ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ VĂN VANG NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG ĐỘNG CẦU CỬA ĐẠI – QUẢNG NGÃI DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 85.80.205 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hoàn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN XUÂN TOẢN Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN PHI LÂN Phản biện 2: TS HOÀNG TRỌNG LÂM Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật, Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 21 tháng 10 năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa -Thư viện Khoa kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong năm gần đây, hoạt động địa chấn giới khu vực xãy phức tạp Các trận động đất xãy gây thiệt hại nặng nề cho xã hội phải kể đến cơng trình sở hạ tầng giao thông Trận động đất 9,0 độ Richter ngày 11/3/2011 Nhật Bản làm 15.854 người thiệt mạng, 125.000 cơng trình xây dựng bị hư hại phá hủy hoàn toàn [16] Tại Việt Nam xãy nhiều dư chấn Hà Nội, TP Hồ Chí Minh gần trận động đất khoảng 4,0 độ Richter xãy liên tục khu vực thủy điện Sông Tranh – Bắc Trà My – Quảng Nam gây đe dọa cho sống người dân cơng trình xây dựng Việt Nam nằm vùng chịu ảnh hưởng động đất mạnh từ cấp đến cấp (5-7,6 độ richter) nên việc xem xét thiết kế kháng chấn cơng trình cầu cần thiết; nay, việc tính tốn động đất nước ta mẻ tài liệu đề cập đến cách tính toán động đất tác động động đất gây cơng trình cầu Đặc biệt kết nghiên cứu tính tốn cơng trình cầu chịu tải trọng động đất phương pháp lịch sử thời gian có phân tích kết cấu phương pháp phần tử hữu hạn để giải toán phản ứng động đất cho cầu Trong đó, với hoạt động địa chấn phức tạp nêu việc nghiên cứu tác dụng động đất cần thiết đảm bảo an toàn cho cơng trình cầu Đồng thời, từ nghiên cứu này, hiểu động đất tìm cách hạn chế thiệt hại kinh tế, xã hội động đất gây Do việc thực đề tài: “Nghiên cứu phản ứng động cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi dƣới tác động tải trọng động đất” cần thiết, góp phần làm rõ ảnh hưởng tải trọng động đất tác dụng lên công trình Từ đó, hiểu động đất tìm cách hạn chế thiệt hại kinh tế, xã hội động đất gây Trong luận văn học viên tập trung nghiên cứu xây dựng mơ hình phân tích phản ứng động Cửa Đại - Quảng Ngãi chịu tải trọng động đất Đây lĩnh vực nghiên cứu mang tính khoa học thực tiễn MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu tổng quan phương pháp tính tốn Nghiên cứu phân bố nội lực biến dạng kết cấu nhịp Extradosed cầu Cửa Đại trường hợp xảy động đất ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu phản ứng động kết cấu cầu chịu tải trọng động đất Phạm vi nghiên cứu: Phân tích phản ứng động kết cấu nhịp Extradosed cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi chịu tác động tải trọng động đất PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu sở lý thuyết phương