NGỌC HÒA CẦU HẦM48

Câu Hỏi Cầu Dây Văng
Câu1.trình bày đặc điểm cấu tạo và, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm và phạm
vi áp dụng của cầu dây văng
Đặc điểm cấu tạo cầu dây văng
*Cầu dây văng gồm các bộ phân chính sau đây
1.dầm cứng:cũng như các loại kết cấu khác dầm chủ là nơi đỡ bản mặt cầu và tiếp
nhận trực tiếp tải trọng từ xe cộ ,trong cầu dây văng dầm chủ không chỉ truyền tải
trọng xuống phía dưới thông qua các gối mà còn thong qua dây văng và trụ tháp
truyền tải trọng xuống kết cấu phía dưới
Về hình dạng:rất đa dạng có thể là mặt cắt chữ pi,mặt cắt hộp,nhưng tùy loại kết
cấu để chọn dạng mặt cắt cho phù hợp ví dụ với các cầu có chiều dài nhịp trung
bình và bề rộng cầu không lớn có thể chọn dạng mặt cắt dạng hộp hay hình chư T
kép…còn đối với cầu một mặt phẳng dây nên chọn dạng hình hộp hay các dặng
mặt cắt có khả năng chịu xoắn tốt và ổn định với khí động…
Về vật liệu:có thể là bê tong cốt thép,bê tồn cốt thép DƯL,thép và bê tong liên
hợp,trên dầm chủ hoặc dầm ngang phải bố trí neo để neo dây văng
2.dây văng
Được chê tạo từ các tao cáp cường độ cao,từ các sợi cường độ cao hoặc các thanh
thép cường độ cao,các cáp văng nhận tải trọng một phần từ dầm cứng truyền vào
và truyền lên trụ tháp,sự có mặt của dây văng làm cho sự phân bố nội lực trong
dầm chính hài hòa hơn,do đó làm cho mặt cắt dầm chủ của cầu dây văng thanh
mảnh hơn các loại kết cấu cầu dầm thong thường,và tăng khả năng vượt nhịp
Dây văng một đầu được neo vào trụ tháp một đầu được neo vào đàm chủ hoặc dầm
ngang
3.trụ tháp:nhận tải trọng tư các dầm cứng thong qua các dây văng,và truyền xuống
kết cấu phần dưới
Trong cầu dây văng trụ tháp có hình dạng rất đa dạng:hình chư H,hình chữ A,chữ
Y..
Trụ tháp cùng với sơ đồ bố trí dây văng là các yếu tố vô cùng quan trọng trong

việc tạo nên tính thẩm mỹ của kết cấu cầu dây văng,


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

Vật liệu làm trụ:thường làm từ BTCT
*nguyên lý làm việc: về mặt cơ học,cầu dây văng có thể được xem như là hệ giàn
trong đó các dây văng chịu kéo,dầm cứng chủ yếu chịu nén do đó chủ yếu phù hợp
với bê tong cốt thép.lực nén trước trong dầm cứng là do thành phần đẩy ngang của
dây văng truyền vào dưới tác dụng của tĩnh tải và hoạt tải nên có thể nói rằng dầm
trong cầu dây văng là hệ tự ứng suất trước
-bộ phận chịu lực chủ yếu của cầu là dây cáp hoặc dây xích đỡ bản mặt cầu là dầm
hay dàn.do đó theo quan điểm tĩnh học có thể coi cầu treo là hệ thống làm việc
chung giữa dầm (dàn) và dây
Từ đó ta có khái niệm về cầu dây văng như sau:cầu dây văng hay là cầu dây xiên là
kết cấu gồm có dầm cứng tựa trên các gối cứng là các mố trụ và các gối đàn hồi là
các dây văng,dây văng và dầm chủ tạo thành hệ không biến dạng hình học do vậy
về độ cứng thì cầu dây văng lớn hơn cầu treo

