thÔng tin kẾt quẢ nghiÊn cỨu › upload › 20830 › fck › files › khcn … · web...

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

*****

BÁO CÁO TÓM TẮTĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ DÀI HẠN CỦA GỐI CẦU CAO SU

CỐT BẢN THÉP CHO DẦM LIÊN TỤC (ĐÚC HẪNG)

Mã số: DT184064

CƠ QUAN CHỦ QUẢN: BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

CƠ QUAN CHỦ TRÌ : TỔNG CỤC ĐƯỜNG BỘ VIỆT NAM

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI : TS. NGUYỄN THỊ CẨM NHUNG

HÀ NỘI, 2018

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

*****

BÁO CÁO TÓM TẮTĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ DÀI HẠN CỦA GỐI CẦU CAO SU

CỐT BẢN THÉP CHO DẦM LIÊN TỤC (ĐÚC HẪNG)

Mã số: DT184064

Xác nhận của tổ chức chủ trì(ký, họ tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài(ký, họ tên)

TS. Nguyễn Thị Cẩm Nhung

HÀ NỘI, 2018

DANH SÁCH THÀNH VIÊN1. Tên đề tài:

“Nghiên cứu ứng xử dài hạn của gối cầu cao su cốt bản thép cho dầm liên tục (Đúc hẫng)”.

2. Mã số:

DT184064.3. Danh sách thành viên

STT

Họ và tên Đơn vị công tác Ghi chú

1TS. Nguyễn Thị Cẩm Nhung

(Chủ nhiệm đề tài)Trường Đại học GTVT

2TS. Bùi Tiến Thành(Thành viên chính)

Trường Đại học GTVT

3ThS. Trần Quốc Toàn

(Thành viên chính)Tổng cục Đường bộ VN

4ThS. Cao Thị Hồng Hạnh

(Thành viên chính)Trường Đại học GTVT

5ThS. Nguyễn Xuân Thành

(Thành viên chính)Ban Quản Lý ĐS-ĐT Hà

Nội

6TS. Nguyễn Đức Dũng


7TS. Nguyễn Thạch Bích


8ThS. Nguyễn Trọng Tuệ


9KS. Nguyễn Viết Khiêm


MỤC LỤCTHÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.......................................................................1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GỐI CẦU SỬ DỤNG TRONG CÔNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG NHỊP LỚN....................................................................................................2

1.1. Tổng quan về gối cầu và các loại gối cầu sử dụng trong công trình cầu bê tông nhịp lớn............................................................................................................................2

1.2. Hiện trạng áp dụng các loại gối cầu cho cầu bê tông DUL nhịp trung và nhịp lớp tại Việt Nam....................................................................................................................6

CHƯƠNG 2: Các ứng xử của gối cầu.............................................................................8

2.1. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của tải trọng ngắn hạn.......................................8

2.2. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của tải trọng dài hạn........................................10

2.3. Ứng xử của gối cầu ngoài giới hạn đàn hồi............................................................12

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHI TIẾT GỐI CẦU............................................................14

3.1. Thiết kế gối cầu hiện hành.....................................................................................14

CHƯƠNG 4: CÁC TIÊU CHÍ THÍ NGHIỆM VÀ BẢO TRÌ GỐI CẦU cao su cốt bẢN THÉP CHO CẦU Đúc hẫng.................................................................................20

4.1. Tiêu chí thí nghiệm gối theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN10308:2014.................20

4.2. Tiêu chí thí nghiệm gối theo UIC-772...................................................................24

4.3. Tiêu chí thí nghiệm gối theo tiêu chuẩn Châu Âu..................................................24

4.4. Bảo trì gối cầu cao su bản thép...............................................................................26

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................................28

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................30

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Trong quá trình nghiên cứu nhóm tác giả đã làm rõ được các vấn đề

Nghiên cứu tổng quan các kết cấu gối cầu sử dụng cho cầu bê tông nhịp lớn

+ Nghiên cứu tổng quan về các dạng kết gối cầu bê tông nhịp lớn trên thế giới và trong nước

+ Phân tích đặc điểm thiết kế các cầu và sự lựa chọn gối cầu

Khảo sát, đánh giá hiện trạng các gối cầu bê tông nhịp lớn đang khai thác ở Việt Nam

+ Thu thập số liệu về các loại gối cho cầu bê tông nhịp lớn đang sử dụng tại các cầu Cái Tư, cầu vượt vành đai 2, Cầu vượt sông Nhuệ, cầu Đình vũ, cầu Kiền.

+ Xây dựng cơ sở lý thuyết về sự làm việc của gối cầu cao su cốt bản thép. Các yêu cầu về sự làm việc

+ Phân tích tình trạng thí nghiệm và sử dụng gối cầu hiện nay.

+ Phân tích sự làm việc của gối cầu cao su cốt bản thép trong các cầu bê tông, đặc biệt là các cầu bê tông khẩu độ lớn thi công theo công nghệ đúc hẫng

Thiêt kế gối cầu

+ Thiết kế gối cầu theo tiêu chuẩn hiện hành.

+ Thí nghiệm xác định đặc tính làm việc của gối cho đến giai đoạn phá hủy.

+ Đánh giá sự làm việc của gối theo các trạng thái giới hạn thiết kế khác nhau.

+ Đánh giá sự làm việc của gối trong điều kiện biến dạng do ảnh hưởng của các tải trọng dài hạn làm gối bị lún, bị nghiêng.

Tiêu chí thiết kế và bảo trì gối cầu

+ Tiêu chí thiết kề và bảo trì gối cầu

+ Dự thảo chỉ dẫn về thiết kế gối cầu

Ngoài sản phẩm chính là Báo cáo tổng kết khoa học của đề tài, Hướng dẫn tính

toán, nhóm tác giả đã thực hiện 01 bài báo khoa học liên quan đến đề tài đăng trên Tạp

chí Giao thông Vận tải. Ngoài ra nhóm nghiên cứu đã xây dựng mô hình phân tích ứng

xử của gối cầu.

1

Nghiên cứu ứng xử dài hạn của gối cầu cao su cốt bản thép cho dầm liên tục (Đúc hẫng)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GỐI CẦU SỬ DỤNG TRONG CÔNG TRÌNH CẦU BÊ TÔNG NHỊP LỚN

1.1. Tổng quan về gối cầu và các loại gối cầu sử dụng trong công trình cầu bê tông nhịp lớn1.1.1 Tổng quan về gối cầu

Gối cầu đặt tại các vị trí liên kết giữa kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới, có

chức năng đặc biệt quan trọng đối với sự làm việc tổng thể của kết cấu cầu nhằm đảm

bảo khả năng chịu tải trọng từ kết cấu phần trên và truyền đến kết cấu phần dưới.

