Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Cầu dây văng Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng full

Thuyết minh và bản vẽ file tính toán chạy file... FULL của Đồ án sẽ được gửi cho các bạn theo email. Nếu như ai muốn mua thì nộp tiền và gọi theo số 0975430511 (Tâm) Mình yêu cầu gửi tiền mua thuyết minh này trước rồi mình chuyển full vào email các bạn sau.OK

Cầu là 1 hạng mục công trình quan trọng nằm trong quy hoạch tổng thể chung củathành phố Đà Nẵng nhằm mở rộng thành phố về phía Nam, kết nối các khu du lịch sinh tháiHòa Xuân, Hòa Quý với khu văn hóa Non Nước, khu làng Đại Học, khu hành chính quậnSơn Trà, quận Ngũ Hành Sơn và thúc đẩy phát triển cơ sở hạ tầng, thu hút đầu tư.

Hướng tuyến đường Vành đai phía Nam được thể hiện trong Error: Reference source notfound

1.2 Đặc điểm địa chất :

Thực hiện tất cả lỗ khoan có độ sâu từ 10-20m cho phần đường và 8 lỗ khoan có độsâu từ 53m cho Cầu Thu thập các mẫu động và tĩnh, quan trắc mực nước ngầm, phân tíchcác mẫu trong phòng thí nghiệm để phân loại đất, các giới hạn Atterberg, các phân tích sànlọc, gia cố và áp lực tiêu chuẩn Thử nghiệm SPT cũng đã được tiến hành

Đất san bằng để đắp nền tại nhiều vị trí là đất yếu đối với xây dựng móng đường, mật độ rờirạc và bão hòa cao Có thể thấy trước là có thể xảy ra hóa lỏng dưới tải trọng động lực Do

đó, nền đường được thiết kế có sự tính toán đến tình trạng đất yếu

Kết quả khảo sát thăm dò địa chất được thống kê chi tiết trong báo cáo khảo sát địa chất.Phần dưới đây trình bày tóm tắt

Theo chiều sâu khảo sát, các thành tạo đất đá trên tuyến đường đang xét có sự biến động lớn

về thành phần, tính chất cơ lý, cũng như chiều sâu thế nằm Cấu tạo nên địa tầng của tuyếnđường gồm các trầm tích đất dính, đất yếu và đất rời nằm xen kẹp nhau tạo nên các kiểu cấutrúc nền công trình rất phức tạp và đa dạng rất đặc trưng cho khu vực cửa sông ven biển.Trên kết quả khoan ĐCCT, thí nghiệm trong phòng và ngoài trời cùng với tham khảo tài liệukhảo sát ở khu vực lân cận, có thể phân định các thành tạo và tính năng xây dựng của cáclớp đất đá trong cấu trúc nền tuyến đường như dưới đây:

Lớp A1: Bùn Sét pha màu xám xanh Bề dày trung bình khoảng 1.03m

Đây là lớp đất tự nhiên, phân bố trên cùng và có mặt ở hầu hết các lỗ khoan với bề dày biếnđổi không lớn

Lớp A2:Sét pha cát màu vàng xám,trạng thái dẻo cứng.Bề dày khoảng 0.5 m

Lớp này chỉ xuất hiện cục bộ ở lỗ khoan LK3 Thí nghiệm SPT tại lỗ khoan này cho giá trịN30 = 5-6 búa

Kết quả thí nghiệm cho thấy đất có độ ẩm trung bình (W = 20.4%), đất bão hòa nước (G =66.99%) và độ rỗng tự nhiên khá lớn (n = 44.75%) Modun tổng biến dạng nhỏ (E* = 42.00

cm2/kg) Góc nội ma sát tương đối lớn * = 1402’) (các giá trị E* và * suy diến theo thínghiệm SPT) Như vậy, lớp này có tính năng xây dựng trung bình

Lớp B1: Cát nhỏ màu xám trắng, xám nâu chứa , trạng thái bão hòa, kết cấu rời rạc,chặt vừa Bề dày trung bình 7.79 m

Thành tạo này xuất hiện ở tất cả các lỗ khoan Bề dày của lớp ít thay đổi.Thí nghiệm SPTcho giá trị N30 = 11-25 búa

Kết quả thí nghiệm cho thấy đất có độ ẩm trung bình (W = 20.2%), bão hòa nước (G =77.18%) và độ rỗng tự nhiên khá lớn (n = 41.39%) Hệ số nén lún và modun tổng biến dạngtrung bình (a1-2 = 0.02 cm2/kg, E1-2 = 195.31 cm2/kg) Stability of shear resistance: lực dínhkết nhỏ và góc nội ma sát lớn (C = 0.043 cm2/kg,  =28036’) Như vậy, lớp này có tính năngxây dựng tốt

Đối với lớp này, tiến hành xử lý thống kê các tính chất cơ lý để cung cấp những giá trị tiêuchuẩn cho thiết kế

Lớp B2: Cát hạt nhỏ, màu xám trắng,xám nâu, trạng thái bão hòa, kết cấu rất chặt Bềdày 2-3 m

Lớp này chỉ xuất hiện cục bộ ở lỗ khoan LKT5,LKT6 Thí nghiệm SPT tại lỗ khoan này chogiá trị N30 = 40-50 búa

Đất có độ ẩm cao (W = 46.8%), luôn luôn bão hòa nước (G = 88.82%), độ rỗng tự nhiên lớn(n = 58.33%) Độ bền kháng cắt thể hiện bằng lực dính kết và góc nội ma sát thấp (C =0.074 cm2/kg,  = 4026’) Kết luận, lớp này có tính năng xây dựng tốt

Lớp C1: Sét pha cát lẫn dăm sạn, màu xám vàng,xám nâu, trạng thái nữa cứng Bềdày 3-7m

Thành tạo này xuất hiện ở lỗ khoan LKT4,LKT6.Thí nghiệm SPT cho giá trị N30 = 10-30búa

Kết quả thí nghiệm cho thấy đất có độ ẩm trung bình (W = 24.2%), luôn luôn bão hòa nước(G = 86.21%) Lực dính kết thấp và góc nội ma sát lớn (C = 0.096 kg/cm2,  = 18024’) Hệ

số nén lún và modun tổng biến dạng trung bình (a1-2 = 0.030 cm2/kg, E1-2 = 125.54 kg/cm2).Kết luận, lớp này có tính năng xây dựng trung bình

Lớp C2: Sét pha lẩn dăm sạn,màu xám trắng, trạng thái nửa cứng Bề dày trung bìnhkhoảng 2.9 m

Lớp này chỉ xuất hiện ở LK3 Thí nghiệm SPT cho giá trị biến đổi trong khoảng N30 = 5-6búa

Đất có độ ẩm cao (W = 43.8%), luôn luôn bão hòa nước (G = 97.77%) Lực dính kết và gócnội ma sát trung bình (C = 0.104 kg/cm2,  = 9031’) Hệ số nén lún lớn và modun tổng biếndạng nhỏ (a1-2 = 0.076 cm2/kg, E1-2 = 33.44 kg/cm2) Kết luận, lớp này có tính năng xây dựngkém

Lớp C2A: Cát bụi màu xám trắng, trạng thái bảo hòa, kết cấu chặt vừa Bề dàykhoảng 2.4 m.

