La42.008 nghiên cứu đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở kết quả kiểm định cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
------------------------------
NGUYỄN LAN
NGHI N Ứ Đ NH GI Đ NH TẢI
TRỌNG H H Ầ TR N Ở
ẾT Ả I Đ NH Ầ
LUẬN ÁN TIẾN Ĩ Ỹ THUẬT
( Tập phụ lục luận án)
Hà Nội - năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
------------------------------
NGUYỄN LAN
NGHI N Ứ Đ NH GI Đ NH TẢI
TRỌNG H H Ầ TR N Ở
ẾT Ả I Đ NH Ầ
Chuyên ngành: Xây dựng công trình đặc biệt
Mã số: 62.58.02.06
LUẬN ÁN TIẾN Ĩ Ỹ THUẬT
( Tập phụ lục luận án)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. G .T . Nguyễn iết Trung- Đại học GT T
2. T . Đỗ Hữu Thắng- iện H&CN GTVT
HÀ Nội - năm 2014

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ....................................................................................................1
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU...............................................................................................4
Phụ lục 1: MÔ TẢ CÁC MÔ HÌNH HOẠT TẢI THIẾT KẾ TRONG CÁC TIÊU CHUẨN
THIẾT KẾ CẦU.........................................................................................................................7
Phụ lục 2: MÔ TẢ HỆ THỐNG THỬ TẢI CHẨN ĐOÁN KẾT CẤU BridgeLoadTest và
FAPRE......................................................................................................................................17
2.1. Kiến trúc hệ thống thử tải cầu sử dụng công nghệ không dây:..................................17
2.2. Giới thiệu thiết bị.......................................................................................................17
2.3. Hệ thống đo khoảng cách xe thử tải để vẽ đƣờng ảnh hƣởng đáp ứng theo vị trí xe
thử tải trên cầu ......................................................................................................................22
2.3.1. Giới thiệu thiết bị................................................................................................22
2.3.2. Chƣơng trình thu nhận xử lý số liệu:..................................................................23
2.3.3. Ứng dụng đo đạc thực tế.....................................................................................24
2.4. Hệ thống chẩn đoán lực căng hiện tại trong các dây cáp văng.................................25
2.4.1. Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp chẩn đoán ............................................................25
2.4.2. Giao diện và các tính năng chƣơng trình............................................................26
2.5. Ứng dụng hệ thống chẩn đoán cáp văng....................................................................27
2.5.1. Tính toán chẩn đoán lực căng cáp cầu Trần Thị Lý – Đà Nẵng.........................27
2.5.2. Tính toán chẩn đoán lực căng cáp cầu Phò Nam – Đà Nẵng .............................29
2.6. Kết luận độ chính xác hệ thống .................................................................................29
Phụ lục 3: MÔ TẢ HỆ THỐNG DỰ BÁO HƢ HỎNG TÍCH LŨY DO MỎI TỪ PHỔ BIẾN
DẠNG QUAN TRẮC TẠI HIỆN TRƢỜNG ..........................................................................30
3.1. Giới thiệu thiết bị.......................................................................................................30
3.2. Sơ đồ khối hệ thống đo đạc và chẩn đoán tuổi thọ mỏi.............................................30
3.3. Giao diện và các tính năng chƣơng trình FAPRE......................................................31
3.4. Kết quả chạy thử nghiệm chƣơng trình .....................................................................33
Phụ lục 4: ĐÁNH GIÁ CẮM BIỂN CẦU TRÀ KHÖC CŨ THEO PHƢƠNG PHÁP LRFR 35
4.1. Bảng tính toán tuổi thọ mỏi theo MBE-2011 ............................................................35
4.2. Kết quả tính toán mô phỏng thử tải ảo kết cấu nhịp cầu Trà Khúc cũ.......................40
Phụ lục 5: ĐÁNH GIÁ CẦU BTCT DUL NGUYỄN TRI PHƢƠNG, ĐÀ NẴNG THEO
PHƢƠNG PHÁP TÍCH HỢP SỬ DỤNG KẾT QUẢ THỬ TẢI CHẨN ĐOÁN. ..................44
5.1. Giới thiệu chung về công trình ..................................................................................44
5.1.1. Vị trí xây dựng....................................................................................................44

5.1.2. Các tiêu chuẩn kỹ thuật ......................................................................................44
5.1.3. Tải trọng thiết kế ................................................................................................45
5.2. Mô tả kết cấu..............................................................................................................45
5.2.1. Kết cấu thƣợng bộ: .............................................................................................45
5.2.2. Kết cấu hạ bộ:.....................................................................................................46
5.3. Bố trí thử tải chẩn đoán..............................................................................................47
5.3.1. Bố trí cảm biến đo: .............................................................................................47
5.3.2. Đánh giá sơ bộ về các dữ liệu thử nghiệm .........................................................50
5.4. Mô hình PTHH và hiệu chỉnh mô hình dựa vào kết quả thử tải chẩn đoán...............54
5.4.1. Mô hình hóa kết cấu nhịp ...................................................................................54
5.4.2. Kết quả hiệu chỉnh mô hình................................................................................55
5.4.3. Đánh giá khả năng chịu tải của cầu:...................................................................59
5.4.4. Phân tích bằng phần mềm WINGEN của hãng BDI-USA.................................60
5.4.5. Kết quả tính toán hệ số sức chịu tải (RF) đối với trƣờng hợp mô hình tối ƣu
bằng các phần mềm của BDI (WINGEN, WINSAC). .....................................................62
5.4.6. Phân tích mô hình bằng phần mềm CSIBridge (SAP2000). ..............................64
5.5. Tổng hợp các kết quả tính toán hệ số sức chịu tải RF ...............................................69
5.6. Kiểm tra khả năng chịu hoạt tải theo TTFH sử dụng ................................................70
5.6.1. Hệ số đánh giá RF đối với trƣờng hợp mô hình ban đầu (gối cứng)..................71
5.6.2. Hệ số đánh giá RF đối với trƣờng hợp mô hình đã cập nhật từ kết quả thử tải
chẩn đoán..........................................................................................................................72
5.6.3. Nhận xét kết quả đánh giá cầu:...........................................................................74
Phụ lục 6: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG CHO PHÉP QUA CẦU PHÕ
NAM, HUYỆN HÕA VANG, TP. ĐÀ NẴNG........................................................................76
6.1. Giới thiệu chung về công trình ..................................................................................76
6.1.1. Vị trí xây dựng....................................................................................................76
6.1.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật ............................................................................................76
6.1.3. Mô tả kết cấu cầu................................................................................................76
6.2. Đo đạc hiện trƣờng ....................................................................................................78
6.2.1. Bố trí cảm biến thử tải chẩn đoán cầu. ...............................................................78
6.2.2. Một số kết quả từ dữ liệu thử tải.........................................................................79
6.3. Mô hình phân tích và hiệu chỉnh mô hình .................................................................84
6.4. Đánh giá khả năng chịu hoạt tải theo TTGH cƣờng độ.............................................86
6.4.1. Phân tích theo mô hình CSIBridge V15 .............................................................86

6.4.2. Tổng hợp kết quả đánh giá RF và hạn chế tải trọng khai thác cầu:....................95
6.4.3. Quyết định nội dung biển hạn chế tải trọng theo TTGH cƣờng độ....................97
6.5. ĐÁNH GIÁ VÀ CẮM BIỂN CẦU CÓ XÉT ĐẾN TUỔI THỌ CÕN LẠI..............97
Phụ lục 7: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU CÂN ĐỘNG TRẠM CÂN DẦU GIÂY,
ĐỒNG NAI ............................................................................................................................101
7.1. Cấu trúc dữ liệu thô trạm cân...................................................................................101
7.2. Kết quả phân tích dữ liệu WIM Dầu Giây bằng chƣơng trình WIMPRO ...............101
Phụ lục 8: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC MÔ HÌNH TẢI TRỌNG HỢP PHÁP
CHO ĐÁNH GIÁ VÀ CẮM BIỂN TẢI TRỌNG CẦU Ở VIỆT NAM................................110
8.1. Các đặc trung trung bình thông số các loại xe từ 2 đến 6 trục qua trạm cân Dầu Giây
110
8.2. Lựa chọn các ứng cử viên mô hình tải trọng xe hợp pháp cho đánh giá và cắm biển
tải trọng cầu ở Việt Nam ....................................................................................................111
8.3. Các kết quả tính toán nội lực hoạt tải HL93 và các mô hình xe hợp pháp ..............114
Phụ lục 9: CÁC KẾT QỦA TÍNH TOÁN PHỔ HIỆU ỨNG TẢI TRỌNG Lmax VÀ HỆ SỐ
TẢI TRỌNG TỪ DỮ LIỆU CÂN ĐỘNG TRẠM CÂN DẦU GIÂY-VIỆT NAM..............119
9.1. Phân tích lƣu lƣợng trung bình ngày ADTT dữ liệu trạm cân động........................119
9.2. Kết quả tính toán phổ hiệu ứng tải Lmax và hệ số tải trọng tổng quát cho đánh giá cầu
và cắm biển tải trọng sử dụng dữ liệu cân động Dầu Giây, Việt Nam...............................121
Phụ lục 10: MÔ TẢ CÁC CHƢƠNG TRÌNH ĐÃ PHÁT TRIỂN CÙNG LUẬN ÁN .........130
10.1. Bảng kê danh mục các chƣơng trình....................................................................130
10.2. Ví dụ code các chƣơng trình ................................................................................131

1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Tỷ lệ momen các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc so với mô
hìnhHL93-Hoa Kỳ....................................................................................................................12
Hình 1-2: – Biểu đồ Mmax, Mmin chƣa nhận hệ số các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn .............13
Hình 1-3: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH sử dụng (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc
biệt ............................................................................................................................................14
Hình 1-4: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH cƣờng độ (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc
biệt ............................................................................................................................................15
Hình 1-5: – Biểu đồ lực cắt max-chiều dài nhịp ,TTGH Cƣờng độ (kN) cho các loại hoạt tải
đặc biệt......................................................................................................................................16
Hình 2-1: Sơ đồ kiến trúc chung hệ thống BridgeLoadTest..................................................17
Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ thống thu thập số liệu biến dạng động và chẩn đoán tuổi thọ mỏi ...30
Hình 3-2: Giao diện chương trình FAPRE- giới thiệu hệ thống ..............................................31
Hình 3-3: Thiết lập thông số vật liệu........................................................................................32
Hình 3-4: Xử lý số liệu từ dữ liệu có sẵn ................................................................................32
Hình 3-5: Tuổi thọ mỏi của dầm chủ cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua..............33
Hình 3-6: Tuổi thọ mỏi của dầm ngang cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua .........34
Hình 3-7: Tuổi thọ mỏi của dây văng cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua.............34
Hình 4-1: Quan hệ lƣu lƣợng xe qua cầu và tuổi thọ mỏi còn lại ............................................39
Hình 4-2: Quan hệ tải trọng (lọa xe) tính mỏi và hƣ hỏng tích lũy một lần xe chạy qua cầu ..39
Hình 5-1: Cầu Nguyễn Tri Phƣơng .........................................................................................44
Hình 5-2: Mặt cắt ngang cầu Nguyễn Tri Phƣơng ..................................................................47
Hình 5-3: Bố trí thiết bị và kế hoạch thử tải............................................................................48
Hình 5-4: Thông số tải trọng giữa các trục của xe thử tải ........................................................48
Hình 5-5: Gắn thiết bị đo tại đáy dầm vị trí giữa nhịp.............................................................49
Hình 5-6: Thu thập dữ liệu thông qua máy tính cá nhân và máy trạm.....................................49
Hình 5-7: Tiến hành thử tại làn giữa........................................................................................50
Hình 5-8: Biểu đồ biến dạng dầm G1 và G12 theo vị trí xe thử tải .........................................51
Hình 5-10: :Biểu đồ biến dạng dầm G3 và G10 theo vị trí xe thử tải ......................................52