Hình 1. 1. Vị trí gối cầuChức năng của gối cầu là tiếp nhận và truyền tải trọng theo phương nằm ngang

và phương thẳng đứng xuống mũ trụ, gối cầu dịch chuyển ngang do tác dụng của giãn

nở dầm và xoay do biến dạng dầm.

1.1.2. Gối cầu sử dụng trong công trình cầu bê tông nhịp trung và lớn tại Việt Nam

1.1.2.1 Gối chậu và gối hình cầu

Cấu tạo gối chậu và gối hình cầu thể hiện như trong Hình 1.4 và Hình 1.5 Gối hình

cầu cho phép dịch chuyển và xoay bằng một tấm bằng đồng có độ bền cao (tấm chịu

2

Hình 1. 2. Các chức năng cơ bản của gối cầu


lực), trong khi gối chậu cho phép dịch chuyển bằng tấm trượt như PTFE cùng với

chuyển động xoay bằng tấm cao su trong chậu.

Hình 1. 3. Cấu tạo gối chậu (hình gối chậu)a) Nguyên lý cấu tạo gối chậu; b) Gối chậu cố định;

c) Gối chậu chuyển vị mọi phương; d) Gối chậu chuyển vị theo một phương

Gối hình cầu thường được sử dụng cho cầu, có tải trọng phía trên lớn, do gối hình

cầu chịu lực bằng các tấm thép chịu lực nên tránh được sự lún điểm đặt gối và dao

động. So với gối hình cầu thì gối chậu có dịch chuyển nhỏ, nhờ chịu tải bằng các tấm

cao su.

Hình 1. 4. Cấu tạo gối hình cầua) Nguyên lý cấu tạo; b) Gối chuyển vị mọi phương

c) Gối chuyển vị một phương; d) Gối cố định

1.1.2.2. Gối xoay cố định

Gối xoay cố định để chịu tải trọng thẳng đứng với phần hình cầu có thể xoay theo

mọi hướng. Gối xoay được thiết kế và sản xuất để chịu tải trọng thẳng đứng lớn, có thể

3


áp dụng cho cầu quy mô lớn. Thép đúc thường được sử dụng làm vật liệu cho đế trên

và đế dưới. Ngoài ra, gối xoay cũng có ưu điểm có độ dốc hoặc thoát nước mưa khi

mặt phẳng của đế dưới rộng (Hình 1.8).

1.1.2.3. Gối cao su bản thép

Gối cầu cao su có cấu tạo đơn giản với chức năng chịu tải trọng thẳng đứng,

chuyển động tịnh tiến và góc xoay bằng các bộ phận cao su. Gối cao su có thể áp dụng

rộng rãi cho nhiều loại cầu có quy mô nhỏ, trung bình và lớn.

Vật liệu cao su mềm để sản xuất gối cầu được chia nhỏ thành nhiều lớp và kết

hợp với các lớp thép tấm có khả năng làm việc như một gối cao su. Sự di chuyển theo

phương ngang được đảm bảo bởi biến dạng cắt của cao su, góc xoay được đảm bảo bởi

biến dạng đàn hồi của cao su.

4

Hình 1. 5. Cấu tạo gối xoay

Hình 1. 6. Cấu tạo gối cầu cao su bản thép


Hình 1.11. Sự làm việc của gối cầu cao suCác tấm trượt PTFE giữa các bề mặt tương ứng của thép không gỉ liên kết với

mặt dưới của lớp cao hơn của gối cầu và do đó sẽ chịu được giãn dài do thay đổi nhiệt

độ. Cần xem xét khi thiết kế "gối cao su trượt" để chịu chuyển vị ngang lớn với tấm

đệm bên trong gối.

Hình 1.13. Gối cao su trượt: Quan hệ giữa đặc tính ma sát và biến dạng do cắt1.1.2.4. Gối cao su loại nửa cứng

Gối cao su loại nửa cứng về cơ bản có cấu tạo giống loại gối cao su bản thép.

Loại gối cầu này thường được sử dụng cho gối của các cầu có quy mô tương đối lớn

với tải trọng thẳng đứng và chuyển vị ngang lớn, do đó các lớp cứng cho các phần cao

su chính cũng cần thiết.

5


Hình 1. 7. Cấu tạo gối cao su nửa cứng

1.1.2.5. Gối cao su loại giảm chấn

Bề ngoài gối giảm chấn giống gối cầu nửa cứng. Cao su giảm chấn tốt được sử

dụng cho gối cao su giảm chấn cao (HDRB - High damping rubber bearings) và cao su

tự nhiên kết hợp với chì được sử dụng cho gối cầu cao su chì Hình 1.16. (LRB - Lead

rubber bearings).

Hình 1. 15. Gối cao su giảm chấn

Gối cao su chì (LRB - Lead rubber bearings) được cấu tạo bởi các lớp thép cán

mỏng xen kẽ và lớp cao su lưu hóa với một khối lõi chì đặt ở vị trí trung tâm. Sự tiêu

hao năng lượng của gối được tạo bới các lõi chì, làm giảm chuyển vị ngang.

1.2. Hiện trạng áp dụng các loại gối cầu cho cầu bê tông DUL nhịp trung và nhịp lớp tại Việt Nam

Tại Việt Nam, hầu hết gối cầu ở công trình cầu đường bộ nói chung và các công

trình cầu bê tông nhịp lớn nói riêng đều không được bảo trì thường xuyên với một số

hư hỏng phổ biến như: nghiêng lệch, han gỉ,… dẫn đến thực tế nhiều gối cầu không

còn đảm bảo hoạt động bình thường. Nhiều công trình sau một thời gian dài khai thác

6


đưa vào sử dụng, hầu hết các gối cầu không được bảo dưỡng định kỳ nên kết cấu gối

cầu bị nghiêng lệch, han gỉ, hư hỏng, giảm tuổi thọ của kết cấu công trình.

Ở một số công trình các biện pháp bảo dưỡng thường xuyên gối cầu tuy đã được

thực hiện nhưng chưa mang lại nhiều hiệu quả. Do các bộ phận của gối cầu có hình

dạng phức tạp nên việc thi công bảo dưỡng gối cầu gặp nhiều khó khăn.

7


CHƯƠNG 2: CÁC ỨNG XỬ CỦA GỐI CẦU 2.1. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của tải trọng ngắn hạn

2.1.1. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của lực nén đúng tâm

Một trong những ứng xử chủ yếu của gối cầu đó là ứng xử trước tải trọng nén.