*ưu điểm của cầu dây văng:
 Về mặt chịu lực
- dây văng làm việc chịu kéo thuần túy nên có thể sử dụng hết cường độ của thép
cường độ cao
- dầm chịu nén nên có thể áp dụng vật liệu là bê tong cốt thép rất phù hợp
- cầu dây văng có dầm và tháp có độ cứng lớn hơn nữa chiều dài dây văng lại bé
nên sơ đồ của nó là sơ đồ biến dạng nhỏ ,dầm chủ lại được xem như là dầm cúng
kê trên các gối đàn hồi là dây văng,và các gối cứng là mố trụ nên cầu dây văng là
hệ không biến dạng hình học nên độ cứng của nó lớn hơn nhiều so với cầu
treo,việc tăng thêm các gối đàn hối là các dây văng sẽ không làm tăng khối lượng
dây và lực nén trong dầm chủ nhưng làm giảm đáng kể mô men uốn trong dầm



NGỌC HÒA CẦU HẦM48

cứng đặc biệt dưới tác dụng của tĩnh tải mô men uốn gần như bằng không do vậy
có thể tăng khả năng vượt nhịp mà khối lượng vật liệu tăng không đáng kể
 Về mặt thẫm mỹ
cầu dây văng có tính đa dạng cao mà không phải loại kết cấu nào cũng có
được,tính đa dạng của nó thể hiện ở một số điều như sau: chiều dài nhịp của nó có
thể từ hàng chục đến hàng ngìn mét,có thể là 1 nhịp hay nhiều nhịp,tùy vào sơ đồ
bố trí dây văng mà ta cũng có các cầu khác nhau….
-có kiên trúc đẹp,so với các dạng kết cấu khác cầu dây văng thường có tính thẫm
mỹ cao hơn,do vậy nó thường được lấy làm biểu tượng của một vùng miền..
 Về mặt thi công
-phù hợp với nhiều công nghệ thi công ví dụ như có thể thi công trên đà giáo cố
định hay lao kéo dọc,cũng như cũng có thể thi công đúc hẫng cân bằng(đặc biệt là
công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng..)
Có thể nói tóm gọn về ưu điểm của cầu dây văng như sau:
Ưu thế về khả năng chịu lực,hợp lý về công nghệ thi công,tính đa dạng về sơ đồ
kết cấu,tính thẩm mỹ học cao..nó dần trở thành dạng kết cấu được ưa chuộng của
nhiều nước trên thế giới..
*nhược điểm
Mặc dù cầu dây văng có nhiều ưu điểm như vậy nhưng nó cũng có những nhược
điểm như sau
-độ cứng của nó nhỏ hơn so với cầu dầm và cầu vòm
-mực độ thông thoáng khi xe chạy bị giảm bởi các mặt phẳng dây
-hệ mặt cầu cho đường xe chạy có cấu tạo nặng nề do vậy làm tăng tĩnh tải của kết
cấu
*phạm vi áp dụng:thường áp dụng cho cầu nhịp lớn và yêu cầu thẩm mỹ cao,cũng
có thể áp dụng cho cầu nhịp nhỏ (chỉ khoẳng vài chục mét) nhưng lúc đó chi phi và

công tác thi công lại khó khăn hơn các loại kết cấu khác
-do hợp lý về mặt thi công nên cầu xây văng có thể xây dựng trên nhiều loại địa
hình như: sông sâu,núi cao,qua các thung lũng,hay cầu đương sắt đối với các cầu
đường sắt thì thường chỉ thiết kế nhịp nhỏ,khi thiết kế cầu dây văng cho khu vực


NGC HềA CU HM48

min nỳi nụng thụn thỡ thng ỏp dng nhp nh vỡ ti trng thng bộ yờu cu
cụng ngh thi cụng nhanh chúng n gin v khụng cn nhiu thit b phc tp
(loi cu dõy vng 3 nhp cú biờn ngn v cú nhp dn phự hp vi iu ny)
Phm vi nhp hp lý (200-500)m thc ra phm vi ỏp dng ca cu dõy vng <50m
ch l nhng quan nim ca thp niờn 80 ca th k 20 hc cho rng nu nhp ln
dõy vng di ra nh vy di tỏc dng ca ti trng bn thõn thỡ dõy vng b vừng
v tr thnh dõy treo parabol ,ý kin ny trong mt thi gian di ó kỡm hóm s
phỏt trin chiu di nhp ca cu dõy vng,v hin nay ngi ta ó dn b qua
nhng quan nim ny,ngy cng nhiu cu dõy vng c xõy dng vi nhp ln
hn 500m
Túm li vic ra i kt cu cu dõy vng ó to cho cỏc k s cú them nhng
phng ỏn k thut rt quý bỏu mang tớnh cnh tranh cao hin nay cú mt s cu
dõy vng ni ting trờn th gii v trong nc nh sau:
Một số cầu dây văng đã và đang xây dựng trong nớc
STT
1
2
3
4
5
6
7