2
Hình 5-13: Biểu đồ biến dạng dầm G6 và G7 theo vị trí xe thử tải ........................................54
Hình 5-14: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G1.........................56
Hình 5-16: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G3........................57
Hình 5-17: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G4........................57
Hình 5-19: Các mô hình xe hợp pháp cho đánh giá cầu của AASHTO...................................61
Hình 6-1: Cầu Phò Nam, xã Hòa Bắc, huyện Hòa Vang, TP. Đà nẵng ...................................76
Hình 6-2: Mặt cắt ngang cầu Phò Nam ...................................................................................77
Hình 6-3: Vị trí bố trí cảm biến................................................................................................78
Hình 6-4: Một số hình ảnh đo đạc tại hiện trƣờng ...................................................................79
Hình 6-5: Ứng suất tĩnh giữa nhịp biên...................................................................................80
Hình 6-6: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên khi thắng xe tại vị trí 1/2L.................80
Hình 6-7: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên khi thắng xe tại vị trí 1/2L.................81
Hình 6-8: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên V = 20Km/h.......................................82
Hình 6-9: Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên V = 20Km/h .....................................83
Hình 6-10: Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên V = 30Km/h...................................84
Hình 6-11: Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên sau khi cập nhật kết quả đo hiện
trƣờng V = 20Km/h ..................................................................................................................85
Hình 6-12:Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên sau khi cập nhật kết quả đo hiện
trƣờng V = 30Km/h ..................................................................................................................85
Hình 6-13: Mô hình 3D cầu treo dây văng Phò Nam trong CSiBridge....................................87
Hình 6-14: Quan hệ tuổi thọ mỏi-lƣu lƣợng xe và tải trọng xe..............................................100
Hình 7-1: Tổng hợp kết quả phân tích dữ liệu WIM tháng 1/2013........................................102
Hình 7-2: Một số biểu đồ phân tích thống kê dữ liệu WIM tháng 1/2013 .............................103
Hình 7-3: Tổng hợp kết quả phân tích dữ liệu WIM từ 10/06/2009 đến 15/06/2009. ...........104
Hình 7-4: Biểu đồ thống kê % xe quá tải trong 6 tháng qua trạm cân Dầu Giây...................104
Hình 7-5: CDF Tổng tải trọng xe tải .....................................................................................105
Hình 7-6: Phân bố tổng trọng lƣợng xe quá tải .....................................................................105
Hình 7-7: Phân bố tổng tải trọng xe quá tải 2 trục ................................................................106
Hình 7-8: Phân bố tải trọng trục 1 các xe quá tải 2 trục........................................................106
Hình 7-9: Phân bố tải trọng trục 2 xe hai trục quá tải ...........................................................107
Hình 7-10: Đồ thị xác xuất tổng tải trọng các xe qua tải 3 trục .............................................107

3
Hình 7-11: Mật độ phân bố tải trọng các trục xe 3 trục quá tải..............................................108
Hình 7-12: Mật độ phân bố tổng tải xe quá tải 4, 5, 6 trục.....................................................108

4
DANH MỤC CÁC BẢNG BI U
Bảng 1-1 : Tóm tắt thông tin các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc trên thế
giới..............................................................................................................................................7
Bảng 5-1: Thông tin cầu Nguyễn Tri Phƣơng..........................................................................46
Bảng 5-2: Cực trị biến dạng đƣợc đo ......................................................................................54
Bảng 5-3: Mô hình phần tử hữa hạn với mô hình xe thử tải bằng phần mềm WINGEN , hãng
BDI (USA)................................................................................................................................55
Bảng 5-4: Hệ số điều kiện ( C ): ................................................................................................60
Bảng 5-5: Hệ số tải trọng..........................................................................................................60
Bảng 5-6: Các tĩnh tải thiết kế và sức kháng............................................................................61
Bảng 5-7: Thông số xe hợp pháp Việt Nam cho đánh giá cầu.................................................62
Bảng 5-8: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ..............................................................62
Bảng 5-9: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ........................63
Bảng 5-10: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2.................63
Bảng 5-11: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ..............63
Bảng 5-12: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL ..............64
Bảng 5-13: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ............................................................66
Bảng 5-14: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ......................66
Bảng 5-15: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2..................66
Bảng 5-16: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL ...............67
Bảng 5-19L Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3.....................68
Bảng 5-23: Tổng hợp so sánh hệ số RF TTGH cƣờng độ mô hình BDI và CSIBridge...........70

5
Bảng 5-34: Tổng hợp so sánh hệ số RF theo TTGH cƣờng độ và TTGH sử dụng.................74
Bảng 6-1:Các kết quả của mô hình sau khi hiệu chỉnh ............................................................86
Bảng 6-2: Các kết quả hiệu chỉnh mô hình ..............................................................................86
Bảng 6-3: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93 ..............................................................88
Bảng 6-4: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3 ........................88
Bảng 6-5: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2....................88
Bảng 6-6: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL .................89
Bảng 6-7: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL .................89
Bảng 6-8: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe thử ..............................................................89
Bảng 6-9: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H8......................................................90
Bảng 6-10: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H13..................................................90
Bảng 6-12: Các hệ số đánh giá tải với 2xe 3T-VN-TL cách nhau 10m ...................................91
Bảng 6-13: Các hệ số đánh giá tải với 2xe 3T-VN-TL cách nhau 15m ...................................91
Bảng 6-18: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 4T-VN-TL .............93
Bảng 6-19: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe thử ............................................................93
Bảng 6-20: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H8....................................................93
Bảng 6-22: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng đoàn xe H18.................................................94
Bảng 6-23: Các hệ số đánh giá tải với 2 xe 3T-VN-TL cách nhau 10m ..................................94
Bảng 6-24: Các hệ số đánh giá tải với 2 xe 3T-VN-TL cách nhau 15m ..................................95
Bảng 6-25: Tổng hợp so sánh hệ số RF mô hình ban đầu và mô hình sau khi cập nhật..........95
Bảng 6-26: Bảng tổng hợp tải trọng khai thác an toàn............................................................97
Bảng 6-27: Hƣ hỏng tích lũy do 1 xe chạy qua cầu .................................................................98

6
Bảng 6-28: Tuổi thọ mỏi còn lại của dầm chủ .........................................................................98
Bảng 6-29: Tuổi thọ mỏi còn lại của dầm ngang .....................................................................98
Bảng 6-30: Tuổi thọ mỏi còn lại của dây văng.........................................................................99
Bảng 7-1: Bảng tổng hợp kết quả xử lý dữ liệu trạm cân động Dầu Giây trong 6 tháng......109
Bảng 8-1: Thống kê tải trọng xe và tải trục trung bình từ dữ liệu cân động trạm cân Dầu dây
trong 6 tháng của các loại xe quá tải ......................................................................................110
Bảng 8-2: Bảng thông kê khoảng cách trục các loại xe quá tải từ dữ liệu cân động..............110
Bảng 8-3: Tham số các ứng cử viên mô hình xe hợp pháp ở Việt Nam từ 2- 6 trục.............111
Bảng 8-4: Tham số các ứng cử viên mô hình xe hợp pháp ở Việt Nam từ dữ liệu Đăng kiểm
................................................................................................................................................113
Bảng 8-5: Giá trị momen (kN.m) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp ........114
Bảng 8-6: Giá trị momen (kN.m) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp (tiếp
theo)........................................................................................................................................115
Bảng 8-7: Giá trị lực cắt (kN) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp..............116
Bảng 8-8: Giá trị lực cắt (kN) 1 làn xe hoạt tải HL93 và các mô hình tải hợp pháp (tiếp theo)
................................................................................................................................................117

7
hụ lục 1: MÔ TẢ CÁC MÔ HÌNH HOẠT TẢI THIẾT KẾ TRONG CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
CẦU.
Bảng 1-1 : Tóm tắt thông tin các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc trên thế giới
Mã số
trƣờng
hợp
tải
phân
tích
Mô hình hoạt tải phân tích Mã tiêu chuẩn
Nƣớc ban hành/ Năm
ban hành
Hệ số tải
trọng
TTGH
cực hạn
(ULS)
Hệ số tải
trọng
TTGH sử
dụng
(SLS)
Hệ số xung kích
1 HL93-Truck AASHTO LRFD (2007) Mỹ , năm 2007 1.75 1 1.33
2 H30-VN 22TCN 18-79 Việt Nam, năm 1979 1.4 1 1.3-1
3 HL93-Tandem AASHTO LRFD [2007] Mỹ , năm 2007 1.75 1 1.33
4 HK80-VN 22TCN 18-79 Việt Nam, năm 1979 1.1 1 1
5 X60-VN 22TCN 18-79 Việt Nam, năm 1979 1.1 1 1
6 H13-VN 22TCN 18-79 Việt Nam, năm 1979 1.4 1 1.3-1
7 S1600-AS08 AS 5100 [2008] Öc, năm 2008 1.7 1 1
8 T44-AUS92 Austroad [1992] Öc, năm 1992 2 1 1.25
9 HA-BS2006 BS 5400 [2006] Anh , năm 2006 1.5 1.2
Đã bao gồm xung
kích

8
10 HB30-BS BS 5400 [2006,1978] Anh , năm 2006 1.3 1.1
Đã bao gồm xung
kích
11 HL93-Truck-VN 22 TCN 272-05 Việt Nam , năm 2005 1.75 1 1.25
12 HL93-Tandem-VN 22 TCN 272-05 Việt Nam , năm 2005 1.75 1 1.25
13 HS20-44 AASHTO [1973] Mỹ , năm 1973 2.86 1 1+15.38/(L+38)
14 HS20-44L AASHTO [1973] Mỹ , năm 1973 2.86 1 1+15.38/(L+38)
15 H15-44 AASHTO [1973] Mỹ , năm 1973 2.86 1 1+15.38/(L+38)
16 H15-44L AASHTO [1973] Mỹ , năm 1973 2.86 1 1+15.38/(L+38)
17 HB45-BS BS 5400 [2006,1996] Anh, năm 1978 1.5 1
Đã bao gồm xung
kích
18 EURO1-LM2 EUROCODE- 1-2002 Châu Âu, năm 2002 1.35 1
Đã bao gồm xung
kích
Đã bao gồm xung
kích
Đã bao gồm xung
kích
21 HLP300-AS08 AS 5100 [2008] Öc , năm 2008 1.5 1 1.1
22 HLP420-AS08 AS 5100 [2008] Öc , năm 2008 1.5 1 1.1
23 OHBD-Lane-81 OHBD [1983] Ontario, năm 1981 1.4 0.8 1.25

9
24 OHBD-Truck-81 OHBD [1983] Ontario, năm 1981 1.4 0.8 1.25
25 BCL-625-CSA-07 CAN/CSA-S6-00[2007] Canađa, năm 2007 1.7 0.9 1.25
26 CL-W-625-CSA-07 CAN/CSA-S6-00[2007] Canađa, năm 2007 1.7 0.9 1.25
27 JTG04-TRUCK JTG-D62-2004
Trung Quốc, năm
2004
1.4 1 1.3
28 L20-JAPAN-84(7M) JSA [1984] Nhật Bản, năm 1984 2.5 1 1+10/(25+L)
29 L-JAPAN-12(7M) JSA[2012] Nhật Bản, năm 2012 2.5 1 1+10/(25+L)
30 W160-AS92 Úc AS 5100 [2008] Öc, năm 2008 1.8 1 1.4
31 JTG04-I-LANE JTG-D62-2004
Trung Quốc, năm
2004
1.4 1 1.3
32 HA-1978 BS 5400 [1978] Anh Quốc, năm 1978 1.5 1.2
Đã bao gồm xung
kích
33 M1600-AS08 AS 5100 [2008] Öc, năm 2008 1.8 1 1.3
34
Euro-LM3-600/150
EUROCODE- 1-2002 Châu Âu, năm 2002
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
35
Euro-LM3-900/150
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
36
Euro-LM3-1200/150
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích

10
37
Euro-LM3-1500/150
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
38
Euro-LM3-1500/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
39
Euro-LM3-1800/150
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
40
Euro-LM3-1800/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
41
Euro-LM3-2400/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
42
Euro-LM3-2400/240
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
43
Euro-LM3-2400/200/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
44
Euro-LM3-3000/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
45
Euro-LM3-3000/240
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
46
Euro-LM3-3000/200/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích

11
47
Euro-LM3-3600/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
48
Euro-LM3-3600/240
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích
49
Euro-LM3-3600/200/200
1.35 1.00
Đã bao gồm xung
kích

