẦN MỞ ĐẦU

11


CHƯƠNG I : TỔNG QUAN.
1.1.

Lịch sử phát triển và ứng dụng bê tông chất lượng cao trên thế giới.

13

1.2.

Lịch sử phát triển dầm Super “T” trên thế giới.

18

1.3.

Tình hình nghiên cứu và ứng dụng bê tông chất lượng cao ở Việt

20

Nam.
1.4.

Phát triển dầm super “T” ở Việt Nam.

21

1.5.

Mục tiêu đề tài nghiên cứu.


24

1.6.

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu.

24

1.7.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài.

24

CHƯƠNG II:

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BÊ TÔNG CHẤT

LƯỢNG CAO SỬ DỤNG ĐỂ SẢN XUẤT DẦM SUPER “T”.
2.1. Mục tiêu.

26

2.2. Sơ lược các tính chất của bê tơng chất lượng cao.

26

2.3. Tính chất cơ lý của bê tơng chất lượng cao.

29


2.6.1. Cường độ chịu nén.

29

2.6.2. Cường độ chịu kéo.

30

2.6.3. Mô đun đàn hồi .

31

2.6.4. Trọng lượng đơn vị.

31

2.6.5. Cường độ chịu uốn.

32

2.6.6. Hệ số poisson.

32

2.4. Tính chất vật lý của bê tông chất lượng cao.

33



Trang: 2

2.5. Tính chất hóa học của bê tơng chất lượng cao.

36

2.5.1. Tác dụng với vôi dư.

36

2.5.2. Tăng cường vùng chuyển tiếp giữa hạt xi măng và cốt liệu (đá).

37

2.5.3. Tăng tính bền của bê tơng.

39

2.5.4. Tăng khả năng chống ăn mịn của hóa chất.

40

2.6. Lý thuyết tính tốn bê tông chất lượng cao.

42

2.6.1. Đường cong ứng suất –biến dạng.

42


2.6.2. Từ biến.

43

2.6.3. Co ngót.

43

2.6.4. Ứng xuất kéo và nén.

44

2.6.5. Chiều dài triển khai và dính bám.

44

2.6.6. Mất mát ứng suất.

45

2.6.7. Giới hạn cốt thép.

45

2.7. Đặc tính nguyên vật liệu sử dụng thiết kế cấp phối.

46

2.7.1. Cốt liệu nhỏ (cát).


46

2.7.2. Cốt liệu thô.

48

2.7.3. Xi măng.

49

2.7.4. Nước trộn bê tông và nước bảo dưỡng.

51

2.7.5. Phụ gia siêu dẻo Sikament NN.

52

2.7.6. Phụ gia silica fume Sikacrete PP1.

53

2.7.7. Tổng hợp nguyên vật liệu

56

2.8. Tính toán thiết kế phần trăm thành phần cấp phối bê tông chất

57


lượng cao.
2.8.1. Xác định lượng nước trộn và hàm lượng khơng khí.

57

2.8.2. Xác định lượng chất kết dính (CKD) cần dùng.

57

2.8.3. Xác định lượng phụ gia Sikament NN.

57

2.8.4. Xác định lượng đá dăm.

58

2.8.5. Xác định lượng cát.

58

2.9. Kết Luận.

59


Trang: 3

CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM SUPER “T” CHẾ
TẠO TỪ BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO.

3.1.

Nhiệm vụ.

3.2. Lựa chọn kích thước dầm super“T”chế tạo từ bê tơng chất lượng cao

61
61

3.3.

Các đặt trưng hình học mặt cắt ngang.

62

3.4.

Tính tốn nội lực dầm do tĩnh tải giai đoạn 1 gây ra.

63

3.5.

Tính toán mất mát ứng suất.

66

3.5.1. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi.

66


3.5.2. Mất mát ứng suất do co ngót.

67

3.5.3. Mất mát ứng suất do từ biến.

68

3.5.4. Mất mát ứng suất do tự chùng.

68

3.5.5. Tổng mất mát ứng suất.

69

3.6.

