Phần mềm tích hợp hoàn chỉnh hỗ trợ thiết kế kết cấu cầu. Bằng sự kết hợp các tính năng phân tích kết cấu với các tính năng đặc biệt phân tích đặc biệt dành cho kỹ thuật cầu như phân tích theo giai đoạn thi công, phân tích động đất tĩnh và phân tích lịch sử thời gian phi tuyến, Midas Civil là công cụ thiết yếu để mô hình hoá, phân tích, thiết kế của các kỹ sư cầu. Midas Civil hỗ trợ phân tích và thiết kế cầu bê tông, bê tông dự ứng lực, cầu thép, cầu dây văng, cầu dây võng, cầu liền mố, v.v. Midas Civil đã được sử dụng rất rộng rãi ở khắp trên thế giới. Ở nước ta, midas Civil được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực thiết kế cầu. Midas Civil đã được sử dụng để thiết kế rất nhiều công trình khác nhau như cầu Thuận Phước, Cầu Rạch Miễu, v.v.
Trườngưđạiưhọcưgiaoưthôngưvậnưtải Khoa công trình Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên Phânưtíchưcácưmôưhìnhưtínhưtoánưcầuư dây Hướngưdẫnư:ưGiáoưsưư-ưTiếnưsỹưNguyễnưViếtưTrung ưưưưThạcưsỹưNguyễnưThịưTuyếtưTrinh Bộ môn Công trình giao thông thành phố Thựcưhiệnưưư:ưNhómưsinhưviênưlớpưCầuưĐườngưPhápưK43 Thang Anh Quang Đặng Quốc Huy Nguyễn Đức Thái Hà nội - 2006 Mởưđầu Hiện ë níc ta nhiỊu thµnh lín nh Hµ Nội, Hải Phòng, TP Hồ Chí Minh có dự án xây dựng cầu dây xiên có qui mô lớn, ý nghĩa mặt kinh tế, mang ý nghĩa nh biểu tợng kiến trúc thành phố (cầu Nhật Tân, Hà Nội; cầu Thủ Thiêm, thành phố Hồ Chí Minh; cầu Bính, Hải Phòng) Đối với cầu treo dây xiên, có nhiều phơng pháp phân tích kết cấu để từ đa mô hình thích hợp có kết phân tích ứng xử sát với thực tế Trong phạm vi đề tài nhóm NCKHSV đa vài mô hình tính toán cầu xiên bản, từ rút nhận xét khái quát loại mô hình, độ xác kết sau phân tích việc áp dụng mô hình trơng hợp cụ thể Nộiưdungưđềưtài Chơng : Khái quát cầu dây xiên Chơng : Một số dạng cầu dây xiên đợc áp dụng Chơng : Tổng quan mô hình phân tích kết cấu Chơng : Khái quát nguyên lý phân tích kết cấu Chơng : Ví dụ phân tích kết cấu (của nhóm NCKH) Kết luận Chơng Kháiưquátưvềưcầuưdâyưxiên CHƯƠNG - KHÁI QUÁT VỀ CẦU DÂY XIÊN 1.1 Đặc điểm cầu dây xiên-dầm cứng - Đây hệ thống kết cấu liên hợp gồm dầm cứng thép BTCT cáp thép đóng vai trò dây xiên (các dây văng) Các dây xiên liên kết vào đỉnh trụ tháp có chiều cao lớn tỏa treo vào số điểm dầm cứng - Cách cấu tạo làm cho hệ dầm cứng việc tăng đỡ gối cứng vị trí trụ nâng đỡ hệ thống gối đàn hồi vị trí liên kết dây xiên Nhờ mà nội lực độ võng tĩnh tải hoạt tải giảm nhiều CHƯƠNG - KHÁI QUÁT VỀ CẦU DÂY XIÊN 1.2 Các sơ đồ cầu treo dây xiên - dầm cứng 1.2.1 Sơ đồ cầu dây xiên nhịp 1.2.2 Sơ đồ cầu dây xiên nhịp CHƯƠNG - KHÁI QUÁT VỀ CẦU DÂY XIÊN 1.2 Các sơ đồ cầu treo dây xiên - dầm cứng 1.2.3 Sơ đồ cầu dây xiên nhiều nhịp CHƯƠNG - KHÁI QUÁT VỀ CẦU DÂY XIÊN 1.3 Các dạng sơ đồ dây xiên 1.3.1 Sơ đồ đồng qui 1.3.2 Sơ đồ song song CHƯƠNG - KHÁI QUÁT VỀ CẦU DÂY XIÊN 1.3 Các dạng sơ đồ dây xiên 1.3.3 Sơ đồ dây nhài quạt 1.3.4 Sơ đồ bố trí dây phối hợp CHƯƠNG - KHÁI QUÁT VỀ CẦU DÂY XIÊN 1.4 Tr×nh tù thiết kế cầu dây xiên Sơ đồ cầukích thước hình học phân bố dây Xác định sơ đồ kết cấu, Tính tĩnh tải phần I lực điều chỉnh theo sơ đồ thi cơng Tính cầu dây xiên chịu tĩnh tải phần II ảnh hưởng thứ cấp Tính điều chỉnh nội lực cầu dây xiên Tính cầu dây xiên chịu hoạt tải Tổng hợp nội lực theo tổ hợp tải trọng, tính duyệt phận Thay đổi Phân tích động cầu dây xiên Tính cầu dây xiên chịu tải trọng thi cơng CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu 5.1 Vớ d phõn tớch kt cấu cầu Đakrong 5.1.2 Sơ đồ phẳng CHƯƠNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu 5.1 Vớ d phõn tớch kt cu cu akrong 5.1.3 S khụng gian CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu 5.2 Ví dụ phân tích kết cấu cầu dây xiên nhịp, hai mặt phẳng dây (Do nhóm sinh viên đưa ra) 5.2.1 Giới thiệu chung Sơ đồ cầu 50m + 115m + 50m Khổ cầu 16m, xe, chiều di khoang dm l 12m CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu 5.2 Ví dụ phân tích kết cấu cầu dây xiên nhịp, hai mặt phẳng dây (Do nhóm sinh viên đưa ra) 5.2.2 Sơ đồ không gian dầm chủ kiểu đôi CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu 5.2 Vớ d phõn tớch kt cấu cầu dây xiên nhịp, hai mặt phẳng dây (Do nhóm sinh viên đưa ra) 5.2.3 Sơ đồ khơng gian dm ch kiu ba CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu 5.2 Ví dụ phân tích kết cấu cầu dây xiên nhịp, hai mặt phẳng dây (Do nhóm sinh viên đưa ra) 5.2.4 S phng CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu 5.3 So sánh đánh giá sơ đồ kết cấu qua kết tính Tải trọng tính tốn : Tổ hợp tải trọng : tĩnh tải (TT) + Hoạt tải (HL-93) Để so sánh kết mơ hình với nhau, đưa số mặt cắt tiêu biểu : Mặt cắt nhịp chính, mặt cắt nhịp biên, mặt cắt chân tháp, mặt cắt qua dây văng mặt phẳng dây CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu Bng 5.1, a Bng so sánh nội lực chuyển vị hai mơ hình phẳng khơng gian Tiêu chí Phần tử 28-29 My 7-8 T1 - 14 28-29 Qz 7-8 T1 - 14 28-29 Dz 7-8 T1 - 14 Nút Mô tả Mô hình phẳng Mơ hình khơng gian p2 (%) 28 Giữa nhịp 10361,00 9434,50 8,94 10361,00 9434,50 8,94 4697,00 4054,20 13,69 4919,60 4389,80 10,77 17688,00 15814,00 10,59 1736,90 975,06 43,86 420,83 408,56 2,92 701,50 785,32 -11,95 197,26 206,53 -4,70 507,84 608,81 -19,88 1387,40 1241,90 10,49 1387,40 1241,90 10,49 -0.135422 -0.140397 3,83 -0.135422 -0.140397 3,83 0.018422 0.012005 34,83 0.019005 0.013005 31,57 0.000000 0.000000 0,00 -0.001298 -0.000925 28,74 29 T1 14 28 29 T1 14 28 29 Giữa nhịp biên Chân tháp Giữa nhịp Giữa nhịp biên Chân tháp Giữa nhịp Giữa nhịp biờn T1 14 Chõn thỏp CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu Bng 5.1, b Bảng so sánh nội lực chuyển vị hai mơ hình khơng gian kiểu dầm dầm Tiêu chí Phần tử 28-29 My 7-8 T1 - 14 28-29 Qz 7-8 T1 - 14 28-29 Dz 7-8 T1 - 14 Nút Mơ tả Mơ hình dầm Mơ hình dầm 23(%) 28 Giữa nhịp 9434,50 9031,40 4,27 9434,50 9031,40 4,27 Giữa nhịp biên 4054,20 3817,60 5,84 4389,80 4167,50 5,06 15814,00 15132,20 4,31 975,06 916,40 6,02 Giữa nhịp 408,56 355,47 12,99 785,32 670,92 14,57 Giữa nhịp biên 206,53 235,20 -13,88 608,81 569,45 6,47 1241,90 1167,80 5,97 1241,90 1167,80 5,97 Giữa nhịp -0.140397 -0,1369 2,492877 -0.140397 -0,1369 2,49 Giữa nhịp biên 0.012005 0,0115 4,21 0.013005 0,01253 3,65 0.000000 0.000000 0,00 -0.000925 -0,0009 3,24 29 T1 14 28 29 T1 14 28 29 T1 14 Chân tháp Chân thỏp Chõn thỏp CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu Bng 5.2,b Bng so sánh lực căng dây mơ hình khơng gian kiểu dầm kiểu dầm Phần tử C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Mơ hình phẳng Mô hinh dầm p2 (%) 2104,30 1887,10 10,32 2104,30 1887,10 10,32 333,67 310,88 6,83 333,67 310,88 6,83 1820,00 1712,30 5,92 1820,00 1712,30 5,92 978,64 928,38 5,14 978,64 928,38 5,14 763,92 716,37 6,22 763,92 716,37 6,22 1400,40 1304,70 6,83 1400,40 1304,70 6,83 1682,00 1555,50 7,52 1682,00 1555,50 7,52 1463,70 1337,20 8,64 Phần tử C8' C7' C6' C5' C4' C3' C2' C1' Mơ hình phẳng Mơ hinh dầm 1463,70 1337,20 8,64 1463,70 1337,20 8,64 1682,00 1555,50 7,52 1682,00 1555,50 7,52 1400,40 1304,70 6,83 1400,40 1304,70 6,83 763,92 716,37 6,22 763,92 716,37 6,22 978,64 928,38 5,14 978,64 928,38 5,14 1820,00 1712,30 5,92 1820,00 1712,30 5,92 333,67 310,88 6,83 333,67 310,88 6,83 2104,30 1887,10 10,32 p2 (%) CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu Bảng 5.2,b Bảng so sánh lực căng dây mơ hình khơng gian kiểu dầm kiểu dầm Phần tử C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Mơ hinh dầm Mơ hình dầm 23 (%) 1887,10 1809,40 4,12 1887,10 1809,40 4,12 310,88 297,60 4,27 310,88 297,60 4,27 1712,30 1653,80 3,42 1712,30 1653,80 3,42 928,38 876,33 5,61 928,38 876,33 5,61 716,37 668,90 6,63 716,37 668,90 6,63 1304,70 1255,00 3,81 1304,70 1255,00 3,81 1555,50 1463,45 5,92 1555,50 1463,45 5,92 1337,20 1265,11 5,39 Phần tử