pháp phân tích phản ứng động cầu chịu tác dụng tải trọng động đất ứng dụng phần mềm CSI Bridge vào phân tích phản ứng động kết cấu nhịp Extradosed cầu Cửa Đại chịu động đất BỐ CỤC LUẬN VĂN Luận văn gồm có nội dung sau: Mở đầu Chƣơng 1: Tổng quan động đất tác động động đất đến cơng trình cầu Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết phân tích phản ứng động cầu chịu tải trọng động đất Chƣơng 3: Ứng dụng phân tích phản ứng động cầu Cửa Đại – Quảng Ngãi tác động tải trọng động đất Kết luận kiến nghị Danh mục tài liệu tham khảo CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT ĐẾN CƠNG TRÌNH CẦU 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG ĐẤT 1.1.1 Đặc điểm động đất Định nghĩa động đất Động đất hay địa chấn rung chuyển hay chuyển động lung lay mặt đất Động đất thường kết chuyển động phay (geologic fault) hay phận đứt gãy vỏ Trái Đất hay hành tinh cấu tạo chủ yếu từ chất rắn đất đá Đặc điểm động đất Động đất xảy ngày trái đất, hầu hết không đáng ý không gây thiệt hại Động đất lớn gây thiệt hại trầm trọng gây tử vong nhiều cách Động đất gây đất lở, đất nứt, sóng thần, nước triều giả, đê vỡ, hỏa hoạn Nguyên nhân động đất Có nhiều nguyên nhân xảy động đất từ hoạt động kiến tạo, từ đứt gãy hay từ nguyên nhân khác Các nhà địa chấn học đưa thuyết kiến tạo mảng để giải thích trận động đất bắt nguồn từ hoạt động kiến tạo 1.1.2 Sóng địa chấn truyền sóng Năng lượng giải phóng từ chấn tiêu lan truyền tới bề mặt trái đất dạng sóng Có ba loại sóng đàn hồi gây chấn động làm cho người cảm nhận phá hoại công trình xây dựng Trong ba loại đó, có hai loại sóng truyền từ chấn tiêu qua đá cứng môi trường bao quanh gọi chung sóng khối, loại thứ ba lan truyền vùng sát mặt đất nên gọi sóng mặt Sóng khối gọi sóng thể tích bao gồm hai loại sóng khác chất sóng dọc sóng ngang 1.1.3 Đánh giá mức độ động đất Để đánh giá mức độ động đất, người ta thường dùng Thang Richter thang MSK – 64 để đánh giá Ngồi có thang khác như: Thang độ lớn mômen (Mw), thang Rossi-Forel (viết tắt RF), thang Medvedev-Sponheuer-Karnik (viết tắt MSK), thang Mercalli (viết tắt MM), thang Shindo quan khí tượng học Nhật Bản, thang EMS98 châu Âu 1.1.4 Tính chất dịch chuyển động động đất Động đất tượng dịch chuyển đất tự nhiên nhiều nguyên nhân khác bao gồm: trình kiến tạo, núi lửa, chuyển động trượt Sự dịch chuyển đất ghi lại địa chấn kế theo thời gian đại lượng gia tốc, vận tốc, chuyển vị điểm định trước 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CẦU CHỊU ĐỘNG ĐẤT 1.2.1 Phƣơng pháp hệ số động đất Phương pháp hệ số động đất giả thiết lực gây động đất tác dụng lên thành phần khối lượng kết cấu lực tĩnh theo phương: hai phương ngang phương thẳng đứng 1.2.2 Phƣơng pháp ực tĩnh ngang tƣơng đƣơng Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương phương pháp lực qn tính động đất sinh tác động lên kết cấu theo phương ngang thay tĩnh lực ngang tương