Kiểm tra ứng suất thớ trong giai đoạn thi cơng dầm.

70

3.7.

Tính tốn độ võng, độ vồng.

72

3.8.


Tính tốn sức kháng uốn của dầm liên hợp.

74

3.9.

Kiểm tra giới hạn cốt thép.

75

3.9.1. Lượng cốt thép tối đa.

75

3.9.2. Lượng cốt thép tối thiểu.

76

3.10. Kiểm tra khả năng chịu ma sát cắt.

77

3.11. Kết luận.

78

CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG DẦM SUPER “T” CHẾ TẠO TỪ BÊ
TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO ĐỂ TÍNH TỐN THIẾT KẾ
MỘT NHỊP CẦU.

4.1.

Nhiệm vụ.

79

4.2.

Giới thiệu một nhịp cầu sử dụng dầm super “T”.

79

4.3.

Mơ hình hóa tính tốn.

80

4.3.1. Tổng quan về mơ hình tính tốn.

80

4.3.2. Tải trọng tính tốn.

81

4.3.3. Hệ số phân bố ngang.

83



Trang: 4

4.4.

Tính tốn nội lực.

85

4.4.1. Nội lực do tĩnh tải giai đoạn 2.

85

4.4.2. Nội lực do hoạt tải.

86

4.4.3. Tổ hợp nội lực trong giai đoạn khai thác.

88

4.5.

Kiểm tra ứng suất thớ trong giai đoạn khai thác.

93

4.6.

Kiểm tra khả năng chịu mômen trong giai đoạn khai thác.


96

4.7.

Kiểm tra khả năng chịu lực cắt trong giai đoạn khai thác.

97

4.8.

Kiểm tra độ võng trong giai đoạn khai thác.

100

4.9.

Kiểm tra ứng suất trong cáp trong giai đoạn khai thác

101

4.10. Kết luận.

102

CHƯƠNG V: TỔ CHỨC SẢN XUẤT VÀ THI CÔNG DẦM SUPER
“T” BẰNG BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO.
5.1.

Đặc điểm chung.


103

5.2.

Công tác lắp dựng ván khuôn.

103

5.3.

Công tác gia công và lắp ghép cốt thép thường.

103

5.4.

Công tác căng kéo cáp dự ứng lực.

104

5.5.

Công tác trộn vận chuyển và đổ bê tông dầm.

106

5.6.

Công tác bảo dưỡng dầm.


107

5.7.

Công tác cắt cáp dự ứng lực.

108

5.8.

Vận chuyển và lắp đặt dầm.

109

5.9.

Thi công bản mặt cầu.

109

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
1. Kết luận về việc ứng dụng bê tông chất lượng cao để sản xuất dầm

110

super “T” trong xây dựng cầu.
2. Những tồn tại của đề tài và hướng nghiên cứu tiếp theo.

110


TÀI LIỆU THAM KHẢO.

111

TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC

113


Trang: 5

KÍ HIỆU:
Trang:
Bê tơng chất lượng cao

12

N/X : Tỉ lệ nước trên xi măng

27

E:

31

HPC:

Mô đun đàn hồi bê tông


LRFD: Tiêu chuẩn thiết kế theo tải trọng và hệ số tải trọng

43

N:

Lượng nước cần dùng

57

r:

Hệ số lỗ rỗng

57

CKD: Chất kết dính gồm xi măng và các chất thay thế một phần xi măng

57

X:

Lượng xi măng

57

Đ:

Lượng đá


58

:

khối lượng thể tích xốp

58

a:

Khối lượng riêng

58

fs :

Tổng mất mát ứng suất

66

fpES : Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi

66

Ag :

Diện tích mặt cắt ngun

66


Ig :

Mơ men qn tính mặt cắt ngun

66

ec :

Độ lệch tâm cáp so với trục trung hịa

67

Mg :

Mơ men do tải trọng bản thân dầm

67

Nps :