Gối cầu được cấu tạo từ cao su, giữa các lớp cao su là các bản thép. Việc các bản thép

nằn xem giữa các tấm cao su để tăng cường độ cứng cho gối. Dưới tác dụng của tải

trọng nén, gối cao su có xu hướng nén lại và phình ngang. Đây là các ứng xử khi phân

tích gối chịu nén thuần túy:

Hình 2.1 Ứng xử của gối cao su bản thép dưới tác dụng của lực nén

2.1.2. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của lực ngang

Các lực ngang như lực hãm xe, lực do co giãn nhiệt, lực do co ngót từ biến… tác

dụng lên kết cấu sẽ được truyền xuống gối nhằm tránh gây hư hỏng cho các kết cấu

khác, để đảm bảo chuyển vị này, gối cầu sẽ có các ứng xử sau: các gối sẽ bị lệch đi,

sau đó sẽ dần trở lại trạng thái ban đầu.

Nếu lực ngang quá lớn, sẽ gây hiện tượng trượt cho gối, dẫn đến việc gối cầu bị

chịu nén lệch tâm, sau đó sẽ trượt hẳn khỏi kết cấu nhịp

Hình 2. 3 Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của lực ngang

8


2.1.3. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của lực lệch tâm (xuất hiện mô men xoay)

Khi gối chịu lực xoay, gối sẽ vặn đi 1 góc alpha, điều này dẫn đến sự gia tăng

ứng suất cắt trong gối, gối dễ bị phá hoại

Khi gối cầu chịu tác động lực cục bộ vuông góc với chiều ngang, dầm cầu sẽ dao

động nghiêng tạo ra moment quay. Trong trường hợp này, gối cầu cao su sẽ biến dạng

đàn hồi theo hướng chịu tác động của lực tạo ra góc quay. Gối cầu sẽ hấp thụ năng

lượng dao động nghiêng của dầm cầu.

Hình 2.4. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của lực lệch tâm- Toàn bộ ứng xử của gối trong quá trình làm việc được thể hiện trong hình sau:

Hình 2.5: Ứng xử của gối cao su bản thép trong quá trình làm việc2.1.4. Ứng xử ổn định vênh

9


Trạng thái giới hạn cuối cùng trong các điều kiện sau

Công thức này sẽ được áp dụng với phản ứng lớn nhất của tổ hợp cơ bản có tỷ lệ Fz /

Ar cao nhất và với mô đun bằng 0,9 MPa

2.1.5 Ứng xử ổn định trượt của gối cao su bản thép

Trước tác động của lực ngang, gối có ứng xử chống lại trượt trên mặt tấm trượt. Việc

xác minh chống trượt được đảm bảo, trong trường hợp không có thiết bị chống theo dõi

và

2.2. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của tải trọng dài hạn

2.2.1. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của co ngót

Co ngót là hiện tượng giảm thể tích khi nhiệt độ không đổi do nước bốc hơi sau

khi bê tông khô cứng.

Sự thay đổi thể tích theo thời gian này phụ thuộc vào hàm lượng nước của bê

tông tươi, vào loại xi măng và cốt liệu được sử dụng, vào điều kiện môi trường (nhiệt

độ, độ ẩm và tốc độ gió) tại thời điểm đổ bê tông, vào quá trình bảo dưỡng, vào khối

lượng cốt thép và vào tỉ số giữa thể tích và diện tích bề mặt cấu kiện.

Hình 2. 6. Biến dạng co ngót theo thời gianGối cầu dưới tác dụng dài hạn của co ngót: Gối cầu có những ứng xử tương tự

như ứng xử ngắn hạn, chống lại sự co ngót của kết cấu nhịp. Tuy nhiên ứng xử ở đây

diễn ra lâu dài, điểm gây nguy hiểm không phải do vượt quá sức chịu tải của gối mà do

gối bị mỏi dẫn đến các phá hoại do mỏi.

2.2.2. Ứng xử của gối cầu dưới tác dụng của từ biến

10


Từ biến là hiện tượng tăng biến dạng theo thời gian khi tải trọng không đổi. Cũng

như co ngót, từ biến là tác nhân phụ thuộc vào thời gian và có vai trò khá quan trọng

trong việc tính toán, thiết kế công trình.

Theo

Tiêu chuẩn ASTM C512 (2002) quy định quan hệ tuyến tính giữa cấp ứng suất và

cường độ bê tông được chấp nhận khi cấp ứng suất bằng khoảng 40% cường độ chịu

nén của bê tông.

Hình 2.7: Biến dạng từ biến dưới tác dụng của tải trọng dài hạn

Hiện tượng biến dạng từ biến diễn ra rất phức tạp nhưng qua các thí nghiệm và quan trắc thực tế người ta thấy rằng quá trình biến dạng này xảy ra trong một thời gian dài và phát triển chậm dần, chịu ảnh hưởng chủ yếu của các tải trọng tác dụng lâu dài, tác động của môi trường và bản thân thành phần bê tông. Để phân tích ảnh hưởng của từ biến người ta đưa ra một đại lượng đặc trưng gọi là hệ số từ biến ψ.

Theo thiết kế và thí nghiệm thì tải trọng sử dụng chỉ gây ra ứng suất chiếm khoảng 40-50% cường độ vật liệu bê tông, do vậy quan hệ giữa biến dạng từ biến và biến dạng đàn hồi có thể coi là tuyến tính. Ta có công thức sau:

và

Do từ biến chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố nên việc xác định biểu thức tính

toán trở nên rất phức tạp và thường được xác định qua thực nghiệm và tổng kết để lập

thành các bảng tra có sẵn trong các tiêu chuẩn của các nước. Các quy phạm hiện hành

các nước đều có các quy định riêng, tính toán theo các mô hình khác nhau nhưng chủ

yếu là tính theo các công thức kinh nghiệm.

11


Bên cạnh co ngót, gối cầu có những ứng xử với tải trọng từ biến tương tự như

ứng xử với sự co ngót của kết cấu nhịp. Ứng xử ở đây diễn ra lâu dài, điểm gây nguy

hiểm không phải do vượt quá sức chịu tải của gối mà do gối bị mỏi dẫn đến các phá

hoại do mỏi.

Nhìn chung ứng xử dài hạn của gối cầu chịu ảnh hưởng nhiều của co ngót và từ

biến, đồng thời dễ bị phá hoại do mỏi.