đương 1.2.3 Phƣơng pháp phổ phản ứng (Response Spectrum Method) Phương pháp phổ phản ứng trước tiên xác định chu kì dạng dao động cho dạng dao động kết cấu Sau đó, từ phổ phản ứng thiết kế cho trước, xác định gia tốc cực đại ứng với chu kì dao động hệ số cản tới hạn cho dạng dao động Trên sở này, kỹ thuật phân tích dạng xác định phản ứng lớn hệ kết cấu dạng dao động 1.2.4 Phƣơng pháp ịch sử thời gian (Time History Analysis) Phương pháp lịch sử thời gian thay dùng phổ gia tốc thiết kế phương pháp phổ phản ứng, người ta dùng gia tốc đồ thực Có hai cách để giải phương trình chuyển động hệ kết cấu phương pháp này: - Kỹ thuật phân tích dạng - Tích phân trực tiếp phương trình chuyển động 1.3 CÁC TÁC ĐỘNG DO ĐỘNG ĐẤT GÂY RA ĐỐI VỚI CƠNG TRÌNH CẦU VÀ QUY ĐỊNH CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘNG ĐẤT 1.3.1 Tổng quan kết cấu cầu Extradosed Cầu Extradosed loại cầu có kết cấu dầm - cáp hỗn hợp Nói cách đơn giản, tích hợp sử dụng độ cứng dầm cầu dầm thông thường sức căng dây cáp để neo dầm cầu (như cầu dây văng) 1.3.2 Các hƣ hỏng điển hình động đất gây cơng trình cầu Do tác dụng động đất, móng phận kết cấu có chuyển vị định Các chuyển vị có thể gây nhiều hư hỏng khác kết cấu không thiết kế hợp lý, vi dụ độ lớn chuyển vị cho phép phận mối nối hay khoảng cách phận hay cơng trình khơng thiết kế đủ lớn v…v… 1.3.3 Quy định phƣơng pháp tính động đất Các phương pháp tính động đất cho kết cấu cầu quy định theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 1.3.4 Một vài vấn đề phân tích cầu chịu động đất Cơng trình cầu, đặc biết cầu nhịp lớn thường có dao động với chu kỳ lớn chu kỳ Đối với kết cấu cầu Extradosed khác với kết cấu cầu khác đặc tính tương đối mềm dẻo nên bị ảnh hưởng lớn tác động động lực Tuy nhiên tính chất động lực học cầu lại phụ thuộc vào thông số chiều dài nhịp, hệ cáp văng, điều kiện biên 1.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Nội dung chương 1, học viên nghiên cứu tổng quan động đất phương pháp tính tốn cơng trình cầu chịu động đất hỏng điển hình cầu động đất gây Trong chương luận văn tổng hợp phương pháp tính tốn động đất cho cơng trình cầu đề xuất phương pháp tốt áp dụng điều kiện Việt Nam CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH PHẢN ỨNG ĐỘNG CỦA CẦU CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 2.1 LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ĐỘNG ĐẤT 2.1.1 Giới thiệu chung Mục tiêu phân tích kết cấu cầu đánh giá ứng xử kết cấu tác dụng tải trọng khác nhằm cung cấp thông tin nội lực, biến dạng cần thiết cho việc thiết kế Phân tích kết cấu thường chia làm hai dạng: Phân tích tĩnh phân tích động Phân tích tĩnh xem xét tải trọng độc lập với thời gian, ngược lại phân tích động quan tâm tải trọng tác dụng có yếu tố cường độ, hướng, vị trí thay đổi theo thời gian Việc lựa chọn phương pháp phân tích cho loại cầu khác khơng nên đơn để trình diễn việc phân