12
Hình 1-1: Tỷ lệ momen các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn thiết kế cầu các nƣớc so với mô hìnhHL93-Hoa Kỳ.
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Momen/MomenHL93
Chiều dài nhịp giản đơn (m)
Tỷ số momen các hoạt tải tiêu chuẩn so với HL93
HS20-44
H15-44
H30-XB80
H13-X60
S1600-AS08
T44-AUS92
HA-1978
HA-BS2006
HB30-BS
HB45-BS
HL93-VN
OHBD-81
BCL-625-CSA07
CL-W-625-CSA07
JTG604-LANE
L20-JAPAN-84
L-JAPAN-2012
EURO1-LM1

13
-80000.00
-60000.00
-40000.00
-20000.00
0.00
20000.00
40000.00
60000.00
80000.00
HL93-Truck_MAX
HL93-Truck_MIN
H30-VN_MAX
H30-VN_MIN
HL93-Tandem_MAX
HL93-Tandem_MIN
HK80-VN_MAX
HK80-VN_MIN
X60-VN_MAX
X60-VN_MIN
H13-VN_MAX
H13-VN_MIN
S1600-AS08_MAX
S1600-AS08_MIN
T44-AUS92_MAX
T44-AUS92_MIN
HA-BS2006_MAX
HA-BS2006_MIN
HB30-BS_MAX
HB30-BS_MIN
HL93-Truck-VN_MAX
HL93-Truck-VN_MIN
HL93-Tandem-VN_MAX
HL93-Tandem-VN_MIN
HS20-44_MAX
HS20-44_MIN
HS20-44L_MAX
HS20-44L_MIN
H15-44_MAX
H15-44_MIN
H15-44L_MAX
H15-44L_MIN
HB45-BS_MAX
HB45-BS_MIN
EURO1-LM2_MAX
EURO1-LM2_MIN
EURO1-LM1_MAX
EURO1-LM1_MIN
EURO1-LM4_MAX
EURO1-LM4_MIN
OHBD-Lane-81_MAX
OHBD-Lane-81_MIN
OHBD-Truck-81_MAX
OHBD-Truck-81_MIN
BCL-625-CSA-07_MAX
BCL-625-CSA-07_MIN
CL-W-625-CSA-07_MAX
CL-W-625-CSA-07_MIN
JTG04-TRUCK_MAX
JTG04-TRUCK_MIN
L20-JAPAN-84(7M)_MAX
L20-JAPAN-84(7M)_MIN
L-JAPAN-12(7M)_MAX
L-JAPAN-12(7M)_MIN
W160-AS92_MAX
W160-AS92_MIN
JTG04-I_LANE_MAX
JTG04-I_LANE_MIN
HA-1978_MAX
HA-1978_MIN
M1600_AS08_MAX
M1600_AS08_MIN
Momen,kN.m
Biểu đồ momen Mmax ,Mmin chưa nhân hệ số dầmliên tục 3 nhịp 60m+80m+60m, 2 làn xe
Hình 1-2: – Biểu đồ Mmax, Mmin chƣa nhận hệ số các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn

14
Hình 1-3: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH sử dụng (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc biệt
20 30 40 50 60
0
1
2
3
4
5
6
x 10
4
Chieu dai nhip (m)
MomenMmax(kN.m)
BIEU DO MOMEN DAM GIAN DON
HLP300-AS08
HLP420-AS08
Euro-LM3-1200/150
Euro-LM3-1500/150
Euro-LM3-1500/200
Euro-LM3-1800/200
Euro-LM3-2400/200
Euro-LM3-2400/200/200
Euro-LM3-900/150
Euro-LM3-600/150
Euro-LM3-3600/240
Euro-LM3-3600/200/200
Euro-LM3-3600/200
Euro-LM3-2400/240
Euro-LM3-1800/150
Euro-LM3-3000/200
Euro-LM3-3000/200/200
Euro-LM3-3000/240
HL93-Truck
HL93-Tandem
S1600-AS08
HB45-BS

15
Hình 1-4: –Momen Mmax- chiều dài nhịp, TTGH cƣờng độ (kN.m) cho các loại hoạt tải đặc biệt
20 30 40 50 60
0
1
2
3
4
5
6
7
8
x 10
4
Chieu dai nhip (m)
MomenMmax(kN.m) BIEU DO MOMEN DAM GIAN DON
HLP300-AS08
HLP420-AS08
Euro-LM3-1200/150
Euro-LM3-1500/150
Euro-LM3-1500/200
Euro-LM3-1800/200
Euro-LM3-2400/200
Euro-LM3-2400/200/200
Euro-LM3-900/150
Euro-LM3-600/150
Euro-LM3-3600/240
Euro-LM3-3600/200/200
Euro-LM3-3600/200
Euro-LM3-2400/240
Euro-LM3-1800/150
Euro-LM3-3000/200
Euro-LM3-3000/200/200
Euro-LM3-3000/240
HL93-Truck
HL93-Tandem
S1600-AS08
HB45-BS

16
Hình 1-5: – Biểu đồ lực cắt max-chiều dài nhịp ,TTGH Cƣờng độ (kN) cho các loại hoạt tải đặc biệt
20 30 40 50 60
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Chieu dai nhip (m)
LuccatQmax(kN) BIEU DO LUC CAT Q
HLP300-AS08
HLP420-AS08
Euro-LM3-1200/150
Euro-LM3-1500/150
Euro-LM3-1500/200
Euro-LM3-1800/200
Euro-LM3-2400/200
Euro-LM3-2400/200/200
Euro-LM3-900/150
Euro-LM3-600/150
Euro-LM3-3600/240
Euro-LM3-3600/200/200
Euro-LM3-3600/200
Euro-LM3-2400/240
Euro-LM3-1800/150
Euro-LM3-3000/200
Euro-LM3-3000/200/200
Euro-LM3-3000/240
HL93-Truck
HL93-Tandem
S1600-AS08
HB45-BS

17
hụ lục 2: MÔ TẢ HỆ THỐNG THỬ TẢI CHẨN Đ N ẾT
CẤU BridgeLoadTest và FAPRE
2.1. Kiến trúc hệ thống thử tải cầu sử dụng công nghệ không dây:
Hình 2-1: Sơ đồ kiến trúc chung hệ thống BridgeLoadTest
2.2. Giới thiệu thiết bị
Thiết bị thu nhận tín hiệu Card NI9237 + (chasiss USB NI9126 hoặc chasiss NI9205 wifi):
Thông số kĩ thuật cơ bản:
- Công năng: Thiết bị đo biến dạng (strain), bridge V/V
- Số kênh đo: 4 kênh (1/4 cầu, 1/2 cầu, toàn cầu)
- Độ phân giải: 24 bit
- Tần số lấy mẫu tối đa: 50 kS/s
- Khoảng thu tín hiệu: ±25 mV/V
- Điện áp hoạt động: 5V (nguồn USB), 12V (adapter
wifi)
Node 1
Node2 Node 3
Node 4
Laptop
Router phát sóng WIFI diện rộng
Kết cấu nhịp cầu
cảm biến

18
Hệ thống cảm biến:
Cảm biến biến dạng loại lá điện trở
- TML strain gage
- Kyowa strain gage
Cảm biến biến dạng loại toàn cầu
- BDI Strain Transducer
Cảm biến chuyển vị
- BDI LVDT Displacement Sensor
- TML CDP Displacement Transducer (CDP-5  CDP-100)
- Kyowa Displacement Transducers (DT-A)
Cảm biến rung động
- TML Acceleration transducer (ARF-10A, ARF-20A)
- Kyowa Acceleration transducer (AS-1GA, AS-2GA)
- BDI Accelerometers (2-100g)
3. hương trình thu nhận xử lý số liệu - BrloadTest:
Giao diện chƣơng trình

19
Giao diện phần nhập thông tin và thu nhận tín hiệu (với 1 kênh đo)
Code Labview
Khai báo thông tin thiết bị/ kênh đo

20
Khởi động thiết bị và đọc số liệu
Lọc nhiễu và hiển thị biểu đồ theo thời gian
Lưu trữ dữ liệu

21
4. Mô phỏng thử tải trên mô hình cầu gỗ
Đưa xe vào các vị trí định sẵn, thu tín hiệu đo tĩnh tải
Thu tín hiệu thử tải tĩnh

22
Thu tín hiệu thử tải động
2.3. Hệ thống đo khoảng cách xe thử tải để vẽ đường ảnh hưởng đáp ứng
theo vị trí xe thử tải trên cầu
2.3.1. Giới thiệu thiết bị
Card HDL9090+ cảm biến khoảng cách: (Hoặc dùng NI 9205 Wifi)
- Công năng: Thiết bị đo lƣờng và điều khiển
- Số kênh đo: 6 ADC, 2 PWM, 1 Encoder, 4 DO, 1 Counter
- Khoảng thu tín hiệu: ±5V
- Điện áp hoạt động: nguồn USB
Cảm biến khoảng cách Autonics:
- Công năng: Phát hiện chuyển động
- Khoảng cách phát hiện: 15mm
- Điện áp hoạt động: 12-24V

23
2.3.2.Chương trình thu nhận xử lý số liệu:
Code Labview
Khai báo thông tin thiết bị
Thu nhận và lưu số liệu

24
2.3.3.Ứng dụng đo đạc thực tế
Đo khoảng cách xe thử tải - công trình cầu Phổ Phong – Quãng Ngãi
( Tháng 12/2013)
Kết quả đƣờng ảnh hƣởng chuyển vị động do xe thử cầu chạy qua
-0.500
-0.300
-0.100
0.100
0.300
0.500
0.700
0.900
1.100
1.300
1.500
1.700
1.900
2.100
2.300
2.500
-6.6
-3.3
0
3.3
6.6
9.9
13.2
16.5
19.8
23.1
26.4
29.7
33
36.3
39.6
42.9
chuyểnvị(mm)
khoảng cách (m)
LVDT (Dầm 3) - v=10km/h

25
2.4. Hệ thống chẩn đoán lực căng hiện tại trong các dây cáp văng
2.4.1.Cơ sở lý thuyết phương pháp chẩn đoán
Trong các kết cấu hệ dây (cầu dây văng, cầu dây v ng, hệ treo,..) việc xác định lực
căng hiện tại trong các dây cáp là cần thiết cho quá trình chẩn đoán sự làm việc của cáp và
của toàn kết cấu. Thay vì đo đạc trực tiếp, phƣơng pháp đo lực căng bằng kỹ thuật đo dao
động cũng đƣợc sử dụng rộng rãi tại hiện trƣờng. Trong các phƣơng pháp này thì phổ dao
động theo thời gian của cáp do nguồn kích thích tự nhiên hoặc cƣởng bức đƣợc thu lại nhờ
các cảm biến và các tần số dao động đƣợc xác định tƣơng ứng. Lực căng trong cáp đƣợc tính
toán gián tiếp qua các tần số dao động đo đƣợc từ các công thức đã rút gọn. Quan hệ đơn giản
nhất để xác định lực căng cáp theo tần số dao động là phƣơng trình Taut string (2-1)
( 2-1)
Trong đó T là lực căng cáp, là khối lƣợng riêng cáp, L là chiều dài giữa hai điểm neo cáp và
fn là tần số dao động tự do thứ n. Một số nghiên cứu chỉ ra công thức đơn giản trên có nhiều
sai số khi dự báo lực căng trong cáp. Để giảm sai số cần xét đến các tham số quan trọng nhƣ
mũi tên v ng của cáp, độ cứng chống uốn, điều kiện biên tại hai đầu neo,...
Theo lý thuyết dao động dây thì các đỉnh trên phổ năng lƣợng-tần số của cáp có khoảng cách
giống nhau khi lực căng trong cáp là hằng số. Nếu dao động tự do cáp đƣợc đo tốt, ta sẽ có
một số khoảng cách các đỉnh trên biểu đồ phổ năng lƣợng-tần số bằng nhau, khoảng cách các
đỉnh này là tần số cơ bản và công thức tính lực căng đơn giản hơn do bỏ qua thông tin bậc dao
động.
T=4 L2
f2
(2-2)
Trong trƣờng hợp có xét đến độ cứng chống uốn của dây, thì công thức cần thêm các tham số
độ cứng EJ dây cáp.