8

Tên cầu
Sông Hàn
Mỹ Thuận
Kiền
Bính
Bãi Cháy
Nhật Tân
Cần Thơ
Phú Mỹ

Tỉnh
Đà Nẵng
Vĩnh Long
Hải Phòng
Hải Phòng
Quảng Ninh
Hà Nội
Cần Thơ
TP Hồ Chí Minh

Năm
2000
2003
2005
2006

Sơ đồ nhịp (m)
60 + 60

150 + 350 + 150
84 + 200 + 84
100 + 260 + 100
216,5 + 435 + 216,5
270 + 550 + 270
162,5 + 380 + 162,5

The end

2.Trình bày u nhợc điểm và phạm vi áp dụng của các sơ đồ
cầu sau:


NGC HềA CU HM48

+ Sơ đồ cầu dây văng 1 nhịp.
+ Sơ đồ cầu dây văng 2 nhịp: đối xứng và không đối xứng.
+ Sơ đồ cầu dây văng 3 nhịp: Nhịp biên có và không có dây
văng.
+ Sơ đồ cầu dây văng nhiều nhịp.
*Cầu dây văng một nhịp.

Hình 14 : Sơ đồ cầu treo dây văng 1 nhịp

Về cấu tạo : Cầu gồm
có 2 tháp cầu đợc dựng
trên hai mố , dầm chủ
một nhịp tựa trên hai
gối cứng trên mố và
tựa trên các gối đàn

hồi là điểm neo các
dây văng , từ đỉnh
tháp dây neo đợc liên kết vào mố neo đặt sâu trong nền
đờng .
Về sơ lm vic, hệ làm việc nh một dầm liên tục tựa trên các
gối đàn hồi trung gian.
các nhợc điểm sau :


NGC HềA CU HM48

+ Tồn tại hai mố neo chịu lực ngang giống nh cầu treo dạng
Parabol. Mố neo là các công trình đồ sộ, tốn kém cần tránh
trong các cầu treo dây văng.
+ Trên các mố đỡ dầm , cần phải bố trí một gối cố định và
một gối di động. Gối cố định chịu lực ngang khi có tải trọng
(hoạt tải) không đối xứng, đồng thời lực ngang lại thay đổi
chiều tuỳ thuộc vào vị trí của hoạt tải. Ví dụ khi hoạt tải đặt ở
bên trái, lực ngang sẽ đẩy mố vào nền đờng và nửa dầm bên trái
chịu nén và ngợc lại khi hoạt tải ở bên phải thì lực đẩy ngang lại
đẩy mố ra phía sông đồng thời nửa dầm trái lại chịu kéo. Nh
vậy trong cầu dây văng một nhịp cả mố neo và m cu đều
chịu lực ngang, điều này đặc biệt nguy hiểm khi áp lực ngang
hớng ra phía sông cùng dấu với chiều của áp lực đất sau mố.
khc phc hin tng c m neo v m cu u chu lc y ngang cú th
kộo di dm ch to thờm 2 nhp biờn ng thi liờn kt dõy neo vo dm
ch to thnh h khụng cú lc y ngang,khi ú kờt cu tr thnh h 3
nhp vi chiu di nhp gia ln hn so vi nhp biờn

Lb


Lg

Lb

+ Dầm cứng ngoài chịu uốn còn chịu lực dọc thay đổi dấu
gây bất lợi cho việc sử dụng vật liệu làm dầm bằng BTCT
u im:thỏp cu trờn b nờn d thi cụng,c bit thun li
nhng ni cú a hỡnh phc tp
Phm vi ỏp dng :Do những nhợc điểm nh vậy mà cầu
treo dây văng 1 nhịp ít đợc sử dụng trong thực tế.cu
ch nờn s dng nhng a hỡnh c bit vớ d nh bc qua thung
lng