tích kết cấu mà nên dựa vào phù hợp tính hiệu việc thiết kế 2.1.2 Hệ bậc tự (SDOF) chịu tác dụng động đất Một mơ hình tính tốn động hệ ln phải thể nội dung sau: - Khối lượng - Tính chất đàn hồi (mềm cứng) - Cơ chế phân tán lượng cản - Nguồn ngoại lực tác động cản 2.1.3 Hệ nhiều bậc tự (MDOF) chịu tác dụng động đất Trên thực tế, lúc kết cấu cầu mơ hình hố hệ SDOF được, chẳng hạn cầu khung, cầu dàn, 10 khơng cần thiết cần cơng sức tính tốn lớn nên phương pháp phổ phản ứng sử dụng phổ biến; phương pháp thường sử dụng: - Phân tích đơn phổ - Phương pháp tải trọng phân bố - Phân tích đa phổ (Phân tích phổ nhiều dạng dao động) - Phương pháp phân tích phổ phản ứng cho cầu nhịp lớn 2.3 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LỊCH SỬ THỜI GIAN Khi kết cấu cầu đòi hỏi phải phân tích phi tuyến tính chất cản khơng mơ thơng thường phân tích dạng khơng sử dụng Một phương pháp tích phân số, thơng thường hiểu phân tích lịch sử thời gian, sử dụng để phân tích xác phản ứng kết cấu 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Trong chương 2, học viên nghiên cứu nội dung lý thuyết tính tốn cơng trình cầu chịu tải trọng động đất: - Với Phương pháp phổ phản ứng: Tìm hiểu khái niệm phổ phản ứng, nghiên cứu cách tính theo phương pháp - Với Phương pháp lịch sử thời gian: xây dựng phương trình dao động, cách giải phương trình Qua nghiên cứu sở lý thuyết tổng hợp cho ta phương pháp tính tốn động đất cho cơng trình cầu 11 CHƢƠNG ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH PHẢN ỨNG ĐỘNG CẦU CỬA ĐẠI – QUẢNG NGÃI DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 3.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH CẦU CỬA ĐẠI 3.1.1 Giới thiệu chung cơng trình cầu Cửa Đại – Quảng Ngãi Cầu Cửa Đại nằm quy hoạch tuyến đường ven biển Việt Nam Đây cơng trình quan trọng kết nối giao thông khu vực ven biển tỉnh, thành phố khu vực Vùng kinh tế trọng điểm miền Trung 3.1.2 Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật giải pháp kết cấu cầu Xây dựng cầu theo quy mơ vĩnh cửu, kết cấu nhịp nhịp Extradose, kết cấu nhịp dẫn nhịp dầm Super T bê tông cốt thép dự ứng lực; Liên nhịp dầm Extradosed nhịp bê tông cốt thép dự ứng lực sơ đồ (75+4x120+75)m chiều cao dầm thay đổi h=4,0m đỉnh trụ, h=2,4m nhịp đầu dầm Mặt cắt ngang dạng hộp kép, thành hộp xiên, bề rộng mặt cầu b=22,0m, đoạn đầu dầm thiết kế cắt ngắn cánh để vuốt nối với bề rộng cầu dẫn b=20,0m Tải trọng tính tốn Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93 + Người 3x10-3MPa Cấp động đất: Cấp VII theo tiêu chuẩn 22TCN – 272-05, gia tốc theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 9386:2012: Hệ số gia tốc A=0,0912 12 3.2 PHÂN TÍCH PHẢN ỨNG ĐỘNG CẦU CỬA ĐẠI 3.2.1 Phân tích theo phƣơng pháp phổ phản ứng a Xây dựng phổ phản ứng Hệ số đáp ứng động đất đàn hồi Csm cho dạng thức dao động thứ m lấy theo: (3.1) Csm  1,2 AS  2,5 A Tm2/3 Tm - chu kỳ dao động kiểu thứ m (s) A - hệ số gia tốc S - hệ số thực địa Trong đó: Bảng 3.1 Hệ số gia tốc ứng với vùng động đất Cấp (MSK - 64) A  0,09 Vùng động đất 0.09 < A  0,19 6,5 < Cấp  7,5 0.19 < A < 0,29 7,5 < Cấp  Hệ số gia tốc Cấp  6,5 Bảng 3.2 Hệ số thực địa ứng với loại đất Hệ số thực địa S Loại đất I II 1,0 1,2 III 1,5 IV 2,0 [7] Từ số liệu trên, ta xây dựng phổ đáp ứng đàn hồi 13 sau: Hình 3.1 Phổ phản ứng đàn hồi cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi b Ứng dụng phần mềm CSI Bridge xây dựng mơ hình cầu Các bước thực q trình phân tích: - Xây dựng mơ hình gán điều kiện biên Hình 3.2 Mơ hình tính tốn cầu dây Cửa Đại – Quảng Ngãi - Kết cấu cầu gồm 06 nhịp nên chọn phương pháp phân tích trị riêng chọn số dạng dao động tối thiểu 18 Bảng 3.3 Tổng hợp tần số dạng dao động riêng Mode Tấn số f (Hz) Mode 0,734 0,758 1,039 1,147 1,360 1,453 1,552 1,648 1,686 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14 Tấn số f (Hz) 1,808 2,013 2,105 2,388 2,451 2,505 2,541 2,593 2,598 Như vậy, chu kì dao động cao cầu T=1,36s ứng với mode1 có tần số dao động f=0,734Hz Chọn phương pháp tổ hợp dạng dao động tổ hợp bậc hai (CQC) c Tổ hợp tải trọng động đất Hiệu ứng tải trọng động đất tổ hợp theo phương, với tổ hợp động đất sau: + Hiệu ứng động đất phương dọc cầu: EQXY = 100%RX + 30%RY EQXZ = 100%RX + 30%RZ + Hiệu ứng động đất phương ngang cầu: EQYX = 100%RY + 30%RX EQYZ = 100%RY + 30%RZ + Hiệu ứng động đất phương thẳng đứng: EQZX = 100%RZ + 30%RX EQZY = 100%RZ + 30%RY EQ=Envelop (EQXY; EQXZ; EQYX; EQYZ; EQZX; EQZY) d Kết phân tích Lực động đất điểm ứng với dạng dao động 15 Với phổ phản ứng xây dựng trên, chương trình CSI Bridge tính cho ta lực động đất tất điểm kết cấu ứng với dạng dao động theo phương X,Y,Z Bảng 3.4 Tổng hợp nội lực dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Vị trí mặt cắt K/cách mặt cắt (m) Gối trụ T17 1/2 nhịp Gối trụ T18 1/2 nhịp Nội lực Fz Mx (KN) (KN.m) 222 1.155 Fx (KN) 33 Fy (KN) 1.257 My (KN.m) Mz (KN.m) 26 37,5 75 135 1.100 801 246 1.099 8.167 20.541 2.442 930 1.701 643 1.317 167 1.806 1.440 20.645 26.550 35.390 14.494 Gối trụ T19 195 3.385 1.317 1.959 2.335 37.210 41.126 1/2 nhịp 255 2.902 678 275 1.753 30.628 12.949 Gối trụ T20 315 3.784 1.079 2.222 987 34.017 34.721 1/2 nhịp 375 2.902 678 274 1.753 30.621 12.949 Gối trụ T21 435 3.385 1.317 1.959 2.335 37.211 41.131 1/2 nhịp 495 932 643 167 1.439 26.555 14.496 Gối trụ T22 555 2.442 1.700 1.317 1.806 20.651 35.355 592,5 1.100 800 246 1.098 8.162 20.541 33 1.257 222 1.153 26 1/2 nhịp Gối trụ T23 630 Bảng 3.5 Tổng hợp nội lực chân tháp tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Vị trí tính tốn Nội lực tháp cầu Fx (KN) Fy (KN) Fz (KN) Mx (KN.m) My (KN.m) Mz (KN.m) 16 Vị trí tính tốn Nội lực tháp cầu Fx (KN) Fy (KN) Fz (KN) Mx (KN.m) My (KN.m) Mz (KN.m) Tháp trụ T19 469 184 999 6.531 3.880 Tháp trụ T20 696 461 958 9.624 6.890 Tháp