26
2.4.2.Giao diện và các tính năng chương trình
Hình 1: Giao diện chương trình
+ ác tính năng cơ bản
- Thu nhận tín hiệu trực tiếp từ cảm biến gia tốc rung động 3 phƣơng GPx2 (Sensr-
Hoa Kỳ). Hiển thị dữ liệu theo thời gian thực.
- Phân tích, tính toán chẩn đoán lực căng cáp từ chuỗi dữ liệu vừa thu đƣợc hoặc dữ
liệu sẵn có.
+ Sử dụng chương trình
- Sau khi kết nối máy tính với hệ thống cảm biến rung động, gia tốc kế 3 phƣơng
Sensr GPx2, khai báo các thông số cáp, đƣờng dẫn lƣu dữ liệu, nhấn THU TÍN
HIỆU để bắt đầu lƣu dữ liệu vào tệp. Nhấn DỪNG để ngừng thu tín hiệu.
- Sau khi hoàn thành thu nhận tín hiệu, nhấn PHÂN TÍCH để nạp dữ liệu vào xử
lý, tính toán lực căng.
- Dữ liệu sẽ đƣợc tính toán sơ bộ và đƣa ra kết quả chẩn đoán lực căng cáp. Để
tinh chỉnh, chọn lại khoảng gia tốc rung động tính toán bằng cách sử dụng các
công cụ thu phóng (nhƣ hình 2). Khi chọn xong, nhấn Chọn lại để cập nhập lại
số liệu tính toán.

27
- Dựa vào biểu đồ FFT và các số liệu tính toán tần số, hiệu chỉnh lại số liệu phù
hợp, sau khi đã điều chỉnh, nhấn Tính lại lực căng để đƣa ra kết quả chẩn đoán
cuối cùng.
Hình 2: Chọn khoảng dữ liệu cần xử lý
2.5. Ứng dụng hệ thống chẩn đoán cáp văng
2.5.1.Tính toán chẩn đoán lực căng cáp cầu Trần Thị Lý – Đà Nẵng
Các thông số cơ bản
Chiều dài cáp : 62.529 m
Trọng lƣợng đơn vị : 13.224 kG/m
Gia tốc trọng trƣờng : 9.81 m/s2
Thông số dữ liệu phân tích
Chuỗi dữ liệu Cablbe-1
Kênh 1
Thời gian phân tích : 0-33
Tần số xét : 0-10 Hz
Tần số trung bình : 1.356 Hz
Lực căng chẩn đoán : 38.774 Tấn

28
Kênh 2
Thời gian phân tích : 0-33
Tân số trung bình : 1.350 Hz

29
2.5.2.Tính toán chẩn đoán lực căng cáp cầu Phò Nam – Đà Nẵng
Thông số dữ liệu phân tích
Chuỗi dữ liệu thứ nhất RUNG-DAY-0000 (Dây 16)
Kênh 1
Chiều dài cáp : 17.4 m
Trọng lƣợng đơn vị : 7.714 kG/m
Gia tốc trọng trƣờng : 9.81 m/s2
Thời gian phân tích : 1.6-20
Tần số trung bình : 3.832 Hz
2.6. Kết luận độ chính xác hệ thống
Hệ thống chẩn đoán lực căng cáp văng bằng kỹ thuật đo và phân tích dao động phát
triển cùng luận án này đã đƣợc ứng dụng vào thực tế đo dây cáp cầu Trần Thị Lý- Đà nẵng,
Cầu Phò Nam – Đà Nẵng , Cầu Đăkke- Kontum cho kết quá khá sát so với tính toán, sai số
nằm từ 1%-7%.

30
hụ lục 3: MÔ TẢ HỆ THỐNG DỰ B HƯ HỎNG TÍ H LŨY
DO MỎI TỪ PHỔ BIẾN DẠNG QUAN TRẮC TẠI HIỆN
TRƯỜNG
3.1. Giới thiệu thiết bị
Card NI9237 + chasiss USB NI9126:
- Công năng: Thiết bị đo biến dạng, bridge V/V
- Số kênh đo: 4 kênh (1/4 cầu, 1/2 cầu, toàn cầu)
- Khoảng thu tín hiệu: ±25 mV/V
- Điện áp hoạt động: nguồn USB
3.2. ơ đồ khối hệ thống đo đạc và chẩn đoán tuổi thọ mỏi
Sơ đồ khối hệ thống dự đoán tuổi thọ mỏi kết cấu theo kết quả quan trắc phổ biến dạng hiện
trƣờng nhƣ sau:
Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ thống thu thập số liệu biến dạng động và chẩn đoán tuổi thọ mỏi

31
3.3. Giao diện và các tính năng chương trình FAPRE
a. ác tính năng cơ bản
- Thu nhận tín hiệu trực tiếp từ cảm biến biến dạng, ứng suất. Hiển thị dữ liệu theo thời
gian thực.
- Phân tích, tính toán tuổi thọ mỏi từ chuỗi dữ liệu vừa thu đƣợc hoặc dữ liệu sẵn có.
b. ử dụng chương trình
Sau khi kết nối máy tính với hệ thống đo, tiến hành thiết lập thiết bị đo đạt, khai
báo thông số vật liệu (hình II.c.1).
Khai báo thông số lƣới chia tính toán, chọn kênh đo đạt, sau đó nhấn Bắt đầu để
thu số liệu. Chƣơng trình sẽ hiển thị phổ ứng suất theo thời gian và tổng hƣ hỏng tích
đến thời điểm hiện tại.
Khai báo tuổi hiện tại của cầu, tổng thời gian quan trắc, chƣơng trình tính toán
và đƣa ra dự báo tuổi thọ mỏi, tuổi thọ còn lại của công trình.
Chƣơng trình cũng có thể tính toán tuổi thọ mỏi từ số liệu có sẵn (hình II.c.2).
Hình 3-2: Giao diện chương trình FAPRE- giới thiệu hệ thống

32
Hình 3-3: Thiết lập thông số vật liệu
Hình 3-4: Xử lý số liệu từ dữ liệu có sẵn

33
3.4. Kết quả chạy thử nghiệm chương trình
Tính tuổi thọ mỏi của cầu Phò Nam – Đà Nẵng
Hình 3-5: Tuổi thọ mỏi của dầm chủ cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua

34
Hình 3-6: Tuổi thọ mỏi của dầm ngang cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua
Hình 3-7: Tuổi thọ mỏi của dây văng cầu Phò Nam khi 1 xe tải trọng H10 chạy qua

35
hụ lục 4: Đ NH GI ẮM BI N CẦ TR HÚ Ũ THE HƯ NG H LRFR
4.1. Bảng tính toán tuổi thọ mỏi theo MBE-2011
1. Ước tính khoảng ứng suất hữu hiệu
Rs - Ƣớc tính hệ số tải trọng riêng phần bằng Rsa.Rst, trừ khi chỉ định khác (bảng 7.2.2.1 -1)
Df = Khoảng ứng suất hữu hiệu đo đƣợc hoặc 75% khoảng ứng suất do xe tải mỏi qua trong LRFD mục 3.6.1.4
Hoặc khảo sát 1 xe tải mỏi hoặc nghiên cứu từ số liệu trạm cân động (WIM).
Rsa liên quan đến sự không chắc chắn trong phân tích
Rst liên quan đến sự không chắc chắn về giả thiết trọng lƣợng xe tải có hiệu
Rsa,Rst tra bảng 7.2.2.1-1 (MCE-08)
Chọn : Rsa= 0.95 (Phân tích chi tiết theo mô hình FEM 3D)
Rst= 1
Rs=Rsa*Rst 0.95 Rs= 0.95 ( tính tuổi thọ mỏi tối thiểu)
2. ác định khoảng ứng suất hữu hiệu do tải mỏi gây ra theo tính toán: (Cho một xe tải mỏi trên 1 làn đơn. Xét hai làn đơn)
( Tính toán từ SAP2000, mô hình FEM 3D)
Ứng suất Max do xe tải mỏi qua cầu gây ra tại điểm xét, Mpa = smax
Ứng suất min do xe tải moi qua cầu gây ra tại điểm xét, Mpa = smin
Khoảng ứng suất do tải mỏi ,Mpa =
(DF)eff= Rs*(DF) (Kể số làn xe và hệ số tải trọng 0.75)
Xƣ tải tính mỏi HL93 Type 3 Type 3S2 Type 3-3 3T-VN-TL 4T-VN-TL 5T-VN-TH
smax 54.49 42.59 52.78 53.47 46.36 54.24 66.89
smin 0 0 0 0 0 0 0
smax - σmin 54.5 42.6 52.8 53.5 46.4 54.2 66.9
(DF)eff 77.6 60.7 75.2 76.2 66.1 77.3 95.3

36
3. ác định khoảng ứng suất theo đo đạc biến dạng:
 = Tỷ lệ phần trăm các vòng lặp ở khoảng ứng suất tƣơng ứng
(DF)i = Khoảng ứng suất tƣơng ứng
4. ác định sức kháng mỏi danh định :
Trong đó:
A = Hằng số lấy từ bảng 6.6.1.2.5-1 (Mpa3
) 3.93E+12 (Chi tiết loại B-kiểm tra ứng suất mỏi bản biên dưới dầm)
n = Số vòng lặp ứng suất do một xe tải qua cầu, tra bảng 6.6.1.2.5-2 1 (nhịp giản đơn L>12m)
(ADTT)SL = p* ADTT
ADTT= số xe tải theo một hƣớng trong một ngày đêm tính trung bình trong thời gian tuổi thọ thiết kế
(ADTT)SL = số xe tải trong một ngày đêm trong 1 làn đơn tính trung bình trong thời gian tuổi thọ thiết kế
p= Lấy theo bảng 3.6.1.4.2-1 0.85 (2 làn xe)
Giả định cho cầu Trà húc
Tổng số lƣợng xe/ngày đêm theo 1 hƣớng hiện tại : 5000 xe
Tỷ lệ tăng giao thông hàng năm, g= 6 %
Năm hiện tại của cầu: 50 năm
Tỷ lệ xe tải trong dòng giao thông: 0.1
(ADTT)SL/ (ADTT)SL-ht = 1.2 (Tra biểu đồ C7.2.5.1-MCE-2011)
(ADTT)SL= 600 Xe/làn/ngày-đêm

37
N= 16425000 Vòng lặp
(A/N)^1/3 = 62.08 Mpa
(DF)TH Hằng số ngƣỡng m i lấy từ bảng 6.6.1.2.5-3, Mpa 110 (chi tiết B)
Sức kháng mỏi danh định:
(DF)n Mpa 62.08 Mpa
5. iểm toán tuổi thọ mỏi không giới hạn:
(DF)max =2(Df)eff
Kiểm tra tuổi thọ mỏi không giới hạn:
Loại xe HL93 Type 3 Type 3S2 Type 3-3 3T-VN-TL 4T-VN-TL 5T-VN-TH
2(DF)eff 155.30 121.38 150.42 152.39 132.13 154.58 190.64
K.Tra NOT NOT NOT NOT NOT NOT NOT
6. Ướt tính tuổi thọ mỏi:
RR Hệ số sức kháng cho đánh giá = 1.3 (chi tiết E, đánh giá tuổi thọ)
M=

