Xét bố trí cáp dưl của cầu btct dự ứng lực ba nhịp, cầu khung, thi công bằng ph ơng pháp đúc hẫng cân bằng

1 Môc lôc Môc lôc Các ký hiệu viết tắt Mục lục hình vÏ mở đầu Ch-¬ng 1: Những vấn đề chung dự ứng lực nằm bê tông .8 1.1 - Sơ l-ợc phát triển DƯL căng 1.1.1 - Dù øng lực căng lòng hộp .8 1.1.2 - Dự ứng lực căng hép 14 1.1.3 - Công nghệ DƯL xây dựng cầu Việt Nam .20 1.2 - Các loại kết cấu bê tông dự ứng lực .23 1.2.1 Kết cấu căng tr-ớc 23 1.2.2 Kết cấu căng sau .24 1.2.3 KÕt cÊu căng 25 1.3- Các cấu tạo dù øng lùc ngoµi .26 1.3.1 Định vị tuyến cáp 26 1.3.2 Chun h-íng c¸p 27 1.3.3 Hình dạng bố trí cáp 29 1.4.4 Cấu tạo khối hộp neo trụ 34 KÕt luËn ch-¬ng 35 Ch-ơng 2: Nguyên lý tính toán 37 2.1 Các giả thiÕt 38 2.1.1 Các giả thiết cho TTGH sư dơng vµ TTGH mái 38 2.1.2 Các giả thiết cho TTGH c-ờng độ TTGH ®Ỉc biƯt 38 2.2 ThiÕt kÕ cÊu kiƯn chÞu n 39 2.2.1 Trục trung hòa dầm có cèt thÐp dÝnh kÕt 39 2.2.2 Các cấu kiện có thép dự ứng lực không dính b¸m .41 2.2.3 Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n 42 2.2.4 Sức kháng uốn danh định 42 2.2.5 Các giới hạn vÒ cèt thÐp 43 2.2.5.1 L-ợng cốt thép tối đa 43 2.2.5.2 L-ỵng cèt thÐp tèi thiÓu 44 2.2.6 Kiểm tra nứt dầm chịu uốn 45 2.3 CÊu kiÖn chÞu nÐn 46 2.3.1 Tỉng qu¸t 46 2.3.2 Giíi h¹n cèt thÐp 46 2.3.3 Søc kh¸ng lùc däc trục tính toán (đà nhân hệ số) .47 2.3.4 Uèn hai chiÒu 47 Ch-ơng 3: Khảo sát ảnh h-ởng cáp DƯL căng 49 3.1 - Bè trÝ c¸p dù øng lùc 50 3.1.1 - Bè trí cáp DƯL căng hoàn toàn cầu BTCT liên tục .50 3.1.2 - Bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng bên hộp 54 3.1.3 - Thay đổi độ lệch tâm e cáp DƯL căng ngoài, căng bên hộp 56 3.1.4 - Khảo sát mối quan hệ (a;e) 56 3.2 - Các kết tính toán 57 KÕt luËn .73 Tài liệu tham khảo 76 C¸c ký hiệu viết tắt Các ký hiệu viết tắt đ-ợc sử dụng luận văn : BTCT - bê tông cốt thép DƯL - dự ứng lực TTGH - trạng thái giới hạn Mục lục hình vẽ Ch-ơng : Những vấn đề chung dự ứng lực nằm bê tông Hình 1.1: Cầu Vaux-Sur-Seine Hình 1.2: Cầu Can Bia .8 Hình 1.3: Cầu Port - - Binson.9 Hình 1.4: Cầu Villeneuve - Saint Georges Hình 1.5: Thanh căng gia cố xà mũ .10 Hình 1.6: Gia cố dầm thép căng DƯL .10 Hình 1.7 : Gia cố dầm bê tông căng DƯL .10 Hình 1.8: Phối cảnh bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng lòng hộp 11 Hình 1.9: Cáp DƯL lòng hộp11 Hình 1.10: Cầu cạn đ-ờng cao tốc Bang Na - Bang Pli - Bang Pakong, Thailand………………………………………………………………… ……13 H×nh 1.11: Cầu Shin - Chon ( Hàn Quốc) .13 Hình1.12 : Bố trí chung cầu Shin - Chon ( Hàn Quốc) .14 Hình 1.13: Khái niệm giải pháp bố trí cáp căng có độ lệch tâm lớn. 14 Hình 1.14 : Cầu Odawara Blueway - Nhật Bản .16 Hình 1.15: Cầu Tsukuhara..17 Hình 1.16: Cầu Kisogawa. 