2.3. Ứng xử của gối cầu ngoài giới hạn đàn hồi

Biến dạng đàn hồi nhưng không tuân theo định luật Hooke, là đàn hồi phi tuyến

hay đàn hồi kiểu cao su, thể hiện trong các vật liệu cao su, vật liệu phi kim vô định

hình … Đặc điểm của chúng là môđun đàn hồi E không phải là hằng số. Khi tải trọng

tác dụng lên gối gây chuyển vị và cũng một phần khả năng gối làm việc lâu năm (cao

su bị lão hóa) khiến cho xảy ra biến dạng dư của cao su, giảm khả năng làm việc của

gối.

- Trong quá trình khai thác của gối cầu, việc tải trọng gây ra ứng xử ngoài giới hạn

đàn hồi của gối là rất ít, ước tính tải trọng gây nên ứng xử này lên đến 11 lần so với tải

trọng thiết kế

- Để nghiên cứu ứng xử của gối cao su ngoài giới hạn đàn hồi, các thí nghiệm nén

được thực hiện, việc này khá khó khăn do khó thực hiện thí nghiệm nén gối một cách

thích đáng

- Phương cách cổ điển là ép một gối cao su giữa 2 mâm song song không còn thích

hợp nữa vì ở hai mặt tiếp xúc giữa mẫu gối cao su và mâm bàn thép có sự biến dạng tự

do: mẫu gối cao su giảm chiều dày đáng kể, làm cho mặt tiếp xúc này tăng lên. Như vậy

cuộc thử nghiệm không còn chính xác.

- Thí nghiệm cụ thể như sau: trước hết cho lực nén ép tác dụng thẳng góc với mặt

phẳng của gối cao su, sau đó tiến hành kéo gối theo mọi phương, nhờ các lực dãn căng

cùng tác dụng một lượt và định vị ở mặt phẳng gối.

- Đưa vào phần tích, kết quả cho phép vạch ra một đường biểu diễn nén ép cũng như

vạch ra đường biểu diễn kéo dãn. Hai đường biểu diễn có thể biểu diễn chung vào cùng

một đồ thị với lực kéo dãn đặt theo trục tung dương và lực nén theo trục tung âm, độ dãn

tăng theo trục hoành dương và độ giảm bề dày theo trục hoành âm. Kết quả ta có được

một đường biểu diễn liên tục về sự biến dạng của gối đi từ độ nén đến độ kéo đứt.

12


Hình 2.13. Biểu đồ thể hiện ứng xử của gối- Ta nhận thấy đường biểu diễn nén ép ít phức tạp hơn đường biểu diễn dãn vì lực

nén tăng cực nhanh và bề lõm của phần đường biểu diễn này bao giờ cũng quay về phía

trục tung. Đường biểu diễn nén ép có một đường tiệm cận dọc ứng với sự giảm bề dày

100%

- Khi thôi tác dụng lực, gối cao su không thể quay lại đúng với chiều dày ban đầu

mà bị sụt giảm. Đây chính là do độ biến dạng dư trong gối cầu

- Cấu trúc của các gối cao su khi làm việc ngoài giới hạn đàn hồi gần như bị phá

hủy.

13


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHI TIẾT GỐI CẦU3.1. Thiết kế gối cầu hiện hành

Gối cầu cao su cốt bản thép không có tấm trượt trong cầu đường bộ gồm nhiều lớp

cao su dày và nhiều tấm bản thép đặt xen kẽ gắn chặt vào nhau.

Tải trọng tác động (theo kN) và chiều cao gối cầu (theo mm) được chọn là các đặc

trưng cơ bản của gối cầu cao su cốt bản thép. Các kích thước cơ bản của một số loại gối

cầu cao su cốt bản thép có thể tham khảo.

Hình 2.14. Cấu tạo gối cầu cao su bản thép (a - chiều dài gối, b - chiều rộng gối, H - chiều cao gối, C - lớp bảo vệ)

Xác định các chức năng yêu cầu

Trước tiên cần xác định các tải trọng thẳng đứng và ngang, chuyển dịch xoay và

chuyển dịch tịnh tiến từ tất cả các nguyên nhân bao gồm tải trọng bản thân, hoạt tải, tải

trọng gió, tải trọng động đất, từ biến và co ngót, ứng suất trước, nhiệt độ và sai số thi

công.

Các yêu cầu thiết kế:

Các chuyển vị do nhiệt độ tối thiểu phải được xét đến từ nhiệt độ cực trị quy định

trong tiêu chuẩn dùng thiết kế và nhiệt độ dự tính khi lắp đặt. Các tải trọng thiết kế

phải căn cứ trên các tổ hợp tải trọng và các hệ số tải trọng quy định trong Chương 3

của Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ.

Góc xoay sử dụng lớn nhất chưa nhân hệ số do tổng tải trọng đối với các gối như

gối cao su hoặc gối cao su có tăng cường bản thép tức là gối không đạt được tiếp xúc

cứng giữa các cấu kiện thép phải lấy bằng tổng của:

- Các góc xoay do tĩnh tải và hoạt tải.

14


- Dung sai về các điều kiện không chắc chắn phải lấy bằng 0.005 Rad trừ khi

kế hoạch kiểm tra được duyệt minh chứng cho một giá trị nhỏ hơn.

- Góc xoay ở trạng thái giới hạn cường độ θu đối với các gối như gối chậu và

mặt trượt cong, tức là gối có thể triển khai tiếp xúc cứng giữa các cấu kiện

thép phải lấy bằng tổng của:

- Góc xoay do toàn bộ các tải trọng tính toán thích hợp;

- Góc xoay lớn nhất gây ra do sai số chế tạo và lắp đặt phải lấy bằng 0.01 Rad

trừ khi kế hoạch kiểm tra chất lượng được duyệt minh chứng cho một giá trị

nhỏ hơn.

- Dung sai về các điều kiện không chắc chắn phải được lấy bằng 0.01 Rad trừ

khi kế hoạch kiểm tra chất lượng được duyệt minh chứng cho một giá trị nhỏ

hơn.

Lựa chọn gối

Việc xác định loại gối phù hợp dựa trên các yêu cầu của cầu và các hệ số khác

bao gồm mặt bằng có được, môi trường, bảo dưỡng, chi phí, tính sẵn có và sở thích

của khách hàng. Việc lựa chọn và bố trí gối phải cho phép biến dạng do nhiệt độ, do

các nguyên nhân khác phụ thuộc vào thời gian và phải phù hợp với sự vận hành riêng

của cầu.

Để các gối có chức năng tốt như mong đợi, cần phải thiết lập được các yêu cầu

hoạt động của chúng, các phương pháp thiết kế, thành phần vật liệu, quản lý chất

lượng sản phẩm và phương pháp lắp đặt.

Các phương án lựa chọn loại gối cầu

Có rất nhiều loại gối cầu do đó gối nên được lựa chọn phù hợp với từng loại cầu.