trụ T21 895 148 1.049 12.381 2.890 Tháp trụ T22 696 461 958 9.676 6.890 Tháp trụ T23 468 177 999 6.522 3.769 Bảng 3.6 Tổng hợp nội lực hệ dây cáp văng (lực căng cáp) tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Lực căng dây cáp văng (kN) Vị trí Trụ T18 Trụ T19 Trụ T20 Trụ T21 Trụ T22 Phía trụ T17 Phía trụ T19 Phía trụ T18 Phía trụ T20 Phía trụ T19 Phía trụ T21 Phía trụ T19 Phía trụ T22 Phía trụ T21 Phía trụ T23 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 67 48 50 51 56 56 51 50 48 67 70 56 57 56 63 63 56 57 56 70 71 70 70 65 74 74 65 70 70 71 70 77 75 68 79 79 68 75 77 70 68 83 78 71 84 84 71 78 82 68 65 88 80 73 87 87 73 80 87 65 72 63 64 61 69 69 61 64 63 72 63 92 81 73 89 89 73 81 92 63 64 95 80 72 89 89 72 80 95 64 Chuyển vị dầm Bảng 3.7 Tổng hợp chuyển vị dầm tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Vị trí mặt K/Cách Phương chuyển vị 17 cắt Gối trụ T17 1/2 nhịp Gối trụ T18 1/2 nhịp Gối trụ T19 1/2 nhịp Gối trụ T20 1/2 nhịp Gối trụ T21 1/2 nhịp Gối trụ T22 1/2 nhịp Gối trụ T23 mặt cắt (m) 0,0 37,5 75,0 135,0 195,0 255,0 315,0 375,0 435,0 495,0 555,0 592,5 630,0 X (mm) Y (mm) Z (mm) R (radian) 6,54 6,14 6,13 6,01 6,47 5,80 6,28 5,80 6,47 6,01 6,13 6,14 6,54 0,17 1,02 2,39 5,91 6,37 10,66 10,57 10,65 6,37 5,91 2,38 1,02 0,17 0,02 29,63 0,05 33,18 0,05 26,67 0,06 26,67 0,05 33,18 0,05 29,64 0,02 1,86E-07 1,93E-06 2,75E-06 5,01E-06 6,60E-06 9,09E-06 1,04E-05 9,09E-06 6,60E-06 5,01E-06 2,75E-06 1,93E-06 1,85E-07 Bảng 3.8 Tổng hợp chuyển vị trụ tháp cầu tải trọng động đất gây theo phương pháp phổ phản ứng Vị trí Tháp trụ T18 Tháp trụ T19 Tháp trụ T20 Tháp trụ T21 Tháp trụ T22 Chân tháp Đỉnh tháp Chân tháp Đỉnh tháp Chân tháp Đỉnh tháp Chân tháp Đỉnh tháp Chân tháp Đỉnh tháp Phương chuyển vị X (mm) Y (mm) 6,13 2,39 15,30 16,10 6,47 6,37 13,70 28,70 6,28 10,57 11,50 42,11 6,47 6,37 13,70 28,70 6,13 2,38 15,30 16,20 Z (mm) 0,05 0,11 0,05 0,11 0,06 0,12 0,05 0,11 0,05 0,11 18 3.2.2 Kiểm toán kết cấu cầu Cửa Đại chịu tải trọng động đất Nội lực dầm chủ Hình 3.3 Momen uốn Mz dầm chủ Hình 3.4 Momen uốn My dầm chủ Hình 3.5 Momen xoắn Mx dầm chủ Hình 3.6 Lực nén dọc trục Nx dầm chủ 19 Hình 3.7 Lực cắt Qy dầm chủ Hình 3.8 Lực cắt Qz dầm chủ Kiểm toán khả chịu lực dầm chủ Bảng 3.9 Kểm toán khả chịu uốn kết cấu dầm chủ Vị trí mặt cắt K/C lẻ (m) K/C cộng dồn (m) Gối trụ T17 1/2 nhịp Mr Mu (KN.m) 0,8 Mr Mu (KN.m) (KN.m) (KN.m) Kết 14.088 Đạt 27.447 Đạt 0,8 150.607 2.604 Đạt 38.908 546 Đạt 0,8 1,6 150.615 5.205 Đạt 38.908 1.089 Đạt 8,5 37,5 112.588 74.765 Đạt 189.598 - Đạt 34,25 71,75 18.715 - Đạt 620.355 439.936 Đạt 75 18.715 - Đạt 688.087 539.374 Đạt 3,25 78,25 18.715 - Đạt 620.355 449.075 Đạt 135 206.624 133.639 Đạt 27.447 - Đạt 18.715 - Đạt 620.355 577.202 Đạt 18.715 - Đạt 688.087 672.366 Đạt 18.715 - Đạt 620.355 484.866 Đạt 206.624 123.054 Đạt 27.447 - Đạt 56,75 191,75 Gối trụ T19 3,25 195 3,25 198,25 1/2 