NGC HềA CU HM48

1.2.3. Cầu dây văng ba nhịp.

Để khắc phục nhợc điểm của cầu dây văng 1 nhịp là phải
chế tạo mố neo chịu lực ngang có thể kéo dài dầm chủ tạo thêm
2 nhịp biên, đồng thời liên kết dây neo vào dầm chủ tạo thành
hệ không có lực ngang (khụng cú lc y ngang vo m). Khi đó từ hệ
1 nhịp trở thành hệ 3 nhịp gồm 1 nhịp chính và hai nhịp biên,
dầm chủ bố trí liên tục.
1.2.3.1. Cầu dây văng 3 nhịp với nhịp biên không có dây văng

Lb

Lg


Lb

Hình 20: Sơ đồ cầu dây văng 3 nhịp (nhịp biên không có dây văng)

- Sơ đồ cầu 3 nhịp có nhịp biên ngắn và không đợc đỡ bằng các
dây văng có những đặc điểm sau:
u im
+ Dây neo vào đầu dầm do đó mố không chịu lực đẩy
ngang nhng tại mố vẫn có lực nhổ do đó phải thiết kế neo trên
mố.
+ Hệ có độ cứng của các gối đàn hồi lớn nhất do dây neo
chiều dài ngắn
Nhc im
+ Chiều dài nhịp biên quá khác biệt so với chiều dài khoang
dầm của nhịp chính. Nhịp biên làm việc chịu uốn nh một dầm
liên tục, ngoài ra còn chịu lực nén do các dây văng truyền vào.
Do đó việc thiết kế chế tạo dầm chủ sẽ gặp nhiều khó khăn.
Phm vi ỏp dng
+trong cỏc cu s dng khoang dm ln


NGC HềA CU HM48

+ Nhịp chính nhỏ (l<150m) lỳc ú chiu di nhp biờn
khụng quỏ ln
+ ở nơi điều kiện địa chất khống chế buộc phải tránh
xây dựng trụ ở các khu vực giữa sông.
Ph lc
+ Góc nghiêng dây văng hợp lý nhất là : trong khong = 45o.

Để đảm bảo góc nghiêng của dây neo khoảng 45o thì chiều
dài nhịp biên lấy bằng (L/4 L/5)

(L chiều dài nhịp chính). Với

những cầu có nhịp chính lớn hơn 200m đến 300m thì nhịp
biên khá lớn sẽ gây mômen uốn lớn so với nhịp giữa, gây khó khăn
cho việc đảm bảo tính đồng nhất tiết diện trên suốt chiều dài
cầu.
1.2.3.2. Cầu dây văng 3 nhịp và nhịp biên có dây văng

Lb

Lg

Lb

Hình 21: Sơ đồ cầu dây văng 3 nhịp (nhịp biên có dây văng)

- Sơ đồ cầu 3 nhịp nhịp biên có dây văng có những đặc điểm
sau :
c im lm vic
Xét về mặt cơ học, hệ cầu dây văng 3 nhịp với nhịp biên có
dây văng là dầm liên tục tựa trên các gối cứng (trụ, mố) và trên
các gối đàn hồi là các nút treo dây văng. Độ cứng của các gối
đàn hồi phụ thuộc vào những yếu tố sau:
+ Diện tích và chiều dài dây: Độ cứng của gối đàn hồi tỷ
lệ nghịch với chiều dài dây và tỷ lệ thuận với diện tích dây



NGC HềA CU HM48

văng. Chiều dài dây phụ thuộc sơ đồ cầu và chiều dài nhịp.
Diện tích dây chọn trên cơ sở
tận dụng tối đa khả năng làm
của vật liệu đồng thời đảm bảo
độ bền , độ mỏi và độ cứng
chung của hệ.
+ Góc nghiêng của dây so
với phơng ngang: Góc nghiêng
dây gây ảnh hởng lớn đến nội
lực trong dây và dầm cũng nh
các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ.Góc nghiêng quá nhỏ hoặc
quá lớn so với góc = 45o đều làm tăng trị số mômen uốn trong
dầm cứng.
+ Độ cứng và liên kết của neo: Dây neo có đầu liên kết cố
định với tháp cầu, đầu dới liên kết với dầm cứng tại vị trí gần gối
tựa để truyền lực ngang vào dầm, gối tựa đợc neo chặt vào mố
hoặc trụ để chịu lực nhổ tạo thành liên kết cố định của một
đầu dây neo. Trong CDV, dây neo giữ vai trò đặc biệt quan
trọng trong việc đảm bảo độ cứng chung cho toàn hệ. Nếu các
dây neo đợc neo vào các điểm cố định trên mố hoặc trụ thì
độ cứng của gối đàn hồi chỉ còn phụ thuộc vào chiều dài , diện
tích và độ nghiêng của các dây. Nếu các dây neo