17 Hình 1.17: Cầu Palau - Cộng hòa Palau..18 Hình 1.18: Cầu Pakse - Lào .18 Hình 1.19: Cầu Mactan - Philippin 18 Hình 1.20: Sơ đồ cầu Quý Cao .20 Hình 1.21: Bố trí cáp DƯL căng lòng hộp, cầu Quý Cao - Hải D-ơng 20 Hình 1.22: Cầu Hàm Luông (Bến Tre) .21 Hình 1.23: Cầu Thị Nại (Bình Định) - cầu v-ợt biển dài Việt Nam22 Hình 1.24 : Cầu Ngà T- Sở - Hà Nội..23 Hình 1.25: Ph-ơng pháp chế tạo dầm dự ứng lực căng tr-ớc bệ căng 23 Hình 1.26: Kết cấu căng sau .25 Hình 1.27: a) Sơ đồ kết cấu căng ; b) Kết cấu căng cầu ô tô 26 Hình 1.28: Cách bố trí thông th-ờng cáp dự ứng lực ngoài, cáp qua nhịp neo vào khối đỉnh trụ ……… 27 H×nh 1.29: Khèi chun h-íng lßng hép…… ………27 Hình 1.30: Sơ đồ bố trí cáp cầu Long Key sử dụng khối chuyển h-ớng .28 Hình 1.31: Phối cảnh mét cÊu kiƯn chun h-íng d¹ng t-êng… .… 28 Hình 1.32: Bố trí chuyển h-ớng cáp dự ứng lực căng .30 Hình 1.33: Sơ đồ bố trí cáp với hai t-ờng chuyển h-ớng nhịp .30 Hình 1.34: Sơ đồ bố trí cáp gÃy khúc dần nhờ nhiều t-ờng chuyển h-ớng 31 Hình 1.35: Bố trí cáp với hai t-ờng chuyển h-ớng nhịp, gần vị trí hợp long ……… 31 H×nh 1.36: Bố trí cáp với bốn t-ờng chuyển h-ớng nhịp, cho phép tập trung triết giảm lực cắt phạm vi 1/4 nhịp 32 Hình 1.37: Cáp đ-ợc chuyển h-ớng nưa ë mét hai t-êng chun h-íng cđa tõng c¸nh hÉng… .32 Hình 1.38: Bố trí toàn tuyến cáp theo đ-ờng trung bình .32 Hình 1.39: Bố trí cáp theo dạng mô hình sin tăng số l-ỵng t-êng chun h-íng…… 33 Hình 1.40: Nguyên tắc bố trí cáp, cáp kéo dài suốt qua hai nhịp từ khối đỉnh trụ đến khối đỉnh trụ kia…… .……33 H×nh 1.41: Neo cáp DƯL vào khối đỉnh trụ Đỉnh đ-ờng tròn dịch xa tim trụ để hạ thấp cao độ neo phía mặt bên t-ờng ngang .34 Hình 1.42: Dạng cấu tạo khoét rỗng để đặt neo cáp dự ứng lực 35 Ch-ơng 2: Nguyên lý tính toán Hình 2.1: Lực dầm bê tông cốt thép chịu uốn 39 Hình 2.2: Sự phân bố ứng suất đàn hồi tuyến tính bê tông dầm liên hợp DƯL 45 Ch-ơng 3: Khảo sát ảnh h-ởng cáp DƯL căng Hình 3.1: Mặt cắt nhịp sát trụ 51 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí chung .51 Hình 3.3: Sơ đồ phân chia đốt dầm..51 Hình 3.4: Sơ đồ bố trí cáp DƯL căng trong.53 Hình3.5: Quy đổi tiết diện S0 54 Hình 3.6: Bố trí cáp DƯL căng hộp. 55 Hình 3.7: Sơ đồ bố trí hệ cáp DƯL căng ngoài.57 Hình 3.8: Tr-ờng hợp bố trí cáp DƯL căng hoàn toàn 62 Hình 3.9 : Tr-ờng hợp có bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng hộp. 62 Hình 3.10: Tr-ờng hợp bố trí cáp DƯL căng hoàn toàn. 63 Hình 3.11: Tr-ờng hợp có bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng hộp 63 