Mục này đề cập tới các phương pháp lựa chọn gối cầu trong các điều kiện khác nhau

dựa trên đặc điểm cấu tạo của gối cầu. Khả năng thi công, bảo trì;

a. Trình tự thiết kế sơ bộ gối

Theo Tiêu chuẩn 22TCN 272-05, trình tự thiết kế sơ bộ gối được đưa ra như sau

(ví dụ cho thiết kế gối cầu cao su theo phương pháp B):

- Xác định dịch chuyển do nhiệt độ của dầm

- Xác định sự co ngắn do dự ứng lực trước, co ngót của bê tông, vv...;

15


- Lựa chọn chiều dày của gối dựa trên tổng dịch chuyển yêu cầu của gối Tính toán

kích thước gối dựa trên áp lực nén của gối

- Tính toán độ lún do nén lệch tức thời

- Tổ hợp góc xoay lớn nhất của gối;

- Kiểm tra khả năng chịu nén và xoay của gối

- Kiểm tra độ ổn định của gối

- Kiểm tra cốt thép tăng cường của gối

b. Điều kiện thiết kế

Các điều kiện cần thiết:

Trong trường hợp tổng quát, các dữ liệu đầu vào đối với thiết kế gối cầu được

yêu cầu như sau:

Các thông tin về công trình cầu:

- Vật liệu, hình dạng và kích thước của kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới;

- Phương pháp liên kết của gối đối với kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới.

Lực tác dụng lên gối cầu:

- Lực thẳng đứng (tĩnh tải, hoạt tải), lực ngang (nhiệt độ, ma sát...);

- Tác động đặc biệt như: động đất, bão và lực va xe…;

Hướng và độ lớn của chuyển vị và góc xoay trên gối cầu.

Quản lý công tác bảo trì (phương pháp bảo vệ chống ăn mòn như mạ kẽm, sơn

phủ,...)

Thẩm mỹ gối cầu (sơn, che phủ, vv...)

c. Thiết kế gối cao su cốt bản thép

Gối cầu cao su cốt bản thép có cấu tạo khá đơn giản và không có bộ phận hãm

chịu tải trọng ngang. Vì lý do này, các thanh neo thường lắp đặt cùng với gối. Gối cao

su bản thép thường được sử dụng cho các loại cầu dầm có phản lực gối P = 225 - 3500

kN.

Trong phần này chỉ đề cập đến thiết kế cấu tạo các bộ phận chính trong gối cao

su cốt bản thép (không đề cập đến thiết kế các thanh neo).

Sơ đồ thiết kế gối cao su cốt bản thép thể hiện như Hình 3.2.

16


Hình 3. 1. Sơ đồ thiết kế gối cao su cốt bản thép theo 22TCN 272-05Theo các điều trong Tiêu chuẩn 22TCN 272-05, gối cao su cốt bản thép được

thiết kế theo một trong hai phương pháp là phương pháp A và B. Gối cao su cốt bản

thép có Si2/n < 22 (giá trị giới hạn của Si

2/n là 20 cần được xét khi giá trị của n lớn hơn

hoặc bằng 3) và đối với những cầu có góc xoay chính theo trục song song với trục

ngang của cầu, được thiết kế theo phương pháp A. Những trường hợp khác, gối cao su

cốt bản thép được thiết kế theo phương pháp B.

Ứng suất tới hạn theo phương pháp A thường dẫn đến khả năng chịu tải của gối cầu

thấp hơn so với gối cầu thiết kế theo phương pháp B. Khả năng chịu lực tăng lên từ việc

sử dụng phương pháp B đòi hỏi thí nghiệm bổ sung và kiểm tra thêm chất lượng.

Thiết kế gối cầu

a. Diện tích gối

Trừ khi có quy định khác (ví dụ: gối tạm thời của cầu dây văng) và có chứng minh thêm, ứng suất nén trung bình phải nằm trong khoảng từ 20 đến 25 MPa trên bề mặt diện tích A', tùy thuộc vào kích thước của gối.

17


hay 1800cm2

b. Chiều cao gối đàn hồi

Điều kiện thường gặp là khi εq liên quan đến chuyển vị ngang tối đa. Điều này chủ yếu là do sự dịch chuyển bởi nhiệt độ đồng đều lên kết cấu, đặc biệt là sự dịch chuyển do lực phanh. Do đó, cần kiểm tra điều kiện:

với

c. Khả năng chịu mất ổn định

Khi đã xác định kích thước mặt phẳng và chiều cao elastomere, điều quan trọng là phải kiểm tra tính ổn định của gối

Hệ số hình dạng, đối với tấm dày nhất là:

S1=S

d. Biến dạng

Dữ liệu đầu vào là sự thay đổi độ dài deltal của mỗi nhịp của một bản mặt cầu liên tục. Do đó, chúng ta biết sự dịch chuyển tương đối của gối "i" so với gối "1" nằm xa nhất bên trái:

Hình 3.2. Biến dạng của gốie. Bề mặt trượt

Phần này đề cập đến các vật liệu trượt được lưu hóa trên chất đàn hồi hoặc được nhúng vào tấm cố định, các thiết bị hỗ trợ loại D và E tương ứng.

Các bề mặt trượt của vòng bi loại D chỉ nên được sử dụng để cho phép các chuyển động không thể đảo ngược (leo, co rút, v.v.).

Đối với tất cả các cân nhắc không được chỉ định dưới đây cho vòng bi loại D và E, áp dụng EN 1337-2.

Độ bám dính của thép Austenit cho gối cầu loại D và loại E

18


Đối với vòng bi trượt làm bằng chất đàn hồi, tấm thép austenit có thể được dán vào tấm cố định bằng tấm elastome.

Các yêu cầu sau đây phải được đáp ứng:

- Độ dày của tấm cố định: xem 6,9 của EN 1337-2: 2000.

- Độ dày của chất đàn hồi, nếu có giữa tấm cố định và tấm thép austenit: 2,5 mm ± 0,5 mm

- Độ dày tối thiểu của tấm thép austenitic: 2 mm.

f. Bề mặt trượt trên của gối cầu loại D

Các yêu cầu sau đây phải được đáp ứng:

- Độ dày tối thiểu của tấm PTFE: tp> 1,5 mm

- Độ dày tối thiểu của tấm PTFE: tp <2,5 mm

- Độ dày của chất đàn hồi theo PTFE: Max. : 3 mm

Min. : 0,5 mm (ở bất kỳ điểm nào)

- Độ sâu của các ô, nếu cần: Tối thiểu. : 1 mm

Max. : 2,5 mm

g. Các bộ phận bôi trơn cho gối cầu loại D

Các bộ phận lưu giữ dầu bôi trơn trong PTFE phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Nếu các tế bào được sản xuất bằng phương pháp đúc nóng, nhiệt độ của quá trình lưu hóa không được vượt quá 200oC.