không đợc

neo vào các điểm cố định thì độ cứng của hệ còn phụ thuộc
vào độ đàn hồi của điểm neo.
*i vi s cu khụng cú dõy neo

-trong thc t tn ti loi cu dõy vng 3 nhp cú v khụng cú dõy neo vo cỏc
im c nh nh m,tr
+ Sơ đồ cầu 3 nhịp không có dây neo vào các điểm cố
định chịu tác dụng của tĩnh tải tốt cho hệ đối xứng.


NGC HềA CU HM48

+ Khi chịu tác dụng của hoạt tải tại giữa nhịp sẽ tạo ra độ
vồng ngợc nhịp biên làm giảm độ cứng chung toàn hệ và tăng
mômen trong dầm cứng. Nh vậy sơ đồ CDV 3 nhịp với nhịp biên
có dây văng có độ cứng nhỏ hơn so với sơ đồ CDV 3 nhịp và
nhịp biên không có dây văng.
+ Sự làm việc của dầm chủ tại nhịp biên và nhịp giữa
không khác nhau nhiều do đó thuận tiện cho công tác tính toán
thiết kế cũng nh việc tổ chức thi công cầu.
PVAD:loi kt cu khụng cú dõy neo cú th c ỏp dng ci
to,tng cng kh nng chu ti ca cu c,nhm nõng cp ti trng mt
phn ti trng s do dõy chu
*i vi s cu cú dõy neo
Thng khi xõy dng cu mi ngi ta s phi ch to cỏc dõy neo vo m ,tr
(hoc cú th cu to cỏc thỏp cú cng ln) nhng so vi bin phỏp to cỏc thỏp
cu cú cng thỡ bin phỏp to cỏc dõy neo kinh t v n gin hn nhiu vỡ nu
to thỏp cu cú cng ln thỡ lỳc ú khi lng vt liu lm múng rt ln ,cũn
hin nay vi kh nng ca khoa hc k thut thỡ vic s lý cỏc dõy vng s n
gin hn nhiu
PVAP:khi m phng ỏn c chn l cu dõy vng thỡ s cu dõy vng 3 nhp
luụn l phng ỏn c xem xột u tiờn vỡ nhng u im ni bt ca nú,ch khi
vỡ nhng lý do c bit no khỏc thỡ mi nờn xem xột cỏc phng ỏn k thut khỏc


*Cu dõy vng i xng 2 nhp:


NGC HềA CU HM48

Hình 16 : Cầu dây văng 2 nhịp đối xứng
V cu to
- Cầu dây văng 2 nhịp có thể có 2 nhịp bằng nhau, khi đó tháp
cầu đợc bố trí ở giữa, các dây văng đợc bố trí đối xứng qua
tháp cầu.
V lm vic
- Nếu cầu không có dây neo vào mố thì các dây văng chủ yếu
chịu tĩnh tải, còn nếu để tăng cờng khả năng chịu hoạt tải thì
có thể bố trí 2 dây neo vào mố.