Hình 3.12 : Tr-ờng hợp bố trí cáp DƯL căng hoàn toàn. 64 Hình 3.13: Tr-ờng hợp có bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng hộp 64 Hình 3.14: Đồ thị ứng suất thớ tiết diện đỉnh trụ qua giai đoạn thi công 65 Hình 3.15 : Đồ thị ứng suất thớ d-ới tiết diện đỉnh trụ qua giai đoạn thi c«ng… 65 Hình 3.16: Đồ thị ứng suất thớ tiết diện đỉnh trụ t-ơng ứng với tr-ờng hợp lệch tâm e khác giai đoạn thi công ..66 Hình 3.17: Đồ thị ứng suất thớ d-ới tiết diện đỉnh trụ t-ơng ứng với tr-ờng hợp lệch tâm e khác giai đoạn thi công 66 Hình 3.18: Đồ thị ứng suất thớ t-ơng ứng với độ lệch tâm e 67 Hình 3.19: Đồ thị ứng suất thớ d-ới t-ơng ứng với độ lệch tâm e .67 Hình 3.20: Số l-ợng tao cáp DƯL qua mặt cắt sát trụ . 68 Hình 3.21: Số l-ợng tao cáp DƯL qua mặt cắt HL biên 68 Hình 3.22: Số l-ợng tao cáp DƯL qua mặt cắt HL 68 Hình 3.23 hình 3.29: Đồ thị quan hƯ (a - øng st ®Ønh trơ)…… .69 mở đầu Trong công trình giao thông đ-ờng ô tô cầu thuộc loại công trình phức tạp sử dụng nhiều ph-ơng án kết cấu, nhiều loại vật liệu, nhiều công nghệ xây dựng khác cần luôn xem xét nghiên cứu đ-a khoa học kỹ thuật giải vấn đề thực tiễn nghành đặt Khuynh h-ớng tăng chiều dài kết cấu nhịp cầu bê tông cèt thÐp dÉn tíi ý t-ëng sư dơng vËt liƯu c-ờng độ cao, c-ờng độ bê tông tới cấp 40-60Mpa hơn, cốt thép c-ờng độ cao đạt 1800-1900 Mpa Sử dụng vật liệu c-ờng độ cao có lợi mặt kinh tế, giảm khối l-ợng vật liệu, hạ giá thành riêng (giá thành đơn vị c-ờng độ vật liệu) Tuy nhiên để đạt đ-ợc c-ờng độ cao cốt thép bê tông th-ờng xuất vết nứt chịu kéo Có thể dùng cốt thép tạo lực nén tr-ớc cho phần bê tông chịu kéo, bê tông đ-ợc ép tr-ớc tạo độ chặt, độ kín n-ớc kín khí độc, tăng tuổi thọ kết cấu, đặc biệt tuổi thọ chịu mỏi Nh- kết cấu bê tông dự ứng lực triệt tiêu đ-ợc ứng suất kéo bê tông, ngăn ngừa vết nứt sử dụng đ-ợc bê tông cốt thép c-ờng độ cao, giảm trọng l-ợng thân tăng chiều dài nhịp Sử dụng vật liệu c-ờng độ cao tăng độ cứng dầm cho phép giảm chiều cao kiến trúc cầu, giảm trọng l-ợng thân, v-ợt đ-ợc nhịp lớn có tiêu kinh tế tốt so với kết cấu bê tông cốt thép Hiện nay, chiều dài nhịp hệ dầm đơn giản bê tông dự ứng lực đạt 70m Việt Nam, kết cấu dầm, khung liên tục bê tông dự ứng lực tiết diện hộp thi công hẫng đẩy v-ợt nhịp lớn 60-130m Điển hình loại cầu kể: cầu Phú L-ơng, cầu Gianh, cầu Hiền L-ơng, cầu Hoàng Long, cầu Phù Đổng, cầu Phả Lại, cầu Tân Đệ, cầu Hàm Luông có ®é nhÞp lín nhÊt L=150m Lý do, mơc ®Ých chọn đề tài: Công nghệ dự ứng lực (DƯL) với nhiều -u điểm đà đ-ợc sử dụng nhiều thiết kế cầu Khi kết cấu sử dụng cáp DƯL căng có độ lệch tâm e lớn số l-ợng cáp