erection method
TRANSCRIPT
แนวคิดและการออกแบบสะพานคอนกรีตอดัแรงรูปกล่องแบบหล่อส าเร็จ
ชวลิต มชัฌิมด ำรง
28 มีนำคม 2556
โครงกำรก่อสร้ำงสะพำนข้ำมแม่น ำ้เจ้ำพระยำ บริเวณถนนนนทบรีุ 1
1
สารบญั
Erection methods
Post-tension Prestressing
Balanced Cantilever Method
Span-by-Span Method
Advantage / Disadvantage
Design Points
An example
2
Erection methods
3
Precast Segmental ErectionBalanced Cantilever
By Cranes By Launching Gantry
By Lifting Frames4
Precast Segmental Erection Span by Span
Launching Gantry
UnderslungLaunching Girder
5
Precast Erection Other methods
Full span precast method
Precast Beam6
Post-tension Prestressing (1)
Type
Internal Tendons
External Tendons
Layout
Longitudinal○ Cantilever
○ Span-by-span
Transverse
Vertical
7
8
Post-tension Prestressing (2)
Balanced Cantilever Method (1)
9
Balanced Cantilever Method (2)
10
Typical Balanced Cantilever Segment
11
Cantilever Post-Tensioning Tendons
12
Bottom Continuity Tendons
13
Span-by-span Method
14
Interior Span Post-Tensioning for Span-By-Span Construction
15
Advantage / Disadvantageas Segmental Bridges Advantage
ก่อสร้ำงได้เร็ว ไม่กีดขวำงกำรจรำจร คณุภำพ รำคำ และรูปร่ำงดี เน่ืองจำกเป็น mass product
ขนสง่ง่ำย น ำ้หนกัเบำ Dead load ของโครงสร้ำงลดลง
Disadvantage ควำมปลอดภยั เม่ือมีเพลิงไหม้ รำคำแพง Construction load มำก เป็นเทคโนโลยีใหม่ (design, geometry control)
16
Advantage / Disadvantageof using External Prestressing Advantage
Prestressing tendon สำมำรถถอดเปลี่ยนได้หำกจ ำเป็น กำรตรวจสอบ tendon สำมำรถท ำได้ง่ำย กำรติดตัง้ Longitudinal prestressing tendon ท ำได้ง่ำย กำรป้องกนักำรกดักร่อนของ tendon ดี Dead load ของโครงสร้ำงลดลง (web บำง) เทคอนกรีตง่ำย สำมำรถปรับเปลี่ยนแรงดงึได้ในภำยหลงั Friction ในลวดอดัแรงมีน้อย
Disadvantage จ ำนวนเหลก็เสริมธรรมดำเพ่ิมขึน้ อปุกรณ์ประกอบลวดอดัแรงเพ่ิมขึน้ Layout ของลวดอดัแรงท ำได้แตแ่นวเส้นตรง แรงอดัจำกลวดอดัแรงกระจกุตวัท่ีเดียว
17
Design points, Span-by-Span method
Design standard
Tendon layout, Deviator and Diaphragm
Joint Type
Allowable fiber stress
Shear strength
Bending strength
Etc.
18
Design Standards
AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges (17th edition, 2002, no more update)+ AASHTO Guide Specifications for Design and Construction of Segmental Concrete Bridges (1999)
(AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 2012)
19
Tendon layout, Deviator and Diaphragm (1)
20
Tendon layout, Deviator and Diaphragm (2)
ดงึลวดอดัแรงท่ีปลำยด้ำนเดียวเสมอ
ควำมตอ่เน่ืองของลวดอดัแรง ขึน้อยูก่บั จ ำนวนลวดท่ีต้องดงึในแตล่ะ Stage เพียงพอหรือไม่ ?
มี Construction live load พิเศษหรือไม่ (ขนสง่ segment บน span?)
ดงึลวดตอ่เน่ืองข้ำม Span หรือไม่ ?
