Ảnh hưởng của các cốt thép chịu cắt mặt tiếp xúc đến ứng xử kết cấu của dầm liên hợp lắp ghép với mối nối liên tục giữa bản đúc sẵn và dầm

DOI: 

TÁC GIẢ: 

TS Diệp Thành Hưng

Phân hiệu tại TP Hồ Chí Minh, Trường Đại học Giao thông vận tải

Email: hungdt_ph@utc.edu.vn

THÔNG TIN BÀI BÁO:

Chuyên mục: Khoa học công nghệ

Ngày nhận bài: 09/4/2026

Ngày sửa bài: 21/4/2026

Ngày chấp nhận đăng: 27/4/2026

Ngày xuất bản Online: 06/5/2026

Tác giả liên hệ:

Email: hungdt_ph@utc.edu.vn

TÓM TẮT

Gần đây, nhiều nghiên cứu quan trọng đã tập trung vào việc phát triển các giải pháp bền vững và ổn định cho công tác xây dựng và sửa chữa cầu đường bộ trên toàn thế giới. Trong số đó, các dầm liên hợp lắp ghép với mối nối liên tục giữa bản đúc sẵn và dầm đã được đề xuất nhằm nâng cao khả năng thi công bằng cách loại bỏ các trở ngại tại hiện trường. Trong nghiên cứu này, phân tích phần tử hữu hạn của dầm liên hợp lắp ghép đã được thực hiện và xác minh thông qua việc so sánh với các kết quả thực nghiệm tương tự. Các nghiên cứu tham số đã được tiến hành để khảo sát ảnh hưởng của các cốt thép chịu cắt mặt tiếp xúc đến ứng xử kết cấu của dầm liên hợp lắp ghép với mối nối liên tục giữa bản đúc sẵn và dầm.

Kết quả nghiên cứu cho thấy đối với các trường hợp được thiết kế với lượng cốt thép chịu cắt mặt tiếp xúc phù hợp, khả năng làm việc kết cấu của dầm liên hợp lắp ghép được đảm bảo và dầm liên hợp biểu hiện dạng phá hủy uốn dẻo điển hình. Ngược lại, đối với các trường hợp được thiết kế với lượng cốt thép chịu cắt mặt tiếp xúc không hữu hiệu, toàn bộ cốt thép chịu cắt được quan sát thấy đạt tới cường độ chảy tại mặt tiếp xúc, do đó, dầm liên hợp lắp ghép có xu hướng mất khả năng chịu lực do phá hủy cắt tại mặt tiếp xúc. Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRFD được cho là đảm bảo an toàn cần thiết cho kết cấu dầm liên hợp lắp ghép với mối nối liên tục giữa bản đúc sẵn và dầm thép. Tuy nhiên, cần tiến hành thêm các thực nghiệm và phân tích để chứng minh tính ứng dụng đầy đủ hơn của loại kết cấu này và thiết kế được đề xuất cho lĩnh vực kỹ thuật cầu.

Từ khóa: Phân tích phần tử hữu hạn; ứng xử cắt mặt tiếp xúc; mối nối liên tục giữa bản đúc sẵn và dầm; dầm liên hợp lắp ghép.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

[1] Haber, Z., and Graybeal, B. Performance of Grouted Connections for Prefabricated Bridge Deck Elements; Report no. FHWA-HIF-19-003; FHWA-Federal Highway Administration: Washington, DC, USA, 2018.

[2] Biswas, M. Precast Bridge Deck Design Systems. PCI Journal, 31, 40-94, 1986.

[3] Tawadrous, R. Design of Shear Pocket Connections in Full-Depth Precast Concrete Bridge Deck Systems. Doctorate Dissertation, Durham School of Architectural Engineering and Construction, University of Nebraska, 2017.

[4] Badie, S. S., Girgis, A., Tadros, M. K., and Nguyen, N. T. Relaxing the Stud Spacing Limit for Full-Depth Precast Concrete Deck Panels Supported on Steel Girders (Phase I). Journal of Bridge Engineering, 15 (5), 482-492, 2010.

[5] Huh, B., Lam, C., and Tharmabala, B. Effect of Shear Stud Clusters in Composite Girder Bridge Design. Canadian Journal of Civil Engineering, 42, 259-272, 2015.

[6] Xu, C., Sugiura, K., Masuya, H., Hashimoto, K., and Fukada, S. xperimental Study on the Biaxial Loading Effect on Group Stud Shear Connectors of Steel-Concrete Composite Bridges. Journal of Bridge Engineering, 20, 04014110, 2015.