Lớp này chỉ xuất hiện cục bộ ở lỗ khoan LKT6 Thí nghiệm SPT cho giá trị biến đổi trongkhoảng N30 = 10 búa

Đất có độ ẩm thấp (W = 16.9%), bão hòa nước (G = 74.64%) Góc nội ma sát lớn (* =

3006’), modun tổng biến dạng khá (E* = 152.50 kg/cm2) theo thí nghiệm SPT Như vậy lớp

có tính năng xây dựng trung bình

LớpC3:Sét pha màu xám trắng xám xanh, trạng thái dẻo mền Bề dày khoảng 2-16 m.Trong phạm vi khảo sát, lớp 7 xuất hiện ở hầu hết các lỗ khoan với bề dày biến đổi rất lớn:LKt1 (2.2m), LKT2 (3.4 m), LKT5 (16.5m), LK3 (10 m)Kết quả thí nghiệm cho thấy đất có

độ ẩm trung bình (W = 28.1%), luôn luôn bão hòa nước (G = 93.74%) và độ rỗng tự nhiênkhá lớn (n = 44.62 %) Khả năng biến dạng của đất được đặc trưng bằng hệ số nén lún vàmodun tổng biến dạng trung bình (a1-2 = 0.033 cm2/kg, E1-2 = 119.34 cm2/kg) Độ bền khángcắt thể hiện bằng lực dính kết trung bình và góc nội ma sát tương đối lớn (C = 0.26 kg/cm2,

 = 13014’) Như vậy, lớp này có tính năng xây dựng trung bình

Lớp C4: Sét pha, màu xám vàng xám xanh, trạng thía dẻo cứng,dày 10m

Lớp này chỉ xuất hiện ở lỗ khoan LK2(7.3m),LKT4(7.3m),LKT6(10m) Thí nghiệm SPT chogiá trị biến đổi trong khoảng N30 = 10 búa

Lớp C4A:cát hạt nhỏ màu xám vàng xám xanh, trạng tháibảo hòa,kết cấu chặtvừa,dày 2.3m

Lớp này chỉ xuất hiện ở lỗ khoan LKT1(2.3m) Thí nghiệm SPT cho giá trị biến đổi trongkhoảng N30 = 50 búa

Lớp C4B: cát hạt vừa màu xám vàng xám xanh, trạng thái bão hòa, kết cấu chặt đếnrất chặt,dày 3.1-6 m

Lớp này chỉ xuất hiện ở lỗ khoan LKT2(3.1m),LKT4(6m),LKT5(3.2m) Thí nghiệm SPT chogiá trị biến đổi trong khoảng N30 = 50 búa

Lớp C5: Sét pha cát, màu xám vàng, trạng thái nữa cứng,dày 3.3m

Lớp này chỉ xuất hiện ở lỗ khoan LK2(3.3m) Thí nghiệm SPT cho giá trị biến đổi trongkhoảng N30 = 50 búa

Lớp C6: Sét pha cát lẫn dăm sạn, trạng thái cứng,dày 2-10.4m

Lớp này xuất hiện ở tất cả các lỗ khoan Thí nghiệm SPT cho giá trị biến đổi trong khoảngN30 = 50 búa

Lớp D1: Đá phiến phong hóa nứt nẻ, vỡ dăm, vỡ tảng, màu xám vàng,xám nâu, xámxanh,độ cứng cấp 4-5

Thí nghiệm SPT cho giá trị biến đổi trong khoảng N30 = 50 búa

1.3 Lựa chọn khẩu độ

Qua các số liệu tính toán thủy văn, số liệu về địa hình, địa chất cũng như các côngtrình lân cận có liên quan, khẩu độ các cầu được lựa chọn như sau

Các số liệu đầu vào gồm có:

Cao độ mực nước 1%: +5.40

Cao độ mực nước 5%: +3.36

Tĩnh không thông thuyền: BxH = (25x3.5)m

CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÁC

PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

Với khẩu độ dự kiến này sẽ có một số ưu điểm như sau:

Căn cứ vào các bảng quan hệ, mực nước dâng do thu hẹp dòng chảy sau khi làm cầu là52cm (ứng với H1%) và 63cm (ứng với H5%) là có thể chấp nhận được Nếu tăng khẩu

độ để đảm bảo mực nước dềnh là 30cm như Hợp phần C11 và C12 thì sẽ làm tăngchiều dài cầu rất nhiều gây tốn kém

Với mực nước khống chế như vậy chiều cao phần đường đầu cầu sát mố khoảng 7-8m là

có thể chấp nhận được (do không có đất yếu)

Nếu rút ngắn lại khẩu độ thì phải nâng cao cầu do ảnh hưởng của nước dềnh dẫn đến việcnâng cao đường đầu cầu đồng thời kết cấu mố sẽ làm việc rất bất lợi khi chịu áp lựcngang lớn

1.3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, thông thuyền:

Tình hình xói lở: do sông khúc khuỷu vì vậy đề phòng xói lở bệ tháp

Ở những chổ có nước, mặt trên của bệ đặt thấp hơn mực nước từ 3÷ 5m, còn ở những nơikhông có nước mặt thì gờ móng đặt ở cao độ mặt đất sau khi sói lở

Do độ ẩm không khí khá cao thêm vào đó là điều kiện khí hậu khắc nghiệt nên loại vật liệuchủ đạo là bê tông cốt thép Kết cấu thép vẫn có thể sử dụng nếu có điều kiện bảo quản tốt,sửa chữa gia cố kịp thời

1.4 Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị:

Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu địa phương Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây cóchất lượng tốt, đá được lấy từ mỏ đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu

1.4.1 Vật liệu thép:

Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép TháiNguyên, Biên Hoà hoặc các loại thép liên doanh của Việt Nam và các nước như Công tyLDSX thép Việt -Úc ( VINASTEEL) Neo có thể dùng loại neo của hãng VSL - ThụySỹ.Nguồn thép được lấy từ các đại lý lớn ở gần công trình

1.4.2 Xi măng:

Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh, thành luôn đáp ứngnhu cầu phục vụ xây dựng Dùng ximăng PCB 50 của nhà máy xi măng Kim Đỉnh Phụ gia

Sikament 520 do công ty Sika Việt Nam sản xuất Nói chung vấn đề cung cấp xi măng rấtthuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra.