Số lượng sợi cáp

67

fcgp :

Tổng ứng suất bê tơng ở trọng tâm của các bó thép ứng suất do dự

67


ứng lực
fpSR : Mất mát do co ngót
fpCR : Mất mát do từ biến
fPR : mất mát do tự chùng
Pt: Dự ứng lực tại thời điểm truyền lực
i : Độ võng
c: chiều cao vùng chịu nén của bê tông

68
68
72
73
74
74


Trang: 6

fps: cường độ cáp

74

hf : chiều cao cánh dầm

77

V

: lực cắt


77

DF : hệ số phân bố ngang

83

 : hệ số điều chỉnh tải trọng

88

Nc : Lực kéo căng cáp

104

Nt : mất mát do tụt neo

104


Trang: 8

BẢNG BIỂU:
Trang:
Bảng 1.1 - Danh sách cầu sử dụng bêtông cường độ cao.

16

Bảng 2.1 - Vật liệu sử dụng cho bê tông chất lượng cao

27


Bảng 2.2 - Lựa chọn các đặc tính cho bê tơng chất lượng cao

28

Bảng 2.3 - Xác định thành phần hạt cát

47

Bảng 2.4 - Xác định thành phần hạt đá

48

Bảng 2.5 - Chỉ tiêu xi măng PC50

50

Bảng 2.6 - Các chỉ tiêu của nước trộn và bảo dưỡng bê tông

51

Bảng 2.7 - Tổng hợp các đặc tính của nguyên vật liệu

55

Bảng 2.8 - Yêu cầu kỹ thuật của nguyên vật liệu

59

Bảng 3.1 - Chiều dài đoạn khơng dính bám của cáp.