Diện tích bề mặt khoang phải nằm trong khoảng từ 20% đến 30% tổng diện tích bề mặt của PTFE của thiết bị hỗ trợ bao gồm cả bề mặt của các lỗ thông.

Thể tích khoang không được nhỏ hơn 10% hoặc dưới 20% thể tích PTFE, kể cả sâu răng.

Các tấm PTFE không gấp nếp chỉ nên được sử dụng làm vật liệu trượt cho vòng bi loại D nếu người thiết kế cấu trúc đã chỉ định chúng.

19


CHƯƠNG 4: CÁC TIÊU CHÍ THÍ NGHIỆM VÀ BẢO TRÌ GỐI CẦU CAO SU CỐT BẢN THÉP CHO CẦU ĐÚC HẪNG

4.1. Tiêu chí thí nghiệm gối theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN10308:2014

4.1.1 Xác định đặc tính chịu nén của gối cầu cao su cốt bản thép

Có hai phương pháp xác định đặc tính chịu nén của gối cầu cao su cốt bản

thép:

a. Phương pháp kiểm tra bằng thí nghiệm tải trọng:

- Lắp đặt 1 gối cầu cao su giống như Hình

- Gia tải nén lớn nhất bằng tải trọng thiết kế lên gối cầu;

- Sau khi ổn định, dỡ tải, điều chỉnh tải trọng nén về "0", đồng thời hiệu chỉnh

cẩn thận thiết bị đo;

- Tiến hành gia tải tổng cộng 3 lần, đọc giá trị lượng chuyển vị trong khoảng

từ thời điểm tải trọng tĩnh (P1) ~ tải trọng hoạt tải (P2). Trong trường hợp điều kiện

tải trọng không rõ ràng, có thể đọc giá trị lượng chuyển vị từ 1/2 tải trọng nén lớn

nhất ~ tải trọng nén lớn nhất;

- Lượng chuyển vị nén thu được (Y2 - Y1) phải không vượt quá 5 % tổng

chiều dày của lớp cao su.

1) Bộ dẫn động; 2) Mẫu thí nghiệm; 3) Gối; 4) tấm trượt trên và dưới; 5)

Khung; 6) Cảm biến tải trọng

Hình 4. 1. Xác định đặc tính chịu nén của gối bằng phương pháp thí nghiệm tải trọngPhương pháp tính toán (Trong trường hợp kiểm tra sơ bộ)

Trị số ép lún thẳng đứng được xác định theo công thức:

Dn = R .H cs

E .a .b

4.1.2. Xác định mô đun trượt của cao su

20


- Tiêu chí thí nghiệm mô đun trượt của cao su: Tiêu chí dùng để xác định hằng số

quan hệ giữa góc trượt và ứng suất tiếp khi các lớp cao su bị trượt.

Hình 4. 2. Thí nghiệm mô đun trượt của cao suG = (Nsau -Ntrước) x 0.05 < 80 (N/cm2) (độ cứng Shore A = 50)

G = (Nsau -Ntrước) x 0.05 < 100 (N/cm2) (Độ cứng Shore A = 60)

4.1.3. Xác định mô đun trượt của gối cầu

Để xác định mô đun trượt của cao su cốt bản thép, có 2 phương pháp được đưa ra:

- Phương pháp thí nghiệm cắt kép, như Hình 4.3-a (Phương pháp dùng 2 gối cao su cốt bản thép).

- Phương pháp thí nghiệm cắt đơn, như Hình 4.3-b (Phương pháp dùng 1 gối cao su cốt bản thép).

(a) Phương pháp thí nghiệm cắt kép

(1) Bộ dẫn động

(2) Cảm biến tải trọng nén

(3) Mẫu thí nghiệm


(5) Cảm biến tải trọng cắt

(6,7) Tấm bản thép

21


(b) Phương pháp thí nghiệm cắt đơn

(1) Khung


(3) Gối

(4) Cảm biến tải trọng cắt


(6) Mẫu thí nghiệm

(7) Tấm trên và tấm dưới

(8) Cảm biến tải trọng nén

Hình 4. 3. Thí nghiệm mô đun trượt của gối cầu cao su cốt bản thépDùng hai chiếc gối cầu cao su cốt bản thép và 3 tấm thép bản dày ít nhất 20

mm xếp chồng nhau theo hình.

Tác dụng vào các bản thép (7) lực nén không đổi (R bằng hằng số) đủ để gây ra

trong gối cầu cao su cốt bản thép ứng suất bản nén 800 N/cm2;

Mô đuyn trượt của gối cầu cao su cốt bản thép tính theo công thức:

(N/cm2) (Độ cứng Shore A = 50)

(N/cm2) (Độ cứng Shore A = 60)

Trong đó:

a và b là kích thước của gối cầu cao su cốt bản thép

4.1.4. Thí nghiệm độ cứng

Đặt mẫu thử trên bề mặt phẳng, cứng. Áp mặt ép lên mẫu thử hoặc ngược lại,

càng nhanh càng tốt, không đột ngột, giữ khung giá song song với bề mặt mẫu thử và

đảm bảo rằng mũi ấn vuông góc với bề mặt cao su. Khi sử dụng khung giá, tốc độ tối

đa là 3.2m/s.

Thời gian thử chuẩn là 3 giây đối với loại cao su lưu hóa và 15 giây với cao su

nhiệt dẻo. Làm 5 phép đo độ cứng ở các vị trí khác nhau trên mẫu thử cách nhau ít

nhất 6mm.

22


Giá trị độ cứng của mẫu thử là giá trị trung bình của trị số đọc được trên thiết bị đo độ

cứng qua mỗi lần thử.

4.1.5. Thí nghiệm độ bền kéo đứt và độ dãn dài của cao su

Đặt mẫu thử vào máy kéo, đảm bảo rằng các đầu mẫu được kẹp đối xứng sao cho

sức căng phân bố đồng đều trên toàn bộ mặt cắt ngang. Nếu cần, lắp thêm dụng cụ đo

độ giãn. Khởi động máy và giám sát liên tục sự thay đổi chiều dài thử và lực trong suốt

phép thử đối với độ chính xác ±2%. Tốc độ di chuyển của kẹp phụ thuộc vào kiểu mẫu

thử theo qui định tiêu chuẩn TCVN 4509-2006.

Phải có ít nhất 3 mẫu thử được kiểm tra.