1.4.3 Thiết bị và công nghệ thi công:

Để hoà nhập với sự phát triển của xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu nhiều về sốlượng tốt về chất lượng, công ty xây dựng công trình giao thong 499 đã mạnh dạn cơ giớihoá thi công, trang bị cho mình những loại máy móc thiết bị với công nghệ thi công hiện đại,

đủ sức thi công các công trình lớn đòi hỏi trình độ công nghệ cao thời gian hoàn thành làsớm nhất và chất lượng tốt nhất

1.5.Các giải pháp kết cấu:

1.5.1.Nguyên tắc chung:

Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt

Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công

Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình, tăng tínhthẩm mỹ

Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế

1.5.2.Giải pháp kết cấu công trình:

Kết cấu thượng bộ:

Đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dây văng nhằm tạo mỹ quan cho công trình vàgiảm số lượng trụ, bên cạnh đó cũng đưa ra giải pháp giản đơn kết cấu ƯST để so sánh chọnphương án

Kết cấu cầu dẫn đưa ra kết cấu nhịp giản đơn bản BTCT

Kết cấu hạ bộ:

Dùng móng cọc khoang nhồi đường kính 1.2 m

Kết cấu mố chọn loại mố chữ U cải tiến

Dùng trụ cầu liên tục cho kết cấu cầu liên tục

1.6.Đề xuất các phương án sơ bộ

Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượt sông như sau:

1.6.1.Phương án 1:

Cầu dẫn gồm 2 nhịp BTCT dầm I giản đơn bản liên tục nhiệt chia đều về 2 phía của cầuchính cầu chính gồm 3 nhịp liên tục BTCT tiết diện hộp

Loại cầu : cầu dẫn

Mô tả kết cấu phần trên:

Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu giản đơn 24+24 (m)

Tiết diện dầm I BTCT Mác500, chiều cao 1.20 m

Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250

Các lớp mặt cầu gồm :

- 2 Lớp BT nhựa: +Lớp trên dày 3.0cm +Lớp dưới dày 4cm

- Lớp phòng nước dày 0.5cm

Mô tả kết cấu phần dưới :

Dạng mố: Mố BTCT chữ U Mác 300

Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 300 có xà mũ

Móng: Móng cọc khoang nhồi D=1.2m, BTCT Mác 300

Loại cầu : cầu chính :kết cấu liên tục BTCT

Mô tả kết cấu phần trên:

Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu liên tục 3 nhịp: 58+88+58 (m)

Tiết diện hình hộpBTCT Mác500, chiều cao thay đổi từ 2.4m đến 4.8m

Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250

Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95

Kiểm tra khẩu độ cầu :

Khẩu độ cầu : L tk L C  b i  L n(tr)  L n(ph)  2 1 (m)

Trong đó :

Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m)

bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m)

Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m)

1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu

tk o

L = 300.4 – 9.6– 2x1 = 288.8 m

300

300 8 288 0

0 0

L L

 thoả mãn yêu cầu

Phương pháp thi công chỉ đạo :

Dầm giản đơn thi công theo phương pháp bán lắp ghép

Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng qua tim trụ.Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoan, dựng ống vách, khoan tạo lỗ,lắp các lồng thép, phun bêtông

Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu có), đập bêtôngđầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông

Thi công trụ: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thân trụ

1.6.2.Phương án 2: Cầu dây văng

Cầu dây văng nhịp 73.5+147+73.5 dùng dầm chữ 

Mô tả kết cấu phần trên :

Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 3 nhịp: 73.5+147+73.5 (m)

Chiều cao dầm sơ bộ chọn 2,0 m chiều cao tháp 43m

Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250

Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95

Kiểm tra khẩu độ cầu :

Khẩu độ cầu : L tk L C  b i  L n(tr) L n(ph) 2 1 (m)

o

Trong đó :

Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m)

bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m)

Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m)

1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu

Lotk= 294 – 6 – 2x1 =286m

100 % 4 66 % 5 %

300

300 286 0

0 0

L L

 thoả mãn yêu cầu Phương pháp thi công chỉ đạo :

Dầm BTCT được thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng

Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoan, dựng ống vách, khoan tạo lỗ,lắp các lồng thép, phun bêtông

Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu có), đập bêtôngđầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông

Thi công tháp: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thân tháp

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1 NHỊP DẪN I 24+24 m+ CẦU LIÊN TỤC NHỊP (58+88+58m)+NHỊP DẪN I 24+24 m 2.1 Tính toán các hạng mục công trình.

2.1.1 Giới thiệu chung về kết cấu nhịp:

Kết cấu nhịp dẫn: sử dụng kết cầu cầu giản đơn 2 nhịp dẫn dầm I chiều dài 24m

Kết cấu nhịp chính: kết cấu cầu liên tục nhịp 58+88+58m sử dụng mặt cắt ngang dầmhộp biên cong chiều cao thay đổi từ 2,5-4,8m

Kết cấu hạ bộ phần cầu dẫn: Ta sử dụng loại trụ đặc BTCT M300 có xà mũ

Kết cấu hạ bộ phần cầu chính: Sử dụng trụ đặc BTCT M300 không có xà mũ

42

2 , 2 0

y x

y x

Thế vào PT (1) ta có: a1= 42 , 5 2

) 2 , 2 4 ( 

=42 , 5 2

8 , 1

; c1=2.2

Phương trình đường biên trên của bản đáy dầm: y t = 2 , 2

5 , 42

8 , 1

, 42

5 , 2 0

y x

y x

Thế vào PT (2) ta có: a 1= 42 , 5 2

) 5 , 2 5 ( 

; c 1= 2,5

Phương trình đường biên dưới của bản đáy dầm: y d = 2 , 5

5 , 42

5 , 2

Từ phương trình của đường biên trên và dưới bản đáy dầm ta xác định được:

Chiều cao bản đáy dầm:

+ Các khối từ K1 và K12 cùng có chiều dài 3,5m.

42

5

A1: là phần diện tích thay đổi

4

1 ).

).(

( ) (

Trong đó: li: là chiều dài phân đoạn

Ai: là diện tích mặt cắt ngang

Trọng lượng đốt là : DC i = V i.24 (kN)

Đốt Mặt cắt Dày đáy (m) A(m²) Chiều dài đốt (m) V đốt (m³) Số đốt KL(kN)

Hình 2-5 Mặt cắt ngang đoạn đoạn gần mố

Bộ phận

Thểtích bêtông 1dầm(m3 )

Trọnglượngbêtông 1cái(KN)

Sốlượng(dầm)

Tính cho 1 nhịp 24mThể

tíchbêtông(m3)

TrọnglượngbêtôngKN)

Hàmlượng thép(KN/m3)

Trọnglượngthép(KN)Dầm chủ 13.78 330.72 6 82.68 1984.3 1.2 99.216

Mố trái là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT f`c=30 Mpa

Mố trái có kích thước như hình vẽ:

Stt kiện cấu

Thể tích (m3)

HL thép (KN/m 3 )

Trọng Lượng Thép(KN)

Stt Tên cấukiện

Thể tích(m3) HLthép(KN/

m3)

TLThép(KN) TLBT(KN)

1 Thân trụ 127.76 106.76 1 127.76 106.76 3066.2 2562.2

Hình 2-8 Cấu tạo tru T3,4

Stt Tên cấukiện

V Hàm lượng Trọng Lượng(m3) thép(KN/m3) Thép(KN) BT(KN)

2.2.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh, dải phân cách:

Hình 2.9 Cấu tạo lan can , tay vinCột lan can cách nhau 2,00 m có kích thước 15x15 cm

1 Cột Lan Can 9.65 0.6 5.74 229.44 0.76 26.635

2 Ống thépD10 1.79 79.575 0.40

3 Gờ chắnbánh 33.75 0.6 18.765 551.52 2.65

2.3 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc mố cầu :

Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr}

2.3.1 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Đối với cọc đường kính 1,2m bố trí ở mố:

Sức kháng dọc trục danh định:

Pn= 0,85*[0,85.f’c*(Ap-Ast) +fy*Ast]

Trong đó:

f’c: Cường độ chụ nén của BT cọc(Mpa); f’c=30Mpa

Ap: Diện tích mũi cọc(mm2); Ap=1130400mm2

Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 16  25 : Ast = 7854 mm2

fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

Thay vào ta được:

Qp: súc kháng mũi của cọc

Sức kháng bên của cọc tính theo công thức sau

Qf = u. f i u i Với : u chu vi thân cọc u = 3,77 (m)

fi :ma sát bên đơn vị cực hạn của cọc và đất nền qua các phân tố

ui chu vi của các phân tố sức kháng mũi của cọc tính theo công thức Qp = Ac qp

Với : qp: sức kháng mũi đơn vị cực hạn của cọc.

