Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52458
Title: Behavior of link slab for highway girders
Other Titles: พฤติกรรมแผ่นพื้นต่อเนื่องของคานสะพาน
Authors: Tayagorn Charuchaimontri
Advisors: Ekasit Limsuwan
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: No information provided
Subjects: Girders
Concrete
Bridges
Shear (Mechanics)
Finite element method
สะพาน
คอนกรีต
คาน
แรงเฉือน (กลศาสตร์)
ไฟไนต์เอลิเมนต์
Issue Date: 2006
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: A Link slab of continuous bridge deck over its adjacent span of simply supported precast girders is desirable for smooth riding due to jointless construction. Since end movements of the girders have become restraints of the slab associated with some other actions, the movements of typical highway girders of I, T, U and Box sections with different span length and their construction sequences have been investigated. The interaction behavior of end restraints; axial, rotational and translational with mid-span loading, will be determined in the study. The finite element method of the microplane model (MASA) will be a tool for the structural analyses of crack patterns, crack width, modes of failure and structural responses of each action with different details and thickness-to-span ratios. Full-scale experimental investigation of 3 specimens of different reinforcing details of hinge, semi-continuity and full continuity with mid-span loading has been conducted to verify the results of the analyses. Monitoring of actual behaviors of real structures has also been done for comparison of some essential behaviors. End movements of typical girders have shown to be less significant on the cross-section and its construction sequences. Span length has played a major role on axial deformation and the rotation, as the translation is influenced by vertical stiffness of the support. Long-term effects due to creep, shrinkage and relaxation have shown indication of the extreme cases of 20% increase. The interaction behaviors for axial deformation and end rotation due to end movements of the girders have shown some influences of support conditions. However, the effects of the support level (x/H) in roller support (R-R) and centroid of girders (Cb/H) in hinged support (H-H) is less significant. For elastomeric bearing support, axial deformation is controlled by the number of spans and girder span length and show that rotation is less influenced by the relative stiffness of girders and link slabs of more than 10 and the location of the link slab in the structural system. Translation is subjected to shear and moment to be controlled by vertical stiffness, the slab thickness and its length. To design a link slab, span length and the number of girder spans are required for interaction of restraints to determine forces and displacement of the extreme cases. Then design for strengths can be carried out by means of tension, flexure, and shear while design for serviceability would be governed by stiffness of elastomeric bearing and crack distribution as per reinforcing details. Design example has illustrated the concept and procedure of the real practice.