[7] Ovuoba, B. and Prinz, G. S. Headed Shear Stud Fatigue Demands in Composite Bridge Girders Having Varied Stud Pitch, Girder Depth, and Span Length. Journal of Bridge Engineering, 23 (11), 04018085, 2018.

[8] El-Khier, M. A. and Morcous, G. Precast Concrete Deck-to-Girder Connection Using Ultra-High Performance Concrete (UHPC) Shear Pockets. Engineering Structures, 248, 113082, 2021.

[9] Graybeal, B. Ultra-High Performance Concrete Composite Connections for Precast Concrete Bridge Decks. Report no. FHWA-HRT-12-041, FHWA-Federal Highway Administration, Washinton, DC, USA, 2012.

[10] Graybeal, B. Ultra-High-Performance Concrete Connections for Precast Concrete Bridge Decks. PCI Journal, 59(4), 48-62, 2014.

[11] Diep, H. T., Jang, M., Moon, J., and Choi, B. H. Numerical Analysis on Plastic Moment Capacity of Prefabricated Steel Girders with Injection Channel Connections. International Journal of Steel Structures, 22 (6), 1722-1733, 2022.

[12] Diep, H. T., Moon J., and Choi B. H. Structural Performance of Prefabricated Composite Girders for Railway Bridges along with Girder-to-Deck Interface Connections for Mechanical Injection. Applied Sciences, 13 (11), 6686, 2023.

[13] Choi, B. H., Diep, H. T., and Moon, J. Flexural Performance of Prefabricated Composite Girders along with Precast Deck-to-Girder Continuous Connections. International Journal of Steel Structures, 24 (1), 95-108, 2024.

[14] Nguyễn, V. T., và Ngô, C. P. Nghiên cứu giải pháp kết cấu và công nghệ thi công nhanh công trình cầu đường bộ tại TP. Hồ Chí Minh. Đề tài cấp Thành phố, 2015.

[15] Ngô, V. M., và Phạm, T. T. Phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thuật và khả năng áp dụng dầm liên hợp bán lắp ghép VFT cho chiều dài nhịp vừa và nhỏ ở Việt Nam. Giao thông vận tải, 2020.

[16] Phạm, D. H., Khúc, Đ. T. (2021). Nghiên cứu bản mặt cầu lắp ghép UHPC ứng dụng trong xây dựng cầu nhanh tại Việt Nam. Giao thông Vận tải, Số 7, 28–31.

[17] AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 9th Edition (2020).

[18] ABAQUS (2020). ABAQUS analysis user’s guide.

[19] Bouwsema, W. H. (2021). The Pull-Out and Shear Resistance of a Lattice Girder from a Precast Concrete Floor Plate during a 4-Point Bending Test. Eindhoven University of Technology, Eindhoven, Netherlands.

[20] Setyanto, S. B. (2021). Numerical Study of Interface Behaviour in Composite SHCC-Concrete Beams. Delft University of Technology, Delft, Netherlands.

[21] Han, Y., Wang, J., and Zhang, E. (2022). Experimental Study of Interfacial Bond Properties between CGM and Existing Concrete. Applied Sciences, 12 (24), 12623.

[22] Haber, Z. B., Munoz, J. F., I. De la Varga, and Graybeal, B. A. (2018). Bond Characterization of UHPC Overlays for Concrete Bridge Decks: Laboratory and Field Testing. Construction and Building Materials, 190, 1056–1068.

[23] Dudziak, S., JackiewiczRek, W., and Kozyra, Z. (2021). On the Calibration of a Numerical Model for Concrete-to-Concrete Interface. Materials, 14 (23), 7204.

[24] Jang, H. O., Lee, H. S., Cho, K., and Kim, J. (2018). Numerical and Experimental Analysis of the Shear Behavior of Ultrahigh-Performance Concrete Construction Joints. Advances in Materials Science and Engineering, 6429767.

[25] CEN (Comité Européen de Normalisation) (2004). Design of Concrete Structures. In Eurocode 2, Part 1.1: General Rules and Rules for Buildings.

[26] Ko, S. H. and Lee, J. H. (2021). Monotonic Tension and Compression  Stress-Strain Model for Longitudinal Reinforcement. Journal of the Korea Concrete Institute, 33 (6), 551-559.

[27] Choi, B. H, Thusa, B., Diep, H. T., and Moon, J. (2026). Structural Performance Evaluation of Steel Composite Girders with Prefabricated Deck-to-Girder Connection along with Non-Shrink Grout Properties for Hydraulic Injection. International Journal of Steel Structures, Accepted.

Xem bài báo tại đây