Ac: tiết diện ngang của mũi cọc Ac = 1,13 (m2)Tính toán fi, qp dựa vào thí nghiệm SPT , với năng lượng hữu ít là 40% Như vậy tatính được N60 = N

3

2

Kết quả thí nghiệm thể hiện trong bảng Qua kết quả thí nghiệm SPT tại 4 lỗ khoan ta nhận thấy địa chất tại các lỗ khoan là gầngiống nhau Nhưng vì chiều dày địa chất tại các lỗ khoan là có sự chênh lệch (khoảng vàim) Vì vậy thực ra thực tế ta phải khoan đúng tại các vị trí mố và trụ để chính xác trong việctính toán thiết kế, nhưng trong khuôn khổ đồ án nên có thể lấy số liệu SPT gần nhất để tínhtoán

Sử dụng phương pháp α để tính sức kháng của cọc trong điều kiện đất dính

Giá trị α được lấy theo quy trình, phụ thuộc giá trị Su

Su = 0.06*N60 (bar) = 0.006*N60 (Mpa) (Theo công thức Terzaghi & Peck)

Trong đó :

N60: Kết quả SPT chuẩn hóa theo 60% năng lượng hữu ích

N60 = = N*EH/60

EH năng lượng hiệu quả, có thể lấy EH = 50%

Kết quả tính toán xem trong phụ lục

2.4.1 Các bước chính thực hiện trong chương trình:

Để tính toán phản lực tại các bệ trụ ta sử dụng chương trình MIDAS/Civil 2006

Các bước chính thực hiện chương trình:

- Mô hình hóa kết cấu

- Khai báo vật liệu và các dạng mặt cắt dự đoán sẽ dùng trong kết cấu

- Gán các đặc trưng hình học vừa khai báo cho các phần tử trong mô hình

- Khai báo về liên kết với các ràng buộc tại các nút của mô hình

- Khai báo các thông tin về tải trọng tác dụng lên kết cấu

- Phân tích nội lực và xuất kết quả

1 CD1 Add 1.25DC + 1.5DW + 1.75LL 1.25;1.5;1.75;1.75

2 CD2 Add 0.9DC + 0.65DW + 1.75LL 0.9;0.65;1.75;1.75

Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết:

Giá trị phản lực lớn nhất tại các gối trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 3 gây ra

Hình 2.11 áp lực tác dụng lên các trụPhản lực tại trụ T3&T4: PT2 = 33032.474 KN

Phản lực tại trụ T2&T5: PT1 = 6608.841 KN

Ghi chú:

- Hệ số xung kích IM = 25% và hệ số 0.9 được khai báo cùng với việc khai báo tải trọng

xe hai trục và tải trọng xe tải

- Hệ số tải trọng được khai báo cùng với việc khai báo các trường hợp tải

- Sau khi khai báo đầy đủ các thông số như Làn xe, Loại xe, Lớp xe, các trường hợp tảitrọng và các tổ hợp tải trọng, chương trình sẽ tự động vẽ các ĐAH, xếp xe lên các ĐAH saocho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất đúng theo yêu cầu của qui trình thiết kế cầu AASHTO-LRFD (22TCN272-05)

Đối với nhịp dẫn ta vẽ đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và mố để xác định phản lực tại 2 vịtrí này:

Đối với phần cầu dẫn :

- DC =164.27 KN/m: trọng lượng bản thân kết cấu nhịp cầu dẫn

- DW =23 KN/m : Tĩnh tải giai đoạn 2

Đối với phần cầu chính :

- yi : tung độ đường ảnh hưởng tương ứng

+ : diện tích đường ảnh hưởng tương ứng chiều dài đặt tải (phần dương)

-: Tổng diện tích đah áp lực lên mố (trụ)-LL= 9,3KN/m: Tải trọng làn thiết kế-PL=3.1KN/m2 : Tải trọng người thiết kế

- T: bề rộng phần người đi: T = 1,5 mĐường ảnh hưởng của từng tiết diện và sơ đồ đặt tải :

Sơ đồ xếp xe tải tác dụng lên mố trái

120

Hình2.12Đường ảnh hưởng phản lực tại mố

Sơ đồ xếp xe tải tác dụng lên trụ T1

Hình 2.13 Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ T1

Hoạt tải (KN)

Người (KN) Rtt(KN)

: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng ,  = 1,4

N: Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng

Ptt : Sức chịu tải tính toán của cọc

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CẦU TREO DÂY VĂNG

3.1 Giới thiệu chung về kết cấu nhịp:

Kết cấu thượng bộ: Dùng dầm bê tông cốt thép được đỡ bằng 2 mặt phẳng dây văng songsong Cầu có chiều dài nhịp 73.5+147+73.5m được chia thành các khoang Tháp cầu: Dùngtháp cầu BTCT dạng hình chữ A có 2 dầm ngang trên và dưới

150 30

25

100 150

30

MẶ T CẮ T III-III TỶ LỆ 1/50400

25

Hình 3.1- Mặt cắt ngang cầuTrọng lượng dầm ngang: Dầm ngang có chiều cao 120cm tính từ mĩp dưới dầm ngang đếnđây bản mặt cầu, rộng 40cm Câc dầm ngang được bố trí tại vị trí neo của dđy văng

150 30

H 3.2- Cấu tạo dầm ngang

Diện tính mặtcắt ngang(m2)

Thể tích bí tông(m3)

TLbítông(KN)

HLcôtthĩp(KN/m3)

Trọnglượng côtthĩp(KN)D.ngang 1,2*0,25=0.3 9,5*0.3*98=279 17771 1 740.46

Trọng lượng trín 1 mĩt dăi(KN/m) lă DC= 171.37 (KN/m)

3.2.2 Tính toân khối lượng Thâp cầu :

Hai thâp cầu có cấu tạo tương tự nhau, chi tiết kích thước như hình vẽ:

330 160

-1.32m

900 2610

C

D

D

Hinh 3.3- Cấu tạo tháp cầu

Diện tích MCN được tính theo phần mền Autocad 2008

Thể tích: V= DtíchMCN *chiều dài

Trọng lượng = Thể tích * khối lượng riêng của bê tong ( lấy bằng 24 KN/m3)

Theo thống kê sơ bộ trong cầu dây văng Hòa xuân thì hàm lượng cốt thép trong tháp lấy khoảng 2 KN/m3 Vậy khối lượng cốt thép trong tháp được tính:

KL cốt thép = thể tích*2

KL tháp =KL bệ tháp + KL chân tháp + KL tháp xiên + KL dầm ngang dưới + KL dầm ngang trên

