Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nhịp đến nội lực và biến dạng trong cầu dây văng hai nhịp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH TRƯƠNG THỤY MINH HOÀNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NHỊP ĐẾN NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG TRONG CẦU DÂY VĂNG HAI NHỊP CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU HẦM MÃ SỐ NGÀNH: 60.58.25 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG NĂM 2010 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn: TS PHÙNG MẠNH TIẾN Cán chấm phản biện 1: TS LƯU BÂN Cán chấm phản biện 2: TS ĐẶNG ĐĂNG TÙNG Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC TP HCM, ngày tháng năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên học viên: TR ƯƠNG THỤY MINH HỒNG Phái: NAM Ngày tháng năm sinh: 01/10/1982 Nơi sinh: LÂM ĐỒNG Chuyên ngành: Xây dựng Cầu hầm MSHV: 03807475 I – TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NHỊP ĐẾN NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG TRONG CẦU DÂY VĂNG HAI NHỊP II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG NHIỆM VỤ: Thực phân tích số toán,nhằm làm sáng tỏ mối liên hệ tỷ lệ chiều dài nhịp đến nội lực biến dạng cầu dây văng hai nhịp, qua xác định tỷ lệ nhịp (vị trí trụ tháp) hợp lý có lợi cho nội lực biến dạng NỘI DUNG: Chương 1: Tổng quan kết cấu dây văng hai nhịp Chương 2: Phân loại chế chịu lực cầu dây văng hai nhịp Chương 3: Phương pháp tính toán cầu treo dây văng hai nhịp Chương 4: Phân tích ảnh hưởng tỷ lệ nhịp đến phân bố nội lực biến dạng cầu treo dây văng hai nhịp Chương 5: Kết luận kiến nghị III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 22/06/2009 IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/7/2010 V – CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS PHÙNG MẠNH TIẾNÏ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ts Phùng Mạnh Tiến CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Ts Lê Bá Khánh Ngày………tháng……… năm 2010 TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy TS Phùng Mạnh Tiến giúp đỡ, tận tình hướng dẫn cung cấp thông tin cần thiết để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Thầy Cô giáo Bộ môn Cầu đường Khoa Sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh suốt thời gian thực luận văn Cuối muốn bày tỏ lòng biết ơn đến người bạn, đồng nghiệp người thân gia đình, người thông cảm, động viên chia sẻ khó khăn với suốt thời gian làm luận văn Vì thời gian thực luận văn có hạn nên không tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tôi mong đóng góp quý Thầy Cô giáo bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn HV Trương Thụy Minh Hoàng Summary The ratio of side span length to main span length is one of the main factors of a cable stayed bridge with multi spans in common and a two-span cable stayed bridge in particular There are many factors impact the force and stress in a twospan cable stayed bridge such as: type of structure, length of