38
Y = (năm)
Tuổi thọ mỏi còn lại Yr = (năm)
Loại xe HL93 Type 3 Type 3S2 Type 3-3 3T-VN-TL 4T-VN-TL 5T-VN-TH
M 1.03E+11 4.90E+10 9.32E+10 9.69E+10 6.31E+10 1.01E+11 1.90E+11
Y 49.8 104.4 54.8 52.7 80.9 50.5 26.9
Yr -0.2 54.4 4.8 2.7 30.9 0.5 -23.1
7. hảo sát sự biến thiên tuổi thọ mỏi theo lưu lượng xe:
Xét xe tải mỏi là loại xe 3T-VN-TL
Số lƣợng xe theo một hƣớng hiện tại, tỷ lệ tăng xe 6% hàng năm
Tuổi thọ mỏi Y,Năm
Tổng LLX 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
LL xe tải 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200
Tuổi thọ 354.6 152.3 84.9 51.1 30.9 17.4 7.8 0.6 -5 -9.5
Tổng.T thọ 404.6 202.3 134.9 101.1 80.9 67.4 57.8 50.6 45 40.5
8. hảo sát tuổi thọ mỏi theo cường độ tải trọng xe mỏi:
HL93 Type 3 Type 3S2 Type 3-3 3T-VN-TL 4T-VN-TL 5T-VN-TH
13.3 5.7912 12.4968 16.4592 4.85 6.95 12.9
3 3 6 7 3 4 5
33.5 25 36 40 24 30 42
14.5 7.7 7.0 7.2 9.0 8.0 9.0
49.8 104.4 54.8 52.7 80.9 50.5 26.9
-0.2 54.4 4.8 2.7 30.9 0.5 -23.1
Loại xe tính mỏi
Tuổi thọ mỏi còn lại Yr, năm
Chiều dài cơ sở (m)
Số trục xe
Tổng tải (Ton)
Tải trục Max
Tổng tuổi thọ mỏi còn lại Y, năm

39
-50
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Tuổithọcònlại,năm
Lưu lượng xe tải xe/ngày.đêm
Hình 4-1: Quan hệ lƣu lƣợng xe qua cầu và tuổi thọ mỏi còn lại
Hình 4-2: Quan hệ tải trọng (lọa xe) tính mỏi và hƣ hỏng tích lũy một lần xe chạy qua cầu
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
3T-VN-TL 4T-VN-TL 5T-VN-TH
Hưhỏngtíchlủy1lầnqua(x10-8)
Loại xe

40
4.2. Kết quả tính toán mô phỏng thử tải ảo kết cấu nhịp cầu Trà húc cũ
Sử dụng phần mềm MIDAS Civill 2006 Mô hình kết cấu dùng phần tử mô phỏng các phanà
tử kết cáu nhịp. Lựa chọn ứng xử phi tuyến vật liệu của thép và bê tông theo các mô hình đã
thiết lập trong chƣơng trình. Khai báo trƣờng hợp tải bản thân kết cấu nhịp làm trƣờng hợp tải
tham chiếu. Các cấp tải phân tích xác định bằng hệ số cấp tải trọng bản thân.
Kết quả chạy ứng với các cấp tải khác nhau: (30 cấp tải) hệ số tƣơng ứng nhƣ file txt đính
kèm.
Kết quả bƣớc thứ 1 ứng với hệ số 0.001

41
Kết quả bƣớc 3 ứng với hệ số 1
Kết quả bƣớc 10 ứng với hệ số 3.9 (mép ngoài chịu kéo chuẩn bị chảy dẻo)
Kết quả bƣớc 11ứng với hệ số tải 4.2 (bắt đầu chảy dẻo)

42
Kết quả bƣớc 24 ứng với hệ số tải trọng 6.3 (đang phát triển phạm vi chảy dẻo)
Kết quả bƣớc 25 ứng với hệ số tải trọng 6.4 (đang phát triển phạm vi chảy dẻo)

43
Kết quả bƣớc 30 ứng với hệ số tải 6.9 (chảy dẻo hoàn toàn dầm thép)
Biểu đồ chuyển vị điểm đáy dầm (mặt cắt giữa nhịp)
Dựa vào biểu đồ quan hệ chuyển vị giữa kết cấu nhịp và hệ số tải trọng, cho thấy tại
giao điểm đƣờng cong (chuyển vị-hệ số tải trọng) với đƣờng ngang trục hoành tại hệ số 4 cho
thấy đƣờng cong bắt đầu phi tuyến. Nhƣ vậy nếu chất tải lên kết cấu nhịp tổng cộng bằng 4
lần cƣờng độ tải trọng bản thâm dầm thì dầm ứng xử kết cấu nhịp bắt đầu phi tuyến và, Hoạt
tải thử có cƣờng đôh tƣơng đƣơng (4-1)=3 lần cƣờng độ tải bản thân kết cấu nhịp đƣợc cho là
cấp hoạt tải tối đa mà kết cấu nhịp có thể chịu đƣợc. Tƣơng ứng với mỗi sơ đồ chất tải kiểm
chứng, ta so sánh với hiệu ứng do tải bản thân có thể tìm đƣợc cấp hoạt tải thử tải kiểm chứng
cần tìm.

44
hụ lục 5: Đ NH GI ẦU BTCT DUL NGUYỄN TRI
HƯ NG, Đ NẴNG THEO PHƯ NG H TÍ H HỢP SỬ
DỤNG KẾT QUẢ THỬ TẢI CHẨN Đ N.
5.1. Giới thiệu chung về công trình
5.1.1. Vị trí xây dựng
Cầu Nguyễn Tri Phƣơng nằm trên đƣờng Nguyễn Hữu Thọ đi Hoà Quý thuộc khu vực
phía Nam của thành phố. Đây là hạng mục nằm trong kế hoạch phát triển toàn diện của thành
phố Đà Nẵng nhằm cải thiện việc tiếp cận và lƣu thông trong thành phố, cải thiện việc khớp
nối mạng lƣới giao thông thành phố Đà Nẵng ở miền Trung với mạng lƣới giao thông quốc
gia. Chiều dài cầu 801,5m.
Hình 5-1: Cầu Nguyễn Tri Phƣơng
5.1.2. Các tiêu chuẩn kỹ thuật
- Quy mô: Vĩnh cửu.
- Cấp công trình: Đƣờng phố chính đô thị thứ yếu - TCXDVN 104:2007.
- Bề rộng cầu:B=0.25+1.75+2.5+7.5+0.5+1.3+0.5+7.5+2.5+1.75+0.25=26.3m có lề
bộ hành khác mức với đƣờng xe chạy.
- Cấp động đất: 6.5 < Cấp  7.5 (vùng II, theo thang MSK-64)
- Tần suất lũ tính toán P1% (H=6.35m), P5% (H=4.70m) do thay đổi khí hậu.
- Khổ thông thuyền: Sông thông thuyền cấp IV.

45
5.1.3.Tải trọng thiết kế
Tải trọng xe thiết kế:
- Số làn xe thiết kế: 6 làn.
- Hoạt tải xe thiết kế HL93 gồm một tổ hợp của
+ Xe tải thiết kế hoặc xe hai trục thiết kế và
+ Tải trọng làn thiết kế.
Tải trọng người đi bộ:
- Số làn ngƣời đi bộ: 2 làn.
- Ngƣời đi bộ 3kN/m2.
5.2. Mô tả kết cấu
5.2.1. Kết cấu thượng bộ:
- Sơ đồ nhịp: 23.25m+24m+6x40m+(50+75+50)m+7x40mm+24m+23.25m. - Chiều
dài toàn cầu L= 801.5 m (tính tới cuối tƣờng cánh).
- Các nhịp dầm bản 24m: Sử dụng kết cấu dầm giản đơn liên tục nhiệt bản mặt cầu,
mặt cắt ngang bao gồm 24 phiến dầm bản BTCT dự ứng lực 50MPa, có chiều cao dầm
H=0.95m, khoảng cách dầm 1m, bản mặt cầu bằng bản BTCT dày - Các nhịp dầm Super T:
Sử dụng kết cấu dầm giản đơn liên tục nhiệt bản mặt cầu, mặt cắt ngang bao gồm 10 dầm
Super T, BTCT dự ứng lực 50MPa, có chiều cao dầm H=1.75m, khoảng cách dầm 2.44m, bản
mặt cầu bằng bản BTCT dày 20cm
- Các nhịp dầm hộp liên tục: Sử dụng kết cấu dầm hộp liên tục đúc hẫng cân bằng, mặt
cắt ngang bao gồm 2 dầm hộp, BTCT dự ứng lực 50MPa, có chiều cao dầm H=2.25m tại giữa
nhịp và 4.5m tại trụ cầu. Nhịp chính 75m và hai nhịp biên 50m.
- Lớp mặt cầu gồm:
+ Lớp bê tông nhựa dày 7cm.
+ Lớp phòng nƣớc: Sử dụng loại chống thấm loại màng phun.
- Gối cầu:
+ Sử dụng gối chậu đa hƣớng, đơn hƣớng (đối với các dầm hộp). + Gối cao su (đối với
các dầm bản và dầm Super-T).
- Khe co giãn:
+ Sử dụng khe co giãn loại finger joint hoặc loại modular joint (liên kết giữa
dầm Super T với các dầm hộp BTCT)
+ Khe co giãn cao su (đối với các dầm bản và dầm Super-T).
- Lan can tay vịn bằng thép mạ kẽm.
- Gờ lan can, lề bộ hành, giải phân cách giữa bằng BTCT 20MPpa, trên lát gạch

46
Terrazzo (300x300x30)mm màu đỏ.
- Toàn cầu có 8 bản dẫn kt (5250x5000x300)mm.
5.2.2. Kết cấu hạ bộ:
- Mố cầu dạng chữ U bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, đặt trên hệ móng cọc khoan
nhồi bê tông cốt thép đƣờng kính D1.2m. Mỗi mố bố trí 10 cọc, chiều dài dự kiến
Lcọc
- Trụ cầu dẫn có dạng chữ Y thân đặc bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, móng cọc
khoan nhồi bê tông cốt thép đƣờng kính D1.2m. Mỗi trụ bố trí 8 cọc (trụ P1, P19) và
10 cọc (P2 đến P8 và P11 đến P18), chiều dài dự kiến Lcọc (xem chi tiết trong hồ sơ thiết kế
kỹ thuật).
- Trụ cầu chính có dạng chữ nhật thân đặc đƣợc thắt hẹp ở giữa tạo kiến trúc bằng bê
tông cốt thép đổ tại chỗ, móng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đƣờng kính D1.2m. Mỗi trụ
bố trí 15 cọc (P9, P10), chiều dài dự kiến Lcọc (xem chi tiết trong hồ sơ thiết kế kỹ thuật).
Kết cấu cầu dầm bản rỗng đƣợc thể hiện nhƣ trong bảng dƣới
Bảng 5-1: Thông tin cầu Nguyễn Tri Phương
Vị trí Quận Hải Châu, TP Đà Nẵng
Kiểu kết cấu Cầu dầm bản BTCT ƢST
Chiều dài nhịp
Chiều dài tính toán 21.6m
Chiều dài dầm 23.6m
Chiều rộng kết cấu/đƣờng xe
chạy
12m các dầm bản/ 13.15m mặt cầu / 10.5m đƣờng xe
chạy (3 làn xe)
Kiểu dầm Dầm bản rỗng
Mặt cầu Bản mặt cầu dày 15cm
Điều kiện
Kết cấu trong điều kiện mới, kích thƣớc giống với
bản vẻ thiết kế

47
Hình 5-2: Mặt cắt ngang cầu Nguyễn Tri Phƣơng
5.3. Bố trí thử tải chẩn đoán
5.3.1.Bố trí cảm biến đo:
Thử tải gồm có đo các biến dạng tại các vị trí trên các dầm cầu trong thời gian tải áp
tải vào để kiểm tra.Bố trí thiết bị đo gồm việc gắn các thiết bị đo biến dạng ở đấy dầm tại vị
trí giữa nhịp trên toàn bộ các dầm cầu (gồm 12 dầm). Tổng cộng có 12 cái thiêt bị đo biến
dạng đƣợc gắn trên cầu. 1 đƣờng dẫn tải đƣợc bố trí trên cầu để xếp tải. Các vị trí của mỗi
gage và các đƣờng dẫn xe tải đƣợc thể hiện trong Hình 2.
Thử tải đƣợc thực hiện bằng cách lái 1 xe đổ đất 25 tấn băng qua cầu theo đƣờng dẫn
đƣợc mô tả. Dữ liệu đƣợc ghi lại liên tục tại 100Hz trong thời gian mỗi xe đi qua và vị trí xe
tải đƣợc kiểm soát để ghi lại biến dạng nhƣ hàm của vị trí của xe. Tải trọng trục và khoảng
cách của xe thử đƣợc thể hiện trong hình 3.