Bộ phận

DtíchMCN

chiềudài Thể tích

Trọnglượng

H.lcốtthép

K.lượngCT

3.2.3 Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây văng:

Sơ đồ kết cấu trong cầu dây văng là hệ siêu tỉnh, nội lực trong hệ phụ thuộc độ cứng

của của các bộ phận cấu thành nên hệ Do đó để tính toán được nội lực trong hệ phải sơ bộlựa chọn cấu tạo tiết diện dây văng

Sử dụng các bó cáp CĐC gồm nhiều tao có đường kính danh định 15,2 mm Mỗi tao cáp có

7 sợi thép cường độ cao

STT dây

Chiều dài (m)

Số tao (15.2mm) A(m

Tổng khối lượng dây văng 299.39

3.2.4Tính toán khối lượng mố :

Mố là loại mố chữ U cải tiến BTCT f`c=30Mpa , 2 mố có kích thước tương tự nhau

3.2.5.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:

Tương tự phương án cầu liên tục

t Tên cấu kiện

Thểtích(m3)

HLTKN/m3 P.T(KN)

P.BT(KN)

P/1 métdài(KN/m)

DWKN/m

1 Cột Lan Can 9.65 0.6 8.4978 203.94 0.96

26.635

3.3.Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố

Tính toán tương tự như phương án 1, ta được:

1 Tổ hợp 1 Add 1,75*(Xe tải + tải trọng làn + người)

2 Tổ hợp 2 Add (1,75*Xe hai trục + tải trọng làn người)

8 Tổ hợp 6 Add Tổng tĩnh tải + max(hoạt tải)

Giá trị phản lực lớn nhất tại các gối trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 6 gây ra:

Hình 3.5 : Phản lực tại mố và tháp trong giai đoạn khai thác

A

Do trong chương trình ta không khai báo mố, tháp nên Ap là tổng phản lực tại mố, tháp trongchương trình và trọng lượng của mố, tháp

Kết quả tính toán áp lực và tính toán số cọc như sau:

Số liệu sức chịu tải của cọc theo tính toán trong phương án 1

330 330

4.1 Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật:

Dựa vào tổng giá thành xây dựng ban đầu

Dựa vào các yêu cầu về kỹ thuật và mỹ quan

Dựa vào điều kiện tận dụng nguồn nhân lực và vật liệu địa phương

Dựa vào các yêu cầu về khai thác, sử dụng và duy tu bảo dưỡng

4.2 So sánh các phương án theo tưng chỉ tiêu :

4.2.1.Theo tổng giá thành xây dựng:

Phương án 1: Cầu dầm liên tục BTCT dự ứng lực +nhịp dẩn

4.2.2 So sánh các phương án theo điều kiện thi công chế tạo và mỹ quan :

Phương án I: Cầu liên tục

Khả năng vượt nhịp lớn do biểu đồ mômen hai dấu

Do chịu lực thẳng đứng nên mố trụ có cấu tạo nhỏ, tiết kiệm vật liệu

Tận dụng được vật liệu và nguồn nhân lực địa phương

Hình dáng kiến trúc đẹp

Sử dụng được các công nghệ thi công tiên tiến

Sơ đồ kết cấu siêu tĩnh nên rất nhạy cảm với những tác động như mố trụ bị lún, sự thay đổicủa môi trường

Thi công đòi hỏi công nghệ cao, tuân thủ theo một qui trình nghiêm ngặt đòi hỏi sự chínhxác cao trong thi công

Sử dụng nhiều thép cường độ cao ảnh hưởng nhiều tới giá thành của công trình

Thời gian thi công thường kéo dài

Phương án II: Cầu dây văng

Khả năng vượt nhịp rất lớn, có khả năng thay đổi hình dạng, sơ đồ phân bố và số lượng mặtphẳng dây… mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

Về mặt cơ học CDV có thể xem như một hệ dàn trong đó các dây văng chịu lực kéo, dầmcứng chủ yếu chịu nén do đó thích hợp với việc sử dụng BTCT, tiết kiệm được vật liệu Hình dáng kiến trúc đẹp

Sử dụng được các công nghệ thi công tiên tiến

Thi công đòi hỏi công nghệ cao, tuân thủ theo một qui trình nghiêm ngặt đòi hỏi sự chínhxác cao trong thi công

4.2.3 So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng , duy tu bảo dưỡng

Phưong án 1 :

Xe chạy êm thuận

Chất lượng khai thác tốt

Ít cản trở dòng chảy của sông

Tuổi thọ của công trình cao

Khi một bộ phận của công trình bị hư hỏng sẽ gây ảnh hưởng đến toàn bộ công trình, mặtkhác khi một bộ phận của công trình gặp phải sự cố hay muốn mở rộng cầu thì rất khó khăn

Phương án 2:

Xe chạy êm thuận

Chất lượng khai thác tốt

Ít cản trở dòng chảy của sông

Tuổi thọ của công trình cao

Khi một bộ phận của công trình bị hư hỏng ít gây ảnh hưởng đến toàn bộ công trình

Mặt khác hay muốn mở rộng cầu thì rất khó khăn

4.2.4 Chỉ tiêu sử dụng nguồn nhân lực, vật liệu địa phương ;

phương án 1 :Khả năng tận dụng nguồn nguyên liệu, nhân lực ít

phương án 2 :Chỉ tận dụng được một số vật liệu và nhân lực địa hương

4.3 Kết luận và kiến nghị :

Bên cạnh những vấn đề nêu trên còn đặc biệt chú ý công trình xây dựng nhằm mục đíchgiao lưu kinh tế của vùng với các khu vực xung quanh, vấn đề kinh tế được đặt lên hàng đầu.Như vậy qua việc phân tích trên ta thấy rằng:

Phương án I không những vừa đáp ứng về yêu cầu giao thông mà mỹ quan cũng kháđẹp

Phương án II không những vừa đáp ứng về yêu cầu giao thông mà còn có mỹ quan đẹp,phù hợp với quy hoạch chung của khu đô thị Giá thành không đắt hơn nhiều so với phương

án cầu liên tục

Nếu nhìn vào xu thế của thời đại và tương lai của vùng : với một nền kinh tế đang trên

đà phát triển, đới sống nhân dân ngày càng được cải thiện, nhu cầu về đời sống tinh thầnngày càng được nâng cao thì việc xây dựng cầu dây văng lại có một ý nghĩa lớn, phù hợpvới xu thế mới, góp phần tạo điều kiện cho ngành du lịch phát triển, thúc đẩy giao lưu kinh

tế - văn hoá giữa các vùng với nhau

Qua việc phân tích, đánh giá hai phương án trên ta thấy mỗi phương án đều có ưu vànhược điểm riêng nhưng căn cứ vào trình độ kỹ thuật của chúng ta hiện nay thì ta đưaphương án 2 (cầu dây văng) vào thi công là hợp lí nhất

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT.

Chương V : Thiết kế điều chỉnh nội lực.

Chương VI : Tính toán thiết kế bản mặt cầu.

Chương VII: Thiết kế tính toán dầm chủ cầu treo dây văng.

Chương VIII: Tính toán thiết kế tháp cầu dây văng.