DƯL căng giảm so với tr-ờng hợp kết cấu sử dụng cáp DƯL căng hoàn toàn Với cách bố trí cáp DƯL khác cho ứng xử kết cấu khác Do cần phải có nghiên cứu so sánh cách bố trí cáp DƯL để đánh giá hiệu sử dụng cáp DƯL Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể là: Nghiên cứu tổng quan phát triển công nghệ dự ứng lực căng Cấu tạo bố trí cáp DƯL căng Nghiên cứu ảnh h-ởng bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng bên hộp so với tr-ờng hợp bố trí cốt thép DƯL căng cầu BTCT liên tục Nghiên cứu ảnh h-ởng độ lệch tâm e bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng bên hộp Khảo sát mối quan hệ (a;e), xác định vị trí chốt dây hệ cáp DƯL căng cầu extrados để hàm mục tiêu ứng suất tiết diện đỉnh trụ lớn Trong đó: a - khoảng cách từ đỉnh trụ đến điểm neo dây dầm chủ e - khoảng cách từ điểm neo dây thấp tháp đến mặt cầu Đối t-ợng phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu luận văn : Xét bố trí cáp DƯL cầu BTCT dự ứng lực ba nhịp, cầu khung, thi công ph-ơng pháp đúc hẫng cân Ph-ơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với sử dụng số liệu phân tích nhờ trợ giúp mô hình hóa kết cấu ch-ơng trình Midas Civil 7.01 Cơ sở khoa học thực tiễn: - Cơ sở khoa học: Tính toán nội lùc cđa kÕt cÊu b»ng phÇn mỊm Midas Civil 7.01 theo lý thuyết phần tử hữu hạn Cầu bê tông cốt thép phải đ-ợc thiết kế để chịu tải trọng, ứng xử chúng không v-ợt giới hạn tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 (AASHTO - LRFD 1998) - C¬ së thùc tiƠn: ViƯc nghiên cứu góp phần xác định sơ tham số cáp DƯL để phục vụ việc khảo sát hàm mục tiêu lớn giá thành toàn dự án nhỏ Ch-ơng 1: vấn đề chung dự ứng lực nằm bê tông 1.1 - sơ l-ợc trình phát triển d-l căng 1.1.1 dự ứng lực căng lòng hộp Năm 1930 Eugène Freyssinet - ng-ời Pháp - bắt đầu sử dụng sợi thép c-ờng độ cao đà mở khái niệm khác ngành xây dùng - BTCT øng suÊt tr-íc BTCt øng suÊt tr-íc đời Pháp từ năm 30 kỷ XX đến cuối năm 1940 phát triển mạnh, nh-ng chủ yếu sử dụng cáp dự ứng lực căng Vào khoảng từ năm 1950 đến 1953, Pháp, số cầu dự ứng lực đà đ-ợc xây dựng nh-: cầu Villeneuve-Saint-Georges, Cầu Vaux-Sur-Seine, cầu Port-àBinson cầu Can Bia Hình 1.1: Cầu Vaux-Sur-Seine Hình 1.2: Cầu Can Bia Hình 1.3: Cầu Port - - Binson Hình 1.4: Cầu Villeneuve - Saint - Georges Trong ứng dụng này, cáp dự ứng lực công trình bị ăn mòn Lý chđ u lµ thiÕu kinh nghiƯm thiÕt kÕ nh-: cấu tạo vị trí neo cáp cầu không hợp lý cho bảo d-ỡng gây ăn mòn cáp; để chim làm tổ hộp cầu thải phân axit gây ăn mòn; thiếu lớp chống thấm mặt cầu làm cho n-ớc dễ dàng thấm vào neo n-ớc chảy dọc theo cáp; công tác