Khóa chống cắt đơn trong cầu dầm hộp lắp ghép ảnh hưởng thế nào?

Hình ảnh phá hoại tổ mẫu S40

Cùng với xu thế đổi mới và phát triển của đất nước, ngành GTVT Việt Nam trong những năm qua đã giành được nhiều thành tích trong lĩnh vực xây dựng các công trình hạ tầng GTVT từ cấp truyền thống đến hiện đại, nắm bắt được những giải pháp, công nghệ thi công tiến tiến trên thế giới, từ đó cho phép chúng ta có thể xây dựng các công trình cầu có khẩu độ nhịp lớn, tiến độ thi công nhanh, đáp ứng được yêu cầu khai thác.

Đối với công nghệ lắp ghép phân đoạn, nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã áp dụng để triển khai xây dựng những công trình có quy mô chiều dài lớn, yêu cầu tiến độ thi công nhanh.

Ở nước ta, công nghệ lắp ghép được ngành GTVT quan tâm nghiên cứu từ giữa năm 2000, tập trung cho nhịp có chiều dài từ 40 - 60 m, các dạng mặt cắt ngang thường là mặt cắt chữ T, mặt cắt hộp… Các dạng mối nối sử dụng đa dạng như mối nối có cốt thép chờ, mối nối bê tông cốt liệu nhỏ, mối nối vữa xi măng, mối nối keo epoxy, mối nối khô có khóa chống cắt không có keo epoxy và mối nối có khóa chống cắt có keo epoxy. Trong các dạng mối nối trên, mối nối có keo epoxy và khóa chống cắt đang được sử dụng phổ biến trong kết cấu nhịp lắp ghép phân đoạn nhờ phát huy được ưu điểm cũng như độ tin cậy trong thi công và khai thác. Tuy nhiên, vị trí mối nối là mặt cắt tiềm tàng những nguy cơ rủi ro chịu lực, do đó cần có những nghiên cứu về khả năng chịu lực cũng như ứng xử của khóa chống cắt trong mối nối khi chịu lực.

Các nghiên cứu của các tác giả trên thế giới như In Hwan Yang và cộng sự năm 2013 [5] đã tiến hành thí nghiệm với khóa chống cắt có chiều sâu 10,20 mm. Nghiên cứu của Haibo Jiang năm 2014 [6] đã thí nghiệm và mô phỏng số xác định khả năng chịu cắt của khóa chống cắt khô có chiều sâu lần lượt là 25, 35, 50 mm. Nghiên cứu của G.Rombach [7] với chiều dầy khóa 32, 35 mm đã đưa ra công thức tính cho khả năng chịu cắt của mối nối. Nghiên cứu của Oral Buyukozturk [8] với chiều dầy khóa 38,1 mm đánh giá khả năng chịu cắt và độ mở rộng vết nứt cũng như xu hướng phát triển vết nứt khi mẫu phá hoại. Các kết quả nghiên cứu trên đều cho thấy khả năng chịu cắt của mối nối phụ thuộc vào kích thước khóa (chiều cao khóa, chiều sâu khóa), lực nén dự ứng lực.

Trong những năm gần đây, một số dự án lớn ở Việt Nam đã áp dụng công nghệ thi công lắp ghép phân đoạn kết cấu nhịp sử dụng mối nối khóa chống cắt cùng keo epoxy và cáp dự ứng lực như dự án tuyến metro Bến Thành - Suối Tiên, TP. Hồ Chí Minh [2], sử dụng khóa chống cắt có chiều sâu 32 mm kết hợp keo epoxy. Cầu dẫn thuộc dự án Tân Vũ - Lạch Huyện, TP. Hải Phòng [3] sử dụng mối nối có khóa chống cắt sâu 40 mm và keo epoxy.

Từ các nghiên cứu trên, tác giả tiến hành nghiên cứu tính toán lý thuyết theo công thức đề nghị của AASHTO 1998 [4] và thực nghiệm so sánh khả năng chịu cắt của khóa chống cắt đơn với các dạng chiều sâu khóa 30, 40, 55, 60 mm nhằm đánh giá ảnh hưởng của chiều sâu khóa đến khả năng chịu cắt, từ đó đưa ra kiến nghị cũng như giải pháp góp phần kiểm soát và hoàn thiện hơn về thiết kế, thi công và dự báo khả năng phá hoại tại vị trí mối nối trong cầu dầm lắp ghép phân đoạn. Tác giả:  ThS. NCS. NGUYỄN ĐẮC ĐỨC; PGS. TS. NGUYỄN NGỌC LONG; GS. TS. TRẦN ĐỨC NHIỆM - Trường Đại học Giao thông vận tải

Nội dung bài khoa học tại đây.