Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết này trình bày về kết quả thực nghiệm và ứng dụng tấm ván khuôn UHPC thi công bản mặt cầu bê tông cốt thép (BTCT) cầu An Thượng, thành phố Hưng Yên (thuộc chương trình khoa học và công nghệ cấp Bộ về Nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lượng siêu cao trong xây dựng cầu quy mô nhỏ và trung bình - CTB-2017-01).
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2019 13 (2V): 1–12 ỨNG DỤNG TẤM VÁN KHUÔN BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG SIÊU CAO (UHPC) THI CÔNG BẢN MẶT CẦU BÊ TƠNG CỐT THÉP Cù Việt Hưnga,∗, Phạm Duy Hòaa , Nguyễn Công Thắngb , Nguyễn Đức Phúca , Nguyễn Tiến Pháta , Phạm Sỹ Đồngc , Nguyễn Hùng Sơna , Nguyễn Hoàng Namd a Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam b Khoa Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam c Khoa Xây dựng Dân dụng Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam d Công ty TNHH MTV Bê tông Xuân Mai, Thôn Xuân Trung, xã Thủy Xuân Tiên, huyện Chương Mỹ, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 13/05/2019, Sửa xong 30/05/2019, Chấp nhận đăng 31/05/2019 Tóm tắt Bê tông chất lượng siêu cao (UHPC) ngày ứng dụng rộng rãi ngành xây dựng ưu điểm vượt trội tính chất học độ bền lâu so với bê tông thường Bài báo trình bày kết thực nghiệm ứng dụng ván khuôn UHPC thi công mặt cầu bê tông cốt thép (BTCT) cầu An Thượng, thành phố Hưng n (thuộc chương trình khoa học cơng nghệ cấp Bộ Nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lượng siêu cao xây dựng cầu quy mô nhỏ trung bình - CTB-2017-01), mỏng mơ hình phần tử hữu hạn (FEM) phần mềm ABAQUS, đồng thời so sánh thực nghiệm với kết phân tích từ mơ hình FEM Kết nghiên cứu cho thấy việc sử dụng vật liệu UHPC chế tạo ván khuôn hướng tiềm thi công mặt cầu BTCT Từ khố: bê tơng chất lượng siêu cao; mỏng; ván khuôn; mặt cầu; phần tử hữu hạn (FEM); phần mềm ABAQUS APPLICATION UHPC FORMWORK FOR CAST-IN-SITU REINFORCED CONCRETE BRIDGE DECK SLAB Abstract Nowadays, Ultra High Performance Concrete (UHPC) has been being widely used in the field of civil engineering due to its outstanding mechanical properties and durability compared to conventional concrete This article presents experimental results and an application of UHPC for making slab formwork in the construction of cast-in-situ reinforced concrete (R.C) deck slab of An Thuong bridge in Hung Yen city, which applies thinslab model using finite element method (FEM) by ABAQUS software, and compares experimental results with results from the FEM model The results of the study indicate that application of UHPC materials to fabricate slab formwork will open a potential direction in the construction of the cast-in-situ R.C bridge deck slab Keywords: ultra high performance concrete; thin-slab; formwork; R.C bridge deck slab; finite element model FEM; ABAQUS software https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(2V)-01 c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) ∗ Tác giả Địa e-mail: hungcv@nuce.edu.vn (Hưng, C V.) Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Giới thiệu Bê tông thường loại vật liệu sử dụng phổ biến cơng trình xây dựng cơng nghệ chế tạo đơn giản giá thành rẻ tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương Tuy nhiên, nhược điểm loại bê tơng có cường độ chưa cao, vấn đề gặp phải với kết cấu sử dụng bê tơng thường có kích thước lớn nặng nề Để khắc phục nhược điểm này, thập kỷ gần hệ bê tông mới, bê tông chất lượng siêu cao (Ultra High Performance Concrete - UHPC) với tính chất vượt trội tính chất học độ bền lâu [1] nghiên cứu ứng dụng Sự đời UHPC đánh dấu bước ngoặt, mở hội tiềm lớn để phát triển ứng dụng loại bê tông vào thực tế Trên giới, vật liệu UHPC ứng dụng cơng trình xây dựng Trong lĩnh vực xây dựng cơng trình cầu, ván khn UHPC sử dụng vào năm 2005 với chiều dày 25 mm để đổ mặt cầu bê tông cốt thép (BTCT) dày 170 mm cho cầu Shepherd’s Creek (Australia) [2] Hiệp hội kỹ sư dân dụng Pháp (AFGC SETRA) [3] Trung tâm cải tiến nghiên cứu giao thông bang Virginia (Mỹ) [4] ban hành khuyến nghị báo cáo nghiên cứu đặc trưng mỏng UHPC Từ đó, nghiên cứu sau bắt đầu sâu vào việc đưa số liệu thiết kế, thí nghiệm so sánh hiệu áp dụng ván khuôn UHPC với BTCT thông thường Tại Đức Cộng hòa Séc, ván khn UHPC sử dụng vật liệu địa phương có thêm sườn tăng cường [5, 6] đưa vào áp dụng cho cầu Týnec nad Sázavou [7] Tiếp theo đó, Tej cs [8] tiến hành nghiên cứu mỏng thử nghiệm phân tích mơ hình máy tính Một bước tiến việc so sánh thử nghiệm nghiên cứu ứng dụng UHPC mỏng có khơng có cốt thép thường thí nghiệm Moreillon cs [9] Kang cs [10] Năm 2017, từ nghiên cứu cấp phối sử dụng sợi thép quy trình trộn, Slabỳ cs [11] tiến hành chế tạo mỏng với nhiều mục đích sử dụng khác Gần đây, Falbr [12] tiến hành nghiên cứu thí nghiệm xác định sức kháng uốn trường UHPC có sử dụng cốt thép thường với kích thước (5×3×0,045) m, nghiên cứu cho thấy đặc tính đặc biệt UHPC chứng minh việc sử dụng cho cơng trình cầu an tồn Tại Malaysia, cơng ty Dura nghiên cứu ứng dụng thành công ván khuôn UHPC cho cơng trình cầu [13] Với tính chất vượt trội cường độ độ bền lâu, việc ứng dụng UHPC chế tạo ván khuôn (để lại vĩnh viễn) cho đổ bê tông hướng hứa hẹn hiệu thi cơng mặt cầu ngồi ưu điểm giảm kích thước mặt cắt ngang so với bê tơng thường ván khn UHPC cải thiện tính kết cấu, chẳng hạn khả chống nứt, giảm độ võng, tăng độ bền tăng tuổi thọ cho kết cấu [10] Ở Việt Nam, năm gần đây, vật liệu UHPC quan tâm nghiên cứu, đặc biệt sử dụng vật liệu địa