tu không th-ờng xuyên tạo điều kiện phát triển mạnh ăn mòn, cáp không đ-ợc sơn lại cả,Các thiết kế ch-a hoàn hảo làm tăng giá thành xây dựng cầu so với công nghệ dự ứng lực bê tông đà phát triển thời kỳ Những thành công dự ứng lực nằm bê tông đà xếp dự ứng lực vào hàng thứ để biết Từ 1973 - 1978, việc phải gia c-ờng công trình cũ, cáp buộc phải đặt bê tông đà cho phép ng-ời thiết kế ý thức đ-ợc lợi ích dự ứng lực định h-ớng việc sử dụng cho công trình xây dựng Một số cách gia cố kết cấu đà đ-ợc sử dụng nh-: 10 Hình 1.5: Thanh căng gia cố xà mũ Hình 1.6: Gia cố dầm thép căng DƯL Hình 1.7 : Gia cố dầm bê tông căng DƯL 62 Biểu đồ bao ứng suất thớ giai đoạn khai thác Hình 3.8: Tr-ờng hợp bố trí cáp DƯL căng hoàn toàn Hình 3.9: Tr-ờng hợp có bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng hộp 63 Biểu đồ bao ứng suất thớ d-ới giai đoạn khai thác Hình 3.10: Tr-ờng hợp bố trí cáp DƯL căng hoàn toàn Hình 3.11: Tr-ờng hợp có bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng hộp 64 Biểu đồ bao mô men tổ hợp TTGH c-ờng độ I ( Đơn vị tÝnh KN.m) -663523.6 40115.7 -663523.6 40115.7 46064.6 H×nh 3.12: Tr-êng hợp bố trí cáp DƯL căng hoàn toàn -598128.2 -598128.2 39653.2 45735.4 Hình 3.13: Tr-ờng hợp có bố trí cáp DƯL căng ngoài, căng hộp 39653.2 65 ứng suất tiết diện đỉnh trụ qua gđ thi công (Số liệu bảng 3.6) Các tr-ờng hợp bố trí : KN/m2 Hình 3.14: Đồ thị ứng suất thớ tiết diện đỉnh trụ qua giai đoạn thi công KN/m2 Hình 3.15: Đồ thị ứng suất thớ d-ới tiết diện đỉnh trụ qua giai đoạn thi công 66 ứng suất tiết diện đỉnh trụ qua gđ thi công tr-ờng hợp cáp DƯL căng ngoài, căng hộp thay đổi độ lệch tâm e ( Số liệu tính bảng 3.8, 3.9) Hình 3.16: Đồ thị ứng suất thớ tiết diện đỉnh trụ t-ơng ứng với tr-ờng hợp lệch tâm e khác giai đoạn thi công Hình 3.17: Đồ thị ứng suất thớ d-ới tiết diện đỉnh trụ t-ơng ứng với tr-ờng hợp lệch tâm e khác giai đoạn thi công 67 Quan hệ độ lệch tâm e cáp DƯL căng ứng suất tiết diện đỉnh trụ øng st (KN/m2) (Sè liƯu tÝnh b¶ng 3.7) e(m) Hình 3.18: Đồ thị ứng suất thớ t-ơng ứng với độ lệch tâm e ứng suất (KN/m2) e(m) Hình 3.19: Đồ thị ứng suất thớ d-ới t-ơng ứng với độ lệch tâm e 68 so sánh tổng Số l-ợng cáp DƯL qua mặt cắt kiểm tra ( Sè liƯu tÝnh b¶ng 3.4, 3.5) Ký hiƯu : Hình 3.20: Số l-ợng tao cáp DƯL qua mặt cắt sát trụ Hình 3.21: Số l-ợng tao cáp DƯL qua mặt cắt HL biên Hình 3.22: Số l-ợng tao cáp DƯL qua mặt cắt HL 69 Kết khảo sát tr-ờng hợp (a;e) Tr-ờng hợp 1: Chiều cao d©y thÊp nhÊt e = 4m (xÐt øng suÊt nén thớ tiết diện đỉnh trụ giai đoạn khai thác) Bảng 3.12 : -1490,9 -1509,6 -1523,3 -1532,1 -1538,2 -1541,2 -1541,4 -1538,8 -1534,6 -1528,1 -1521,9 Hình 3.23: Đồ thị quan hƯ (a - øng st ®Ønh trơ) 9.7° 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 14.0° øng st (KN/m2) e=4000 a (m) a=16000 Tr-êng hỵp 2: ChiỊu cao d©y thÊp nhÊt e = 6m (xÐt ứng suất giai đoạn khai thác) Bảng 3.13: a=19000 11.4 Hình 3.24: Đồ thị quan hệ (a - øng st ®Ønh trơ) 17.5° øng st (KN/m2) -1895,9 -1904,9 -1910,1 -1912,1 -1912,7 -1911,3 -1903,7 -1896,1 -1886,4 -1875,4 -1861,7 e=6000 a (m) 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 70 Tr-ờng hợp 3: Chiều cao dây thÊp nhÊt e = 8m (xÐt øng suÊt ë giai đoạn khai thác) Bảng 3.14: -2196,3 -2215,5 -2230,0 -2240,9 -2247,7 -2254,0 -2252,0 -2249,5 -2244,4 -2237,3 -2227,0 -2214,8 Hình 3.25: Đồ thị quan hệ (a - ứng suất đỉnh trụ) 13.5 ° 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 21.8° øng suÊt (KN/m2) e=8000 a (m) a=20000 Tr-ờng hợp 4: Chiều cao dây thấp e = 10m (xét ứng suất giai đoạn khai thác) B¶ng 3.15: -2502,8 -2522,9 -2538,3 -2552,6 -2557,2 -2561,5 -2561,0 -2559,5 -2553,6 -2545,2 -2534,6 Hình 3.26: Đồ thị quan hệ (a - øng st ®Ønh trơ) a=22000 15 1° 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 24.4° øng st (KN/m2) e=10000 a (m) 71 Tr-êng hỵp 5: ChiỊu cao d©y thÊp nhÊt e = 12m (xÐt øng suất giai đoạn khai thác) Bảng 3.16: ứng suất (KN/m2) 16 Hình 3.27: Đồ thị quan hệ (a - øng st ®Ønh trơ) 26.6° -2804,5 -2822,6 -2833,4 -2840,3 -2844,0 -2843,3 -2839,7 -2833,2 -2823,7 -2810,6 -2795,8 e=12000 a (m) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 a=24000 Tr-ờng hợp 6: Chiều cao dây thấp e = 14m (xét ứng suất giai đoạn khai thác) Bảng 3.17: -3032,3 -3051,8 -3070,0 -3083,8 -3093,8 -3098,8 -3100,4 -3098,7 -3093,4 -3084,2 -3072,6 Hình 3.28: Đồ thị quan hệ (a - øng st ®Ønh trơ) a=26000 18 0° 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 28.3° øng st (KN/m2) e=14000 a (m) 72 Tr-êng hỵp 7: ChiỊu cao d©y thÊp nhÊt e = 16m (xÐt ứng suất giai đoạn khai thác) Bảng 3.18: a=28000 19 Hình 3.29: Đồ thị quan hệ (a - øng st ®Ønh trơ) 29.7° 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 øng suÊt (KN/m2) -3274,4 -3295,2 -3311,7 -3322,8 -3330,0 -3332,8 -3333,4 -3327,8 -3320,1 -3316,3 -3312,1 e=16000 a (m) 73 kết luận Qua trình nghiên cứu, luận văn đà tìm hiểu, đánh giá đ-ợc số mặt sau: + Nội dung ch-ơng I đà cung cấp cho nhìn tổng quan vấn đề là: - Tổng quan phát triển công nghệ dự ứng lực căng - Cấu tạo bố trí cáp DƯL căng + Nội dung ch-ơng III, sử dụng phần mềm Midas Civil để mô hình hóa phân tích kết cấu với cách bố trí cáp DƯL khác nhau, phù hợp với yêu cầu khảo sát tác giả, kết thu đ-ợc cho ta thấy: 