Ảnh hưởng của mô phỏng cáp dự ứng lực đến trạng thái ứng suất và chuyển vị của cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn

Bài viết Ảnh hưởng của mô phỏng cáp dự ứng lực đến trạng thái ứng suất và chuyển vị của cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớn xem xét một khía cạnh nhỏ trong tính toán thiết kế là mô phỏng cáp DƯL trong mô hình phần tử hữu hạn và ảnh hưởng của nó đến trạng thái ứng suất biến dạng của CM-XMLT-ƯST nhịp lớn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của mô phỏng cáp dự ứng lực đến trạng thái ứng suất và chuyển vị của cầu máng xi măng lưới thép nhịp lớnTuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔ PHỎNG CÁP DỰ ỨNG LỰC ĐẾN TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ CHUYỂN VỊ CỦA CẦU MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP NHỊP LỚN Vũ Hoàng Hưng1, Phạm Cao Tuyến2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: hung.kcct@tlu.edu.vn 2 Công ty TNHH Tư vấn, Trường Đại học Thủy lợi1. ĐẶT VẤN ĐỀ DƯL có thể mô phỏng theo hai phương thức: cục bộ và tổng thể. Phương thức cục bộ xem Hiện nay cầu máng xi măng lưới thép xét lần lượt tác dụng của kết cấu và cáp(CM-XMLT) vẫn còn hạn chế về chiều dài DƯL, lấy tải trọng để thay thế tác dụng củanhịp, thông dụng vẫn là loại nhịp có chiều dài cáp DƯL (Hình 1a). Phương thức tổng thể6m. Để đáp ứng được yêu cầu thực tế đối với xem xét đồng thời tác dụng của kết cấu vàcầu máng nhịp lớn, sử dụng kết cấu CM- cáp DƯL, có thể sử dụng phần tử liên kếtXMLT ứng suất trước (ƯST) là một giải (phần tử chỉ chịu kéo nén dọc trục) để môpháp đem lại hiệu quả cao khi tăng nhịp của phỏng cáp DƯL với phương pháp giảmcầu máng [1]. nhiệt (Hình 1b), hoặc phương pháp biến Để tạo ƯST trong kết cấu CM-XMLT, dạng ban đầu… để tạo ứng lực trước. Haicáp dự ứng lực (DƯL) được kéo căng sau phương thức này đều có những ưu và nhượcđó neo vào cấu kiện. Do thân máng XMLT điểm riêng [2].có dạng vỏ trụ và chiều dày của thân máng (1) Phương thức cục bộrất mỏng nên chỉ thích hợp với cáp DƯL đặt Ưu điểm: không cần xem xét vị trí củathẳng. Căn cứ vào cáp căng trước hay sau có tuyến cáp DƯL, xây dựng mô hình, chia lướithể phân thành hai loại: phương pháp căng phần tử đơn giản, hiệu ứng ƯST đối với tổngtrước và phương pháp căng sau. Mỗi thể kết cấu thể hiện khá rõ ràng.phương pháp có ưu nhược điểm riêng, tùy Nhược điểm: khó mô phỏng ảnh hưởngthuộc vào yêu cầu thiết kế và chế tạo để lựa của vị trí cáp, phương của cáp đến tổng thểchọn cho phù hợp. kết cấu, không mô phỏng được quá trình kéo Bài báo này chỉ xem xét một khía cạnh cáp, không dễ xem xét tác dụng đồng thờinhỏ trong tính toán thiết kế là mô phỏng cáp của các tải trọng ngoài, không thể mô phỏngDƯL trong mô hình phần tử hữu hạn và ảnh tổn hao ứng suất do lực kéo cáp khác nhau.hưởng của nó đến trạng thái ứng suất biến (2) Phương thức tổng thểdạng của CM-XMLT-ƯST nhịp lớn. Ưu điểm: do coi kết cấu và cáp DƯL là hai2. PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG CÁP DỰ loại phần tử riêng biệt nên cáp có vị trí nhấtỨNG LỰC định, vì vậy có thể xem xét được ảnh hưởng đối với kết cấu; có thể mô phỏng quá trình Xác định trạng thái ứng suất và chuyển vị căng cáp để tối ưu trình tự căng cáp, hưởngcủa CM-XMLT cần theo bài toán vỏ mỏng ứng ứng suất của cáp dưới tải trọng tùy ý vàkhông gian bằng phương pháp phần tử hữu mô phỏng tổn hao ƯST.hạn. Kết cấu CM-XMLT có thể mô phỏng Nhược điểm: xây dựng mô hình khá phứcbằng các phần tử khối, riêng đối với cáp tạp đặc biệt khi cáp nhiều và bố trí tuyến cong. 78 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 LKC T=-LKC/EAα (a) Phương thức rời rạc (b) Phương thức chỉnh thể Hình 1. Phương pháp mô phỏng cáp dự ứng lực LKC - lực kéo cáp; T - nhiệt độ; E - mô đun đàn hồi của cáp; A - diện tích mặt cắt ngang của cáp; α - hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu cáp3. TÍNH TOÁN CM-XMLT-ƯST BẰNG Do = 1.2m, chiều cao máng H = 1.4m, chiềuPHẦN MỀM ANSYS dày thân máng t = 0.04m, chiều dày đáy máng to = 0.2m, lực kéo cáp LKC = 875kN. Chương trình tính kết cấu CM-XMLT- Vật liệu xi măng lưới thép M300. Chiều dàiƯST là một chương trình chuyên dụng phântích kết cấu cầu máng tiết diện chữ U được nhịp tính toán thay đổi L = (8÷22) m. Máng ...