nhịp Momen âm Kết Gối trụ T18 3,25 1/2 nhịp Momen dương 15 255 20 Vị trí mặt cắt K/C lẻ (m) K/C cộng dồn (m) Momen dương Mr Mu (KN.m) Mr Mu (KN.m) Kết (KN.m) (KN.m) Kết 18.715 - Đạt 620.355 519.493 Đạt 18.715 - Đạt 688.087 611.546 Đạt 18.715 - Đạt 620.355 519.559 Đạt 206.624 123.056 Đạt 30.496 - Đạt 18.715 - Đạt 620.355 484.801 Đạt 18.715 - Đạt 688.087 672.332 Đạt 18.715 - Đạt 620.355 577.261 Đạt 206.624 133.636 Đạt 27.447 - Đạt 18.715 - Đạt 620.355 448.999 Đạt 18.715 - Đạt 688.087 539.387 Đạt 3,25 558,25 18.715 - Đạt 620.355 440.077 Đạt 34,25 592,5 112.588 74.820 Đạt 187.975 - Đạt 27,4 628,4 150.615 5.205 Đạt 38.908 1.089 Đạt 0,8 629,2 150.607 2.604 Đạt 38.908 546 Đạt 630 14.088 Đạt 27.447 Đạt 56,75 311,75 Gối trụ T20 3,25 315 3,25 318,25 1/2 nhịp 56,75 375 42,75 431,75 Gối trụ T21 3,25 435 3,25 438,25 1/2 nhịp 56,75 495 42,75 551,75 Gối trụ T22 3,25 1/2 nhịp Momen âm Gối trụ T23 0,8 555 Sức kháng uốn Mr lấy theo hồ sơ Thiết kế BVTC Bảng 3.10 Kiểm toán sức kháng cắt dầm chủ Vị trí mặt cắt K/C lẻ (m) K/C cộng dồn (m) Sức kháng cắt.Vn (KN.m) Lực cắt tính tốn Vu (KN.m) Kết 0,00 0,00 45.651 12.763 Đạt 0,80 0,80 43.503 11.702 Đạt 0,80 1,60 26.906 10.641 Đạt 1/4 nhịp 17,15 18,75 24.099 2.604 Đạt 1/2 nhịp 18,75 37,50 23.568 7.616 Đạt Gối trụ T17 21 Vị trí mặt cắt K/C lẻ (m) K/C cộng dồn (m) Sức kháng cắt.Vn (KN.m) Lực cắt tính tốn Vu (KN.m) Kết 18,75 56,25 27.498 16.468 Đạt 14,50 70,75 37.747 24.874 Đạt 1,00 71,75 42.739 25.688 Đạt 3,25 75,00 60.284 27.807 Đạt 3,25 78,25 42.739 27.061 Đạt 1,00 79,25 37.747 26.253 Đạt 1/4 nhịp 25,75 105,00 23.335 12.832 Đạt 1/2 nhịp 30,00 135,00 25.458 2.443 Đạt 1/4 nhịp 30,00 165,00 23.335 14.945 Đạt 25,75 190,75 37.747 27.753 Đạt 1,00 191,75 42.739 28.563 Đạt 3,25 195,00 60.284 30.672 Đạt 3,25 198,25 42.739 26.915 Đạt 1,00 199,25 37.747 26.109 Đạt 1/4 nhịp 25,75 225,00 23.335 13.272 Đạt 1/2 nhịp 30,00 255,00 25.458 1.164 Đạt 1/4 nhịp 30,00 285,00 23.335 13.912 Đạt 25,75 310,75 37.747 26.799 Đạt 1,00 311,75 42.739 27.609 Đạt 3,25 315,00 60.284 29.719 Đạt 3,25 318,25 42.739 27.521 Đạt 1,00 319,25 37.747 26.715 Đạt 1/4 nhịp 25,75 345,00 23.335 13.828 Đạt 1/2 nhịp 30,00 375,00 25.458 1.096 Đạt 1/4 nhịp 30,00 405,00 23.335 13.356 Đạt 25,75 430,75 37.747 26.193 Đạt 1/4 nhịp Gối trụ T18 Gối trụ T19 Gối trụ T20 22 Vị trí mặt cắt K/C lẻ (m) K/C cộng dồn (m) Sức kháng cắt.Vn (KN.m) Lực cắt tính tốn Vu (KN.m) Kết 1,00 431,75 42.739 27.003 Đạt 3,25 435,00 60.284 29.113 Đạt 3,25 438,25 42.739 28.476 Đạt 1,00 439,25 37.747 27.671 Đạt 1/4 nhịp 25,75 465,00 23.335 14.863 Đạt 1/2 nhịp 30,00 495,00 25.458 2.375 Đạt 1/4 nhịp 30,00 525,00 23.335 12.911 Đạt 25,75 550,75 37.747 26.344 Đạt 1,00 551,75 42.739 27.157 Đạt 3,25 555,00 60.284 29.278 Đạt 3,25 558,25 42.739 25.592 Đạt 1,00 559,25 37.747 24.783 Đạt 1/4 nhịp 14,50 573,75 27.498 16.290 Đạt 1/2 nhịp 18,75 592,50 23.568 7.608 Đạt 1/4 nhịp 18,75 611,25 24.099 