Hình 4. 4. Mẫu thử hình quả tạ4.1.6. Thí nghiệm độ bền biến dạng nén dư của cao su

Dụng cụ để tạo nên các biến dạng không đối như hình 2.11 gồm tối thiểu hai tấm

thép không gỉ được đánh bóng, giữa chúng là các mẫu thử được kẹp chặt.

Hình 4. 5. Dụng cụ để xác định biến dạng nén dư4.1.7. Thí nghiệm độ bền kéo bóc của cao su

Trong khi thử thí nghiệm viên cần phải cắt bớt chỗ cao su dính với kim loại nếu

miếng cao su có xu hướng bị rách.

Công thức xác định lực bám dính kéo bóc:

F kb=FB( N

mm)

Trong đó B là chiều rộng mẫu thử (mm).

23


4.2. Tiêu chí thí nghiệm gối theo UIC-7724.2.1. Tiêu chí thí nghiệm nén gối

Hình 4. 6. Thí nghiệm nén gốiXác định độ nén

Khả năng chịu nén được xác định bằng cách tác dụng tải trọng nén theo từng giai đoạn, trên 1 gối cao su thí nghiệm có kích thước 100 ×100 mm. 4.2.2. Thí nghiệm dính bám của thép với cao su:

Những thử nghiệm có thể được thay thế,bằng cách kiểm tra độ bền phá hủy trên các

mẫu có kích thước nhỏ hơn lấy từ mép hoặc từ tâm gối. Sự phá hủy sẽ xảy ra với áp lực

cắt đơn vị:

τ>(1+ λ100 )G

4.2.3. Thí nghiệm mỏi:4.2.4. Thí nghiệm kiểm tra góc cắt do rung với tải trọng không đổi

Phương pháp làm như sau:

- Kiểm tra tĩnh để đo E và G.

- Thí nghiệm động lực:

Tác dụng của lực nén không đổi (50MPa)

Tác dụng động lực cắt, cung cấp một biến thiên của tanγ từ ±0.35 (f=3Hz) cho đến 2

triệu vòng.

4.3. Tiêu chí thí nghiệm gối theo tiêu chuẩn Châu Âu4.3.1. Ứng xử dưới tác dụng của tải trọng ngắn hạn.

Đây là những thí nghiệm cơ bản giúp đánh giá khả năng đáp ứng các chuyển vị và

góc xoay tại đầu dầm.

4.3.1.1. Ứng xử chịu cắt

24


a) Xác định mô đuyn đàn hồi G

Mô-đun đàn hồi G được xác định bằng hai thiết bị gối được đặt xen kẽ giữa ba tấm. Các tấm trên và dưới được cố định chắc chắn ở hai bên vào các tấm của máy ép, trong khi một lực ngang được tác dụng lên tấm giữa (hình 5.1). Để tránh cho goi bi truot, tải trong khong doi được áp dụng trong suot quá trình thử nghiệm.

Hình 4.7: Thi nghiệm xoắn để xác định mô-đun G và khả năng chịu tải cắt. b) Xác định độ bám dính cắt

Tiếp theo thử nghiệm trước, lực ngang được tăng lên, đồng thời tăng tải trọng dọc cho đến khi biến dạng tương ứng với tan ( )= 2.0.

4.3.1.2. Ứng xử nén

Tiếp tục sử dụng mô hình thí nghiệm như thí nghiệm ứng xử chịu cắt, tuy nhiên gia tăng lực nén xuống mẫu.

Biến dạng của mẫu thử được đo liên tục đến cho đến khi đạt được một giá trị xác định trước cua ứng suất nén.

4.3.1.3. Ứng xử quay dưới tải trọng lệch tâm

Mục tiêu của thí nghiệm:

- Để đo góc quay và sự mất bề mặt tiếp xúc của mẫu thử dưới ảnh hưởng của lực nén lệch tâm gia tăng với giá trị xác định trước;

- Để xác định độ lệch tâm giới hạn tương ứng với bề mặt tiếp xúc được xác định trước, dưới ảnh hưởng của lực nén cố định.

4.3.2. Ứng xử dưới ảnh hưởng của tác động dài hạn.

4.3.2.1. Xác định từ biến (creep) nén theo tiêu chuẩn T 47.806.

Trong các điều kiện sau: ở nhiệt độ phòng: 23 ° C ± 2 ° C, trong thời gian thử nghiệm tối thiểu là một tháng, dưới ứng suất nén 25 MPa, phải thu được kết quả sau:

• chỉ số từ biến phải nhỏ hơn 0,2.

• không chấp nhận bất cứ khuyết tật nào: bám dính, nứt, vỡ, …

4.3.2.2. Xác định độ giãn ứng suất cắt theo XP T 47.807

25


Trong các điều kiện sau: Ở nhiệt độ phòng: 23°C ± 2°C, trong thời gian thử nghiệm tối thiểu là ba tháng, dưới ứng suất nén 6 MPa và biến dạng xoan tg = 0,7, phải thu được kết quả sau:

• Rcst ≤ 20%. DRC ở 23 ° C, C 25%

• không có khuyết tật được chấp nhận: bám dính, nứt, nứt, vỡ, vỡ,

Những đánh giá này đã không được áp dụng cho đánh giá đánh dấu CE. Tuy nhiên, tiêu chuẩn của Pháp vẫn được duy trì và người ta có thể thực hiện các thí nghiệm đánh giá này trong các tình huống cụ thể.

4.3.2.3. Ứng xử dưới tác động của môi trường.

Xác định khả năng chịu ozone theo Phụ lục L của NF EN 1337-3

Lão hóa tốc độ cao và khả năng chịu nhiệt.

Sự thay đổi của các đặc tính cơ học sau quá trình lão hóa nhân tạo hoặc khả năng chịu nhiệt liên quan đến các thử nghiệm

Xác định khả năng chịu sương muối theo XP T 47.813.

Xác định điều kiện chống trượt theo XP T 47.811.

4.4. BẢO TRÌ GỐI CẦU CAO SU BẢN THÉP- Cần theo dõi kiểm tra kỹ bộ phận gối cầu do sự hư hỏng bộ phận này sẽ dẫn đến

hư hỏng các bộ phận liên quan khác như gối cầu nghiêng sẽ làm dầm xoắn và gây vết nứt cho dầm… Các hư hỏng cần kiểm tra:

Tấm thép thớt trên, thớt dưới bị gỉ.

Gối bị cập kênh, đá kê gối bị nứt, nghiêng lệch.

Gối bị dịch chuyển lệch khỏi đá kê gối.