phương để chế tạo UHPC [14–17] Cùng với việc ứng dụng vật liệu UHPC xây dựng cơng trình cầu Một số cơng trình cầu giao thông nông thôn Đập Đá (Hậu Giang), Năng An (Ninh Bình) xây dựng thành cơng Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng [18, 19] Gần nhất, nghiên cứu dự báo ứng xử kháng uốn vật liệu UHPC Hưng cs [20] góp phần thúc đẩy việc áp dụng UHPC Việt Nam Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung áp dụng vào kết cấu dầm cầu, nghiên cứu ván khn UHPC đổ mặt cầu bị bỏ ngỏ Do vậy, việc nghiên cứu thực nghiệm khả chịu lực mỏng sử dụng vật liệu UHPC so sánh với kết phân tích mơ hình sử dụng phần tử hữu hạn (FEM) cần thiết có ý nghĩa khoa học, từ đưa ứng dụng cho việc sản xuất ván khuôn (để lại vĩnh viễn) thi công mặt cầu BTCT đổ chỗ thực tế Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Thí nghiệm mỏng UHPC Hình ảnh thí nghiệm mỏng UHPC thể Hình (a) Lắp đặt hệ gia tải bố trí thiết bị thí nghiệm mỏng UHPC (b) Thí nghiệm thử tải mỏng UHPC Hình Hình ảnh thí nghiệm mỏng UHPC phòng thí nghiệm 2.1 Thơng số mẫu thí nghiệm vật liệu Tấm mỏng UHPC thí nghiệm có chiều dài × chiều rộng × chiều dày (2200 × 1000 × 40) mm (Hình 1(a)) Thành phần cấp phối UHPC sử dụng thí nghiệm thể chi tiết Bảng Tính chất sợi thép thể Bảng UHPC thống kê Bảng Bảng Cấp phối bê tông sử dụng nghiên cứu Lượng vật liệu tính cho m3 bê tơng, kg Hàm lượng cốt sợi thép (theo thể tích bê tơng) Nước Xi măng Silica fume Cát quắc Phụ gia siêu dẻo (%) 2% 162 886 222 1109 39,5 Bảng Tính chất cốt sợi thép sử dụng nghiên cứu d f (mm) L f (mm) Tỷ lệ hướng sợi L f /d f 0,2 13,0 65,0 ρ g cm3 7,9 ft (MPa) E f (GPa) 2500 200 Ảnh Ghi chú: d f , L f , ft , ρ, E f đường kính, chiều dài, cường độ kéo, khối lượng riêng mô đun đàn hồi cốt sợi thép Ghi chú: - Cường độ chịu nén xác định theo tiêu chuẩn ASTM C39M mẫu trụ có kích thước d × h 100 × 200 mm - Cường độ chịu uốn xác định theo tiêu chuẩn ASTM C1609M mẫu dầm kích thước 100 × 100 × 400 mm Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 Bảng Bảng chất vật liệu UHPC Journal of Science andtính Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 0,2 nén f 13,0 Cường độ chịu (MPa) c 0,2 65,0 độ chịu7,9 2500 200 Cường Mô đun đàn 13,0 65,0uốn ft (MPa) 7,9 2500 200hồi E (GPa) Ghi120 chú: 𝑑𝑓 , 𝐿𝑓 , 𝑓𝑡 , , 𝐸𝑓 đường 15 kính, chiều dài, cường độ kéo, khối lượng Ghi chú: 𝑑𝑓 , 𝐿𝑓 , 𝑓𝑡 , , 𝐸𝑓 đường kính, chiều dài, cường độ48 kéo, khối lượng riêng mô đun đàn hồi cốt sợi thép riêng mô đun đàn hồi cốt sợi thép Bảng Bảng tính chất vật liệu UHPC Bảng Bảng tính chất vật liệu UHPC - Mô đun đàn Cường hồi xác nén định theo tiêuCường chuẩnđộASTM C469M mẫu trụ có kích thước d × h độ chịu chịu uốn Mơ đun đàn hồi Cường độ chịu nén Cường độ chịu uốn Mô đun đàn hồi 100 × 200 mm ′ 𝑓𝑡 (𝑀𝑃𝑎) 𝐸 (𝐺𝑃𝑎) 𝑓𝑐 (𝑀𝑃𝑎) ′ 𝑓𝑡 (𝑀𝑃𝑎) 𝐸 (𝐺𝑃𝑎) 𝑓𝑐 (𝑀𝑃𝑎) - Các giá trị cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn mô đun đàn hồi bảng làm tròn 120 15 48 120 15 48 để đưa vào tính tốn lý thuyết Ghi chú: Ghi chú: Cường chịu nén xác định theo tiêu chuẩn ASTM C39M mẫu trụ có kích 2.2 Phương- pháp thíđộ-nghiệm chịumm nén xác định theo tiêu chuẩn ASTM C39M mẫu trụ có kích thước d × hCường 100 ×độ200 thước d × h 100 × 200 mm Sử dụng- sơCường đồ thíđộnghiệm xác điểm thểtiêu Hình 2(a) vàtrên trình tải thực chịu uốnuốn định theo chuẩn ASTM C1609M mẫu dầmgia kích - ×100 Cường độ chịu uốn xác định theo tiêu chuẩn ASTM C1609M mẫu dầm kích thước 100 × 400 mm với cấp thể Hình 2(b) Chuyển vị theo phương đứng tương ứng với cấp tải thước 100 ×100 × 400 mm - Mô hồi xác1 định chuẩn C469M mẫu trụ có kích xác định đun vịđàn trí gối tựa vị trítheo giữatiêu nhịp củaASTM thiếttrên bị đo chuyển vị LVDT (Hình Mơ đun×đàn xác định theo tiêu chuẩn ASTM C469M mẫu trụ có kích thước d vị × htheo 100 200hồi mm 2(a)) Giá trị chuyển phương đứng nhịp xác định giá trị LVDT trừ giá thước d × h 100 × 200 mm Các giá trị cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn mô đun đàn hồi bảng trị trung bình LVDT LVDT Biếnchịu dạng thớ ghitrong lại cảm cường nén,ởcường độ chịu uốn mô đunđược đàn hồi bảng 2được làm tròn -để Các đưa giá vàotrị tính tốn độ lý thuyết biến biến dạng điện tử (strain gauge) Hình 2(a) Các LVDT cảm biến biến dạng làm tròn để đưanhư vào thể tínhhiện tốn lý thuyết phápData thí nghiệm điện tử được2.2 kếtPhương nối với logger phép ghi số liệu tự động đồng thời giá trị đo 2.2.bộPhương pháp thícho nghiệm (a) Kích thước sơ đồ thí nghiệm uốn mỏng UHPC (đơn vị mm) tải thí nghiệm (b) Sơ đồ cấp gia Hình Thơng số mẫu thí nghiệm phương pháp gia tải gối tựa Chuyển vị trí phương nhịp củađứng tương thiết đomỗi chuyển vị LVDT (Hình trị vị theo ứngbịvới cấp tải xác định2a) 2Giá vị trí gối tựa vàvị1 theo vị tríphương nhịp củaởtấm thiết bị đo chuyển vị LVDT (Hình 2a).trừGiá trị trị chuyển đứng nhịp định giá LVDT3 chuyển ởcủa nhịp xác định giáLVDT trịtrị LVDT3 giágiá gối tựavịvàtheo vịphương trí giữađứng nhịp bởiđược thiết bịxác đo chuyển vị (Hìnhtrừ 2a).điGiá trị chuyển vị theo phương ởLDVT nhịp đượcdạng xác định giá trị LVDT3 trừ giá ghi trị lại trungbình bình LVDT1đứng Biến ởđịnh thớ trung LVDT LDVT 2.nhịp Biến dạngxác thớ vàvà lại chuyển vịcủa theo phương đứng giá trị LVDT3 trừ ghi giá trị trung bình LVDT LDVT Biến dạng thớ ghi lại bằng2 2cảm cảmbiến biến biến điện gauge) thể Hình Các biến dạng tửtử (strain thể Hình 2a.2a Các LVDT trung bình LVDT 1dạng vàđiện LDVT 2.