main span, shape of main girder, number of stayed cables, height of pylon, material… Inside these factors, the length of main span and the length of side span impact directly and clearly to the structure behave Consequently, to analyse the impact of the ratio of side span length to main span length, after that propose the reasonable ratio is necessary Luận Văn Thạc Só GIỚI THIỆU CHUNG Tỷ lệ nhịp nhân tố tạo nên đặc điểm bật đặc trưng cho kết cấu cầu treo dây văng nhiều nhịp nói chung cầu treo hai nhịp nói riêng Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phân bố nội lực cầu treo dây văng hai nhịp như: sơ đồ kết cấu nhịp, chiều dài nhịp, cấu tạo dầm chính, số lượng dây treo, chiều cao cấu tạo tháp cầu, vật liệu… Trong nhiều yếu tố đó, yếu tố chiều dài nhịp chiều dài nhịp biên cầu trực tiếp ảnh hưởng lớn đến thay đổi nội lực tồn hệ (dầm chính, dây treo, trụ tháp…) Chính từ việc phân tích tỷ lệ chiều dài nhịp nhịp biên nhịp chính, làm sáng tỏ mối liên hệ tỷ lệ nhịp đến nội lực biến dạng kết cấu cầu dây văng hai nhịp Thông qua việc tổng hợp phân tích kết nghiên cứu kiến nghị tỷ lệ nhịp (vị trí trụ tháp) hợp lý có lợi cho nội lực biến dạng * Tên đề tài chọn sau: “Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ nhịp đến nội lực biến dạng cầu dây văng hai nhịp” * Mục tiêu nghiên cứu: Trên sở nghiên cứu phân tích sơ đồ CDV hai nhịp trường hợp áp dụng khác tỷ lệ nhịp để phân tích tính tốn ảnh hưởng thơng số kết cấu tỷ lệ chiều dài nhịp đến trạng thái ứng suất - biến dạng CDV nhịp, so sánh kết thu thập được, lập thành biểu đồ thể mối liên hệ tương quan tỷ lệ chiều dài nhịp nội lực, biến dạng, với vấn đề cần hướng đến sau: Nghiên cứu chế chịu lực cầu dây văng hai nhịp Tính tốn kết cấu cầu dây văng hai nhịp khơng đối xứng với tổng chiều dài nhịp khác để so sánh phân bố nội lực biến dạng dầm, tháp dây văng tác dụng tải trọng Đưa phạm vi ứng dụng tỉ lệ chiều dài nhịp * Phương pháp nghiên cứu: CDV hai nhịp kết cấu không gian phức tạp, siêu tĩnh bậc cao, khơng biến hình Trên ngun tắc, tính CDV thực theo tốn ngược: - Giả thiết kích thước tính chất lý phần tử kết cấu - Mơ hình hố kết cấu Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang Luận Văn Thạc Só - Xác định nội lực, biến dạng hệ - Kiểm tra tiết diện Khảo sát toán CDV hai nhịp giai đoạn khai thác với thông số thay đổi Trên sở số liệu tính tốn với sơ đồ cầu khác : phân tích, nhận xét kết luận Tính tốn kết cấu sử dụng chương trình Midas Version 7.01 * Nội dung luận án: Do hệ thống cầu dây văng nói chung kết cấu dây văng hai nhịp nói riêng đa dạng sơ đồ kết cấu, đa dạng cấu tạo phận kết cấu nên phạm vi nghiên cứu đề tài giới hạn tập trung nghiên cứu theo hướng sau: Sơ đồ kết cấu cấu tạo phận sau: Cầu dây văng mặt phẳng dây: dạng sơ đồ dây thực tế áp dụng nhiều có lợi mặt ổn định phương ngang cầu chống xoắn dầm Sơ đồ dây hình rẽ quạt: dạng sơ đồ dây có lợi mặt kết cấu đồng thời lại dạng áp dụng nhiều cầu dây văng đại có ưu điểm thi cơng thuận lợi Trong sơ đồ bố trí dây, nhịp biên cáp neo vào mố cầu để tăng độ cứng nhịp Dầm hộp bêtơng cốt thép dự ứng lực: sử dụng dạng hộp kín dễ dàng mơ hình hóa phần mềm, độ cứng dầm cầu EdId chiều dài khoan dầm trường hợp nghiên cứu Trụ tháp hình chữ H: nghiên vào bên trong, dạng trụ đơn giản đảm bảo độ cứng lớn hai mặt phẳng dây nghiên vào bên Khi phân tích trường hợp tỷ lệ, độ cứng tháp cầu EtIt số Vấn đề cần nghiên cứu: Tiến hành phân tích nội lực biến dạng dầm chủ, dây văng, trụ tháp ảnh hưởng khoảng cách từ điểm neo dây thoải nhịp đến đầu nhịp (L3) Tiến hành phân tích nội lực biến dạng dầm chủ, dây văng, trụ tháp ảnh hưởng tỷ lệ nhịp biên nhịp (Lb Lc) với giá trị L3( Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang Luận Văn Thạc Só L3 chọn từ nghiên cứu bước trước) cố định cho tất trường hợp nghiên cứu Từ rút kết luận kiến nghị có tính thực tiễn * Luận án có cấu trúc sau: PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: Tổng quan kết cấu cầu treo dây văng hai nhịp Chương 2: Phân loại chế chịu lực cầu dây văng hai nhịp Chương 3: Phương pháp tính tốn cầu treo dây văng hai nhịp Chương 4: Phân tích ảnh hưởng tỷ lệ nhịp đến phân bố nội lực biến dạng cầu treo dây văng hai nhịp Chương 5: Kết luận Kiến Nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO Chuyeân ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang Luận Văn Thạc Só MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN KẾT CẤU DÂY VĂNG HAI NHNP 1.1 Tình hình ứng dụng kết cấu cầu treo dây văng hai nhịp giới: 1.2 Khả phát triển kết cấu cầu treo dây văng hai nhịp Việt Nam: CHƯƠNG PHÂN LOẠI VÀ CƠ CHẾ CHNU LỰC CẦU DÂY VĂNG HAI NHNP 10 2.1 PHÂN LOẠI CẦU DÂY VĂNG HAI NHNP: 10 2.1.1 Phân loại theo sơ đồ bố trí dây: 10 2.1.1.1 Sơ đồ dây đồng quy: 10 2.1.1.2 Sơ đồ dây song song : 11 2.1.1.3 Sơ đồ dây rẽ quạt : 12 2.1.1.4 Sơ đồ dây liên hợp : 13 2.1.2 Phân loại theo số mặt phẳng dây: 14 2.1.3 Phân loại theo cấu tạo dầm chủ hệ mặt cầu: 16 2.1.3.1 Dầm chủ đơn : 16 2.1.3.2 Dầm chủ đa : 19 2.1.4 Phân loại theo cấu tạo tháp cầu: 21 2.1.4.1 Tháp cầu mềm : 22 2.1.4.2 Tháp cầu cứng : 26 2.1.5 Phân loại theo cấu tạo dây văng hệ neo liên kết: 27 2.1.5.1 Cấu tạo dây văng : 27 2.1.5.2 Cấu tạo hệ neo liên kết : 30 2.2 CÁC SƠ ĐỒ VÀ CƠ CHẾ CHNU LỰC CẦU DÂY VĂNG HAI NHNP: 39 2.2.1 Các sơ đồ cầu dây văng hai nhịp: 39 2.2.1.1 Sơ đồ hai nhịp đối xứng : 39 2.2.1.2 Sơ đồ hai nhịp không đối xứng : 40 2.2.2 Các sơ đồ nhịp cầu dây văng hai nhịp thực tế: 41 2.2.3 Đặc điểm chịu lực cầu dây văng hai nhịp: 42 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHNP 44 3.