61

Bảng 3.2 - Đặt trưng hình học mặt cắt ngang dầm

63

Bảng 3.3 - Mơ men do tĩnh tải đối với mặt cắt giai đoạn I

64

Bảng 3.4 - Lực cắt do tĩnh tải đối với mặt cắt giai đoạn I

65

Bảng 3.5 - Tính tốn mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi

66

Bảng 3.6 - Tính toán mất mát ứng suất do từ biến

68

Bảng 3.7 - Tổng hợp mất mát ứng suất

69

Bảng 3.8 - Tổng hợp ứng suất thớ do dự ứng lực gây ra

70


Bảng 3.9 - Tổng hợp ứng suất thớ do tĩnh tải giai đoạn 1 gây ra

70

Bảng 3.10 - Tổng hợp ứng suất thớ trong giai đoạn thi công lắp đặt

71

Bảng 3.11 - Tính tốn sức kháng uốn của dầm

74

Bảng 4.1 - Tổng hợp hệ số phân bố ngang

84

Bảng 4.2 - Mô men do tĩnh tải giai đoạn 2

85

Bảng 4.3 - Lực cắt do tĩnh tải giai đoạn 2

85

Bảng 4.4 - Kết quả tính tốn nội lực do hoạt tải

87

Bảng 4.5 - Tính toán hệ số điều chỉnh tải trọng


88

Bảng 4.6 - Bảng hệ số tải trọng

88


Trang: 9
Bảng 4.7 - Tổng hợp nội lực do hoạt tải

89

Bảng 4.8 - Tổng hợp nội lực do tĩnh tải giai đoạn 1

90

Bảng 4.9 - Tổng hợp nội lực do tĩnh tải giai đoạn 2

91

Bảng 4.10 - Tổ hợp tải trọng giai đoạn sử dụng

92

Bảng 4.11 - Bảng tổng hợp ứng suất do dự ứng lực gây ra

93

Bảng 4.12 - Bảng tổng hợp ứng suất do tải trọng gây ra


94

Bảng 4.13 - Bảng kiểm tra ứng suất thớ

95

Bảng 4.14 - Bảng mô men trong giai đoạn sử dụng

96

Bảng 4.15 - Bảng kiểm tra khả năng chịu lực cắt của dầm

99

Bảng 4.16 - Bảng kiểm tra độ võng do hoạt tải

100

Bảng 4.17 - Bảng kiểm tra ứng suất trong cáp

101

Bảng 5.1 - Trình tự căng cáp

105


Trang: 9


HÌNH ẢNH:
Trang:
Hình 1.1 - cầu Ohio

15

Hình 1.2 - cầu Colorado

15

Hình 1.3 - Bản mặt cầu cầu Ohio

16

Hình 1.4 - nhà xe sân bay Milwaukee, Wisconsin

17

Hình 1.5 - đáy tầng hầm Wandoo ở Australia.

17

Hình 1.6 - Petronas Towers, Malaysia

18

Hình 1.7 - Đập Littlerock , California

18


Hình 1.8 - Canister Storage Building Hanford Nuclear Site, WA

18

Hình 1.8 - Cầu ơng Lớn

21

Hình 1.9 – Cầu Hùng Vương

21

Hình 1.10 - Sơ hoạ cấu tạo dầm Super “T” căng trước

22

Hình 1.11 - Sơ hoạ cấu tạo dầm Super “T” căng sau

24

Hình 2.1 – Phân vùng cấp bê tơng

30

Hình 2.2 - Hiệu quả của hạt silica fume nhỏ hơn ximăng

33

Hình 2.3 - Hiệu quả gia tăng cường độ khi có silica fume


34

Hình 2.4 - Phát triển cường độ trong 3 năm của bê tông cường độ cao

35

Hình 2.5 - Biểu diễn quan hệ cường độ bê tông và mô đun đàn hồi (Hội

35

đường bộ liên bang hoa kỳ FHA)
Hình 2.6 - Khả năng chịu mài mịn của bê tơng

36

Hình 2.7 - biểu đồ giảm hàm lượng Ca(OH)2 theo hàm lượng silica fume

37

Hình 2.8 - mặt tiếp xúc cốt liệu và xi măng phóng đại

38

Hình 2.9 - Lỗ rỗng được tạo ra do nước chiếm chổ

38

Hình 2.10 - Silica fume lấp đầy khe hở giữa cốt liệu và hạt xi măng

38


Hình 2.11 - Biểu biễn hiệu quả của việc giảm nước và tăng hàm lượng SF

40

Hình 2.12 - tính bền của bê tơng trong acid

41

Hình 2.13 - Tăng khả năng chống acid khi tăng hàm lượng SF

41


Trang: 10

Hình 2.14 - Đường cong ứng suất khối bê tơng thường

42

Hình 2.15 - Ứng xuất khối lý tưởng của Bê tơng cường độ cao

42

Hình 2.16 - quy đổi ứng suất khối tương đương

42

Hình 2.17 – Biểu đồ cấp phối hạt cát


47

Hình 2.18 – Biểu đồ cấp phối đá

49

Hình 3.1 – Cấu tạo mặt cắt ngang dầm

61

Hình 3.2 – Cấu tạo mặt cắt dọc dầm

61

Hình 3.3 – Cấu tạo cốt thép đai dầm

62

Hình 3.4 – Cấu tạo mặt cắt liên hợp lựa chọn

62

Hình 3.5 – Chia đoạn dầm tính tốn

64

Hình 4.1 - Cấu tạo mặt cắt ngang cầu

80


Hình 4.2 – Mơ hình tính tốn theo 1 dầm giản đơn

81

Hình 4.3 – Xe tải thiết kế

82

Hình 4.4 – Phân bố tải trọng làn thiết kế

82

Hình 4.5 – Sơ đồ xếp tải lên đường ảnh hưởng điển hình

86

Hình 4.6 – Biểu đồ đường bao mơmen.

92

Hình 4.7 – Cấu tạo cốt thép ngang

98

Hình 5.1 - Sơ đồ số thứ tự cáp.