(strain Biếngauge) dạng ởnhư thớ ghiLVDT lại cảm biến biến dạng điện tử (strain gauge) thể Hình 2a Các LVDT vàcảm cảm biếnbiến biếndạng dạng điện nối Data logger phép ghi 2biến cảm biến biến dạng điện tử (strain thểlogger Hình 2a LVDT vàbằng điện tửtử kếtkết nốigauge) vớivới bộnhư Data chocho phép ghiCác số số liệuliệu tự tự cảm biến biến dạngHưng, điệnC.tử kếtchí nối vớihọcbộCơng Data logger cho phép ghi số liệu tự V cs / Tạp Khoa nghệ Xây dựng động đồng thời cảm biến biến dạng điện tửđo kết nối với Data logger cho phép ghi số liệu tự động vàvà đồng thời giágiá trịtrị đo động đồng thời giá trị đo động vàthí đồng thời giá trị đo Kết nghiệm Kết nghiệm 3.3.Kết thíthí nghiệm Kết thí nghiệm Kết thí nghiệm HìnhHình 3Hình thể3hiện kết thícủa nghiệm uốn tấmuốn mỏng UHPC Có thể thấy có ứng thể nghiệm uốn mỏng UHPC Có thấy thể kếtkết thíthí nghiệm mỏng UHPC Córằng thểthể thấy Hình thể kết thí nghiệm uốn mỏng UHPC Có thể thấy xửtấm tuyến tính lực kích KN Khi lực kích tăng vượt KN bắt đầu chuyển Hình 3xử thể hiệntính kết thí nghiệm uốn5 mỏng UHPC Có thểvượt thấy có ứngxử tuyến tính lực kích KN Khi lực kích tăng vượt q có ứng tuyến lực kích KN Khi lực kích tăng q 5 tấmgiai có đoạn ứng xử tuyến tínhtuyến lực kích KN Khi lực kích tăng vượt 5trị sang làm việc phi Khả chịu lực xác định dựa kết giá có ứng xử tuyến tính lực kích KN Khi lực kích tăng vượt KNtấm đầu chuyển sang giai đoạn làm việc tuyến Khả chịu KN bắtbắtđầu đầu chuyển sang giai đoạn làm việc phiphi tuyến Khả chịu lựclực củacủa KN bắt chuyển sang giai đoạn làm việc phi tuyến Khả chịu lực lựcđược lớn kích xấp xỉ 13 KN Tấm hoàn toàn bị phá hoại chuyển vịxỉ đứng Tấm nhịp KN bắt đầu chuyển sang giai đoạn làm việc phi tuyến Khả chịu lực xác định dựa kết giá trị lực lớn kích xấp 13 KN Tấm hoàn xác định dựa kết giá trị lực lớn kích xấp xỉ 13 KN hoàn xác định dựa kết giá trị lực lớn kích xấp xỉ 13 KN Tấm hồn 55tồn mm (Hình 3(c)) xác định dựa kết vị giá trị lớn kích xấp xỉ 13 KN Tấm hồn toàn bị phá hoại chuyển vị đứng ởlực nhịp 55 mm (Hình 3c) bị phá hoại khikhi chuyển đứng nhịp là 55 mm (Hình 3c) tồn tồnbịbịphá pháhoại hoạikhi khichuyển chuyểnvịvịđứng đứngởởgiữa giữanhịp nhịplàlà5555mm mm(Hình (Hình3c) 3c) (a) Biến dạng kéo thớ mỏng tương ứng với giá trị lực kích (b) Biến dạng nén thớ mỏng tương ứng với giá trị lực kích (c) Chuyển vị vị trí nhịp tương ứng với lực kích 3.3 Kết thí nghiệm uốn: (a) biến dạng kéo thớ mỏng tương ứng Hình thí nghiệm uốn: (a) biến dạng kéo thớ mỏng tương ứng Hình Kết thí nghiệm uốn Hình Kết thí nghiệm uốn: (a) biến dạng kéo thớ mỏng tương ứng Hình Kết thí nghiệm uốn: (a) biến dạng kéo thớ mỏng tương ứng Quan hệ lực – biến dạng kéo nén thớ thớ thể Hình 3(a) 55 3(b) Trong bê tông vùng kéo thể rất5 rõ ràng làm việc phi tuyến (Hình 3(a)) làm việc bê tông vùng nén gần giai đoạn đàn hồi (Hình 3(b)) Điều dự báo cường độ chịu nén UHPC vượt trội so với cường độ chịu kéo loại vật liệu Kết thí nghiệm cho thấy bê tơng vùng nén làm việc giai đoạn đàn hồi bị phá hoại, nhiên làm việc chung lại chủ yếu nằm miền đàn hồi (Hình 3(c)) Kết thể khả chịu kéo bê tông cốt sợi thép đóng góp lớn vào làm việc chung Đây ưu điểm vượt trội UHPC so với bê tông sử dụng bê tông thường Journal of Science Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 Journal of Science andand Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 kích; biến dạng mỏng tương vớivới giágiá trị trị lựclực kích; (b)(b) biến dạng nénnén thớthớ trêntrên tấmtấm bảnbản mỏng tương ứngứng vớivới giágiá Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng trị lực kích; (c) chuyển vị vị trí nhịp tương ứng với lực kích trị lực kích; (c) chuyển vị vị trí nhịp tương ứng với lực kích Mơ hình tấmhệbản mỏng sửdạng dụngkéo FEM nén thớ thớ thể Quan – biến Quan hệ lựclực – biến dạng kéo và nén thớ thớ thể Hình 3a b.hình Trong tơng vùng rõ ràng làm việc tuyến Hình và b.môTrong khikhi bêtửbê tông vùng kéokéo thểthể rõ ràng làm việc phiphi tuyến Sử3adụng phần hữu hạn (Finite Element Model – FEM) đểsự môsự ứng xử kết làm vùng gần đoạn đàn hồi (Hình 3a)3a) thìnhiều sự làm việc củacủa bê bê tông vùng nén gầnchất nhưnhư vẫnnhiên, giaigiai đoạn đàn hồi cấu(Hình mang lại lợi íchviệc việc tiếttông kiệm thời gian vànén vật Tuy phương pháp mơ 3b) Điều cường chịu UHPC vượt (Hình Điều dự dự báo bởitin vìcậy cường độ độ chịu nénnén củacủa UHPC làcứu vượt chỉ(Hình có ý3b) nghĩa mànày kết mơđược đủbáo độ Do đó, mục tiêu nghiên nàytrội làtrội tìm so độ chịu loại vật liệu này.của ván khuôn UHPC Kết thí nghiệm so vớivới cường chịu kéo loại vật liệu mơcường hìnhđộtin cậy để kéo dựcủa báo khả làm việc ván khuôn sử dụng vật liệucho cho thấy làm việc chủ yếulàm miền đàn hồi nghiệm thấy bê tông vùng nén việc giai đoạn KếtKết quảquả thíthí nghiệm cho UHPC thấy bêrằng tơng vùng nén làm việc giai đoạn vậtđàn liệuhồi chocho đến đến bịkhi phá hoại hoàn toàn Điều dẫn đến việc dự báo khả chịu lực kết cấu bị phá hoại, nhiên việc chung nằm đàn hồi tấmtấm bị phá hoại, tuytuy nhiên sự làmlàm việc chung củacủa tấmtấm lại lại chủchủ yếuyếu nằm nàyngoài tươngmiền đối phức tạp Chen Graybeal [21] sử dụng mơ hình bê tơng phá hoại dẻo (Concrete (Hình chịu tơng ngồi miền đànđàn hồihồi (Hình 3c).3c) KếtKết quảquả nàynày thểthể khảkhả chịu kéokéo củacủa bê bê tông Damaged Plasticity – CDP) ABAQUS để mô dầm bê tông sử dụng vật liệu UHPC Kết thép đóng việc chung Đây điểm vượt và cốtcốt sợisợi thép đóng gópgóp lớnlớn vàovào sự làmlàm việc chung củacủa Đây ưu ưu điểm vượt quảtrội củacủa nghiên cứu tác giả cho thấy mơ hình phần tử hữu hạn (Finite Element Model – UHPC tông dụng tông thường trội tấmtấm bảnbản UHPC so so vớivới tấmtấm bê bê tông sử sử dụng bê bê tơng thường FEM) sát với thí nghiệm Tuy nhiên, thành phần vật liệu