48
Hình 5-3: Bố trí thiết bị và kế hoạch thử tải
Hình 5-4: Thông số tải trọng giữa các trục của xe thử tải

49
Hình 5-5: Gắn thiết bị đo tại đáy dầm vị trí giữa nhịp
Hình 5-6: Thu thập dữ liệu thông qua máy tính cá nhân và máy trạm

50
Hình 5-7: Tiến hành thử tại làn giữa
5.3.2. Đánh giá sơ bộ về các dữ liệu thử nghiệm
Tất cả các trƣờng dữ liệu là biểu đồ đƣợc xem xét đầu tiên để xác định chất lƣợng của
nó và cung cấp đánh giá chất lƣợng của phản hồi hoạt tải lên kết cấu. Một số chỉ số của đặc
trƣng dữ liệu gồm việc lặp lại giữa xe băng qua giống hệt nhau, trạng thái đàn hồi (biến dạng
về 0 sau khi xe tải băng qua),và dạng phản hồi bất thƣờng cho biết trạng thái phi tuyến tính
hoặc các trục trặc có thể của gage.
Ngoài kiểm tra chất lƣợng dữ liệu, thông tin thu thập đƣợc trong quá trình đánh giá sơ
bộ đƣợc sử dụng để xác định các đặc điểm mô hình thích hợp,xây dựng độ cứng hữa hiệu của
dầm,mặt cầu,và độ cứng các liên kết. Ví dụ,dạng của biểu đồ biến dạng của các gage gần các
mố đƣợc quyết định để xác định các điều kiện biên đƣợc mô hình nhƣ thế nào. Ngoài ra,các vị
trí trục trung hòa trên các dầm đƣợc xem xét để đánh giá các dầm tƣơng tác với mặt cầu FRP
nhƣ thế nào. Vị trí và tính nhất quán của các phép đo trục trung hòa đƣợc cung cấp thông tin
về việc tồn tại của tác động liên hợp và các thuộc tính mặt cắt ngang hiện tại. Đối xứng của
các phản hồi về tim cầu đƣợc xem xét để kiểm tra cho tính nhất quán trong độ dầm cứng và
tải chuyển đổi.
Kết luận trực tiếp từ trƣờng dữ liệu:
+ Tất cả các gage trở về 0 sau mỗi lần thử tải. Điều này cho biết rằng tất cả các phản
hồi và trạng thái cầu là tuyến tính và đàn hồi. Các phản hồi từ các đƣờng dẫn xe giống nhau là
đƣợc lặp lại nhƣ thể hiện trong Hình 3. Biểu đồ này cho thấy các ứng suất cánh trên và dƣới
tại giữa nhịp của dầm G3 do 2 đƣờng dẫn xe giống nhau. Tất cả các biểu đồ biến dạng có mức

51
độ giống nhau lặp đi lặp lại.
+ Giá trị lớn nhất của biên dạng đƣợc đo trên các dầm là 13.36 em xảy ra tại giữa
nhịp của dầm G8 . Các cực trị biến dạng đƣợc đo cho mỗi gage biến dạng đƣợc trình bày
trong Bảng 3 (đơn vị metric) cho mỗi đƣờng dẫn xe.
Hình 5-8: Biểu đồ biến dạng dầm G1 và G12 theo vị trí xe thử tải

52
Hình 5-10: :Biểu đồ biến dạng dầm G3 và G10 theo vị trí xe thử tải

53

54
Bảng 5-2: Cực trị biến dạng được đo
Vị trí gage Gage ID Min (micro-strain) Max (micro-strain)
G1 B2161 -2.30 8.35
G2 B2168 -1.74 8.47
G3 B2162 -1.49 7.68
G4 B2169 -1.98 8.74
G5 B2158 -2.00 10.77
G6 B2159 -1.77 12.04
G7 B2164 -1.46 11.60
G8 B2153 -1.63 13.36
G9 B2157 -1.11 9.37
G10 B2167 -1.31 10.03
G11 B2155 -1.18 10.02
G12 B2165 -1.16 9.76
5.4. Mô hình PTHH và hiệu chỉnh mô hình dựa vào kết quả thử tải chẩn
đoán
5.4.1.Mô hình hóa kết cấu nhịp
Giai đoạn tiếp theo của việc điều tra là phát triển 1mô hình phần tử hữu hạn đặc trƣng
cho kết cầu ở trên. Khi với hầu nhƣ các cầu kiểu dầm bản, cầu hệ thống sàn đƣợc mô hình
nhƣ lƣới mặt phẳng phù hợp với dầm,tấm,và phần tử đàn hồi. Gối đàn hồi đƣợc sử dụng tại 2
đầu của cầu để mô phỏng tác động của các điều biện gối tựa. Hình 14 bao gồm mô hình tính
toán chung của cầu với tải trọng xe thêm vào.
Một mô hình ban đầu đƣợc phát triển, các thao tác thử tải thực chất đƣợc mô phỏng
trong mô hình. Chiều của xe tải đƣợc áp vào với khoảng thời gian hữu hạn để mô hình dọc
các đƣờng dẫn giống nhau nhƣ xe thử nghiệm thực tế qua cầu. So sánh trực tiếp của các giá trị
biến dạng đã đƣợc thực hiện giữa các thí nghiệm và các dự đoán phân tích các kết quả đƣợc

55
đo. Mô hình ban đầu đƣợc “hiệu chỉnh bằng cách thay đổi các thuộc tính khác và các điều
kiện biên cho đến khi các kết quả phù hợp với các kết quả đo trong trƣờng.
Bảng 5-3: Mô hình phần tử hữa hạn với mô hình xe thử tải bằng phần mềm WINGEN , hãng
BDI (USA).
Dựa vào các kết luận đƣợc thực hiện trong quá trình điều tra sơ bộ của các kết quả ở
trên, 7 thông số đƣợc chọn cho hiệu chỉnh : Modul (E) của dầm và bản mặt cầu, độ cứng (I)
của các dầm, độ cứng xoay (J) của cáp DƢL ngang, và các điều kiện gối (Fx,Ry….) tại mỗi
đầu của cầu. Tất cả các dầm đƣợc đƣợc giả sử có độ cứng nhƣ nhau.
Điều kiện gối đƣợc tạo ra thông qua các ứng xử đàn hồi thực tế. Trong lý thuyết thiết kế, hầu
hết các dầm đƣợc giả định một đầu là gối cố định, đầu còn lại là gối di động và bỏ qua đàn hồi
của gối để dể dàng trong tính toán nội lực. Nhƣng trên thực tế, cầu khi đƣa vào làm việc đƣợc
gối trên gối cao su nên làm việc giống với gối đàn hồi hơn.Vì vậy ta khai báo trong mô hình
là 2 gối đàn hồi tại mỗi đầu dầm.
Nhƣ đã đề cập ở trên, các thuộc tính độ cứng đƣợc chọn cho việc hiệu chỉnh bao gồm
độ cứng bản (Eplt), độ cứng dầm (Iy), độ cứng xoắn (J) và các điều kiện gối (Fx, Rxy). Hiệu
chỉnh của các thuộc tính độ cứng dựa vào kỹ thuật tối ƣu khi mà sai số giữa biến dạng đƣợc
đo và đƣợc tính toán đƣợc nhỏ nhất.
5.4.2.Kết quả hiệu chỉnh mô hình
Tiến trình tối ƣu, mô hình phải tạo ra sự tƣơng thích nhất giữa đáp ứng đo và đáp ứng
tính toán. Các giá trị chính xác thu đƣợc ban đầu và cuối cùng thể hiện sau đây.

56
Hình 5-14: Biểu đồ so sánh dữ liệu đo thực tế và mô hình phân tích dầm G1

57

58
Bảng 4: Các giới hạn mô hình chính xác
Sai số Mô hình ban đầu
Mô hình hiệu chỉnh
cuối cùng
Sai số tuyệt đối (12 cảm biến) 3175.6 2974.1
Sai số phần trăm 6.5% 5.6%
Sai số tỉ lệ 7.7% 6.9%
Hệ số tƣơng quan 0.89 0.98
Bảng 5:Các kết quả hiệu chỉnh mô hình
Thông số độ cứng Giá trị ban đầu Giá trị cuối cùng
Moduyn đàn hồi dầm (E – N/mm2
) 34434 34430
Momen quán tính dầm trong (Ix -mm4
) 5.8x1010
11.6 x1010
Momen quán tính dầm ngoài (Ix -mm4
) 6.0x1010
12 x1010
Moduyn đàn hồi bản mặt cầu (E – N/mm2
) 27222 32320
Độ cứng gối Trái(Fx –N/mm) 0 25000

59
Độ cứng gối Phải(Fx –N/mm) 0 75000
Độ cứng gối Trái(Fy –N/mm) 0 75000
Độ cứng gối Phải(Fy –N/mm) 0 50000
Độ cứng gối Trái (Ry- N-mm/rad) 0 0
Độ cứng gối phải (Ry- N-mm/rad) 0 2500000
Độ cứng cáp DƢL ngang (J - mm4
) 8000 1.35x1011
Độ cứng cáp DƢL ngang (Ix- N-mm/rad) 45000 4.5x1010
5.4.3.Đánh giá khả năng chịu tải của cầu:
Tiến hành đánh giá cầu (rating) dựa trên mô hình đã hiệu chỉnh (tối ƣu) dựa trên dữ
liệu thử tải.
Trong tiêu chuẩn AASHTO, phƣơng pháp LRFR (Load and Resistance Factor Rating)
là đánh giá theo tải trọng và sức kháng.Việc đánh giá thể hiện trong phƣơng trình (5-1).
Khả năng chịu tải của cầu theo LRFR đƣợc tính toán nhƣ sau:
)(
W-DC PDW
IMLL
PDC
RF
L
DC


=
  


(5-1)
Trong đó:
RF - hệ số khả năng chịu tải của cầu.
DC- hiệu ứng của tĩnh tải bản thân kết cấu.
DW- hiệu ứng của tĩnh tải trọng lƣợng lớp phủ mặt cầu.
P: - Hiệu ứng của các loại tải trọng thƣờng xuyên khác.
LL: - hiệu ứng hoạt tải đánh giá
IM: - hệ số xung kích.
DC, DW, P, L: hệ số tải trọng của tĩnh tải, hoạt tải tƣơng ứng.
C: khả năng chịu tải của cầu.
C=ФC, ФS, ФR: khi tính toán với trạng thái giới hạn cƣờng độ
C=fR: khi tính toán đối với trạng thái giới hạn khai thác
Rn: sức kháng danh định.
fR: ứng suất cho phép theo quy trình thiết kế LRFD

60
Ф: hệ số sức kháng
ФC ФS ≥ 0.85
ФC : hệ số điều kiện làm việc của kết cấu theo LRFR
Bảng 5-4: Hệ số điều kiện ( C ):
Điều kiện làm việc của kết cấu
Tốt hoặc đạt yêu cầu 1
Bình thƣờng 0.95
Xấu 0.85
ФS : hệ số nhằm xét đến tính dƣ của kết cấu
Kết cấu có tính dƣ: ФS = 1
Kết cấu không có tính dƣ: ФS = 0.85
Cầu thép liên kết bằng đinh tán, cầu dàn thép: ФS = 0.9
Hê số xung kích từ 0,1 ÷ 0,33 tuỳ thuộc loại kết cấu (đối với hoạt tải thông thƣờng),
đối với hoạt tải đặc biệt lấy =0 (do vận tốc qua cầu của tải trọng đặc biệt đƣợc quy định <
8km/h)
Hệ số tải trọng của từng loại hoạt tải theo quy định của AASHTO LRFR tuỳ thuộc vào
trạng thái giới hạn tính toán và lƣu thông giao thông qua cầu (Riêng hệ số tải trọng của tĩnh
tải đƣợc quy định giống AASHTO LRFR).
Bảng 5-5: Hệ số tải trọng
TTGH CĐ1 DC DW P LL IM
Kiểm kê 1.25 1.5 1.2 1.75 0.25
Khai thác 1.25 1.5 1.2 1.35 0.25
5.4.4.Phân tích bằng phần mềm WINGEN của hãng BDI-USA.
Phần mềm WINGEN của hãng BDI đi kèm hệ thống thiết bị đo của hãng chỉ cho phép
mô phỏng PTHH loại cầu dầm. Kết quả tính toán nội lực và sức kháng nhƣ các bảng sau.

