info@luanan.net.vn
VIP Luận án DOCX

Luận án – Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô

Năm2022
Lĩnh vựcHạ tầng & Giao thông vận tải
Ngôn ngữTiếng Việt, Tiếng Anh

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH CHO KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ

Ngành:

Kỹ thuật Xây dựng công trình đặc biệt

Mã số: 95.80.2.06

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu ứng dụng vật liệu cốt thanh polyme sợi thủy tinh cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô" được thực hiện tại Trường Đại học Giao thông Vận tải, tập trung giải quyết vấn đề suy thoái nhanh của bản mặt cầu do ăn mòn cốt thép. Đề tài nghiên cứu ứng dụng cốt thanh polyme sợi thủy tinh (GFRP) – một vật liệu có khả năng chống ăn mòn mạnh, nhằm cải thiện độ bền và giảm chi phí sửa chữa cho bản mặt cầu.

Mục đích chính của luận án là nghiên cứu ứng dụng cốt thanh GFRP cho kết cấu bản mặt cầu trên đường ô tô. Đối tượng nghiên cứu là kết cấu bản mặt cầu sử dụng cốt thanh GFRP loại có gờ, được sản xuất tại Việt Nam theo tiêu chuẩn TCVN 11109:2015. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc xác định ứng xử của bản mặt cầu bê tông (cường độ chịu nén 45 MPa) cốt GFRP chịu tải trọng tập trung thông qua thí nghiệm trong phòng. Đồng thời, luận án nghiên cứu mô hình phá hoại, khả năng chịu tải và ảnh hưởng của hàm lượng cốt lớp dưới. Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng là sự kết hợp giữa phân tích, thống kê, nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm và mô phỏng số.

Về mặt khoa học, luận án đã hệ thống hóa cơ sở lý thuyết thiết kế bản mặt cầu bê tông cốt thanh GFRP theo phương pháp chịu uốn và kinh nghiệm. Luận án xác định được mô hình phá hoại của kết cấu bản mặt cầu khi chịu tải trọng bánh xe là phá hoại chọc thủng, với khả năng chịu tải lớn hơn 1,7 đến 2,3 lần so với tiêu chuẩn TCVN 11823:2017 hiện hành. Luận án đã đề xuất công thức điều chỉnh dùng để dự báo khả năng chịu tải của kết cấu bản mặt cầu bê tông cốt thanh GFRP trên cơ sở sức kháng chọc thủng, cho kết quả dự báo phù hợp với thực nghiệm. Phân tích chi phí vòng đời cho thấy việc ứng dụng cốt thanh GFRP thay thế cốt thép mang lại hiệu quả kinh tế, với chi phí vòng đời thấp hơn bản mặt cầu bê tông cốt thép truyền thống từ 0,4% đến 40,7% tùy thuộc vào giả định tuổi thọ (50, 65, 85 năm).

Tuy nhiên, luận án còn một số hạn chế như chưa nghiên cứu sâu về hiện tượng mỏi, ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến độ dính bám giữa cốt thanh GFRP và bê tông, ứng xử của kết cấu bản mặt cầu phần hẫng dưới tải trọng va chạm, và ảnh hưởng lâu dài của điều kiện môi trường đến ứng xử của kết cấu. Các kiến nghị cho hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc xem xét thêm yếu tố nhiệt độ, tải trọng động, thực hiện thí nghiệm quy mô lớn để kiểm chứng công thức dự báo, và khảo sát ảnh hưởng của chiều dày bản, cường độ bê tông đến ứng xử của kết cấu.

Mục lục chi tiết:

  • MỞ ĐẦU

    • 1. Lý do chọn đề tài
    • 2. Mục đích nghiên cứu
    • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
    • 4. Phương pháp nghiên cứu
    • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
    • 6. Cấu trúc của luận án
  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH VÀ CÁC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRONG KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU

    • 1.1. Khái quát về vật liệu cốt sợi polyme (FRP)
    • 1.2. Các tính chất cơ lý đặc trưng của vật liệu GFRP
    • 1.3. Độ bền của thanh GFRP
    • 1.4. Khái quát các nghiên cứu và ứng dụng cốt thanh GFRP
    • 1.5. Định hướng nghiên cứu
  • CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH

    • 2.1. Giới thiệu
    • 2.2. Phương pháp thiết kế bản mặt cầu cốt thanh GFRP theo AASHTO LRFD 2018
    • 2.3. Phương pháp thiết kế bản mặt cầu cốt thanh GFRP theo Tiêu chuẩn Thiết kế cầu của Canada (CAN/CSA S6.1S1-10)
    • 2.4. Đánh giá các công thức dùng trong tính toán khả năng chịu tải của kết cấu bản mặt cầu bê tông cốt GFRP
    • 2.5. So sánh thiết kế kết cấu bản mặt cầu khi sử dụng cốt thanh GFRP thay thế cốt thép
  • CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH

    • 3.1. Giới thiệu
    • 3.2. Lựa chọn mô hình thí nghiệm
    • 3.3. Công tác chuẩn bị thí nghiệm
    • 3.4. Phương pháp tiến hành thí nghiệm
    • 3.5. Kết quả thí nghiệm và phân tích
    • 3.6. Phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm
  • CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ KẾT CẤU BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG CỐT THANH POLYME SỢI THỦY TINH

    • 4.1. Giới thiệu
    • 4.2. Nghiên cứu so sánh các các phương pháp thiết kế bản mặt cầu
    • 4.3. Phân tích hiệu quả ứng dụng cốt thanh GFRP thay thế cốt thép khi xét đến chi phí vòng đời
    • 4.4. Một số kiến nghị khi áp dụng tiêu chuẩn thiết kế cầu TCVN 11823: 2017 đối với kết cấu bản mặt cầu cốt thanh GFRP
  • KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

    • 1. Những kết quả đạt được của luận án
    • 2. Những đóng góp mới của luận án
    • 3. Hạn chế của đề tài
    • 4. Kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo

Tài liệu liên quan