- Cần kiểm tra khe hở giữa khối chống chuyện vị và đáy dầm hộp, nếu không đảm bảo là dấu hiệu cho thấy dầm truyền lực trực tiếp lên khối chống chuyển vị mà không thông qua gối cầu. Có thể gây nứt, hư hỏng cho cả khối chống chuyển vị và dầm hộp.

- Các gối cau su bản thép cần lưu ý sửa chữa một số hư hỏng sau:+ Chỗ phình bất thường ở mặt bên của gối

+ Vết nứt ở cạnh bên của cao su

Vết nứt hoặc rách lớp vỏ gối cầu chứng tỏ cao su bắt đầu lão hóa có thể ảnh hướng

đến độ cứng của gối. Gối vẫn có thể sử dụng được nhưng phải cho theo dõi vết nứt để

có biện pháp thay mới kịp thời;

+ Vết nứt lớp vữa đệm

26


Sự co ngót khác nhau hoặc tải trọng tác động lên dầm có thể gây các vết nứt của lớp

vữa bên dưới gối. Việc hư hỏng lớp vữa đệm này phải được sửa chữa ngay, không

được chậm trễ.

27


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Gối cầu cao su cốt bản thép có thể là loại gối không có tấm trượt hoặc có tấm trượt.

Hiện nay, đã có tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10308:2014 cho gối cầu cao su cốt bản

thép loại không có tấm trượt sử dụng trong cầu đường bộ. Tuy nhiên hiện nay, một

số cầu liên tục thi công bằng phương pháp đúc hẫng lại sử dụng thêm gối cầu c

ao su có bản thép loại có tấm trượt.

Ba nguyên nhân chính dẫn tới việc phải sửa chữa gối cầu:

+ Hư hỏng do chất lượng sản phẩm không đạt yêu cầu (ăn mòn, mất kết

dính…): cần có các thông số kỹ thuận sản phẩm và nhãn mác qui định.

+ Lỗi lắp đặt: cần tuân thủ các thông số kỹ thuật của hứng dẫn, môi trường là

một điều kiện thiết yếu để cải thiện chất lượng của gối.

+ Lỗi do thiết kế sai (tấm trượt quá ngắn, không đủ khối lượng cao su, không

đảm bảo độ bằng phẳng…).

Ngoài ra cũng cần chú ý đến chuyển vị và góc xoay tại đầu dầm tại vị trí kê gối.

Tuổi thọ của gối cầu quyết định bởi chất lượng nội tại của chúng cũng như sự cẩn

thận trong quá trình lắp đặt. Do đó ngoài sự lụa chọn hợp lý loại thiết bị gối, đảm

bảo chất lượng và sự ổn dịnh trọng quá trình sản xuất cũng rất quan trọng.

Trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu về tiêu chí thí nghiệm gối của Việt Nam và các tiêu

chí thí nghiệm gối trên thế giới(điển hình là tiêu chí thí nghiệm của UIC-772 và tiêu

chí thí nghiệm gối của Châu Âu) nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng:

+ Một số tiêu chí thí nghiệm chính như: thí nghiệm nén gối, xác định mô đun

đàn hồi, xác định mô đun trượt... của gối là những tiêu chí hàng đầu của gối

cầu. Cách thí nghiệm khác nhau nhưng đưa ra các thông số thể hiện chất lượng

của gối tương đồng với nhau

+ Trong tiêu chuẩn của Châu Âu, trong cùng một mô hình thí nghiệm, có thể

xác định được nhiều thông số, có thể tiết kiệm được mẫu thử tuy nhiên hệ

thống khá phức tạp.

+ Đối với tiêu chuẩn Việt Nam : TCVN10308:2014 chưa xét đến các thí

nghiệm về ứng xử dài hạn của gối

28


+ Ở các tiêu chí thí nghiệm gối cầu của Việt Nam và UIC-772 chưa xét đến thí

nghiệm về trượt của gối cao su trên bản thép trượt. Trải qua quá trình khai thác

sử dụng, việc gối cầu bị trượt khỏi bệ kê gối đang là một hư hỏng nghiêm trọng

tại nhiều cầu (cầu Cái Tư, Cầu Cúc Phương...). Nguyên nhân là do ma sát giữa

bản thép trượt và gối cầu không đạt yêu cầu cần thiết. Chính vì vậy, nhóm

nghiên cứu kiến nghị cần có thêm tiêu chí thí nghiệm về ma sát giữa gối cao su

và bản thép trượt trong cầu nhịp lớn và tiêu chí thí nghiệm về ma sát giữa gối

cao su với bệ đặt gối. Bên cạnh đó cũng cần bổ sung các tiêu chí thí nghiệm

liên quan đến ứng xử dài hạn của gối cầu.

29


TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 1765:1975, Thép cacbon - Kết cấu thông thường - Mác thép và yêu cầu kỹ

thuật;

[2] TCVN 4509:2006, Cao su, lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Xác định các tính chất ứng

suất - giãn dài khi kéo;

[3] TCVN 4867:1989, Cao su lưu hóa - Xác định độ bám dính với kim loại - Phương

pháp một tấm;

[4] TCVN 1595-1:2007, Cao su, lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Xác định độ cứng ấn lõm -

Phần 1: Phương pháp sử dụng thiết bị đo độ cứng (độ cứng Shore);

[5] TCVN 2229:2007, Cao su, lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Phép thử già hóa nhanh và độ

chịu nhiệt;

[6] AASHTO M270M, Standard Specification for Structural Steel for Bridges (Tiêu

chuẩn kỹ thuật thép kết cấu cầu);

[7] ASTM A 240M, Standard Specification for Heat - Resisting Chromium and

Chromium - Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Presure Vessels (Tiêu

chuẩn kỹ thuật đối với thép tấm, thép lá và thép dải pha crôm chịu nhiệt và thép không

gỉ cho các bình chịu áp suất);

[8] ASTM D395 - 03(2008), Standard Test Methods for Rubber Property -

Compression Set (Phương pháp thử tiêu chuẩn đặc tính của cao su - Biến dạng nén

dư);

[9] ASTM A 709 M, Standard Specification for Structural Steel for Bridges (Tiêu

chuẩn kỹ thuật thép kết cấu cầu);

[10] ISO 1431-1:2012, Rubber, vulcanized or thermoplastic - Resistance to ozone

cracking (Cao su, lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Sức kháng nứt ozon).

[11] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10308:2014 về Gối cầu cao su cốt bản thép không có

tấm trượt trong cầu đường bộ - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

[12] Tiêu chuẩn thiết kế cầu Châu Âu (EURO CODE)

30

thÔng tin kẾt quẢ nghiÊn cỨu › upload › 20830 › fck › files › khcn … · web...

Documents