21
Tendon layout, Deviator and Diaphragm (3)
แนวลวดอดัแรงต้องไมต่ดักนัและไมช่น web (ในกรณีมีควำมโค้ง)
22
Tendon layout, Deviator and Diaphragm (3)
ต ำแหน่ง ขนำด และควำมโค้งของปำก Diabolo ต้องเหมำะสม ไมท่ ำให้เกิดkink
23
Joint Type
Type A : CIP, Wet Concrete or epoxy joint
Type B : Dry joint (AASHTO ห้ำมใช้ในโครงสร้ำงใหม!่)
24
Allowable fiber stress (1)
ไมย่อมให้เกิดแรงดงึขึน้ (Decompression) ในทกุกรณี
At Transfer
At Service
~0.7 MPa
25
Allowable fiber stress (2) ระหวำ่งกำรก่อสร้ำง Type B joint (มี internal tendon < 60%)
ให้ allowable tensile = 0
26
Shear strength – Concrete strength
Shear (and Torsion)
27
Shear strength – Dry Joint
28
Bending strength (1)
External post-tensioned segment with dry joint จะยงัคงมีพฤติกรรมกำรรับแรงเหมือน Internal post-tensioned girder ตรำบเทำ่ท่ี Segment ยงัไมอ้่ำออกจำกกนั
หลงัจำกท่ี Segment อ้ำแล้ว พฤติกรรมของสะพำนจะเป็นแบบไมเ่ส้นตรง (Non-linear)
และจะวิบตัิด้วยกำรบดอดัของคอนกรีต (Crushing) ซึง่จะแตกต่ำงจำก Bonded Internal post-tensioned bridge ท่ีมกัจะวิบตัิด้วยกำรยืดของลวดอดัแรง (Yielding)
29
Bending strength (2)
เม่ือสะพำนแอน่ตวั External post-tension ท่ีไมไ่ด้ยดึกบัคอนกรีต (unbonded) จะมีกำรยืดตวัของลวดอดัแรงกระจำยไปตลอดทัง้เส้น หน่วยแรงที่เพิ่มขึน้ในลวดจงึน้อย ท ำให้คอนกรีตวิบตัิก่อน
ทัง้นี ้AASHTO ยอมให้ใช้วิธีกำรค ำนวณหำ Ultimate bending strength เหมือนในกรณี Internal post-tension โดยต้องค ำนวณหำคำ่แรงดงึในลวด (fsu*) ท่ีจดุวิบตัิ โดยสมกำรข้ำงลำ่ง (หน่วย psi)
*
suf
30
Example: 4-span box girder, 28.2+32.2+32.2+28.2 m
-ML/4/4-3
31
-4.00
-2.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
22.00
24.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
Check Const, Top fiber [MPa]
-4.00
-2.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
22.00
24.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
Check Const, Bottom fiber [MPa]
-4.00
-2.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
22.00
24.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
Final, Top Fiber [MPa]
-4.00
-2.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
22.00
24.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
Final, Bottom fiber [MPa]
Stress @ ConstructionStress @ Service
32
0.50
0.60
0.70
0.80
0 10 20 30 40 50 60 70
T22L , #Strand= 17 , Jack=0.75 , fj=1395. MPa
1201 fps/fpu 2201 fps/fpu 3201 fps/fpu 4201 fps/fpu 5201 fps/fpu 6201 fps/fpu 7201 fps/fpu 8201 fps/fpu 9019 fps/fpu
แรงในลวดอดัแรง T22(L) ท่ีดงึคลอ่ม Span 1 & 2
ณ เวลำท่ี Jacking
ท่ี Final (100 ปี)
แรงดงึในลวดที่ลดลงตามการก่อสร้างและเวลา
33
0
100
200
300
400
500
0 20 40 60 80 100 120 140
Averaged fsu* - fe at Ultimate (MPa)(Mu+ve) Avg fsu* - Avg fe (MPa)
(Mu-ve) Avg fsu* - Avg fe (MPa)
-30,000
-20,000
-10,000
0
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
Dash line is Secondary Moment
Mu < Mn
คำ่เฉลี่ย อตัรำกำรเพิ่มของแรงในลวดอดัแรงท่ี Ultimate
Effective prestress, fe ~ 0.60 fs’ (prestressing steel strength, fs’=1,860 MPa)ค่ำเฉลี่ยกำรเพิม่ของแรง Avg (fsu*-fe) /fs’ ~ 300/1,860 = 0.16 fs’จะได้ว่ำท่ี ultimate แรงดงึในลวดอดัแรงเฉล่ียจะอยู่ท่ีประมำณ fsu* ~ 0.76 fs’ซึง่น้อยกว่ำค่ำ Yield strength ของ Low relaxation strand, fy* ~ 0.90 fs’ ค่อนข้ำงมำก 34