1) Từ kết biểu đồ bao ứng suất giai đoạn khai thác biểu đồ bao mô men tổ hợp TTGH c-ờng độ I, ta thấy tr-ờng hợp bố trí số l-ợng cáp DƯL khác nh-ng có kết giá trị ứng suất mô men gần Tr-ờng hợp bố trí cáp DƯL căng có số l-ợng cáp bố trí cáp DƯL căng hoàn toàn, điều cho thấy cáp DƯL căng đà mang lại hiệu chịu lực cho kết cấu 2) Khi chịu mô men âm, xét số l-ợng cáp DƯL qua mặt cắt sát trụ (hình 3.20) thấy: +) Tr-ờng hợp DƯL căng hoàn toàn bố trí 812 tao cáp DƯL 15.2mm +) Tr-ờng hợp DƯL ngoài, căng hộp: cáp căng = 536 tao, giảm khoảng 34% so với cáp căng hoàn toàn cáp căng = 96 tao, chiếm khoảng 11,8% tổng số cáp căng hoàn toàn Nh- bố trí hệ cáp DƯL căng lệch tâm e=8m so với mặt cầu tổng số l-ợng cáp DƯL giảm khoảng 22,2%, cáp DƯL căng hộp làm giảm kể đáng mô men âm đỉnh trụ so với tr-ờng hợp cáp căng hoàn toàn Tuy nhiên ph-ơng án bố trí có lợi số l-ợng cáp giảm nh-ng lại thiệt chi phí làm tháp cầu, cần phải so sánh kinh tế kỹ thuật lựa chọn ph-ơng án Ngoài ra, giảm đ-ợc chiều cao tiết diện kết cấu nhịp so với sơ đồ cầu chiều dài nhịp, giữ nguyên chiều cao tiết diện, tăng đ-ợc chiều dài nhịp có số l-ợng cáp DƯL nh- cầu BTCT có bố trí DƯL căng hoàn toàn 3) Khi chịu mô men d-ơng, xét mặt cắt HL-biên (hình 3.21) HL-giữa (hình 3.22) thấy: +) Tr-ờng hợp DƯL căng hoàn toàn bố trí 108 tao cáp DƯL 15.2mm mặt 74 cắt HL-biên; 480 tao mặt cắt HL-giữa +) Tr-ờng hợp cáp DƯL căng ngoài, căng bên hộp (dạng cầu extradosed): Kết cấu cần bố trí số l-ợng cáp DƯL nh- tr-ờng hợp cáp DƯL căng hoàn toàn Chứng tỏ kết cấu DƯL căng hộp lợi nội lực chịu mô men d-ơng so với kết cấu có DƯL căng hoàn toàn, Nh- vậy, bố trí cáp DƯL đà giúp kết cấu nhịp chịu lực hợp lý trình thi công khai thác, giảm đ-ợc số l-ợng cáp DƯL căng cách đáng kể (vì cáp DƯL căng đà chịu phần hoạt tải tĩnh tải 2), từ góp phần làm giảm tiết diện vách nh- bề dày đáy, làm kết cấu mảnh hơn, v-ợt đ-ợc nhịp lớn Đồng thời giảm l-ợng cốt thép DƯL căng đà giảm số l-ợng neo cáp giúp đơn giản trình thi công nh-: bố trí neo đơn giản hơn, giảm số lần căng cáp, giảm neo cáp, 4) Việc khảo sát ảnh h-ởng độ lệch tâm e bố trí cáp DƯL căng đến kết cấu cho thấy: + Khi thay đổi độ lệch tâm cáp DƯL căng so với mặt cầu khoảng e   13 m, chØ cã øng suÊt mặt cắt đỉnh trụ biến thiên, ứng suất mặt cắt hợp long biên, hợp long hầu nh- không thay đổi Đây điều hợp lý cáp DƯL căng có độ lệch tâm lớn (bố trí dạng cầu extradosed) chủ yếu để tăng c-ờng mô men âm đỉnh trụ + Đối với số l-ợng bó thép, tăng độ lệch tâm e cáp DƯL căng đồ thị ứng suất thớ giảm, đồ thị ứng suất thớ d-ới tăng (đồ thị hình 3.18, 3.19), thu hẹp biên độ chênh lệch ứng