CHƯƠNG5: ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC TRONG CẦU DÂY VĂNG.

5.1 Đề xuất phương án thi công và chọn phương pháp thi công tối ưu.

Đối với một công trình cầu có thể có nhiều phương pháp thi công khác nhau, việc sosánh và chọn ra phương án thi công tối ưu là rất khó vì mỗi phương án đều có ưu điểm và

nhược điểm riêng Phương án tối ưu sẽ dung hoà được các mục tiêu về giá thành và thời gianthi công đồng thời nằm trong khả năng thi công của nhà thầu.

Hiện nay,trong nước cũng như trên thế giới đã và đang áp dụng ngày càng nhiều cáccông nghệ mới trong thi công cầu

Đối với kết cấu nhịp cầu dây văng bằng bê tông cốt thép hiện nay có một số phương pháp thicông chính như sau: phương pháp đúc toàn khối trên đà giáo, phương pháp đúc hẫng cânbằng và phương pháp lắp hẫng cân bằng,

5.1.1.Phương pháp đúc toàn khối trên đà giáo.

Trình tự thi công như sau:

Thi công kết cấu hạ bộ

Lắp đặt hệ thống đà giáo

Lắp dựng ván khuôn

Lắp dựng cốt thép

Đổ bê tông và đầm bê tông

Bảo dưỡng bê tông

Trình tự thi công như sau:

Thi công kết cấu hạ bộ

Đúc các phân đoạn dầm tại các xưởng đúc độc lập với thi công kết cấu hạ bộ

Lắp dựng hệ thống đà giáo, đúc khối K0 tại tháp cầu

Lắp đặt các cặp dây văng và xe đúcdầm, căng kéo dây văng

Tháo dỡ hệ thống đà giáo

Tiến hành lắp hẫng các phân đoạn dầm đã đúc, sau khi lắp đốt dầm xong thì tiến hànhcăng kéo ngay dây văng tại đốt đó, như vậy việc căng kéo dây văng được thực hiệntrong quá trình thi công các phân đoạn dầm

Tháo dỡ các xe đúc dầm, có thể còn lại một xe để thi công khối hợp long

Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông khối hợp long

Tháo dỡ ván khuôn tại khối hợp long

Tiến hành công tác hoàn thiện cầu

5.1.3 Phương pháp đúc hẫng cân bằng.

Trình tự thi công như sau:

Thi công kết cấu hạ bộ

Lắp dựng hệ thống đà giáo, đúc khối K0 tại tháp cầu

Lắp đặt các dây văng, lắp đặt xe đúc và ván khuôn, căng kéo các dây văng tại khối K0

Đúc hẫng cân bằng các phân đoạn dầm, sau khi bê tông đạt cường độ thì tiến hành căng kéodây văng ngay.

Tháo dỡ xe đúc

Tiến hành các công tác hoàn thiện

5.2 So sánh chọn phương án tối ưu.

Như đã nêu trên việc chọn ra phương án tối ưu là rất khó và cần có một số chỉ tiêu cụthể nào đó để so sánh các phương án với nhau Thông thường các chỉ tiêu đó là:

Giá thành thi công công trình: đây là chỉ tiêu quan trọng hàng đầu đối với bất cứ công trìnhnào

Thời gian thi công: ưu tiên cho các phương pháp có thời gian thi công nhanh rút ngắn thờigian hoàn vốn của công trình

Khả năng thi công của nhà thầu: đây là yếu tố quyết định đến việc lựa chọn phương pháp thicông

5.2.1 Phương pháp đúc toàn khối trên đà giáo cố định.

Ưu điểm.

Đây là phương pháp thi công đơn giản, không cần các loại máy móc thi công phức tạp

Không đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ cao, có thể tận dụng nguồn nhânlực địa phương

Dầm chủ được đúc toàn khối nên làm việc tốt, đảm bảo chất lượng

Việc thi công được thực hiện trên sàn đạo nên rất an toàn cho con người và máy móc

Các dây văng được căng kéo sau khi đã hoàn thiện do đó đơn giản hơn khi phải căng kéo lúcdầm đang “hẫng”

Cản trở việc đi lại thông thương dưới cầu

Công việc thi công phụ thuộc rất lớn vào tình hình thời tiết, thuỷ văn, đa số chỉ thực hiệntrong mùa nước kiệt

Thời gian thi công kéo dài trong đó phải kể đến thời gian chờ khử lún và công tác thi côngkết cấu hạ bộ

Chi phí xây dựng rất cao, thực tế cho thấy việc xây dựng hệ thống đà giáo cũng đồ sộ khôngkém công tác thi công dầm chủ

Không thể thực hiện trong điều kiện địa chất lòng sông là đất yếu

Kết luận:

Trong thực tế xây dựng cầu hiện nay xu hướng áp dụng các công nghệ thi công tiên tiếnđang là hướng chủ đạo và được áp dụng cho hầu hết các cầu có nhịp lớn đó là công nghệ thicông hẫng, công nghệ đà giáo di động (MSS) để giảm khối lượng công tác, rút ngắn thờigian thi công, hạ giá thành.

Công nghệ đúc tại chỗ trên đà giáo cố định chỉ áp dụng đối với các công trình cầu nhỏ hoặcnhững vùng quá khó khăn, không có các thiết bị máy móc theo công nghệ thi công hẫng.Như vậy, trong điều kiện nhà thầu cung cấp đủ các loại máy móc theo công nghệ thi công hẫng ;như phân tích ở trên thì hương pháp thi công dầm sẽ là công nghệ hẫng

5.2.2 Phương pháp lắp hẫng cân bằng.

Ưu điểm.

Khối lượng công tác giảm thiểu đáng kể so với phương pháp đúc toàn trên đà giáo

Khối lượng các công trình phụ tạm phục vụ thi công rất ít, bên cạnh đó chỉ cần một hoặc vài

tổ hợp xe lắp là thi công được

Việc chế tạo dầm được thực hiện trong công xưởng nên tuân thủ đúng các yêu cầu kỹ thuật,đạt chất lượng cao, dễ dàng kiểm tra chất lượng trước khi lắp

Công việc chế tạo các phân đoạn dầm có thể làm song song với công tác thi công kết cấu hạ

bộ do đó làm giảm đáng kể thời gian thi công

Khi thi công không chịu ảnh hưởng của tình hình thời tiết và thuỷ văn, không làm ảnh hưởngtới thông thương dưới cầu

Nhược điểm.

Việc chế tạo cũng như lắp đặt dầm đòi hỏi phải có độ chính xác cao

Khi thi công phải tuân thủ đúng sơ đồ thi công được thiết kế: trình tự thi công và căng kéodây văng

Phải tính toán đảm bảo an toàn cho máy móc thi công và thử tải xe đúctrước khi thi công

Các mối nối thi công dễ bị hư hỏng và bị xâm thực làm gỉ cốt thép

5.2.3 Phương pháp đúc hẫng cân bằng.

Ưu điểm.

Cũng có đầy đủ các ưu điểm của công nghệ hẫng như đã nêu trên

Các mối nối trong thi công có chất lượng tốt

Nhược điểm.