61
Bảng 5-6: Các tĩnh tải thiết kế và sức kháng
Dầm Trong Dầm Ngoài
Tải trọng Đơn vị (KN/m) Tải trọng Đơn vị (KN/m)
Bản Mặt Cầu 3.53 Bản Mặt Cầu 3.53
Dầm chính 14.24 Dầm chính 15.16
Lan can 0 Lan can 2.50
Lớp phủ mặt cầu 1.73 Lớp phủ mặt cầu 1.73
Ống thoát nƣớc 7.4 Ống thoát nƣớc 7.4
Tổng tĩnh tải, lớp phủ, tải trọng thường xuyên
TTGH Đ1 33.96 TTGH Đ1 37.96
TTGH SD 26.90 TTGH SD 30.32
Sức kháng của dầm
Mr (KN.m) 5306 Vr (KN) 3024
Các loại tải trọng dùng để đánh giá khả năng chịu tải:
+ Tải trọng HL93 (hoạt tải thiết kế)
+ Tải trọng hợp pháp theo AASHTO: Xe Loại 3, Loại 3S2, Loại 3-3
Hình 5-19: Các mô hình xe hợp pháp cho đánh giá cầu của AASHTO
7.71 7.71
7.26 (T)
4.57m 1.21 Loại 3
4.56 (T) 7.03 7.03 7.037.03
3.35m 6.7 1.211.21
Loại 3S2
5.44 (T) 5.44 5.44
6.357.26 6.35
4.57m 4.57 4.88 1.211.21 Loại 3-3

62
+ Các mô hình xe hợp pháp Việt Nam (thỏa mãn qui định tải trọng lưu hành theo thông tư
06/2014/VBHN-BGTVT).
Bảng 5-7: Thông số xe hợp pháp Việt Nam cho đánh giá cầu
Ký hiệu Loại xe
Tổng số
trục
Tên
trục
Tải trọng
(T)
Khoảng cách
trục (m)
Ghi chú
3T-VN-
TL
Thân
liền 3
trục
3
1 6
Xe tải
Dongfeng 3,
trục
2 9 3.5
3 9 1.35
Tổng 24 4.85
4T-VN-
TL
Thân
liền 4
trục
4
1 7
Xe tải
Dongfeng 4,
trục
2 7 1.8
3 8 3.8
4 8 1.35
Tổng 30 6.95
5.4.5.Kết quả tính toán hệ số sức chịu tải (RF) đối với trường hợp mô hình
tối ưu bằng các phần mềm của BDI (WINGEN, WINSAC).
Công thức tính hệ số RF như trên, bảng tổng hợp hệ số RF đối với các trường hợp tải đánh
giá như sau:
Bảng 5-8: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng HL 93
Dầm Nội lực
Sức
kháng C
Tĩnh
Tải, lớp
phủ, tải
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Khai Thác Kiểm Kê
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1334.24 305.89 7.69 Đạt 5.94 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 378.07 154.28 10.16 Đạt 7.84 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1231.38 358.56 6.73 Đạt 5.19 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 309.06 190.36 8.45 Đạt 6.52 Đạt

63
Bảng 5-9: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ, tải
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1336.87 199.5 11.79 Đạt 9.10 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 378.07 112.86 13.89 Đạt 10.72 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1231.38 221.12 10.92 Đạt 8.42 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 310.76 137.78 11.67 Đạt 9.00 Đạt
Bảng 5-10: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3S2
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ, tải
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1335 208.38 11.29 Đạt 8.71 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 378.07 119 13.18 Đạt 10.16 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1229.63 230.41 10.48 Đạt 8.09 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 309.06 139.44 11.54 Đạt 8.90 Đạt
Bảng 5-11: Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp Việt Nam 3T-VN-TL
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ, tải
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1342.39 221.43 10.61 Đạt 8.18 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 379.05 140.16 11.18 Đạt 8.63 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1247.96 246.11 9.77 Đạt 7.54 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 314.95 161.8 9.92 Đạt 7.65 Đạt

64
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ, tải
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1342.39 237.03 9.91 Đạt 7.64 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 379.05 129.17 12.13 Đạt 9.36 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1247.96 276.08 8.71 Đạt 6.72 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 314.95 162.3 9.89 Đạt 7.63 Đạt
5.4.6.Phân tích mô hình bằng phần mềm CSIBridge (SAP2000).
Khả năng của phần mềm PTHH WINGEN đi kèm hệ thống thiết bị của hãng BDI còn
nhiều hạn chế nhƣ: chỉ mô phỏng cho cầu dầm, chƣa mô phỏng đƣợc phần tử cáp DUL trong
cầu BTCT DUL, mô phỏng các loại liên kết đặc biệt (gối cầu),...
SAP2000 hoặc CSIBrigde của hãng CSI là phần mềm phân tích cầu khá mạnh, có thể
mô phỏng tất cả các loại cầu và nhiều tính năng nâng cao, mô phỏng nhiều dạng phần tử,
nhiều dạng liên kết rất phù hợp cho quá trình mô phỏng và cập nhật mô hình PTHH của cầu
dựa trên kết quả thử tải chẩn đoán. Sử dụng thƣ viện lập trình mở OAPI của CSIBridge
(SAP2000) có thể viết chứng trình VBA để thực hiện tối ƣu hóa mô hình cầu tự động dựa trên
kết quả thử tải.
Sử dụng phần mềm CSIBridge V15 để mô hình hóa kết cấu và phân tích các hiệu ứng.
+ Dầm bản rỗng đƣợc mô phỏng bằng phần tử Frame.
+ Cáp dọc đƣợc mô phỏng bằng phần tử Tendon.
+ Cáp ngang đƣợc mô phỏng bằng phần tử Tendon.
+ Bản mặt cầu đƣợc mô phỏng bằng phần tử shell.
Một số kết quả mô hình :

65
Mô hình 3D
a.Hệ số đánh giá RF đối với trường hợp mô hình ban đầu (gối cứng).
Công thức tính hệ số RF như trên, bảng tổng hợp hệ số RF đối với các trường hợp tải

66
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ,
tai trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1415.521 358.137 6.44 Đạt 4.97 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 361.835 133.721 11.80 Đạt 9.10 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1468.071 385.896 6.41 Đạt 4.94 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 507.983 225.277 6.62 Đạt 5.11 Đạt
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh
Tải,lớp phủ,
tai trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1415.521 205.9 11.20 Đạt 8.64 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 309.596 78.228 20.56 Đạt 15.86 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1468.071 226.29 10.05 Đạt 7.75 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 507.983 126.96 11.74 Đạt 9.06 Đạt
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,lớp
phủ, tai
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1415.521 224.47 10.27 Đạt 7.92 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 309.596 85.895 18.73 Đạt 14.45 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1468.071 248.92 9.14 Đạt 7.05 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 507.983 161.01 9.26 Đạt 7.14 Đạt

67
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải, lớp
phủ, tai trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1415.521 233.474 9.87 Đạt 7.62 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 309.596 87.08 18.47 Đạt 14.25 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1468.071 255.451 8.90 Đạt 6.87 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 507.983 138.701 10.75 Đạt 8.29 Đạt
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ, tai
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1415.521 254.175 9.07 Đạt 7.00 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 309.596 93.791 17.15 Đạt 13.23 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1468.071 278.983 8.15 Đạt 6.29 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 507.983 164.401 9.07 Đạt 7.00 Đạt

68
b.Hệ số đánh giá RF đối với trường hợp mô hình đã cập nhật từ kết quả thử tải chẩn đoán
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ,
tai trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1065.877 276.067 9.10 Đạt 7.02 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 401.725 130.667 11.89 Đạt 9.17 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1197.664 320.262 7.60 Đạt 5.86 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 409.943 202.532 7.65 Đạt 5.90 Đạt
Bảng 5-19L Các hệ số đánh giá tải với tải trọng xe hợp pháp AASHTO Loại 3
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,lớp
phủ, tai
trọng thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1065.877 162.52 15.46 Đạt 11.93 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 401.725 73.042 21.27 Đạt 16.41 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1197.664 190.32 12.79 Đạt 9.87 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 409.943 76.442 20.26 Đạt 15.63 Đạt
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,lớp
phủ, tai
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1065.877 165.11 15.22 Đạt 11.74 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 401.725 78.152 19.88 Đạt 15.34 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1197.664 195.04 12.48 Đạt 9.63 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 409.943 80.38 19.27 Đạt 14.87 Đạt

69
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ, tai
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1065.877 188.303 13.34 Đạt 10.29 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 401.725 80.896 19.21 Đạt 14.82 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1197.664 218.31 11.15 Đạt 8.60 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 409.943 86.331 17.94 Đạt 13.84 Đạt
Dầm Nội lực
Sức
kháng
C
Tĩnh Tải,
lớp phủ, tai
trọng
thƣờng
xuyên
Hoạt
Tải
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Hệ số
đánh
giá RF
RF≥1
Trong
Momen(KNm) 5306 1065.877 195.595 12.85 Đạt 9.91 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 401.725 90.325 17.20 Đạt 13.27 Đạt
Biên
Momen(KNm) 5306 1197.664 228.962 10.63 Đạt 8.20 Đạt
Lực cắt(KN) 3024 409.943 92.938 16.67 Đạt 12.86 Đạt
5.5. Tổng hợp các kết quả tính toán hệ số sức chịu tải RF

70
Bảng 5-23: Tổng hợp so sánh hệ số RF TTGH cƣờng độ mô hình BDI và CSIBridge
Dầm
Loại tải
trọng
Khai thác Kiểm kê
Hệ số đánh giá RF Hệ số đánh giá RF
Mô hình
BDI tối
ƣu a
Mô hình
CSIBridge
ban đầu b
Mô hình
CSIBridge
cập nhật c
Mô hình
BDI tối
ƣu
Mô hình
CSIBridge
ban đầu
Mô hình
CSIBridge
cập nhật
Trong
HL93 7.69 6.44 9.10 5.94 4.97 7.02
Loại 3 11.79 11.20 15.46 9.10 8.64 11.93
Loại 3S2 11.29 10.27 15.22 8.71 7.92 11.74
3T-VN-TL 10.61 9.87 13.34 8.18 7.62 10.29
4T-VN-TL 9.91 9.07 12.85 7.64 7.00 9.91
Biên
HL93 6.73 6.41 7.60 5.19 4.94 5.86
Loại 3 10.92 10.05 12.79 8.42 7.75 9.87
Loại 3S2 10.48 9.14 12.48 8.09 7.05 9.63
3T-VN-TL 9.77 8.90 11.15 7.54 6.87 8.60
4T-VN-TL 8.71 8.15 10.63 6.72 6.29 8.20
Ghi chú:
a
Mô hình BDI tối ưu là sử dụng phần mềm WINGEN, WINSAC đi kèm hệ thống thiết bị đo
hãng BDI để mô hình hóa kết cấu nhịp cầu và điều chỉnh mô hình theo đường lối tối ưu để sai
số giữa kết quả phân tích và kết quả đo là nhỏ nhất. Thông số độ cứng dầm và điều kiện biên
gối đỡ là giá trị cuối cùng sau khi hiệu chỉnh.
b
Mô hình CSIBridge ban đầu là mô hình sử dụng phần mềm CSIBridge (SAP2000) để phân
tích theo tài liệu thiết kế. Độ cứng dầm theo mặt cắt dầm thiết kế, điều kiện biên là gối cứng.
c
Mô hình CSIBridge cập nhật là mô hình sử dụng phần mềm CSIBridge (SAP2000) để mô
hình hóa kết cấu nhịp, liên kết ngang mô phỏng phần tử cáp như cấu tạo. Thông số độ cứng
dầm và điều kiện biên gối đỡ là giá trị cuối cùng sau khi hiệu chỉnh.
5.6. Kiểm tra khả năng chịu hoạt tải theo TTFH sử dụng
Theo phƣơng pháp ứng suất cho phép (ASD) và hệ số tải trọng (LFD). Phƣơng trình
đánh giá khả năng chịu tải theo MCE 2001 là:

71
( ).( )
( ).( )
R D D
L LL IM
f f
RF
f

 