C8' C7' C6' C5' C4' C3' C2' C1' Mô hinh dầm Mơ hình dầm 23 (%) 1337,20 1265,11 5,39 1337,20 1265,11 5,39 1555,50 1463,45 5,92 1555,50 1463,45 5,92 1304,70 1255,00 3,81 1304,70 1255,00 3,81 716,37 668,90 6,63 716,37 668,90 6,63 928,38 876,33 5,61 928,38 876,33 5,61 1712,30 1653,80 3,42 1712,30 1653,80 3,42 310,88 297,60 4,27 310,88 297,60 4,27 1887,10 1809,40 4,12 CHNG - víưdụưápưdụngưphânưtíchưkếtưcấu Nhn xột : - Nhỡn chung nội lực phần tử mơ hình không gian nhỏ so với nội lực phần tử mơ hình phẳng Có thể lý giải mơ hình khơng gian chi tiết hóa so với mơ hình phẳng, có nghĩa phân bố tải trọng cụ thể hoá - Với mơ hình khơng gian kiểu ba dầm, gần với kết cấu thực tế hơn, kết cấu thực được chia nhỏ nhiều phần tử xác tính tốn sau Nên nội lực phần tử mơ hình khơng gian kiểu ba dầm nhỏ so với mơ hình kiểu hai dầm - Sự thay đổi nội lực mặt cắt tương đối đồng (cùng tăng giảm).Ví dụ mơ hình khơng gian mơ hình phẳng nó, sai khác lực căng dây 5% - 10% , mô men uốn 10% - 13% KẾT LUẬN - Trong tính tốn cầu dây xiên mơ hình khơng gian có mức độ xác mơ hình phẳng Tuy nhiên nội lực mơ hình khơng gian mơ hình phẳng chênh lệch khoảng 10%, thiết kế sơ áp dụng sơ đồ phẳng cho tính tốn thiết kế chi tiết nên áp dụng mơ hình khơng gian - Đối với cầu có dầm hộp kín, dùng mơ hình kiểu dầm đơn kiểu xương sống, mặt cắt hở mặt cắt nửa hở có hộp bên lắp ghép dùng mơ hình dầm dọc KIẾN NGHỊ - Đối với mơ hình kết cấu nói chung, vấn đề mơ hình khơng gian dầm chủ dạng vỏ, dạng khối việc sử dụng vật liệu tuyến tính hay phi tuyến ảnh hưởng đáng kể đến kết phân tích, ngồi việc xem xét mơ hình kết cấu phải xét đến yếu tố - Nếu nên lấy kết đo thực tế cầu cụ thể để so sánh với kết phân tích đưa đánh giá chi tiết Nhóm NCKHSV chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới GS.TS Nguyễn Viết Trung Th.S Nguyễn Thị Tuyết Trinh tận tình giúp chúng em hoàn thành nghiên cứu khoa học ... hình hai dây CHƯƠNG - CÁC MƠ HÌNH PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU TẢI TRỌNG 3.3 Mơ hình hóa kết cấu nhịp cầu dây xiên 3.3.3 Mơ hình cầu có mặt phẳng dàn dây nghiêng tim cầu phía CHƯƠNG - CÁC MƠ HÌNH PHÂN... MƠ HÌNH PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU TẢI TRỌNG 3.3 Mơ hình hóa kết cấu nhịp cầu dây xiên 3.3.1 Mơ hình dàn dây CHƯƠNG - CÁC MƠ HÌNH PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU TẢI TRỌNG 3.3 Mơ hình hóa kết cấu nhịp cầu dây. .. trọng, tính duyệt phận Thay đổi Phân tích động cầu dây xiên Tính cầu dây xiên chịu tải trọng thi cơng Chơng 2ư mộtưsố cầu dây xiênưđangư áp dụng CHNG - MT S DNG CẦU DÂY XIÊN ĐANG ÁP DỤNG Cầu Mỹ