Công tác thi công dầm phụ thuộc nhiều vào thời tiết

Thời gian thi công kéo dài hơn so với phương pháp lắp hẫng

Chất lượng các khối đúc kém hơn so với phương pháp lắp hẫng, ngoài ra còn khó kiểm trachất lượng hơn

5.3 Chọn phương pháp thi công.

Qua các phân tích ta chọn ppháp đúc hẫng câng bằng để thi công kết cấu nhịp

5.4 Đặc điểm chịu lực của cầu dây văng:

Cầu dây văng là một hệ kết cấu có dây tham gia chịu lực nên nói chung kết cấu cầu dâyvăng là một hệ mềm Tức là, trong phân tích kết cấu phải kể đến sự phân bố lại nội lực docác phần tử của kết cấu bị biến dạng đáng kể Mặt khác, vật liệu làm cầu chủ yếu là bê tông

do đó phải kể nhiều đến tính phi tuyến, nhưng như vậy việc tính toán sẽ rát khó khăn phứctạp Nên trong khuôn khổ cho phép coi hệ kết cấu cầu dây văng là hệ tuyến tính hình học,vật liệu làm việc đàn hồi tuyến tính Do đó, áp dụng được nguyên lý cộng tác dụng trongtính toán

5.5 Cơ sở của Phương pháp điều chỉnh nội lực:

- Các bộ phận chịu lực chính: Tháp, Dầm chủ, cáp văng liên kết với nhau dưới dạng cáctam giác tạo nên kết cấu bền vững

- Hệ làm việc như một cầu dầm cứng liên tục tựa lên các gối đàn hồi là các vị trí neo dâyvăng, và một số gối cứng tùy thuộc vào cấu tạo như: Neo gối phản lực âm, gối cứng, gối đànhồi trên tháp

- Khi thi công theo phương pháp nào đi chăng nữa, thì độ lệch so với trắc dọc sẽ khá lớn, và

có thể sinh ra nội lực trong kết cấu ko được hợp lý và mền mại, gây bất lợi cho thi công và cácđiều kiện khai thác sau này sinh thêm biến dạng và phân bố lại nội lực một cách rỏ rệt, dưới ảnhhưởng của các liên kết thừa sẽ sinh ra nội lực và chuyển vị thứ cấp

- Trong quá trình thi công thì tải trọng tác dụng là:

- Trọng lượng bản thân kết cấu và các yếu tô thi công

- Lực căng trong cáp văng

- Tải trọng thứ cấp

- Cầu được làm bằng vật liệu bê tông cốt thép và có thể có dự ứng lực thì từ biến và

co ngót, nhiệt độ làm phát sinh nội lực một cách đáng kể

=> Do đó, cần phải tiến hành giải quyết bài toán điều chỉnh nội lực để việc thi công vàkhai thác được kinh tế và hợp lý hơn

5.5.1 Các giả thiết và các điều kiện ràng buộc:

Vật liệu kết cấu làm việc đàn hồi.

Ảnh hưởng của hiệu ứng xoắn ngang cầu do đặt tải lệch tâm được bỏ qua

Ảnh hưởng của xe tải thiết kế là lớn hơn cả, vì vậy khi tổ hợn nội lực ta chọn xe tảithiết kế để tính toán

Khoảng cách giữa các dây cáp xiên là nhỏ so với chiều dài cầu

5.5.2 Mô hình dây văng:

- Đặc điểm của dây là không có khả năng chịu uốn và nén Dưới tác động của tải trọngbản thân, lực gió, lực lắc ngang dây bị biến dạng khá lớn để phân tích được chính xác phảitính toán theo sơ đồ biến dạng Tuy nhiên, trong cầu dây văng lực căng dự trữ trong dây là rấtlớn nên độ võng của dây do các nguyên nhân trên là không đáng kể Và trong thi công và khai

thác không cho phép xuất hiện lực nén trong dây, nếu có dây nào bị nén phải loại bỏ ra khỏi kếtcấu sau đó tính lại trên sơ đồ không có dây đó tham gia.

- Một điều quan trọng khi mô hình hóa, ta sử dụng phần mềm Midas version 7.1 cácdây cáp văng ta mô hình hóa là phần tử Truss, được liên kết cứng với dầm chủ

- Các thông số về tải trọng như sau:

+ Trọng lượng bản thân dầm chủ, dầm ngang và bản mặt cầu (tĩnh tải phần 1) quy đổi vềphân bố đều trên 1m dài cầu: DC 171 37 (kN/m)

+ Trọng lượng thiết bị xe đúc ván khuôn trong mỗi bước thi công:

P xd  60 (T)  600 (kN) và đặt lệch tâm 0,5m  M xd  600 0 , 5  300 (kN.m)

+ Trọng lượng tĩnh tải phần 2quy về phân bố đều/1m dài cầu,DW = 26.64 (kN/m)

5.5.3 Các trạng thái nội lực trong kết cấu.

Trong một kết cấu bất kỳ thường tồn tại 3 trạng thái nội lực như sau:

- Nội lực do tĩnh tải

- Nội lực do hoạt tải

- Nội lực dự trữ trong tiết diện

Nội lực do tĩnh tải phát sinh do trọng lượng kết cấu nhịp, kết cấu nhịp cần dủ lớn để chịuhoạt tải và tĩnh tải trong đó:

Hoạt tải là mục tiêu cần đạt nên thường nghiên cứu sao cho kết cấu có khả năng tiếp nhậnhoạt tải ở mức độ cực đại

Ngược lại, tĩnh tải là yếu tố bị động không phải là mục tiêu thiết kế nhưng lại quyết địnhkhối lượng và giá thành công trình, nên cần nghiên cứu để đạt giá trị cực tiểu

Các biện pháp giảm nội lực theo truyền thống là dùng vật liệu có cường độ cao, vật liệunhẹ, giảm chiều dày các lớp phủ mặt cầu

Tổng nội lực của hoạt tải và tĩnh tải phải lớn hơn khả năng chịu tải trọng của tiết diện.Biểu hiện qua công thức kiểm tra độ bền có dạng:

St+Sh  [S]

Trong đó: [S]: khả năng chịu tải của tiết diện.

Ngoài ra, cầu dây văng còn tồn tại 1 nội lực nữa do con người tác động vào kết cấu Đó

là, nội lực do điều chỉnh Nội lực do điều chỉnh được tạo ra trong quá trình thi công chếtạo có dấu ngược với nội lực của tĩnh tải và hoạt tải khi đó công thức kiểm tra bền códang: St+Sh +Sdc  [S]

- Cầu dây văng là cầu treo là hệ siêu tĩnh bậc cao nên việc điều chỉnh nội lực nhằm cựctiểu hóa mômen uốn trong dầm cứng là việc không thể bỏ qua và có hiệu quả cao

- Trong nhiều trường hợp, việc điều chỉnh nội lực có thể triệu tiêu được tĩnh tải và mộtphần hoạt tải Do đó, chỉ cần thiết kế tiết diện chỉ chịu hoạt tải

Cầu dây văng dưới tác dụng của tĩnh tải:

- Cầu dây văng làm việc như một dầm liên tục tựa trên các gối cứng (mố, trụ), và cácgối đàn hồi (nút dây), khi chịu tĩnh tải, dầm cứng bị võng Do đó, mômen uốn trong dầm do