dạng kết cấu sử dụng Mơ hình mỏng sử dụng FEM Mơ hình mỏng sửnghiên dụng FEM nghiên cứu khác so với cứu Chen Graybeal nên cần thiết để kiểm chứng Sử Sử ứng xử khả dự báo làm việc bảnModel mỏng UHPC sử để dụng hình FEM dụng hình phần tử hữu (Finite Element Model – FEM) để mô ứng dụng mơmơ hình phần tử hữu hạnhạn (Finite Element – FEM) mômô ứng mang nhiều việc kiệm gian chất nhiên, xử xử củacủa kếtkết cấucấu mang lại lại nhiều lợilợi íchích nhưnhư việc tiếttiết kiệm thờithời gian và vậtvật chất TuyTuy nhiên, 4.1 Mơ hình bê tông phá hoại dẻo - CDP phương pháp ý nghĩa phương pháp mơmơ chỉchỉ có có ý nghĩa khikhi màmà kếtkết quảquả mômô đủ đủ độ độ tin tin cậy.cậy DoDo đó,đó, Đặc điểm phá hoại kết cấu bê tông suy giảm mô đun đàn hồi vật liệu mục nghiên tìm hình mộtmột mục tiêutiêu củacủa nghiên cứucứu nàynày tìm mơmơ hình tin tin cậycậy để để dự dự báobáo khảkhả làmlàm Một mơ hình phá hoại dẻoUHPC đãUHPC đượcKết giới thiệu ABAQUS [22] để môsửphỏng giảm mô đun việc khn Kết thí nghiệm ván khn sử dụng vật liệu UHPC việc củacủa tấmtấm vánván khn thítrong nghiệm tấmtấm ván khuôn dụng vậtsuy liệu UHPC đàn hồi bê tông, công thức (1): cho thấy làm việc chủ yếu miền đàn hồi vật liệu bị phá cho thấy làm việc chủ yếu miền đàn hồi vật liệu bị phá hoại hoàn toàn Điều việc chịu tương hoại hoàn toàn Điều nàynày dẫndẫn đếnđến việc dự dự báobáo khảkhả chịu lựclực củacủa kếtkết cấucấu nàynày tương σ = E0 (1 − d)( − pl ) (1) đối phức tạp Chen L Graybeal B A [21] sử dụng mơ hình bê tơng phá hoại đối phức tạp Chen L Graybeal B A [21] sử dụng mô hình bê tơng phá hoại dẻodẻo plABAQUS (Concrete Damaged Plasticity – dạng CDP) để dầm bê tông sử dụng (Concrete – CDP) đểdẻo; mômô dầm bê tông sử dụng σ Damaged ứng suất,Plasticity tổng biến vàtrong ABAQUS biến dạng E mô đun đàn hồi ban đầu vật liệu UHPC Kết nghiên cứu tác giả cho thấy mơ hình phần tử hữu vật liệu UHPC cứutừcủa tácchưa giả chohoại) thấyđến mơ 1hình tửphá hữu bê tông d hệKết số phá hoạinghiên có giá trị (bê tơng bị phá (bê phần tông bị hoại hạn (Finite Element Model – FEM) sát với thí nghiệm Tuy nhiên, thành phần vật hạn (Finite Element Model – FEM) sát với thí nghiệm Tuy nhiên, thành phần vật hồn toàn) dạng kết cấu sử dụng nghiên cứu khác so với nghiên cứu liệuliệu dạng kết cấu sử dụng nghiên cứu khác so với nghiên cứu Hình mơ hình CDP giới thiệu ABAQUS [22] Có thể thấy mô đun đàn hồi Chen L Graybeal B Atăng nên ývẫn thiết để kiểm chứng khả Chen và Graybeal B dạng A nên rấttrong cầncần thiết để kiểm chứng vềđịnh ứngứng xử xử vàcác khảtham củacủa vật liệuL.giảm dần biến Chú Hình thể cách nghĩa dự báo làm việc mỏng UHPC sử dụng mơ hình FEM dự báo làm việc mỏng UHPC sử dụng mơ hình FEM số mơ hình CDP Đường cong ứng suất – biến dạng tương ứng với loại bê tơng cụ thể nhập vào mơhình hình người sửhoại dụng mơ hình CDP ABAQUS tương đối phù hợp với 4.1 Mơ tơng - CDP 4.1 Mơ hình bê bê tơng pháphá hoại dẻodẻo -Do CDP việc mơ hình vật liệu UHPC Mơhình hình ứng xử nén bê tơng (b)hình Mơ hình xửnén kéo tơng [22] Hình Mơ hình CDP ABAQUS: (a)(a) MơMơ hình ứng xửứng nén củacủa bêbêbê tơng (b)(b) MơMơ Hình 4.(a)Mơ CDP ABAQUS: ứng xử tơng Hình Mơ hình CDP ABAQUS 6 𝜎 ứng suất, 𝜖 tổng biến dạng 𝜖 𝑝𝑙 biến dạng dẻo; 𝐸0 mô đun đàn hồi Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 ban đầu bê tơng 𝑑 hệ số phá hoại có giá trị từ (bê tông chưa bị phá hoại) đến (bê tơng bị phá hoại hồn tồn) hình ứng xử kéo bê tơng [22] Hình mơ hình CDP giới thiệu ABAQUS [22] Có thể thấy mô đun đàn hồi vật liệu giảm dần biến dạng tăng Chú ý Hình thể định nghĩa tham số Xây mơ hình CDP Đường cong ứng suất – biến dạng tương Đặc điểm phá hoại kết cấuHưng, bê tôngC.là V suycs giảm mơ đun đànhọc hồi Cơng / Tạp chícách Khoa nghệ dựng vớiđểmỗi vật liệu Một mơ hình phá hoại dẻo giới thiệu ABAQUSứng [22] môloại bê tơng cụ thể nhập vào mơ hình người sử dụng Do mơ 4.2.giảmQuan suấtbê –tơng, biến củathức vật(1): liệu hình CDP ABAQUS tương đối phù hợp với việc mơ hình vật liệu UHPC suy mô đunhệđànứng hồi nhưdạng công 4.2 Quan hệ ứng suất – biến dạng vật liệu trường𝑝𝑙 hợp lý tưởng sử dụng kết thí (1) nghiệm kéo nén mẫu bê tông cho mô 𝜎 = 𝐸Trong (1 − 𝑑 )(𝜖 − 𝜖 ) hình FEM Tuy nhiên, hạn chế số liệu quan hệ ứng suất – biến dạng mẫu thí nghiệm kéo trongvàđónén, 𝜎 ứng suất, 𝜖 làhình tổng đơn biến dạng 𝜖 𝑝𝑙 biến dạng dẻo; đunGraybeal [21] mà yêu cầu số liệu đầu mô giảnvàđược đề xuất 𝐸Chen môvà đàn hồi banvào đầulà củafcbêvà tôngftvàđã 𝑑 làđược hệ số sử phádụng hoại cótrong giá trị từ (bê tông bị phá nghiên cứuchưa Theo mơ hình Chen Graybeal quan hệ hoại) đến 1ứng (bê tơng bị phá hoại hồn tồn) suất – biến dạng vật liệu UHPC thể Hình Ứng xử chịu nén bê tơng Hìnhđược mơmơ hìnhtảCDP đượcquan giới thiệu ABAQUS thấy xuất mônén lớn 0,85 fc , giá trị sử hệ tuyến tính với[22] giáCótrịthểứng đun đàn hồidụng vậtlàliệu giảm dần biến dạng tăng Chú ý Hình hiệnkéo giả thiết tuyệt đối đàn dẻo, thiên an tồn [23], ứng xử thể chịu cách định nghĩa tham số mơ hình CDP Đường cong ứng suất – biến dạng tương biến dạng tăng ứng suất kéo giữ nguyên không đổi 0,5 ft Mặc dù mơ hình khơng hồn ứng với loại bê tơng cụ thể nhập vào mơ hình người sử dụng Do mơ tồn giống với quan hệ ứng suất – biến dạng thực tế vật liệu UHPC, mơ hình hình CDP ABAQUS tương đối phù hợp với việc mơ hình vật liệu UHPC Hình Quan ứng suất – biến dạng vật liệu [21] đơn giản quan trọng cho hội tụ kết theo phương pháphệFEM 4.2 Quan hệ ứng suất – biến dạng vật liệu HìnhHình Quan suất– biến – biến Quanhệhệ ứng ứng suất dạngdạng vậtcủa liệu vật [21].liệu [21] Hình Mơ hình ván khn ABAQUS