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẦU DÂY VĂNG HAI NHNP: 44 3.1.1 Phương pháp lực: 44 3.1.2 Phương pháp chuyển vị: 45 3.1.3 Phương pháp hổn hợp: 47 3.1.4 Phương pháp phần tử hữu hạn: 52 3.2 CĂN CỨ LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU: 53 3.2.1 Căn chọn chiều dài khoang dầm, chiều cao dầm tiết diện dầm nghiên cứu: 53 3.2.2 Căn chọn chiều cao trụ tháp dạng trụ tháp nghiên cứu: 54 3.2.3 Căn chọn tiết diện dây văng nghiên cứu: 55 3.3 MỘT SỐ PHẦN MỀM TÍNH TỐN CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHNP: 56 3.3.1 Phần mềm Sap 2000: 57 3.3.2 Phần mềm Midas: 57 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG TỶ LỆ NHNP ĐẾN SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG TRONG CẦU TREO DÂY VĂNG HAI NHNP 59 4.1 LỰA CHỌN CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU: 59 4.1.1 Thông số vật liệu kích thước hình học phận kết cấu: 64 4.1.1.1 Vật liệu : 64 4.1.1.2 Kích thước hình học phận: 64 Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang Luận Văn Thạc Só 4.1.2 Các trường hợp tải trọng nghiên cứu: 66 4.1.2.1 Tĩnh tải: 66 4.1.2.2 Tải trọng hoạt tải: 66 4.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA L3 (ĐOẠN DẦM TỪ ĐIỂM NEO DÂY XA NHẤT CỦA NHNP CHÍNH ĐỀN ĐẦU NHNP CHÍNH): 67 4.2.1 Ảnh hưởng đến phân bố nội lực thay đổi tỷ số L3/Lc: 67 4.2.1.1 Ảnh hưởng L3/Lc đến nội lực trụ tháp: 67 4.2.1.2 Ảnh hưởng L3/Lc đến nội lực dầm cứng: 72 4.2.1.3 Ảnh hưởng L3/Lc đến nội lực dây văng thoải nhất: 79 4.2.1.4 Ảnh hưởng L3/Lc đến nội lực gối neo: 82 4.2.2 Ảnh hưởng đến chuyển vị kết cấu thay đổi tỷ lệ L3/Lc: 86 4.2.2.1 Ảnh hưởng L3/Lc đến chuyển vị Dx max trụ tháp 86 4.2.2.2 Ảnh hưởng L3/Lc đến chuyển vị Dz max dầm cứng: 88 4.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA LB/LC ĐẾN NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG CÁC TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU: 91 4.3.1 Ảnh hưởng đến phân bố nội lực thay đổi tỷ lệ Lb/Lc: 91 4.3.1.1 Ảnh hưởng Lb/Lc đến nội lực trụ tháp: 92 4.3.1.2 Ảnh hưởng Lb/Lc đến nội lực dầm: 98 4.3.1.3 Ảnh hưởng Lb/Lc đến nội lực cáp neo nhịp biên: 106 4.3.1.4 Ảnh hưởng Lb/Lc đến nội lực cáp ngồi nhịp chính: 108 4.3.1.5 Ảnh hưởng Lb/Lc đến phản lực gối nhịp R1: 110 4.3.1.6 Ảnh hưởng Lb/Lc đến phản lực gối neo nhịp biên R2: 111 4.3.2 Ảnh hưởng đến chuyển vị thay đổi tỷ lệ Lb/Lc: 113 4.3.2.1 Ảnh hưởng Lb/Lc đến chuyển vị Dx max dầm : 113 4.3.2.2 Ảnh hưởng Lb/Lc đến độ võng Dz max dầm : 115 4.3.2.3 Ảnh hưởng Lb/Lc đến chuyển vị độ vồng Dz max dầm : 117 4.3.2.4 Ảnh hưởng Lb/Lc đến chuyển vị max trụ tháp trường hợp: 118 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHN 122 5.1 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN: 122 5.1.1 Tóm tắt kết phân tích ảnh hưởng thơng số L3/Lc: 122 5.1.2 Kết luận việc lựa chọn thông số L3/Lc: 124 5.1.3 Tóm tắt kết phân tích ảnh hưởng tỷ lệ nhịp Lb/Lc: 124 5.1.3.1 Nội lực trụ tháp: 124 5.1.3.2 Nội lực dầm: 125 5.1.3.3 Nội lực cáp neo nhịp biên: 127 5.1.3.4 Nội lực cáp nhịp chính: 127 5.1.3.5 Phản lực gối nhịp R1: 127 5.1.3.6 Phản lực gối neo nhịp biên R2: 128 5.1.3.7 Ảnh hưởng đến chuyển vị: 128 5.1.4 Kết luận việc lựa chọn tỷ lệ hợp lý Lb/Lc: 130 5.2 NHỮNG TỒN TẠI CỦA LUẬN VĂN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO : 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 131 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC 133 Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang Luận Văn Thạc Só BIỂU ĐỒ GIÁ TRN CHUYỂN VN DY MAX TRONG TRỤ THÁP 0.00 -10.000.25 0.5 0.75 -20.00 -30.00 CHUYỂN VN DY (mm) -40.00 -50.00 -60.00 Tổng chiều dài cầu 150m Tổng chiều dài cầu 200m Tổng chiều dài cầu 300m -70.00 -80.00 -90.00 -100.00 -110.00 -120.00 -130.00 -140.00 -150.00 TỶ LỆ Lb/Lc Hình 4.36 Chuyển vị Dy max trụ tháp thay đổi Lb/Lc: Bảng 4.32 Chuyển vị Dz max trụ tháp thay đổi Lb/Lc: Tổng chiều dài cầu (m) 150 200 300 Chuyển vị Max Dz trụ tháp (mm) Tỷ lệ Lb/Lc 0.25 0.5 0.75 0.25 0.5 0.75 0.25 0.5 0.75 Tĩnh tải Hoạt tải nhịp Hoạt tải nhịp biên Hoạt tải nhịp -23.91 -15.40 -12.70 -11.34 -39.23 -23.93 -19.59 -17.31 -45.62 -29.18 -23.91 -21.33 -23.76 -15.21 -12.48 -11.11 -38.99 -23.68 -19.32 -17.03 -45.39 -28.90 -23.61 -21.02 -23.78 -15.24 -12.53 -11.18 -39.03 -23.72 -19.38 -17.12 -45.42 -28.95 -23.68 -21.13 -23.81 -15.28 -12.56 -11.18 -39.10 -23.79 -19.43 -17.12 -45.51 -29.04 -23.75 -21.13 Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang 119 Luận Văn Thạc Só BIỂU ĐỒ GIÁ TRN CHUYỂN VN DZ MAX TRONG TRỤ THÁP -10.00 0.25 0.5 0.75 CHUYỂN VN DZ (mm) -20.00 Tổng chiều dài cầu 150m -30.00 Tổng chiều dài cầu 200m Tổng chiều dài cầu 300m -40.00 -50.00 TỶ LỆ Lb/Lc Hình 4.37 Chuyển vị Dz max trụ tháp thay đổi Lb/Lc: Nhận xét: So sánh kết bảng 4.31, 4.32 hình 4.36, 4.37 nhận thấy tỷ lệ chiều dài nhịp thay đổi từ Lb/Lc=1 đến Lb/Lc=0.25 biến dạng max trụ tháp trường hợp thay đổi sau: Biến dạng theo phương X dọc cầu tăng lên nhanh ứng với giảm tỷ lệ nhịp Biến dạng theo phương ngang cầu Y tăng chậm hơn, tốc độ tăng chậm biến dạng theo phương Z, tiêu chuNn biến dạng trụ tháp để không chế lựa chọn tỷ lệ chiều dài nhịp chủ yếu dựa biến dạng theo phương dọc cầu Dx trụ tháp Với tỷ lệ Lb/Lc=1 biến dạng theo phương dọc cầu trụ tháp tác dụng tĩnh tải cầu đối xứng Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang 120 Luận Văn Thạc Só Khi hoạt tải cầu thay đổi, ứng với tỷ lệ nhịp, xét kết cấu trường hợp có tĩnh tải, hoạt tải hai nhịp, hoạt tải nhịp biên, hoạt tải nhịp ta thấy: - Chuyển vị Dx max, Dymax, Dzmax tháp gần không phụ thuộc vào việc xếp hoạt tải lên kết cấu Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang 121 Luận Văn Thạc Só CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHN 5.1 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN: Cầu dây văng hai nhịp áp dụng phổ biến nhiều nơi giới với khNu độ nhịp vừa Sau phân tích tính tốn cho cầu treo dây văng hai nhịp có sơ đồ với trường hợp tổng chiều dài 150m, 200m 300m với trường hợp khác tỷ lệ nhịp Lb/Lc, kết nghiên cứu luận văn cho thấy tỷ lệ chiều dài nhịp nhịp biên Lb/Lc ảnh hưởng đến phân bố nội lực biến dạng phận kết cấu cầu sau: 5.1.1 Tóm tắt kết phân tích ảnh hưởng thơng số L3/Lc: Tham số L3 chiều dài khoang dầm từ điểm nối với dây văng thoải đến đầu nhịp tham số quan trọng góp phần định trạng thái ứng suất – biến dạng kết cấu Từ phân tích chương ta thấy: Lực dọc max trụ tháp, lực nén