Nghiên cứu đề xuất công thức tính sức kháng uốn cho dầm cầu dự ứng lực sử dụng bê tông siêu tính năng (UHPC) tại Việt Nam

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu công thức xác định sức kháng uốn dầm cầu dự ứng lực (DƯL) căng trước sử dụng bê tông siêu tính năng (UHPC) tiết diện chữ I và chữ T, chế tạo từ các thành phần vật liệu sẵn có tại Việt Nam. Công thức tính toán sức kháng uốn được xây dựng trên cơ sở quy đổi biểu đồ phân bố ứng suất dạng khối chữ nhật tương đương cho cả vùng kéo và nén.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu đề xuất công thức tính sức kháng uốn cho dầm cầu dự ứng lực sử dụng bê tông siêu tính năng (UHPC) tại Việt Nam NGHIÊN CỨU KHOA HỌC nNgày nhận bài: 27/10/2023 nNgày sửa bài: 21/11/2023 nNgày chấp nhận đăng: 28/12/2023 Nghiên cứu đề xuất công thức tính sức kháng uốn cho dầm cầu dự ứng lực sử dụng bê tông siêu tính năng (UHPC) tại Việt Nam Research to propose a formula to calculate bending resistance for prestressed bridge beams using Ultra-High Performance Concrete (UHPC) in Vietnam > NGÔ QUÝ TUẤN1, NGUYỄN BÌNH HÀ2, LÊ BÁ DANH2 1 Khoa Cơ khí và Công nghệ, Trường Đại học Nông lâm, Đại học Huế Email: ngoquytuan@huaf.edu.vn 2 Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội Email: ngbinhha@huce.edu.vn; danhlb@nuce.edu.vn TÓM TẮT ABSTRACT Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu công thức xác định sức kháng This paper presents the results of research on the formula for uốn dầm cầu dự ứng lực (DƯL) căng trước sử dụng bê tông siêu determining the bending resistance of prestressed bridge girders using tính năng (UHPC) tiết diện chữ I và chữ T, chế tạo từ các thành ultra-high performance concrete (UHPC) with I and T-sections, made phần vật liệu sẵn có tại Việt Nam. Công thức tính toán sức kháng from material components available in Vietnam. The formula for uốn được xây dựng trên cơ sở quy đổi biểu đồ phân bố ứng suất calculating bending resistance is built based on converting an equivalent dạng khối chữ nhật tương đương cho cả vùng kéo và nén. Đường rectangular stress distribution chart for both tensile and compressive quan hệ ứng suất - biến dạng của UHPC được xây dựng trên cơ sở stress regions. The stress-strain relationship of UHPC is built based on số liệu thực nghiệm từ các mẫu tiêu chuẩn được thực hiện tại experimental data tested from standard samples at the construction Trường Đại học Xây dựng Hà Nội. Kết quả tính toán sức kháng uốn materials laboratory of Hanoi University of Civil Engineering. The results dầm cầu UHPC DƯL căng trước được kiểm chứng và so sánh với of calculating the bending resistance of pre-tensioned UHPC bridge kết quả thực nghiệm của một số nghiên cứu đã công bố trong thời girders are verified with the experimental results of several studies gian gần đây. Kết quả so sánh cho thấy, tính toán sức kháng uốn published recently. The comparison results show that the calculation of theo công thức nghiên cứu có độ chênh lệch dưới 5% so với kết bending resistance according to the research formula has a difference quả thực nghiệm đã công bố. of less than 5% compared to the published experimental results. Từ khóa: Bê tông siêu tính năng; Dầm dự ứng lực; kết cấu công trình Keywords: UHPC; prestressed girder; bridges structure; cầu; sức kháng uốn. flexural behavior. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ UHPC được nghiên cứu và ứng dụng đầu tiên vào những năm Bê tông siêu tính năng (Ultra-high performance concrete - cuối thập niên 90 của thế kỷ XX. Trong hơn hai thập kỷ qua, UHPC UHPC) là một sản phẩm bê tông thế hệ mới, thành phần vật liệu đang thu hút sự quan tâm ở nhiều quốc gia khác nhau trong việc chính bao gồm xi măng Poóc lăng, cát nghiền mịn, bột quắc, silica ứng dụng cho kết cấu công trình xây dựng dân dụng và công fume, phụ gia siêu dẻo, sợi thép và nước [1, 2]. UHPC thể hiện tính nghiệp, công trình cầu, cảng biển, công nghiệp dầu khí, kết cấu chất cơ học vượt trội với cường độ chịu nén lớn hơn 120 MPa [3], ngoài khơi, kết cấu thủy lực, sửa chữa và phục hồi kết cấu [7]. Trong cường độ chịu kéo khi uốn lên đến 50 MPa [4], cường độ chịu kéo tất cả những ứng dụng này thì ứng dụng UHPC trong lĩnh vực cầu dọc trục từ 6 - 12 MPa [5], mô đun đàn hồi từ 42 - 55 GPa [4, 6]. Ngoài đường được xem là phổ biến nhất [8]. Ứng dụng UHPC cho kết cấu ra, UHPC có độ đặc chắc, tính dẻo dai cao, khả năng chống ăn mòn công trình cầu đã được thực hiện ở nhiều quốc gia khác nhau bao tốt giúp tăng độ bền và tuổi thọ công trình. gồm Úc, Áo, Canada, Trung Quốc, Cộng hòa Séc, Pháp, Đức, Ý, Nhật114 02.2024 ISSN 2734-9888 w w w.t apchi x a y dun g .v nBản, Malaysia, Hà Lan, New Zealand, Slovenia, Hàn Quốc, Thụy Sĩ và trong tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ TCVN 11823:2017 để ápHoa Kỳ [7]. dụng chung cho kết cấu UHPC DƯL chịu uốn phục vụ thiết kế Ở Việt Nam, nghiên cứu về UHPC được thực hiện trong khoảng dầm cầu ở Việt Nam.10 năm gần đây. Các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào thành phần Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, với mong muốn cung cấpcốt liệu và hướng đến sử dụng các vật liệu địa phương để chế tạo thêm các cơ sở khoa học phục vụ thiết kế uốn dầm cầu UHPC DƯLUHPC [9-13]. Nhiều công trình đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam, nghiên cứu này đã thực hiện đề xuất công thức tínhUHPC cho kết cấu nhằm nâng cao khả năng chịu lực, độ bền trong sức kháng uốn cho dầm cầu DƯL căng trước. Nội dung đầu tiên củamôi trường đặc biệt và tải trọng nổ [14-19]. Tác giả Phạm Duy Hòa nghiên cứu sẽ xây dựng đườ ...