104


Trang: 11

PHẦN MỞ ĐẦU:
Hiện nay dầm super “T” được sản xuất và ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam trong xây
dựng cầu, nhưng chất lượng bê tông sử dụng mỗi nơi một khác, chỉ mới quan tâm
đến cường độ chịu nén là chính mà chưa quan tâm nhiều đến chất lượng hệ cốt liệu
đầu vào và tình trạng kết cấu trong tương lai. Nói cách khác, các thành phần hố
học có trong vật liệu có thể gây ăn mịn bê tơng và thép chưa được quan tâm đúng
mức. Cơng trình cầu là cơng trình vĩnh cửu, được thiết kế sử dụng 100 năm nên hệ
vật liệu đầu vào phải hết sức chọn lọc để được bê tơng tốt nhất có thể, đó là nội
dung của bê tơng chất lượng cao mà các nước phát triển đang áp dụng.
Đơn đặt hàng theo công văn số 825/SGTCC-ĐT ngày 12/12/2005 của Sở Giao
thông Cơng chính TP.HCM cho Sở Khoa học Cơng nghệ TP.HCM nghiên cứu thiết
kế, công nghệ chế tạo dầm bê tông cốt thép dự ứng lực chất lượng cao (Bêtơng có
tính năng cao) và được thông báo rộng rãi với nội dung: Các kết cấu bê tông cốt
thép dự ứng lực chất lượng cao sẽ cho phép dầm bê tông cốt thép dự ứng lực vượt
được khẩu độ cao hơn, kết cấu thanh mảnh hơn, chịu tác động ảnh hưởng của mơi
trường, có độ bền và tuổi thọ cao. Thiết kế vật liệu bêtơng chất lượng cao góp phần
tạo ra một thế hệ cầu mới có chất lượng, tạo ra kết cấu cầu có kiến trúc đẹp và sử
dụng lâu dài phục vụ đắc lực cho một số cầu vượt trên địa bàn TP. HCM. Kết quả
của đề tài có tác động mạnh làm thay đổi cơ bản về quan điểm thiết kế, kiểu dáng
cầu và kết cấu cầu ở Việt Nam.
Bê tông chất lượng cao (High Performance Concrete - HPC) được định nghĩa bởi
Viện Bê tông Mỹ (ACI) như là một lại hỗn hợp đặc biệt về tính năng và độ đồng
nhất theo yêu cầu được đề ra mà bê tông với sự pha trộn hỗn hợp, đổ và bảo dưỡng
bình thường khơng thể đáp ứng được. Bê tơng chất lượng cao phải có những đặc
điểm phù hợp với yêu cầu sử dụng như: tính bền mài mịn, bền trong mơi trường
nước biển, bền với hố chất, ổn định nhiệt, giảm co ngót từ biến, chống xâm thực ăn
mịn cốt thép… nhằm mục đích nâng cao chất lượng cơng trình và thời gian sử
dụng.



Trang: 12
Như vậy bê tông chất lượng cao bao gồm nhiều loại như: bê tông tự đầm, bê tông
dùng cho nước biển, bê tông cường độ cao, bê tông dẻo, bê tơng chịu nhiệt, bê tơng
chịu mài mịn…. Nhưng phải sử dụng đúng đặc điểm làm việc của kết cấu thì mới
phát huy tối đa chất lượng và tính bền của bê tơng. Ngồi ra phải đạt được hình
dáng kết cấu tốt hơn, kinh tế hơn.
Đề tài này nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lượng cao để sản xuất và thi công dầm
super “T” ở miền nam Việt Nam, giải quyết tăng cường khả năng chống ăn mòn cốt
thép từ mơi trường ngồi và từ những chất có sẳn trong hệ vật liệu, giảm co ngót, từ
biến và nhiệt, từ đó giảm vết nứt, kết cấu đặc sít hơn, tăng cường độ bê tông nhưng
giảm hàm lượng xi măng, và sự phù hợp với mơ hình tính tốn, tính tốn thiết kế
dầm super “T” có kích thước mặt cắt ngang có chiều cao thấp hơn, đạt hiệu quả
kinh tế hơn.