max dầm cứng, momen uốn max trụ tháp tăng tuyến tính tỷ số L3/Lc tăng lớn 0.1, tốc độ tăng không nhanh Với dầm cứng, đồ thị nội lực đoạn tỷ lệ L3/Lc từ đến 0.1 trái chiều với đoạn lại L3=0m dầm có lực nén dọc trục mà xuất lực kéo đoạn dầm đầu gần gối nhịp chính, giảm lực nén lớn dầm vị trí trụ tháp Tỷ số L3/Lc nhân tố gây ảnh hưởng lớn nội lực trụ tháp lực nén dọc trục dầm cứng Với momen dương dầm cứng: xét trường hợp gây momen dương dầm lớn trường hợp hoạt tải đặt nhịp trường hợp hoạt tải đặt hai nhịp ta thấy: Khi tỷ lệ L3/Lc tăng từ 0.1 momen dương max dầm dường khơng tăng tăng chậm Khi tỷ lệ L3/Lc tăng từ 0.1 0.18 momen dương max dầm tăng tốc độ tăng nhanh chút không đáng kể Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang 122 Luận Văn Thạc Só Khi tỷ lệ L3/Lc tăng từ 0.18 0.33 momen dương max dầm tăng tốc độ nhanh Tỷ lệ L3/Lc nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến momen dầm cứng Với momen âm max dầm cứng: kết cho thấy momen âm max dầm cứng tăng tỷ số L3/Lc tăng từ đến 0.1, với tỷ số L3/Lc tăng từ 0.1 đến khoảng 0.25 momen max dầm khơng tăng, sau giá trị tỷ lệ L3/Lc=0.25 giá trị momen âm max dầm tăng với tốc độ tăng nhanh Như lựa chọn tỷ lệ L3/Lc=0.1 đến tỷ lệ L3/Lc=0.25 giá trị momen âm max khống chế thiết kế nhân tố quan trọng Momen dầm nhân tố quan trọng L3/Lc nằm phạm vi Giá trị lực căng dây văng thoải tỷ lệ L3/Lc=0.09 ứng với trường hợp tỷ lệ Lb/Lc nhỏ =0.25 giá trị lực căng dây văng thoải tỷ lệ L3/Lc=0.03 ứng với trường hợp tỷ lệ Lb/Lc lớn Lb/Lc=1 Với tỷ lệ L3/Lc tăng từ đến 0.09 lực nén dây giảm dần đến 0, lực kéo dây thoải bắt đầu xuất lực kéo tăng dần L3/Lc tăng dần từ giá trị L3/Lc=0.09 đến L3/Lc=0.33 trường hợp khảo sát Lực nhổ gối neo (phản lực âm) giảm tuyến tính tỷ số L3/Lc tăng dần lớn 0.1 Khi tỷ số L3/Lc tăng phản lực âm giảm tuyến tính theo tốc độ giảm không nhanh, phản lực âm gối biên nhân tố bị ảnh hưởng nhiều tỷ số L3/Lc Giá trị lực nhổ lớn L3/Lc=0.1, việc chọn giá trị L3 ứng với tỷ số khơng có lợi cho thiết kế gối cầu (thiết kế neo chống nhổ nhịp biên) Tuy cần xem xét ảnh hưởng tổng hợp thành phần nội lực chọn L3 Theo biểu đồ phản lực gối nhịp giá trị phản lực gối nhỏ lại nằm vị trí L3/Lc=0.1 Tuy lại bất lợi thiết kế chống nhổ nhịp biên, kết phân tích nhân tố cần xem xét để dung hòa Chuyển vị Dx max trụ tháp lớn đoạn L3/Lc=0.1 đến L3/Lc=0.18 tùy trường hợp tỷ lệ nhịp nhịp biên Lb/Lc, tăng giảm giá trị chuyển vị Dx max đoạn trụ tháp không nhiều tỷ lệ L3/Lc tăng, giá trị max theo tính tốn khơng ảnh hưởng nhiều đến thiết kế Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang 123 Luận Văn Thạc Só Khi tỷ lệ L3/Lc tăng từ 0.1 đến 0.25 tất trường hợp tỷ lệ Lb/Lc, chuyển vị Dz max dầm ứng với trường hợp tính tốn thay đổi xem không đáng kể, Khi L3/Lc tăng từ 0.25 đến 0.33 trường hợp tỷ lệ Lb/Lc =0.25, 0.50, 0.75, chuyển vị Dz max dầm tăng lên nhanh Vì thơng số Dz max dầm nhân tố quan trọng khống chế lựa chọn L3 cầu dây văng hai nhịp 5.1.2 Kết luận việc lựa chọn thông