Other Abstract: แผ่นพื้นต่อเนื่องของคานสะพานสำเร็จรูปที่ไร้รอยต่อจะเอื้ออำนวยในการขับขี่ได้สบาย การเคลื่อนตัวของปลายคานสะพานจะมีส่วนต่อการยึดรั้งของแผ่นพื้นต่อเนื่อง จึงต้องพิจารณาหน้าตัดคานสะพานแบบต่างๆ ได้แก่ รูปตัวไอ รูปตัวที รูปตัวยู และแบบกล่อง โดยพิจารณาความยาวช่วงและขั้นตอนการก่อสร้างที่จะมีผลต่อการเคลื่อนตัวดังกล่าว พฤติกรรมปฏิสัมพันธ์ของการยึดรั้งที่ปลายในแนวแกน จากการหมุน และจากการขยับตัวร่วมกับน้ำหนักบรรทุกบนแผ่นพื้น การศึกษาด้วยการวิเคราะห์วิธีไฟไนท์เอเลเมนต์ของแบบจำลองอนุระนาบ (Microplane, MASA) เพื่อหารูปแบบการแตกร้าว ความกว้างรอยแตกร้าว รูปแบบการวิบัติ รวมทั้งพฤติกรรมการตอบสนองทางโครงสร้างโดยพิจารณารูปแบบการยึดรั้ง รายละเอียดการเสริมเหล็ก และอัตราส่วนความหนาต่อความยาวของแผ่นพื้น การทดสอบโครงสร้างจริงของตัวอย่างทดสอบ 3 ตัวอย่าง ใช้น้ำหนักบรรทุกที่กลางแผ่นพื้น ที่มีรายละเอียดการเสริมเหล็กแบบบานพัน (hinge) แบบกึ่งต่อเนื่อง (semi-continuity) และแบบต่อเนื่อง (fully-continuity) เพื่อยืนยันผลเปรียบเทียบกับการวิเคราะห์ นอกจากนี้การตรวจวัดตัวแปรหลักจากโครงสร้างจริงเพื่อยืนยันผลการศึกษาในพฤติกรรมหลักอีกด้วย ผลการศึกษาการเคลื่อนตัวของปลายคานสะพาน แสดงให้เห็นว่าชนิดของหน้าตัดคานสะพานและขั้นตอนการก่อสร้างมีผลน้อยมากต่อการเคลื่อนตัว แต่ความยาวช่วงจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเปลี่ยนรูปร่างตามแนวแกนและการหมุนตัว ส่วนการขยับตัวจะขึ้นอยู่กับความแข็งของจุดรองรับในแนวดิ่ง ผลกระทบต่อการเคลื่อนตัวในระยะยาวจากการหดตัว การคืบตัวของคอนกรีต และความล้าของเหล็กเสริม จะมีอิทธิพลสูงสุดเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 20 พฤติกรรมปฏิสัมพันธ์ของการยึดรั้งในแนวแกนและการหมุนตัวจะมีผลโดยตรงจากสภาพของบ่ารองรับ ทั้งนี้อิทธิพลจากระดับจุดรองรับ (x/H) ของบ่าแบบเลื่อนได้ (R-R) และระยะของจุดศูนย์ถ่วงของหน้าตัด (Cb/H) ของบ่าแบบยึด (H-H) จะมีอิทธิพลน้อยต่อพฤติกรรมภายใน ในกรณีของการใช้บ่ารองรับแบบแผ่นรองรับแบบยืดหยุ่น การเปลี่ยนรูปร่างแนวแกนจะคุมพฤติกรรมทั้งหมดจากความยาวคานสะพานและจำนวนช่วงคาน ในขณะที่การหมุนจะมีอิทธิพลน้อยจากความแข็งสัมพัทธ์ของคานสะพานเทียบกับของแผ่นพื้นโดยเฉพาะที่มีค่าเกิน 10 และตำแหน่งของแผ่นพื้นต่อเนื่อง การขยับตัวส่งผลให้เกิดแรงเฉือนและแรงดัดซึ่งจะควบคุมพฤติกรรมด้วยความแข็งแรงในแนวดิ่งของแผ่นรองรับ ความหนาแผ่นพื้น และความยาวของแผ่นพื้น การออกแบบแผ่นพื้นต่อเนื่องจะต้องรู้ความยาวช่วงสะพานและจำนวนช่วงสะพาน เพื่อนำไปสู่การหาแรงและการเสียรูปจากพฤติกรรมปฏิสัมพันธ์ในกรณีสูงสุด แล้วการออกแบบด้านกำลังจะพิจารณาจากแรงดึง แรงดัดและแรงเฉือน ในขณะที่การออกแบบเพื่อการให้บริการจะยึดความแข็งของแผ่นรองรับ การกระจายรอยแตกร้าวและการทำรายละเอียดเหล็กเสริมเป็นหลัก มีตัวอย่างการออกแบบของโครงสร้างจริงที่แสดงถึงหลักการและขั้นตอนตามสภาพการณ์ประกอบวิชาชีพด้วย
Description: Thesis (D.Eng.)--Chulalongkorn University, 2006
Degree Name: Doctor of Engineering
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Civil Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52458
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
tayagorn_ch_front.pdf1.47 MBAdobe PDFView/Open
tayagorn_ch_ch1.pdf1.79 MBAdobe PDFView/Open
tayagorn_ch_ch2.pdf2.94 MBAdobe PDFView/Open
tayagorn_ch_ch3.pdf5.79 MBAdobe PDFView/Open
tayagorn_ch_ch4.pdf2.2 MBAdobe PDFView/Open
tayagorn_ch_ch5.pdf1.07 MBAdobe PDFView/Open
tayagorn_ch_ch6.pdf452.72 kBAdobe PDFView/Open
tayagorn_ch_back.pdf693.13 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.