Mơ hình kết cấu UHPC ABAQUS thể Hình với tổng cộng 113000 phần tử khối chiều sử dụng Thời gian phân tích phi tuyến 18 với cấu hình máy tính Intel Core i7, 16 GB RAM 4.3 Kết FEM Độ xác mơ hình FEM bị ảnh hưởng lớn kích thước phần tử Kích thước phần tử nhỏ kết xác nhiên thời gian phân tích u cầu cấu hình phần cứng máy tính cao Do đó, trước vào phân tích ứng xử kết cấu, kích thước hợp lý phần tử cần lựa chọn trước Hình thể kết phân tích độ hội tụ mơ hình Kết Hình sai số ứng suất thớ tác dụng lực KN (mỗi điểm đặt lực KN) giá trị tính toán từ lý thuyết 2,5 MPa (giả thiết làm việc giai đoạn đàn hồi) Khi tăng số lượng phần tử, kết mơ hình FEM tiệm cận đến giá trị tính tốn lý thuyết nhiên thời gian phân tích7 tăng nhanh Khi kích thước phần tử nhỏ mm, kết gần không thay đổi Điều cho thấy không hiệu tăng số lượng phần tử để cải thiện kết mơ hình FEM Do đó, nghiên cứu kích thước phần tử lựa chọn mm cho giai đoạn phân tích Kết so sánh số liệu thí nghiệm mơ hình FEM thể Hình Nhìn chung mơ hình FEM mơ sát với thực tế làm việc Hình 8(a) thể kết so sánh chuyển vị nhịp Có thể thấy giai đoạn làm việc đàn hồi, kết từ mơ hình FEM từ thí nghiệm hoàn toàn trùng khớp Tuy nhiên bắt đầu có ứng xử phi tuyến, yêu cầu cấu hình phần cứng máy hơn.phần Do đó, trước mơ vào tíchcận ứngđến giá trị tính to Khitính tăngcao số lượng tử, kết hình phân FEM tiệm lý thuyết nhiêntửthời gian phânlựa tíchchọn tăng nhanh kích7thước phần tử nhỏ m xử kết cấu, kích thước hợp lý củatuyphần cần trước.Khi Hình thể kết mô gần nhưKết không Điều7này ứng khôngsuất hiệuthớ tăng số lượ kết phân tích độ hội tụ hình quảthay củađổi Hình cho sai thấy số phần tử để cải thiện kết mơ hình FEM Do đó, nghiên cứu kích thư tác dụng lực KN (mỗi điểm đặt lực KN) giá trị tính phần tử lựa chọn mm cho giai đoạn phân tích toán từ lý thuyết 2,5 MPa (giả thiết làm việc giai Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xâyđoạn dựng đàn hồi) Kết so sánh số liệu thí nghiệm mơ hình FEM thể tro Hình Nhìn chung mơ hình FEM mơ sát với thực tế làm việc H 8a thể kết so sánh chuyển vị nhịp Có thể thấy giai đoạn t Journal of Science and Technology in Civil Engineeringlàm NUCE 2019 việc đànxxx(xxx):1-14 hồi, kết từ mơ hình FEM từ thí nghiệm hồn tồn trùng khớp T nhiên bắt đầu có ứng xử phi tuyến, mơ hình FEM cho kết dự báo chuyển Khi tăng số lượng phần tử, kết mơ hình FEM cậnvới đến trị tínhKết tốn nhỏ tiệm so thígiá nghiệm từ mơ hình FEM cho thấy chuyển vị lớn h yết nhiên thời gian phân tích tăng nhanh Khi kích thước phần tử nhỏ mm, 30 mm, sức kháng 2gần không tăng Ở thời điểm mơ hình FEM khơng thể uả gần không thay đổi Điều cho thấy không quảhoại khitheo tăngmô số lượng tụ (tấmhiệu bị phá hình), kết dự báo sức kháng 12,5 KN (nhỏ khoả tử để cải thiện kết mơ hình FEM Do đó, 4% cứu thí nàynghiệm) kích thước songhiên với số liệu tử lựa chọn mm cho giai đoạn phân tích Hình 8b thể kết so sánh biến dạng thớ thớ Ở vùng n Kết so sánh số liệu thí nghiệm mơ hình FEMkết đượcmơ thểhình hiệnFEM tấm, thí nghiệm trùng khớp Ở giai đoạn gần Nhìn chung mơ hình FEM mơ sát với thực tế có làmthể việc Hình phá hoại, nhìn thấy vùng nén bắt đầu có ứng xử phi tuyến Tuy nhi ể kết so sánh chuyển vị nhịp Có so thểsánh thấyvới giaikéo đoạn vùng chịu củatấm tấm, thấy vùng kéo gần hoàn toàn bị ch iệc đàn hồi, kết từ mơ hình FEM từ thí nghiệm hồn toàn trùng khớp Tuy dẻo Biến dạng kéo thời điểm bị phá hoại theo mơ hình FEM gần 5×10 -3 bắt đầu có ứng xử phi tuyến, mơ hình FEM cho kết dự báo chuyển vị Sử dụng quan hệ ứng suất – biến dạng Hình cho kết khơ ơn so với thí nghiệm Kết từ mơ hình FEM cho thấy chuyển vị lớn hồn tồn trùng khớp với thí nghiệm Tuy nhiên, quan hệ đơn giản giúp tăng tốc m, sức kháng gần không tăng Ở thời điểm mô hình FEM khơng thể hội hội tụ mơ hình FEM ổn định kết m bị phá hoại theo mơ hình), kết dự báo sức kháng 12,5 KN (nhỏ khoảng o với số liệu thí nghiệm) Hình 8b thể kết so sánh biến dạng thớ thớ Ở vùng nén Hình Phân tích độ hội tụtụcủa FEM Hình 7 Phân tích hội củakết kết FEM ấm, kết mơ hình FEM thí nghiệm trùng khớp Ở độ giai đoạn gần bịquả oại, nhìn thấy vùng nén bắt đầu có ứng xử phi tuyến Tuy nhiên, nh với vùng chịu kéo tấm, thấy vùng kéo gần hồn tồn bị chảy mơ hình FEM cho kết dự báo chuyển vị nhỏ so với thí nghiệm Kết từ mơ hình FEM cho Biến dạng kéo thời điểm bị phá hoại theo mơ hình FEM gần 5×10 -3 thấy chuyển vị lớn 30 mm, sức kháng 8của gần không tăng Ở thời điểm mơ hình Sử dụng quan hệ ứng suất – biến dạng Hình cho kết không FEM hội tụ (tấm bị phá hoại theo mơ hình), kết dự báo sức kháng 12,5 KN (nhỏ tồn trùng khớp với thí nghiệm Tuy nhiên, quan hệ đơn giản giúp tăng tốc độ 4% so với số định liệu thí nghiệm) mơ hìnhkhoảng FEM ổn kết (a) Chuyển vị vị trí nhịp (b) Biến dạng dọc thớ (nén) thớ (kéo) Hình So sánh kết thí nghiệm mơ hình FEM Hình 8(b) thể kết so sánh biến dạng thớ thớ Ở vùng nén tấm, kết mô hình FEM thí nghiệm trùng khớp Ở giai đoạn gần bị phá hoại, nhìn thấy vùng nén bắt đầu có ứng xử phi tuyến Tuy nhiên, so sánh với vùng chịu kéo tấm, thấy vùng kéo gần hoàn toàn bị chảy dẻo Biến dạng kéo thời điểm bị phá hoại theo mơ hình FEM gần × 10−3 Sử dụng quan hệ ứng suất – biến dạng Hình cho kết khơng hồn tồn trùng khớp với thí nghiệm Tuy nhiên, quan hệ đơn giản giúp tăng tốc độ hội tụ mơ hình FEM ổn định kết Ứng dụng UHPC cho ván khn mặt(a)cầu BTCT Hình So sánh kết quảtấm thí nghiệm mơđổ hình FEM: Chuyển vị vị trí nhịp tấm; (b) Biến dạng dọc thớ (nén) thớ (kéo) Kết thí nghiệm mỏng sử dụng vật liệu UHPC cho thấy nhiều ưu điểm mặt làm việcUHPC so với váncs.khuôn BTCT thông