số L3/Lc: Qua trường hợp phân tích thay đổi nội lực cầu ta thấy tỷ lệ L3/Lc chọn nằm khoảng tỷ lệ L3/Lc=0.1 đến 0.25 đoạn thay đổi hợp lí để thỏa mãn u cầu khơng có lực nén dây văng thoải thuận lợi nội lực dầm cứng tháp cầu phản lực gối Vậy sau phân tích ta chọn giá trị L3 hợp lí để áp dụng cho trường hợp tính tốn ảnh hưởng thông số Lb/Lc cầu dây văng hai nhịp Kiến nghị chọn L3=0.18 Kết phân tích cho thấy chọn L3 phù hợp nằm khoảng 0.10 ≤ L3 ≤ 0.25 Lc 5.1.3 Tóm tắt kết phân tích ảnh hưởng tỷ lệ nhịp Lb/Lc: 5.1.3.1 Nội lực trụ tháp: a) Lực nén dọc trục max trụ tháp trường hợp: Trong tất trường hợp lực dọc max trụ tháp giảm tỉ lệ chiều dài nhịp biên nhịp Lb/Lc tăng lên Với tổng chiều dài cầu số, lực dọc trụ tháp bị ảnh hưởng lớn tỷ lệ chiều dài nhịp Lực dọc trụ tháp giảm nhanh tỷ lệ tăng lên từ Lb/Lc=0.25 đến Lb/Lc=0.50 Khi tỷ lệ Lb/Lc tăng từ 0.5 lên đến lực dọc trụ tháp giảm với tốc độ giảm chậm nhiều Ứng với tỷ lệ Lb/Lc, giá trị lực dọc max trụ tháp tăng tỷ lệ gần tuyến tính với tổng chiều dài nhịp Tổng chiều dài cầu tăng 1.5 lần lực dọc max trụ tháp tăng gần với giá trị 1.5 lần, tổng chiều dài cầu tăng gấp đơi lực dọc max trụ tháp tăng gấp đơi Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang 124 Luận Văn Thạc Só Tỷ lệ nhịp Lb/Lc từ 0.25 đến 0.5 làm thay đổi nhiều giá trị lực dọc max trụ tháp, lại tỷ lệ nhịp biến thiên từ 0.5 đến khơng ảnh hưởng nhiều đến giá trị lực dọc max b) Momen max trụ tháp trường hợp: Ứng với tỷ lệ nhịp định, momen My max khơng tăng tuyến tính theo tổng chiều dài cầu Chiều dài cầu lớn tốc độ thay đổi momen Mz nhanh có thay đổi tỷ lệ Lb/Lc, chiều dài cầu lớn, tỷ lệ nhỏ bất lợi việc không chế độ lớn momen Mz Tỷ lệ nhịp ảnh hưởng lớn đến momen max trụ tháp Trong tất trường hợp momen My trụ tháp giảm tỉ lệ chiều dài nhịp biên nhịp Lb/Lc tăng lên, tỷ lệ nhịp Lc/Lb từ 0.25 đến 0.5 làm thay đổi nhiều giá trị momen max trụ tháp, lại tỷ lệ nhịp biến thiên từ 0.5 đến không ảnh hưởng nhiều đến giá trị momen max, giá trị thay đổi không đáng kể 5.1.3.2 Nội lực dầm: a) Lực nén dọc trục max trường hợp: Lực dọc dầm nhỏ cầu đối xứng ứng với trường hợp tỷ lệ Lb/Lc=1 Lực dọc dầm tăng nhanh tỷ lệ Lb/Lc giảm tốc độ tăng lực dọc gần tuyến tính với giảm tỷ lệ chiều dài nhịp Với tỷ lệ nhịp Lb/Lc lực dọc dầm tăng gần tuyến tính với tăng tổng chiều dài cầu Tỷ lệ nhịp ảnh hưởng lớn đến giá trị max lực dọc dầm Tỷ lệ nhịp Lc/Lb từ 0.25 đến 0.5 làm thay đổi nhiều giá trị max lực dọc dầm, lại tỷ lệ nhịp biến thiên từ 0.5 đến khơng ảnh hưởng nhiều đến giá trị max lực dọc dầm b) Momen âm max dầm nhịp chính: Khi hoạt tải cầu thay đổi, ứng với tỷ lệ nhịp, chênh lệch biên độ momen âm max trường hợp có tĩnh tải, hoạt tải hai nhịp, hoạt tải nhịp biên, hoạt tải nhịp nhỏ thay đổi theo thay đổi tỷ lệ nhịp Tuy Chuyeân ngành : Xây Dựng Cầu Đường Trang 125 Luận Văn Thạc Só chiều dài cầu lớn chênh lệch biên độ momen âm max lớn biên độ khơng thay đổi nhiều theo thay đổi tỷ lệ nhịp Tốc độ tăng momen âm max nhanh tỷ lệ Lb/Lc