Thiết kế cầu dây văng 4

Thiết kế cầu dây văng

Chơng IV

So sánh và lựa chọn phơng án kết cấu cầu

*

I – Khái niệm về so sánh và lựa chọn ph ơng án kết cấu

- Khi so sánh phơng án cầu để lựa chọn phơng án hợp lý nhất ta xét các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật khác nhau nh đánh giá dự toán ( vốn đầu t ), nhân lực , thời gian thi công , chi phí khai thác

- Khi chọn phơng án cấu tạo cho những cầu thành phố và ngoại vi thành phố cũng nh cầu trên các tuyến đờng trục lớn , ngoài các chỉ tiêu nói trên thì vẻ đẹp mĩ quan của công trình có một ý nghĩa quan trọng

ảnh hỏng tới việc lựa chọn phơng án có thể còn do tình hình thiết bị , vật t hiện có nh : những công cụ , máy móc dùng trong xây dựng Trong những trờng hợp này dù cho phơng án có hợp lý nhất về các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật cũng có thể bị loại trừ trong khi đơn vị thi công không đợc trang bị các thiết bị, phơng tiện cần thiết cho thi công

- Thờng hiện nay khi lựa chọn phơng án cầu để làm phơng án kĩ thuật thì ngời ta so sánh theo các chỉ tiêu sau :

+) Theo giá thành kể cả ảnh hởng của ảnh hởng của chi phí nhân lực và thời hạn xây dựng cũng nh chênh lệch về chi phí khai thác

+) Theo nhân lực , tức là tổng số lợng ngời và ngày công cần thiết để xây dựng cầu

+) Theo thời hạn xây dựng

- Ngoài ra khi so sánh các phơng án cầu còn phải xét đến khối lợng các vật liệu chủ yếu và tính khan hiếm của nó , hình dáng bề ngoài công trình

- Để lựa chọn phơng án cơ bản thờng căn cứ vào các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật và yêu cầu tổng hợp về kinh tế cấu tạo , công nghệ thi công , khai thác và kiến trúc

- Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp ta không đi sâu vào các nội dung của các chỉ tiêu dùng để so sánh các phơng án trên đợc mà chỉ trên cơ sở phân tích các u nhợc điểm của từng phơng án ,điều kiện chế tạo thi công , điều kiện khai thác để đề xuất ra một phơng án làm phơng án kĩ thuật.

II – So sánh các ph ơng án kĩ thuật II.1 – phơng án 1 : Cầu dây văng 3 nhịp

II.1.1- Ưu điểm :

Các dây văng trong hệ chỉ chịu kéo , do đó thờng làm bằng dây cáp có cờng độ cao Dây văng làm việc nh các gối đàn hồi của dầm liên tục nên giảm đợc mô men trong dầm cứng đi rất nhiều Ngoài ra sự có mặt của các dây văng còn cho phép điều chỉnh trạng thái ứng suất và biến dạng của hệ trong quá trình lắp ráp và khi cần thiết ngay cả trong giai đoạn khai thác Về mặt xây dựng , cầu treo dây văng cho phép theo phơng pháp lắp hẫng không cần dàn giáo , do đó hệ này có các đặc trng kinh tế kĩ thuật tốt và đợc sử dụng rộng rãi trong cầu ô tô và câù thành phố nhịp lớn

II.1.2- Nhợc điểm :

Nhợc điểm chính của cầu dây văng là có độ cứng nhỏ hơn các hệ dầm và khung Mặc dù hệ không biến dạng hình học , song dới tác dụng của hoạt tải dây văng vẫn có độ dãn khá lớn Điều này chủ yếu là do sử dụng ứng suất lớn trong dây văng Và chiều dài khá dài trong các cầu nhịp lớn Ngoài ra độ cứng còn giảm một phần do thực tế dây văng bị võng dới tác dụng của tải trọng bản thân Khi chịu hoạt tải dây bị duỗi thẳng , sẽ tăng thêm độ võng cho cầu

II.2 – phơng án 2 : Cầu liên tục đúc hẫng 3 nhịp

II.2.1 Ưu điểm :

- Kết cấu nhịp chính là cầu dầm liên tục nên đảm bảo sự êm thuận khi xe chạy.

- Cầu đợc thi công theo công nghệ đúc hẫng nên có thể thi công quanh năm do đó đảm bảo tiến độ thi công

- Trong quá trình thi công vẫn đảm bảo thông thuyền dới cầu

- Cầu có kiểu dáng kiến trúc đẹp phù hợp với cảnh quan xây dựng cầu

- Cầu làm bằng vật liệu BTCT nên ít phải duy tu bảo dỡng trong quá trình khai thác và có tuổi thọ cao

II.2.2 Nhợc điểm :

- Vì cầu thi công theo công nghệ đúc hẫng nên đòi hỏi trình độ của đơn vị thi công cao , thiết bị thi công phải đồng bộ và đặc biệt là phải nhập của các hãng nớc ngoài do vậy rất tốn kém

-Tiến độ thi công tơng đối chậm.