thường Sử dụng mơ hình FEM để dự Ứng dụng cho khuôn đổ học mặt cầu Hưng, C.tấm V vàván / Tạp chí Khoa Cơng nghệ XâyBTCT dựng báo khả làm việc ván khuôn tin cậy an toàn Những kết KếtUHPC thícho nghiệm tấmkhn mỏng sửmặt dụng vật liệu UHPC cho thấy nhiều ưu điểm 5.sởỨng dụng tấmdụng ván đổ cầu BTCT để nhóm tác giả ứng UHPC cho ván khuôn thidụng công cầu mặt làm việc so với ván khuôn BTCT thông thường Sử mơbản hìnhmặt FEM đểBTCT dự cầuKết dân sinh Anlàm Thượng Hưng Yên) thí nghiệm mỏng sửphố dụng vậtlàliệu UHPC thấy nhiều ưukết điểm mặtlàlàm báo khả việc của(thành ván khuôn tin cậy cho an tồn Những quảvềnày việcsở vớinhóm ván khn BTCT thơng dụng hình thi để dự báo khảcầu làm việc để giả ứng dụng UHPC choSử vánmô khuôn công mặt BTCT 5.1.soGiới thiệutácvề thiết kế cầu Anthường Thượng (Hưng Yên)FEM tin cậy an toàn.phố Những kết Yên) sở để nhóm tác giả ứng dụng UHPC cầu ván dânkhuôn sinh An Thượng (thành Hưng cho Cầu ván khuôn thi công mặt cầu vượt BTCTkênh cầu dân sinh An phường Thượng (thành phố Hưng Yên) dân sinh Anbản Thượng thuỷ lợi An Tảo, thành phố Hưng 5.1 Giới thiệu thiết kế cầu An Thượng (Hưng n) n, tỉnh Hưng n (Hình 9a) Cầu có chiều dài tổng cộng 31,1 m; bề rộng cầu 5,0 m 5.1 Giới thiệu thiết kế cầuThượng An Thượng (Hưng Yên) lợi phường An Tảo, thành phố Hưng vượt kênh bao gồmCầu 4,4dân m sinh mặt An đường xe chạy thuỷ × 0,3 m lề lan can Tải trọng thiết kế 0,5 HL93 Yên, tỉnh Hưng n (Hình 9a) Cầu có chiều dài tổng cộng 31,1 m; bề rộng cầu 5,0 m Cầu dân sinh An Thượng vượt kênh thuỷ lợi phường An Tảo, thành phố Hưng Yên, tỉnh Hưng theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272:05 Kết cấu nhịp sử dụng dầm I-UHPC dài 21 bao gồm 4,4Cầu m mặt đường xe chạy vàlà231,1 × 0,3 m lề lancầu can Tải trọng thiết kế 0,5 đường HL93 Yên (Hình 9(a)) có chiều dài tổng cộng m; bề rộng 5,0 m bao gồm 4,4 m mặt m, theo khoảng cách cáccầu dầm chủ 1,75 m, mặt sử cầudụng BTCT dày 0,19 Tiêu 22TCN 272:05 KếtHL93 cấu nhịp dầm dài 21m đổ xe chạy ×chuẩn 0,3 m thiết lề lankếcan Tải trọng thiết kế 0,5 theo Tiêu chuẩn thiếtI-UHPC kế cầu 22TCN chỗm,(Hình 9b) khoảng cáchsử dầmI-UHPC chủ 1,75 mặt cách cầu BTCT đổbản 272:05 Kết cấu nhịp dụng dầm dài 21m,m,bản khoảng dầmdày chủ 0,19 1,75mm, (HìnhBTCT 9b) dày 0,19 m đổ chỗ (Hình 9(b)) mặt chỗ cầu (a) Vị trí xây dựng cầu (ảnh Google Earth chụp ngày ngang cầu (cấu kiện màu đỏ thể vật liệu Hình Thiết kế cầu An Thượng: (a) Vị(b) tríMặt xâycắtdựng cầu (ảnh Google Earth chụp 25/12/2018) UHPC) Hình Thiết kế cầu An Thượng: (a) Vị trí xây dựng cầu (ảnh Google Earth chụp ngày 25/12/2018) (b) Mặt cắt ngang cầu (cấu kiện màu đỏ thể vật liệu UHPC) ngày 25/12/2018) (b) Mặt cắt ngang cầu (cấu kiện màu đỏ thể vật liệu UHPC) Hình Thiết kế cầu An Thượng 5.2 Thiết kế ván khuôn UHPC đổ mặt cầu BTCT 5.2 Thiết kế ván khuôn UHPC đổ mặt cầu BTCT Ngoài việc sử dụng vật liệu UHPC cho dầm chủ, ván khuôn để lại phục vụ thi công 5.2 Thiết kế cầu vánviệc khuôn đổ mặttạo cầubằng BTCT mặt BTCT chế UHPC dụng 44 khn Ngồi sửUHPC dụng vậtbảnliệu UHPC cho dầmTồn chủ,cầu vánsửkhn đểtấm lại ván phục vụ thi cơng UHPC có sử chiều 1,47 chiều mm, đóđể 36lạitấm cóvụ bềthidụng rộng dụngdài vật liệu m, UHPC chodày dầm ván khn phục cơng1,0 bảnm, mặt cầu bảnNgồi mặt việc cầu BTCT chế tạo35chủ, UHPC Toàn cầu sử 44 ván khn có bề rộng 0,955 m có bề rộng 0,1 m Thành phần cấp phối UHPC sử dụng BTCT chếdài tạo 1,47 UHPC Toàndày cầu sử ván UHPC 1,47 UHPC cóđược chiều m, chiều 35dụng mm,44trong đókhn 36 có có bềchiều rộngdài1,0 m, cho vántrong khn cầu AncóThượng tương tự nhưcótrong thí0,955 nghiệm bảncómỏng m, chiều dày 35 mm, 36 bề rộng 1,0 m, bề rộng m bề rộng có bề rộng 0,955 m có bề rộng 0,1 m Thành phần cấp phối UHPC sử dụng nêuThành Mục 2.1 phối UHPC sử dụng cho ván khuôn cầu An Thượng tương tự 0,1 m phần cho váncấpkhn cầu An Thượng tương tự thí nghiệm mỏng thí nghiệm mỏng nêuchịu Mục Để khẳng định khả lực2.1 độ an tồn kết cấu, nghiên cứu thí nghiệm nêuĐểởkhẳng Mục định 2.1.khả chịunăng lực độ an tồn kết cấu, nghiên cứu thí nghiệm gia tải với gia tải với ván khuôn UHPC với kích thước (1,47 x 1,0 x 0,035)m thể vánĐể khuôn UHPC bất khả kỳ với kích chịu thướclực (1,47 1,0an × 0,035) m hiệnnghiên Hình định và×độ tồn kếtthể cấu, cứu10(a) thí nghiệm trênkhẳng Hình 10a Hình ảnh thí nghiệm kết thí nghiệm uốn ngồi trường mẫu đúc thử sau ngày tuổi gia tải với khnkết UHPC vớiuốn kích thước (1,47 x 1,0 x 0,035)m thử thể Hình ảnh thí ván nghiệm nghiệm ngồi đúc thể Hình 10(b) vàvà10(c) Tải thí trọng thử lớn 868 kg trường (khoảng 5,8 mẫu KN/m ) Tải Hình 10a sau ngày tuổi thể Hình 10b c Tải trọng thử lớn 868 kg trọng gấp gần 1,25 lần tải trọng thiết kế ván khn Kết thí nghiệm cho thấy Hình làm việc đoạn đàn mứcthí tải trọng thiếtuốn kế (Hình đúc thử ảnh thí giai nghiệm hồi kếtởquả nghiệm 10(c)) trườngNhư củađãmẫu thảo Mụctuổi 4, ván khả cường độ miềnnhất đàn hồi 10năng sau luận ngày thểkhn hiệnUHPC trongcóHình 10bphát vàtriển c Tải trọng thử lớn 868 kg Do đó, kết luận thiết kế thiên an toàn kích thước giảm bớt để tăng tính hiệu mặt kinh tế Để chứng minh cho kết luận này, thí nghiệm uốn phá hủy ván 10 Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 ảng 5,8 KN/m2) Tải trọng gấp gần 1,25 lần tải trọng thiết kế ván n Kết thí nghiệm cho thấy làm việc giai đoạn đàn hồi mức ọng thiết kế (Hình 10c) Như thảo luận Mục 4, ván khn C có khả phát triển cường độ ngồi miền đàn hồi Do đó, kết luận Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng kế thiên an tồn kích thước giảm bớt để tăng tính hiệu ề mặt kinh tế Để chứng minh cho kết luận