=
Trong đó:
RF : Hệ số đánh giá khả năng chịu hoạt tải của cấu kiện.
fR : Ứng suất cho phép của cấu kiện (có xét đến lực nén trƣớc)
fD : Ứng suất do tĩnh tải gây ra.
fLL+IM : Ứng suất do hoạt tải gây ra.
IM: Hệ số xung kích
,D L  : Hệ số tải trọng lấy bằng 1.
5.6.1.Hệ số đánh giá RF đối với trường hợp mô hình ban đầu (gối cứng).
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
Ứng suất do tĩnh tải,
lớp phủ, tải trọng
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.504 2.03 3.24 Đạt
Biên 18.737 10.342 2.19 3.06 Đạt
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.504 1.17 5.63 Đạt
Biên 18.737 10.342 1.29 5.22 Đạt

72
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.504 1.28 5.16 Đạt
Biên 18.737 10.342 1.41 4.75 Đạt
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.504 1.33 4.96 Đạt
Biên 18.737 10.342 1.45 4.63 Đạt
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.504 1.44 4.56 Đạt
Biên 18.737 10.342 1.59 4.24 Đạt
5.6.2.Hệ số đánh giá RF đối với trường hợp mô hình đã cập nhật từ kết quả
thử tải chẩn đoán
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.495 1.57 4.20 Đạt
Biên 18.737 10.455 1.82 3.64 Đạt

73
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.495 0.92 7.14 Đạt
Biên 18.737 10.455 1.08 6.13 Đạt
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.495 0.94 7.03 Đạt
Biên 18.737 10.455 1.11 5.98 Đạt
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.495 1.07 6.16 Đạt
Biên 18.737 10.455 1.24 5.34 Đạt
Dầm
Ứng suất cho
phép (MPa)
thƣờng xuyên
(MPa)
Ứng suất
do hoạt
tải (MPa)
Phƣơng pháp ASR
Hệ số
đánh giá
RF
RF≥1
Trong 18.737 10.495 1.12 5.90 Đạt
Biên 18.737 10.455 1.30 5.09 Đạt

74
Bảng 5-34: Tổng hợp so sánh hệ số RF theo TTGH cƣờng độ và TTGH sử dụng
Dầm
Loại tải
trọng
Phƣơng pháp ASR
(TTGH SD)- Mức
khai thác (β=2.5)
Phƣơng pháp LRFR
(TTGH cƣờng độ)-
Mức khai thác
(β=2.5)
Phƣơng pháp LRFR
(TTGH cƣờng độ)-Mức
kiểm kê (β=3.5)
Hệ số đánh giá RF
Mô hình
CSI ban
đầu
Mô hình
CSI cập
nhật
Mô hình
CSI ban
đầu
Mô hình
CSI cập
nhật
Mô hình
CSI ban
đầu
Mô hình
CSI cập
nhật
Trong
HL93 3.24 4.20 6.44 9.10 4.97 7.02
Loại 3 5.63 7.14 11.20 15.46 8.64 11.93
Loại 3S2 5.16 7.03 10.27 15.22 7.92 11.74
3T-VN-TL 4.96 6.16 9.87 13.34 7.62 10.29
4T-VN-TL 4.56 5.90 9.07 12.85 7.00 9.91
Biên
HL93 3.06 3.64 6.41 7.60 4.94 5.86
Loại 3 5.22 6.13 10.05 12.79 7.75 9.87
Loại 3S2 4.75 5.98 9.14 12.48 7.05 9.63
3T-VN-TL 4.63 5.34 8.90 11.15 6.87 8.60
4T-VN-TL 4.24 5.09 8.15 10.63 6.29 8.20
5.6.3.Nhận xét kết quả đánh giá cầu:
-Cầu Nguyễn Tri Phương- Thành Phố Đà nẵng là cầu mới, vừa được khánh thành
năm 2013 nên có hệ số RF cho các mô hình tải đánh giá đều lớn hơn 1 khá nhiều,
chứng tỏ mức độ dự trữ an toàn ở thời điểm đánh giá (tháng 04/2013) là khá cao và
không cần phải cắm biển tải hạn chế trọng.
- Kết quả đánh giá cầu Nguyễn Tri Phương bằng hệ thống chuyên dụng của hãng
BDI-USA và hệ thống BridgeLoadTest đã phát triển là phù hợp với nhau. Kết quả
đánh giá hệ số RF có khác nhau nhỏ là do Hệ thống BDI sử dụng phần mềm Wingen
phân tích và hiệu chỉnh mô hình có một số hạn chế về khả năng mô hình so với dùng
phần mềm SAP2000.

75
- Hệ số RF tính theo TTGH Sử dụng nhỏ hơn tính theo TTGH cường độ. Điều này
phù hợp với kinh nghiệm thiết kế kết cầu cầu BT DUL (TTGH cường độ dư hơn so
với TTGH sử dụng).

76
hụ lục 6: KẾT QUẢ Đ NH GI Đ NH TẢI TRỌNG CHO
PHÉP QUA CẦU PHÒ NAM, HUYỆN HÒ NG, T . Đ
NẴNG
6.1. Giới thiệu chung về công trình
6.1.1.Vị trí xây dựng
Cầu Phò Nam KM 11+463.59 trên tuyến ĐT601, thuộc địa phận Xã Hòa Bắc – Huyện
Hòa Vang- TP Đà Nẵng .
Hình 6-1: Cầu Phò Nam, xã Hòa Bắc, huyện Hòa Vang, TP. Đà nẵng
6.1.2.Tiêu chuẩn kỹ thuật
Cầu Phò Nam là cầu dây văng dài L = 151,4m có 3 nhịp bằng thép bố trí theo sơ đồ
35,7m + 80m + 35,7m và có 2 mặt phẳng dây .
6.1.3. Mô tả kết cấu cầu
- Bề rộng đƣờng xe chạy 4m, không có phần đƣờng ngƣời đi riêng biệt.

77
- Cầu đƣợc thiết kế với 1 làn xe H8.
- Mặt cắt ngang cầu có 2 dầm chủ bằng thép bố trí trong mặt phẳng dây văng với
khoảng các theo phƣơng ngang 5,36m. Mỗi dầm chủ đƣợc tổ hợp từ 2 dầm I612 đặt cách
nhau 0,4m. Theo phƣơng ngang, các dầm chủ đƣợc liên kết bởi các dầm ngang bằng thép tiết
diện I400, khoảng cách giữa các dầm ngang 4m.
- Trên toàn cầu có 40 dây văng đƣợc chia thành 2 mặt phẳng dây và bố trí đối xứng
qua tháp cầu. Dây văng có 3 loại: loại 12 tao, 9 tao và 7 tao cáp đƣờng kính 15,2 mm và đƣợc
bọc ống nhựa. Hệ neo sử dụng loại neo OVM (Trung Quốc), trong đó neo cố định bố trí trên
đỉnh tháp và neo kéo bố trí dƣới dầm chủ.
- Bản mặt cầu bằng bê tông cốt thép dày khoảng 20cm, không đƣợc liên hợp với dầm
chủ. Theo phƣơng ngang cầu, bề rộng bản mặt cầu phần xe chạy là 4m và phần gờ chắn 0,2m
mỗi bên.
- Cột tháp cầu bằng thép cao 21,698m có tiết diện ngang mỗi bên đƣợc chia làm 2
loại: phần dƣới gồm 2I700 có tăng cƣờng bản thép dày 16mm và phần trên là 2I500. Hai cột
tháp đƣợc liên kết theo phƣơng ngang cầu bằng 2 kết cấu thép dạng chữ X (Thực tế chỉ có 1
liên kết dạng dàn chữ X ở mức trên và liên kết dạng dầm ở mức dƣới). Chân cột tháp đƣợc
liên kết 8 bu lông đƣờng kính 36 với trụ tháp bê tông cốt thép.
- Mố cầu bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ dạng chữ U.
- Trụ cầu bằng bê tông cốt thép có dạng 2 cột xiên.
- Gối cầu bằng thép.
Hình 6-2: Mặt cắt ngang cầu Phò Nam

78
6.2. Đo đạc hiện trường
6.2.1.Bố trí cảm biến thử tải chẩn đoán cầu.
Với mục đích thử tải chẩn đoán, minh họa cho nghiên cứu luận án này bố trí các biến
dạng động, chuyển vị động tại các vị trí giữa nhịp biên của dầm chủ.
Đo giao động để chẩn đoán lực căng hiện tại trong cáp văng phục vụ mô hình hóa
đánh giá cầu.
Hình 6-3: Vị trí bố trí cảm biến
Tải trọng thử chẩn đoán dùng xe KAMAZ. Có các đặc tính nhƣ sau:
+ Kích thƣớc bao: Dài x Rộng x Cao (mm): 6680 x 2.500 x 2740
+ Chiều dài cơ sở (mm): 2840 + 1320
+ Chiều dài đầu xe (mm): 1320
+ Chiều dài đuôi xe (mm): 1220
+ Tải trọng toàn xe: 8560 kg
+ Tải trọng trục trƣớc: 3650 kg
+ Tải trọng mỗi trục sau: 2455 kg

79
Lắp cảm biến gia tốc, biến dạng
Lắp cảm biến chuyển vị LVDT
Điều khiển xe thử tải động Thu thập số liệu thử tải
Hình 6-4: Một số hình ảnh đo đạc tại hiện trƣờng
6.2.2.Một số kết quả từ dữ liệu thử tải
Tất cả các dữ liệu thu thập hiện trƣờng là biểu đồ đƣợc dùng để đánh giá. Một số kết
quả đo đạc hiện trƣờng:
a/ Đo ứng suất tĩnh tại vị trí giữa nhịp biên:
ị trí dầm Tên điểm đo Biến dạng (µ)
Thớ trên B2157 39.78
Thớ dƣới B2156 -45.36

80
Hình 6-5: Ứng suất tĩnh giữa nhịp biên
b/ Đo ứng suất động vị trí giữa nhịp biên khi thắng xe tại vị trí 1/2L:
ị trí dầm Tên điểm đo ận tốc (km/h) Biến dạng (µ)
Thớ trên B2157
25 -39.46
30 -41.01
Thớ dƣới B2156
25 53.73
30 53.73
Thớ trên
B2155 30 -8.48
B2154 30 -6.53
Hình 6-6: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên khi thắng xe tại vị trí 1/2L
V = 25Km/h

81
Hình 6-7: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên khi thắng xe tại vị trí 1/2L
V = 30Km/h
c/ Đo ứng suất động tại vị trí giữa nhịp biên:
ận tốc (km/h) ị trí dầm Tên điểm đo Biến dạng (µ)
20
Thớ trên B2157 -40.38
Thớ dƣới B2156 58.13
Thớ trên B2155 -7.88
30
Thớ trên B2157 -41.95
Thớ dƣới B2156 55.80

82
Hình 6-8: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên V = 20Km/h
Hình 8: Biểu đồ ứng suất động vị trí giữa nhịp biên V = 30Km/h
c/ Hệ số xung kích xác định từ dữ liệu hiện trường:
Cho xe tải chạy trên cầu với những vận tốc khác nhau 0, 20, 25, 30 km/h để xác định
biểu đồ độ v ng tĩnh và động tại vị trí giữa nhịp biên. Từ đó xác định đƣợc hệ số xung kích
thực tế của kết cấu nhịp theo công thức sau:

83
max
1 d
t
y
IM
y
 =
Hệ số xung kích: (1+IM) =
55,8
1,23
45,36
=
d/ Đo chuyển vị động , biến dạng tại vị trí giữa nhịp biên:
ận tốc (km/h) ị trí nhịp Biến dạng (µ)
20
L/2 -6.56
L/4 -2.06
30
L/2 -6.78
L/4 -2.19
Hình 6-9: Biểu đồ chuyển vị động vị trí giữa nhịp biên V = 20Km/h

La42.008 nghiên cứu đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở kết quả kiểm định cầu

La42.008 nghiên cứu đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở kết quả kiểm định cầu

Recommended

Recommended

More Related Content

More from https://www.facebook.com/garmentspace

More from https://www.facebook.com/garmentspace (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

La42.008 nghiên cứu đánh giá và xác định tải trọng cho phép qua cầu trên cơ sở kết quả kiểm định cầu