2 yếu tố:

- Mômen uốn cục bộ phụ thuộc vào độ lớn của tĩnh tải và độ lớn của khoang dầm

- Mômen uốn tổng thể do gối đàn hồi bị lún, dầm bị uốn Trị số mômen tổng thể phụthuộc vào tải trọng và độ lún của gối đàn hồi Khi gối đàn hồi bị lún dầm bị võng âm gay bấtlợi về lực, hình dạng và các chỉ tiêu khai thác: phạm vi tĩnh không thông thuyền, đường đànhồi không đều gây lệch tâm

- Cầu dây văng là hệ gồm nhiều gối đàn hồi, việc điều chỉnh nội lực bằng cách căng kéocác dây trong quá trình thi công, để nâng hạ các nút dây, tạo trạng thái nội lực và biến dạng,triệt tiêu mômen do tĩnh tải và một phần hoạt tải,

Điều chỉnh nội lực trong cầu dây văng và ý nghĩa của nó:

- Cầu dây văng là một hệ liên hợp giữa dây chịu kéo và dầm chịu nén uốn Trong đó,dây chịu gần hết tĩnh tải và một phần hoạt tải Dầm thường có độ cứng nhỏ, do đó để cựctiểu hóa mômen trong dầm và tạo hình dáng hợp lý trước khi chịu hoạt tải thì việc căngchỉnh trở nên cần thiết trong cầu dây văng

- Đối với hệ nhiểu khoang nhỏ thì không thể căng chỉnh cùng lúc hết tất cả các dây màchỉ căng chỉnh cùng lức 1 cặp dây hoặc một nhóm dây Đối với, việc căng chỉnh từng cặp dâyphải tuân theo nguyên tắc căng chỉnh đối xứng từn cặp môt

- Sau khi căng bó thứ nhất, các bó sau sẽ thay đổi biến dạng và trị số nội lực trong bótrước Các đại lượng này cần tính toán thông qua ma trận ảnh hưởng Ma trận ảnh hưởng đưa

ra giá trị mỗi một dây chỉ căng chỉnh một lần

- Mục đích của điều chỉnh nội lực trong cầu dây văng là tạo một biểu đồ độ võng vàmômen ngược dấu với độ võng và mômen do tĩnh tải và các ảnh hưởng thứ cấp (nhiệt độ, congọt, ), và có thể hoạt tải gây ra Tổng tác dụng do tải trọng và điều chỉnh ở trạng thái tốtnhất gọi là trạng thái hoàn chỉnh (trạng thái B)

Mục tiêu của trạng thái B:

- Cao độ nút dây ở vị trí hợp lý nhất so với vị trí của tĩnh tải

- Biểu đồ mômen uốn có lợi nhất dưới tác dụng của tĩnh tải, hoạt tải và các ảnhhưởng thứ cấp

- Nếu, mục tiêu là độ võng thì nội lực trong hệ là hệ quả và ngược lại Cũng có thể là cả

2 mục tiêu trên khi chọn mục tiêu chính là nội lực, các sai lệch so với trắc dọc cầu sẽ đượcđiều chỉnh bằng các cấu tạo; tuy nhiên, việc này rất phức tạp

Trạng thái ban đầu:

- Điều chỉnh nội lực có thể thực hiện trong quá trình lắp dàm và dây hoăc trước khi đưacông trình vào khai thác Trạng thái công trình trước khi điều chỉnh là trạng thái ban đầu haytrạng thái xuất phát (trạng thái A) Để giảm khối lượng lắp ráp hay căng kéo thì việc điềuchỉnh được thực hiện ngay trong quá trình lắp từng dây

- Trạng thái A cũng cần xác định đầy đủ biến dạng, nội lực để từ đó chuyển sang trạngthái hoàn chỉnh (B) Trạng thái xuất phát thường do trình tự thi công dầm và dây quyết định.Chẳng hạng:

- Nếu thi công theo phương pháp đúc hẫng hoặc lắp hẫng trên trụ mở rộng thìtrạng thái A có thể bao gồm: tháp cầu, 2 đốt đúc (lắp) đầu tiên, xe đúc (lắp) và 2dây đầu tiên

- Nếu dầm được đúc trên đà giáo cố định thì trạng thái A có thể: dầm, dây đượclắp đặt nhưng chưa điều chỉnh, hoặc dầm cứng kê lên 1 số gối tùy chọn gối cốđịnh hoặc di động

- Nếu dầm chủ được thi công bằng phương pháp lao dọc thì trạng thái (A) baogồm: dầm kê lên các gối cứng hoặc các trụ tạm và chính hoặc cũng có thể kê lêncác gối cứng (trụ chính), các gối đàn hồi(dây)

Trạng thái ban đầu cần được chọn trên cơ sở đảm bảo khả năng chịu lực của hệ dầm và dây dướitác dụng của tĩnh tải và hoạt tải thi công

5.5.4 Các biện pháp điều chỉnh nội lực:

Có rất nhiều biện pháp và công nghệ điều chỉnh nội lực khác nhau để đạt được hoặcbiểu đồ biến dạng hoặc biểu đồ nội lực hợp lý Mỗi biện pháp có đặc điểm và phạm vi ápdụng riêng Tuỳ theo từng sơ đồ kết cấu, giải pháp thi công có thể có các biện pháp khácnhau

Có rất nhiều mục tiêu để điều chỉnh:

- Điều chỉnh nội lực theo mục tiêu là độ võng

- Điều chỉnh nội lực theo mục tiêu là mômem trong kết cấu…

5.5.4.1 Tạo dầm có độ vồng ngược trong quá trình chế tạo:

Biện pháp này thường được dùng trong kết cấu tĩnh định như vẫn thường làm trongcác kết cấu cầu bêtông cốt thép và trong các cầu dầm hoặc giàn thép Tạo độ vồng ngượcbằng phương pháp chế tạo dầm hoặc chỉnh mối nối chỉ có thể tạo được hình dáng kiến trúcmong muốn nhưng không cải thiện được nội lực do tĩnh tải

5.5.4.2.Điều chỉnh bằng cách căng kéo các dây văng:

Trong cầu dây văng các dây làm việc như các gối tựa đàn hồi, việc thay đổi cao độcác gối đàn hồi là biện pháp cơ bản và có hiệu quả trong việc điều chỉnh, triệt tiêu hoặc khắcphục biến dạng và nội lực trong hệ do tĩnh tải, do các ảnh hưởng thứ cấp và một phần dohoạt tải Tuỳ theo đặc điểm cấu tạo và thi công, việc căng kéo các dây văng có thể thực hiệntrên nhiều sơ đồ theo nhiều giải pháp

5.5.4.3.Điều chỉnh bằng cách tạo khớp tạm trong thi công.

Đối với cầu dây văng, việc bố trí khớp tạm trong quá trình thi công là biện pháp đơngiản và hiệu quả nhất để tạo được sự phân bố mômen uốn tốt nhất trong dầm cứng Nếu cáckhớp tạm bố trí tại tất cả các gối cứng và đàn hồi thì hệ làm việc theo sơ đồ tĩnh định cómômen uốn bằng không tại khớp và mômen uốn cục bộ trong phạm vi khoang dầm Thay