-Điều kiện thi công khó khăn:Nớc sâu,địa chất yếu.

II.3 – phơng án 3 : Cầu liên tục liên hợp thép - BTCT

III.2.1 - Ưu điểm :

- Trọng lợng kết cấu nhẹ , thuận tiện cho công tác thi công

- Các bộ phận của kết cấu cầu có thể đợc chế tạo sẵn theo các môđun trong các xí nghiệp do đó đảm bảo đợc chất lợng cao đồng thời đáp ứng đợc nhu cầu tiêu chuẩn hoá và định hình hoá trong thiết kế dẫn đến giảm đợc giá thành chung của cả công trình.

III.2.2 Nh– ợc điểm :

- Kiểu dáng kiến trúc cầu không đợc đẹp lắm.

- Đối với kết cấu cầu thép thì trong quá trình khai thác chịu ảnh hởng rất nhiều của điều kiện khí hậu thời tiết do đó công tác duy tu bảo dỡng cầu cần thiết phải đợc tiến hành thờng xuyên để đảm bảo tuổi thọ cho toàn công trình , nh vậy về công tác duy tu bảo dỡng thì có thể lại làm tăng giá thành của công trình.

Đối với nhịp cầu lớn L = 90 m thì chiều cao dầm chủ cẩn thiết là ≈3 m do đó dẫn đến chiều cao kiến trúc của cầu lớn do đó tăng thêm chi phí cho các công trình phụ trợ cho cầu Đồng thời với kết cấu nhịp cầu lớn nh vậy thì kết cấu cầu liên hợp tỏ ra không còn phát huy đợc hiệu quả làm việc nữa Do đó đây là phơng án không đợc hoàn thiện nhất.

-Điều kiện thi công khó khăn:Nớc sâu,địa chất yếu.IV- Lựa chọn phơng án kĩ thuật

- Qua phân tích các u nhợc điểm của từng phơng án ta thấy

+) Về điều kiện khai thác thì ta có thể chọn cả ba phơng án làm phơng án kĩ thuật

+) Về điều kiện thi công thì ta nên chọn phơng án 1 làm phơng án kĩ thuật +) Về kiểu dáng kiến trúc thì phơng án 1 và phơng án 2 là đạt nhất

- Nhng việc chọn phơng án phải căn cứ vào các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật , yêu cầu tổng hợp về : kinh tế , cấu tạo ,thi công ,khai thác và kiến trúc và khả năng thiết bị của đơn vị thi công

- Tuy nhiên trong phạm vi đồ án tốt nghiệp ngoài việc dùng các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật để đánh giá lựa chọn phơng án ta còn phải căn cứ vào bình diện chung ,hớng phát triển và mục đích học tập Hiện nay nhu cầu phát triển kinh tế đòi hỏi những thành tựu khoa học kĩ thuật đáp ứng đợc cho nền kinh tế cũng nh cảnh quan Cầu treo

dây văng với u thế về khả năng chịu lực , hợp lí về công nghệ thi công tính đa dạng về sơ đồ kết cấu đang trở thành các công trình trọng điểm của nhiều nớc , cũng là công trình đặc trng của thế kỷ 20 Đặc điểm cơ bản có sức hấp dẫn của cầu dây văng là tính đa dạng Tính đa dạng của cầu dây văng thể hiện ở số lợng và chiều dài nhịp , số mặt phẳng và các sơ đồ phân bố dây Hình thái và tầm cao của tháp cầu cũng nh tính độc đáo của tiết diện ngang tạo cho công trình có đủ tầm cao , tầm xa để thể hiện hoài bão của con ngời Với kiểu dáng kiến trúc đẹp và tính kinh tế kĩ thuật cầu treo dây văng đợc áp dụng nhiều trên thế giới cho các nhịp từ 150 ữ 400 m ở Việt Nam trong khoảng 10 năm trở lại đây , cùng với xu thế mở cửa và hợp tác đa phơng đa dạng nhiều công nghệ xây dựng cầu tiên tiến từ các nớc khác nhau trên thế giới đã đợc chuyển giao vào Việt Nam trong đó có cả kĩ thuật thiết kế và xây dựng các cầu dây văng hiện đại

- Cùng với sự trợ giúp về công nghệ và kinh nghiệm của các tập đoàn xây dựng có kĩ thuật cao Việc tiếp cận , nghiên cứu là rất cần thiết phù hợp với xu thế phát triển của nền kinh tế cũng nh nghành xây dựng cầu nớc nhà

- ở đây phơng án 1 u điểm nhất Hơn nữa mảng kiến thức về cầu dây văng là mới đối với sinh viên Vì vậy với mục đích là học tập theo sự hớng dẫn của thầy giáo h-ớng dẫn thì phơng án 1 đợc đề xuất làm phơng án kĩ thuật