Luận án Nghiên cứu lớp mặt cầu bằng bê tông tính năng siêu cao gia cường cốt sợi thép (UHPFRC) trên bản thép trực hướng

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU LỚP MẶT CẦU BẰNG BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO GIA CƯỜNG CỐT SỢI THÉP (UHPFRC) TRÊN BẢN THÉP TRỰC HƯỚNG

Ngành:

Xây dựng công trình đặc biệt

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "NGHIÊN CỨU LỚP MẶT CẦU BẰNG BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO GIA CƯỜNG CỐT SỢI THÉP (UHPFRC) TRÊN BẢN THÉP TRỰC HƯỚNG" của Đặng Văn Sỹ (2017) tại Trường Đại học Giao thông vận tải, tập trung giải quyết vấn đề hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của kết cấu mặt cầu bản thép trực hướng (OSD) tại Việt Nam. Kết cấu OSD, mặc dù có ưu điểm về trọng lượng nhẹ, độ cứng lớn và thi công nhanh, nhưng thực tế khai thác cho thấy sự xuống cấp của lớp phủ và gia tăng tải trọng gây ra nhiều hư hỏng, làm giảm chất lượng và tuổi thọ công trình.

Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu và đề xuất một giải pháp lớp phủ mặt cầu mới sử dụng bê tông tính năng siêu cao gia cường cốt sợi thép (UHPFRC), được chế tạo từ vật liệu sẵn có trong nước (UHPFRC-V). Luận án đã lựa chọn thành phần vật liệu, thiết kế cấp phối UHPFRC-V cấp 110 MPa với độ chảy 500mm và 2% cốt sợi thép. Các tính năng cơ học của UHPFRC-V ở 28 ngày được xác định rõ ràng, bao gồm cường độ nén đặc trưng 118,54 MPa, mô đun đàn hồi 42,5 GPa, và cường độ chịu kéo khởi điểm vết nứt đặc trưng 6,47 MPa.

Nghiên cứu sử dụng kết hợp phương pháp lý thuyết, thực nghiệm và phân tích bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) với phần mềm Midas Fea. Đối tượng nghiên cứu bao gồm ứng xử uốn của UHPFRC-V trên mẫu chuẩn và mặt cắt liên hợp "bản thép - UHPFRC-V", cùng với ứng xử cục bộ của kết cấu OSD có lớp phủ UHPFRC-V dưới tải trọng bánh xe.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc xây dựng mô hình ứng xử của UHPFRC-V trên bản thép phục vụ tính toán kết cấu, và chứng minh hiệu quả của giải pháp UHPFRC-V trong việc giảm biến dạng trên lớp phủ, giảm ứng suất trong bản thép và đường hàn so với các loại lớp phủ truyền thống như epoxy asphalt và mastic asphalt. Luận án đề xuất mô hình ứng dụng UHPFRC-V với chiều dày lớp phủ 50-70mm và bố trí cốt thép phù hợp.

Tuy nhiên, luận án cũng ghi nhận một số hạn chế như chưa xem xét hiện tượng mỏi, yếu tố nhiệt độ, tải trọng va chạm và hiệu quả kinh tế. Từ đó, tác giả đưa ra các kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện giải pháp này cho việc tăng cường cầu cũ hoặc thiết kế cầu mới ở Việt Nam.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: Tổng quan về UHPFRC và các nghiên cứu ứng dụng trên bản thép trực hướng.
• Chương 2: Thành phần và tính năng của bê tông tính năng siêu cao gia cường cốt sợi.
• Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử uốn âm của UHPFRC-V trên bản thép.
• Chương 4: Phân tích ứng xử kết cấu bản thép trực hướng có lớp phủ UHPFRC-V.