Cầu Extradosed, còn được gọi với tên là cầu dầm cáp hỗn hợp, là loại cầu kết hợp giữa dầm cứng nhịp liên tục và dây văng với chiều cao tháp thấp. Nếu muốn tìm một loại kết cấu cầu cho phép vượt nhịp trung bình giữa kết cấu cầu dầm nhịp liên tục với cầu dây văng thì đây là một lựa chọn tối ưu. Được giới thiệu lần đầu bởi Mathivat (1988) nhưng mãi đến khi cây cầu Odarawa Blueway (1994) được hoàn thành tại Nhật thì kết cấu extradose mới được áp dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia đặc biệt là Nhật Bản với hơn 30 cầu. Tại Việt Nam, số lượng cầu extradosed đang dần tăng lên với 2 dự án vừa được phê duyệt gần đây nhất là cầu Tình Húc (Tuyên Quang) và cầu Cửa Đại (Quảng Ngãi) cũng sử dụng kết cấu extradosed bên cạnh những cầu đã và đang được xây dựng như cầu An Đông, cầu vượt Ngã Tư Sở, cầu Điện Biên Phủ thuộc tuyến Metro số 1,…
Với khả năng vượt nhịp 100-200m, cầu extradosed có thể cho chiều cao dầm thấp hơn so với cầu dầm hộp liên tục đúc hẫng có cùng nhịp, không những thế còn mang tính thẩm mỹ cao. Cáp dây văng trong cầu extradosed khác với cầu dây văng, nó đóng vai trò như là cáp dự ứng lực căng ngoài có độ lệch tâm lớn do tháp chiều cao thấp gây ra. Với những ưu điểm của mình, có thể thấy cầu extradosed đang là xu hướng và rất có tiềm năng phát triển ở nước ta.
Công trình cầu extradosed trong đề tài này lấy cầu An Đông, một công trình có thật đã được xây dựng tại tỉnh Ninh Thuận. Công trình bắc qua sông Dinh, kết nối trung tâm kinh tế - văn hóa – chính trị của thành phố Phan Rang – Tháp Chàm
dài dự án cầu An Đông là 1.018,5 m, trong đó chiều dài phần cầu chính nhịp extradosed là 580 m với 4 trụ tháp, tháp cao 14,5m. Bản mặt cầu rộng 20,5m.
4.1.2 Các đặc trưng kỹ thuật [10]
Quy mô kỹ thuật công trình:
Thông thuyền: sông cấp I
Phân vùng áp lực gió: II.A (Phan Rang – Tháp Chàm, Ninh Thuận)
Cầu vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép
Thiết kế cho hoạt tải xe HL-93
Mực nước thấp nhất Hmin = +0,62 m
Mực nước thông thuyền H5% = +3,4 m Thông số cơ bản:
Cầu nhịp chính 140m và nhịp biên là 80m, 4 trụ tháp sử dụng cáp dây văng, mỗi tháp gồm 12 cặp cáp bố trí trên tháp đặt tại giữa mặt cắt ngang cầu. Tải trọng thiết kế HL-93 được áp dụng cho cầu.
Tháp cầu cao 14,5m; được ngàm vào khối K0 và đặt trên gối trụ cầu.
Dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực 3 ngăn, thi công theo phương pháp đúc hẫng. Chiều cao dầm thay đổi từ 2,5m đến 4m.
Mặt cắt ngang cầu:
Phần xe cơ giới: 4 x 3,50m = 14,00m
Dải an toàn: 4 x 0,50m = 2,00m
Dải phân cách giữa = 1,34m
Gờ chắn giải phân cách giữa 2 x 0.33m = 0,66m
Lan can: 2 x 0,3m = 0,60m
Lối đi bộ 2 x 0,95m = 1,90m
Tổng cộng = 20,50m
Mặt cắt dọc (Hình 4.1):
Hình 4.1. Mặt cắt dọc cầu An Đông [10]
Kích thước dầm hộp:
Chiều cao dầm tại vị trí trụ: h0 = 4m.
Chiều cao dầm tại vị trí giữa nhịp: h1 = 2,5m.
Dầm dạng hộp có 3 ngăn, 2 ngăn lớn 1 ngăn nhỏ. Khoảng cách tim các sườn dầm ngăn lớn S = 5370mm, ngăn nhỏ s = 2700mm. Đối với cánh hẫng là X1 = 1230mm và X2 = 570mm.
Chiều dài phần cánh hẫng: l = 2280 mm.
Chiều dày phần cánh hẫng: t = 250mm.
Chiều dày phần dầm tại vị trí sát thành hộp phía ngoài cánh hẫng: t = 450mm.
Chiều dày bản mặt cầu: t = 270mm.
Chiều dày của sườn dầm: t = 400mm.
Chiều dày bản đáy dầm tại vị trí giữa nhịp: t = 250mm
Chiều dày bản đáy dầm tại vị trí trụ: t = 1050mm.
Thành hộp được vát nghiêng với góc vát là α = 40o30’.
Kích thước chi tiết dầm hộp tại vị trí khối đỉnh trụ và giữa nhịp được thể hiện trong Hình 4.2:
Hình 4.2. Kích thước dầm tại vị trí khối đỉnh trụ và giữa nhịp [10]
Kích thước các đốt dầm: Cầu được chia làm 18 đốt (Khối K0 – K18) và một đốt K19 tại mố. K0 có chiều dài 12m, K1-K6 có chiều dài 3m, còn lại K7-K17 có chiều dài 4m, khối hợp long K18 có chiều dài 2m. Đường cong đáy dầm thay đổi từ K1 đến K11, từ K12 đến K18 là đường thẳng không đổi (Hình 4.3 và Hình 4.4).
Hình 4.3. Các đốt dầm nhịp biên [10]
Hình 4.4. Các đốt dầm nhịp giữa [10]