này, thí nghiệm uốn phá hủy ván n sau 28 ngày tuổi tiến hành thể Hình 11 Giá trị lực kích lớn đạt thời điểm ván khuôn bị phá hủy khoảng 1,6 n khuôn UHPC cầu An Thượng: (a) Kích thước định hình (a) Kích thướcmột định hìnhtấm đúc ván (b) 10 Hình ảnhván thửkhn tải đúc thử (c)Kích Kết thử tải hình nh ảnh thử tải thử ngồi (c) Kết Hình Tấm UHPC cầu trường; An Thượng: (a) thước định tấmthử khn ngồi Hình 10 Tấm ván khn UHPC cầu An Thượng: (a) Kích thước định hình ván khn; (b) Hình ảnhtrường thử tải mộtcủa tấm đúc thử trường; (c) Kết thử ván khn; (b) Hình ảnh thử tải đúc thử trường; (c) Kết quảtải thử tải Hình 10 10 TấmTấm ván khn UHPCUHPC cầu An cầu Thượng Hình ván khn An Thượng: (a) Kích thước định hình củ tải ván khn; (b) Hình ảnh thử tải đúc thử trường; (c) Kết qu tải nh 10 Tấm ván khuôn UHPC cầu An Thượng: (a) Kích thước định hình n khn; (b) Hình ảnh thử tải đúc thử ngồi trường; Kết Thí thử Hình(c)11 nghiệm tải Hình 11 Thí nghiệm phá hủy ván khn UHPC phá hủy ván khn UHPC Như trình bày ván khn UHPC nhìn chung có nhiều ưu điểm mặt Hình 11 Thí nghiệm phá hủy Journal of Science Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 Journal and of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019 xxx(xxx):1-14 11 tấ khn UHPC làmLắp việc có mơ tin Bên cạnh đóUHPC sử dụng ván khn làm cóhình dự mơbáo hình dựHình báocậy tinváncậy Bên cạnh đókhi sửbịdụng ván khn (a) đặt hệ giaviệc tải vàcũng thiết bị thí (b) ảnh khn sau phá hủy Như trình có bày ván khn UHPC nhìn chung có nhiều ưu điểm mặt UHPC thể làm giảm trọng lượng kết cấu Do việc không sử dụng cốt thép thường, UHPC làm giảm trọng lượng kết cấu Do việc không sử dụng cốt thép thường, nghiệm chiều dàychiều dày trọngnhư lượng củalượng ván giảm đáng giúp cho thi công trọng khuôn ván khuôn giảmkể, đáng kể, giúp cho thi cơng 11 thuận Hình 11.thuận Thí nghiệm phá Hình hủy ván vận chuyển dễ dàng, tiện 12 Hình thểngồi tác sản vận chuyển dễ dàng, tiện Hình 1213 vàUHPC Hình 13 vàcơng thể cơngxuất, tác sản xuất, Hình 11 Thí nghiệm phá hủy ván khuôn trường khuôn UHPC Như trình bày ván khn UHPC nhìn chung có nhiều ưu điểm thi cơng cẩu lắp UHPC cho cầu An thi công cẩuván lắpkhuôn ván khn UHPC choThượng cầu An Thượng Hình 11 Thí nghiệm phá hủy ván khuôn UHPC 11 Như trình bày ván khn UHPC nhìn chung có nhiều ưu điểm mặt 11 ày ván khn UHPC nhìn chung có nhiều ưu điểm mặ 11 Hình 12 Sản xuất đại tràkhn ván khuôn 13 Thi cẩuván lắpván tấmkhuôn ván khuôn 12.xuất Sản xuất ván Hình Hình 13 Hình Thi cẩu cơng lắp khn HìnhHình 12 Sản đại tràđại tấmtrà ván khuôn UHPC cho 13.công Thi công cẩu lắp UHPC UHPC cho cầu An Thượng UHPC công trường cầu An Thượng UHPCcầu cho cầu An Thượng UHPC công trường cầu An Thượng An Thượng công trường cầu An Thượng Kết luận Kết luận khuôn sau 28kết ngày tuổi hành Hình 11.khn Giá ván trịsửlực kíchvật lớndụng nhấtvật đạtliệu Qua quảtiến thívềnghiệm vềthể khả chịu uốnván khuôn sử Qua thíkết nghiệm khả chịu uốntrong dụng liệu khn phân tích mơ hình mỏng sử dụng phần tử hữu số có kếtthể luận tạiUHPC thời điểm ván bị phá hủy 1,6phần vàUHPC phân tích mơ hình mỏngkhoảng sử dụng tử hữu hạn, hạn, số kếtmột luận rút rabày nhưởsau: rút sau: Như trình ván khn UHPC nhìn chung có nhiều ưu điểm mặt làm việc - Khả chịubê kéo củaUHPC bê tơng đóng góp lớnlàm vàoviệc làm việc - Khả chịunăng kéo tơng đãUHPC đóng góp phần lớn phần vào củatông tấm.trong Bê tông nén10 củachưa phátkhả huynăng hết khả chung củachung Bê vùng nén vùng phátchưa huy hết làm việc làm việc - FEM Mô hình củadụng tấmmơ sử dụng mơ liệu hìnhbêvậttơng liệuphá bê tơng CDP - Mơ hình FEM sử hình vật hoại phá dẻo hoại CDPdẻo choquả thấytừkết từFEM mơ hình FEMđối tương vàKết an tồn Kết phân ABAQUSABAQUS cho thấy kết mơquả hình tương tin cậyđối vàtin ancậy toàn phân hội FEM mơ hình cho thấy kích phần tử1/20 khoảng tích hộitích tụ mơtụhình choFEM thấy kích thước củathước phần tử khoảng 1/20 chiềucủa chiều Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng có mơ hình dự báo tin cậy Bên cạnh sử dụng ván khn UHPC làm giảm trọng lượng kết cấu Do việc không sử dụng cốt thép thường, chiều dày trọng lượng ván khuôn giảm đáng kể, giúp cho thi công vận chuyển dễ dàng, thuận tiện Hình 12 Hình 13 thể công tác sản xuất, thi công cẩu lắp ván khuôn UHPC cho cầu An Thượng Kết luận Qua kết thí nghiệm khả chịu uốn ván khuôn sử dụng vật liệu UHPC phân tích mơ hình mỏng sử dụng phần tử hữu hạn, số kết luận rút sau: - Khả chịu kéo bê tông UHPC đóng góp phần lớn vào làm việc chung Bê tông vùng nén chưa phát huy hết khả làm việc - Mơ hình FEM sử dụng mơ hình vật liệu bê tông phá hoại dẻo CDP ABAQUS cho thấy kết từ mơ hình FEM tương đối tin cậy an tồn Kết phân tích hội tụ mơ hình FEM cho thấy kích thước phần tử khoảng 1/20 chiều cao đủ cho phân tích - Thử nghiệm ván khuôn UHPC cho thi công mặt cầu An Thượng cho thấy, tác dụng tải trọng thiết kế tấm, ván khuôn làm việc giai đoạn đàn hồi Điều kết luận thiết kế thiên an tồn kích thước giảm để nâng cao hiệu kinh tế Kết nghiên cứu cho thấy tồn số điểm cần phát triển thêm, chẳng hạn đa dạng số lượng mẫu thí nghiệm, đa dạng kích thước thành phần vật liệu nghiên cứu, đồng thời cần thiết để phát triển mơ hình đơn giản thuận tiện cho cơng việc thiết kế Bên cạnh đó, việc tính tốn hiệu kinh tế - kỹ thuật việc áp dụng vật liệu UHPC chế tạo ván khuôn cần thực để đánh giá khả ứng dụng vật liệu thực tế Đây hướng nghiên cứu tương lai nhóm tác giả Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Bộ Giáo dục Đào tạo cho đề tài “Nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lượng siêu cao xây