suất thớ thớ d-ới, giúp tiết diện kết cấu nhịp chịu lực hợp lý Khi thay đổi độ lệch tâm e theo quy luật tuyến tính, ứng suất mặt cắt đỉnh trụ thay đổi gần theo quy luật tuyến tính Độ lệch tâm e tăng từ 13 m làm giảm ứng suất kéo thớ tiết diện đỉnh trụ từ 3010 KN/m2 -252 KN/m2 (đồ thị hình 3.19), đồng thời ứng suất nén thớ d-ới tăng từ -12000 KN/m2 -9040KN/m2 Tuy nhiên, để tạo độ lệch tâm lớn, cáp DƯL căng phải đ-ợc neo vào tháp cầu Việc xây dựng thêm tháp cầu, thiết kế ph-ơng án neo cáp DƯL tháp d-ới kết cấu nhịp, chủng loại neo, yếu tố hạn chế cách bố trí DƯL căng hộp đem so sánh kinh tế kỹ thuật ph-ơng án lựa chọn 75 Ph-ơng án đ-ợc lựa chọn so sánh ph-ơng án hợp lý chiều cao tháp khả cải thiện nội lực ®é lƯch t©m e g©y 5) Víi: a – khoảng cách từ tim trụ đến điểm neo dây dầm chủ; e chiều cao từ điểm neo dây thấp tháp đến mặt cầu Kết khảo sát mối quan hệ (a;e), tìm vị trí (a;e) để hàm mục tiêu ứng suất dầm chủ đỉnh trụ lớn giai đoạn khai thác cho ta thấy: Đối với kết cấu xác định, với chiều cao e xác định đ-ợc khoảng cách a để đạt đ-ợc ứng suất dầm chủ đỉnh trụ lớn Ta có cặp vị trí nh-: + Với e=4m xác định đ-ợc vị trí (e = 4m; a=16m) vị trí để ứng suất dầm chủ tiết diện đỉnh trụ lớn Khi góc nghiêng dây 140 + ứng với e=6m xác định đ-ợc vị trí (e=6m; a=19m), góc nghiêng dây 17,50 + ứng với e=8m xác định đ-ợc vị trí (e=8m; a=20m), góc nghiêng dây 21,80 + ứng với e=10m xác định đ-ợc vị trí (e=10m; a=22m), góc nghiêng dây 24,40 + ứng với e=12m xác định đ-ợc vị trí (e=12m; a=24m), góc nghiêng dây 26,60 + ứng với e=14m xác định đ-ợc vị trí (e=14m; a=26m), góc nghiêng dây 28,30 + ứng với e=16m xác định đ-ợc vị trí (e=16m; a=28m), góc nghiêng dây 29,70 76 tài liệu tham khảo Hội cầu đ-ờng Việt Nam, Tiêu chuẩn thiết cầu 22 TCN 272-05 TS Bùi Khắc Điệp, Ths Bùi Xuân Học (2001), Nghiên cứu thiết kế công nghệ thi công cầu dầm cáp hỗn hợp - Extradosed Bridge, Đề tài nghiên cứu cấp Bộ, mà số B307 Nguyễn Bình Hà, Phạm Văn Thái (2003), Giáo trình thiết kế cầu bê tông cốt thép, Khoa cầu đ-ờng, Tr-ờng đại học xây dựng, Hà Nội GS.TS Lê Đình Tâm (2005), Cầu bê tông cốt thép đ-ờng ô tô - Tập 2, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Việt Anh (2007), Mô hình hóa phân tích kết cấu cầu với MIDAS/CIVIL - tập 1, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Ngô Đăng Quang, Trần Ngọc Linh, Bùi Công Độ, Nguyễn Việt Anh (2007), Mô hình hóa phân tích kết cấu cầu với MIDAS/CIVIL - tập 2, Nhà xuất xây dựng, Hµ Néi TËp san cđa viƯn kü tht Nhµ cửa công trình công cộng, (Số 499 tháng 12 1991), Dự ứng lực - vấn đề thời đại Và số hình ảnh đ-ợc lấy m¹ng internet