2.634 Đạt 17,15 628,40 26.906 10.702 Đạt 0,80 629,20 43.503 11.733 Đạt 0,80 630,00 45.651 12.763 Đạt Gối trụ T21 Gối trụ T22 Gối trụ T23 Sức kháng cắt.Vn lấy theo hồ sơ Thiết kế BVTC Kiểm toán kéo đứt dây cáp văng Lực căng cáp lớn dây C7, C8 trụ T21 bên phía trụ T22: Nmax = 3.464 kN Kiểm toán cường độ cáp văng theo công thức    t t   f y 23 Trạng thái giới hạn đặc biệt   0, 95   1, 00 Sức chịu 01 bó cáp TTGH đặc biệt  f y  0,95 1.860  1.767MPa Diện tích tao cáp A = 150,0 mm2 Bó cáp gồm 19 tao có diện tích S = 150,0*19 = 2.850,0 mm2 Ứng suất lớn cáp phải chịu   N max 3.464   1.215MPa S 2,85 Như vậy,    t t   f y cáp đảm bảo đủ khả chịu kéo 3.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG Như vậy, Cầu dao động chu kì cao 1,362s ứng với mode1 Chuyển vị lớn theo phương dọc cầu 10,3cm đỉnh tháp trụ T18, phương ngang cầu 6,3cm đỉnh tháp trụ T20 Chuyển vị thẳng đứng lớn dầm 36,86cm Kết nhìn chung cơng trình cầu Cửa Đại làm việc bình thường chịu tải trọng động đất với cường độ mạnh cấp VII theo thang MSK-64 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng động đất tác dụng lên cầu Cửa Đại – Quảng Ngãi theo phương pháp phổ phản ứng từ phân tích nội lực kiểm tốn kết cấu dầm chủ, trụ, tháp cầu hệ dây văng cầu chịu tải trọng động đất Các kết đạt đƣợc luận văn bao gồm: Nghiên cứu tổng quan động đất, đặc trưng động đất tác động động đất lên cơng trình Nghiên cứu phương pháp tính động đất sử dụng tính tốn cho cơng trình cầu Sử dụng phương pháp phổ phản ứng để phân tích phản ứng động, nội lực cầu Cửa Đại tác dụng động đất với trợ giúp phần mềm CSI Bridge, đồng thời sử dụng kết phân tích để đánh giá sức chịu tải cầu tác dụng tải trọng động đất Tuy nhiên phạm vi nghiên cứu luận văn số hạn chế: Luận văn chưa xây dựng mơ hính tính tốn chống xoắn cho dầm chủ chịu tải trọng động đất Luận văn chưa xây dựng mơ hình kháng chấn, giảm chấn cho cơng trình chịu tải trọng động đất Hƣớng nghiên cứu đề tài: Xây dựng mơ hình tính toán phản ứng động lực học cầu theo phương pháp lịch sử thời gian từ so sánh kết tính tốn phương pháp tính khác nhằm đưa phương pháp tính tốn phù hợp tương ứng cho hệ kết cấu cơng trình cầu Xây dựng mơ hình kháng chấn, giảm chấn để hạn chế tác động động đất lên cơng trình ... chịu tải trọng động đất Đây lĩnh vực nghiên cứu mang tính khoa học thực tiễn MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu tổng quan phương pháp tính tốn Nghiên cứu phân bố nội lực biến dạng kết cấu... PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu phản ứng động kết cấu cầu chịu tải trọng động đất Phạm vi nghiên cứu: Phân tích phản ứng động kết cấu nhịp Extradosed cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi.. . lại địa chấn kế theo thời gian đại lượng gia tốc, vận tốc, chuyển vị điểm định trước 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CẦU CHỊU ĐỘNG ĐẤT 1.2.1 Phƣơng pháp hệ số động đất Phương pháp hệ số