dựng cầu quy mô nhỏ trung bình”; Mã số: CTB-2017-01 Nhóm tác giả xin cảm ơn hỗ trợ, phối hợp Công ty TNHH MTV Bê tơng Xn Mai q trình chế tạo, thí nghiệm ván khn UHPC cho cầu An Thượng Tài liệu tham khảo [1] Graybeal, B A (2006) Material property characterization of ultra-high performance concrete Technical report, Federal Highway Administration, No FHWA-HRT-06-103 [2] Rebentrost, M., Wight, G., Fehling, E (2008) Experience and applications of ultra-high performance concrete in Asia In 2nd International Symposium on Ultra High Performance Concrete, 10:19–30 [3] AFGC/SETRA (2002) Ultra high performance fiber-reinforced concrete-interim recommendations Report, Association Franc¸aise de Génie Civil, Paris, France [4] Harris, D K., Roberts-Wollmann, C L (2005) Characterization of the punching shear capacity of thin ultra-high performance concrete slabs Virginia Center for Transportation Innovation and Research ˇ [5] Kolísko, J., Cech, J., Tej, P., Knˇezˇ , P (2017) UHPC panels utilized as permanent formwork of in-situ cast reinforced concrete deck bridges In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, 246(1):012043 [6] Kolisko, J., Hunka, P., Rydval, M., Kostelecka, M (2013) Development of UHPC from materials available in Czech Republic In Proceedings of CESB13, 385–388 11 Hưng, C V cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng [7] Brameshuber, W., Brockmann, T., Banholzer, B (2004) Textile reinforced ultra high performance concrete In Proceedings: International Symposium on UHPC, Kassel, 13–15 [8] Tej, P., Kolísko, J., Bouˇska, P., Bittner, T., Muˇsutová, V (2015) Loading tests of thin plates made of ultrahigh performance concrete reinforced by PVA fibers and 2D textile glass reinforcement In Advanced Materials Research, Trans Tech Publ, 1095:569–572 [9] Moreillon, L., Nseir, J., Suter, R (2012) Shear and flexural strength of thin UHPC slabs In Proceedings of Hipermat [10] Kang, S.-H., Hong, S.-G., Kwon, Y.-H (2017) Effect of permanent formwork using ultra-high performance concrete on structural behaviour of reinforced concrete beam subjected to bending as a function of reinforcement parameter Journal of Applied Mechanical Engineering, 6(2):1000260 [11] Slabỳ, O., Vaˇsková, J., Veselỳ, V (2017) Application of UHPC thin-walled elements for multi-purpose use table In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, 246(1):012023 [12] Falbr, J (2018) Bending capacity of thin UHPC plates based on theoretical predictions and in-situ testing In High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet, Springer, 439–446 [13] Binard, J P (2017) UHPC: A game-changing material for PCI bridge producers PCI Journal, 34–46 [14] Thắng, N C., Tuấn, N V., Hanh, P H., Lâm, N T (2012) Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêu cao sử dụng vật liệu sẵn có Việt Nam Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây dựng, 12:71–74 [15] Thắng, N C., Thắng, N T., Hanh, P H., Tuấn, N V., Thành, L T., Lâm, N T (2013) Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêu cao sử dụng silica fume xỉ lò cao hạt hóa nghiền mịn Việt Nam Tạp Chí Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng (KHCNXD) - ĐHXD, 7(1):83–92 [16] Ân, V V T., Long, H V., Tuân, N K (2016) Chế tạo bê tông chất lượng siêu cao sử dụng hỗn hợp phụ gia tro trấu-xỉ lò cao Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây dựng, 4:118–122 [17] Hữu, P D., Sang, N T., Anh, P D., Kha, N L (2011) Nghiên cứu vật liệu chế tạo bê tông cường độ siêu cao (UHPC) Tạp chí Giao thơng Vận Tải, Bộ Giao thông Vận tải, 7:15–18 [18] Viet, T B., Long, L M., Hoa, N T (2016) Research design UHPC bridge with HL93 load at the Vietnam township In The 7th International Conference of Asian Concrete Federation “Suistainable concrete for now and the future”, Hanoi, Vietnam [19] Viet, T B., Long, L M., Hoa, N T (2016) Studying on the construction of 18m-span UHPC bridge for two-wheel transportation means in Hau Giang, Vietnam In The 7th International Conference of Asian Concrete Federation “Suistainable concrete for now and the future”, Hanoi, Vietnam [20] Hưng, C V., Phúc, N Đ., Thắng, N C., Tuyển, N N., Hoà, P D (2018) Dự báo sức kháng uốn dầm bê tông chất lượng siêu cao (UHPC) Tạp Chí Khoa Học Cơng Nghệ Xây Dựng (KHCNXD) - ĐHXD, 12 (4):1–13 [21] Chen, L., Graybeal, B A (2010) Finite element analysis of ultra-high performance concrete: Modeling structural performance of an AASHTO type II girder and a 2nd generation pi-girder Federal Highway Administration, United States, No FHWA-HRT-11-020 [22] Hibbitt, H., Karlsson, B., Sorensen, P (2011) Abaqus analysis user’s manual version 6.10 Dassault Systèmes Simulia Corp.: Providence, RI, USA [23] Graybeal, B A (2006) Structural behavior of ultra-high performance concrete prestressed I-girders United States, Federal Highway Administration, Office of Infrastructure Research and Development, No FHWA-HRT-06-115 12 ... – UHPC tông dụng tông thường trội tấmtấm bảnbản UHPC so so vớivới tấmtấm bê bê tông sử sử dụng bê bê tông thường FEM) sát với thí nghiệm Tuy nhiên, thành phần vật liệu dạng kết cấu sử dụng Mơ... Hình Thi t kế cầu An Thượng 5.2 Thi t kế ván khuôn UHPC đổ mặt cầu BTCT 5.2 Thi t kế ván khuôn UHPC đổ mặt cầu BTCT Ngoài việc sử dụng vật liệu UHPC cho dầm chủ, ván khuôn để lại phục vụ thi công. .. thi công 5.2 Thi t kế cầu vánviệc khuôn đổ mặttạo cầubằng BTCT mặt BTCT chế UHPC dụng 44 khn Ngồi sửUHPC dụng vậtbảnliệu UHPC cho dầmTồn chủ ,cầu váns khuôn đ tấm lại ván phục vụ thi công UHPC có