V nhc im
Tuy nhiờn do h i xng Dây văng không chịu lực kéo dới tác dụng
của tĩnh tải và dây có thể chịu nén dới tác dụng của hoạt tải trên
một nhịp, nên để đảm bảo cho các dây văng không chịu nén
thì cỏc dõy neo cn c cng trc vi ni lc khc phc lc nộn ln nht
cú th xy ra nhng bin phỏp ny gõy khú khn cho vic iu chnh ni lc v


NGC HềA CU HM48

khú khng ch mt mỏt ng sut
trong quỏ trỡnh khai thỏc , khc
phc nhc im ny ta s dng 2
phng phỏp:
+ Xây dựng tháp cầu

cứng hn ch chuyn v
ngang ca thỏp cỏc loi cu ny
thng dựng cho cu vt ng
+bin phỏp th 2 c s dng rng rói hn l s dng h hai nhp cú cỏc
nhp khụng i xng,trong ú nhp ln cú s khoang ln hn,ti nhp nh thỡ dõy
neo vo m,di tỏc dng ca tnh ti v trng lng bn than kt cu thỡ gõy la
lc kộo d tr trong dõy neo trit tiờu lc nộn sau ny di tỏc dng ca hot ti
V phm vi ỏp dng
+ tựy vo trng hp nh xõy dng cu vt ng.hay do iu kin a
hỡnh,a cht,hay thm m cú th chn loi cu dõy vng 2 nhp,cũn li
khụng nờn chn vỡ so vi s khỏc nú khụng em li hiu qu v kinh t
hay k thut
1.2.2.2. Cầu dây văng 2 nhịp không đối xứng.

V cu to
- Cầu dây văng 2 nhịp có thể có 2 nhịp bằng nhau, khi đó tháp
cầu đợc bố trí ở giữa, các dây văng đợc bố trí không đối xứng
qua tháp cầu
- Trong hai hệ nhịp không đối xứng thì thì tuỳ thuộc vị trí trụ
tháp cầu mà nhịp biên có thể có số lợng dây ít hơn nhịp chính.


NGC HềA CU HM48
Hình 18: Sơ đồ Cầu dây văng 2 nhịp không đối xứng

Hình 19: Cầu dây văng 2 nhịp không đối xứng

V u im : khc phc c nhc im chu ca s 2 nhp
i xng
Phm vi ỏp dng : + tựy vo trng hp nh xõy dng cu vt

ng.hay do iu kin a hỡnh,a cht,hay thm m cú th chn
loi cu dõy vng 2 nhp,cũn li khụng nờn chn vỡ so vi s khỏc
nú khụng em li hiu qu v kinh t hay k thut

*so sỏnh v cu dõy vng 2 nhp v cu dõy vng 3 nhp: cú c s so sỏnh c
im lm vic ca kt cu dõy vng 2 nhp v 3 nhp ta s xột trng hp cu dõy
vng 3 nhp c chia thnh h 2 nhp cú mt tr chung gia
s cho thy cựng mt chiu cao tr,cựng s dõy vng v cựng gúc nghiờng thỡ
h hai nhp ch t c chiu di nhp bng na h 3 nhp.trong h 2 nhp cũn tn
ti nhc im c bn v phõn b dõy,trong ú dõy vng di nht,gúc nghiờng nh
nht (ng vi cng n hi bộ nht li b trớ vo im cú vừng nh ca
dm,tc l im dõy vng khụng chu lc kt qu l trong quỏ trỡnh chu tnh ti


NGC HềA CU HM48

khụng chu c ht kh nng lm vic ca dõy,bự vo ú phi tng tit din dm
cng õy l iu mun trỏnh vỡ nú khụng em li hiu qu kinh t
*cu dõy vng nhiu nhp
- Để đảm bảo độ cứng theo phơng dọc cầu thì ta phải thực
hiện các biện pháp sau :
1.2.4.1. Làm trụ neo.

1.2.4.2. Làm tháp cầu cứng.

Hệ cầu nhiều nhịp có dùng tháp cầu cứng. Biện pháp này có
tác dụng tăng độ cứng của hệ, tạo khả năng chịu tĩnh tải và hoạt
tải đều tốt đồng thời cũng mang lại hiệu quả kỹ thuật tốt nhng
lại làm tăng khối lợng công trình móng trụ và tháp cầu.
1.2.4.3. Chuyển hệ nhiều nhịp thành nhiều hệ 3 nhịp.


- Biện pháp thứ 3 là chuyển hệ nhiều nhịp thành nhiều hệ 3
nhịp nối với nhau bằng các trụ neo chung. Phơng án này có tính
chất và hiệu quả kinh tế kỹ thuật giống hệ 3 nhịp. Tuy nhiên
chiều dài các nhịp phân bố không đều nhau, không đảm bảo
tính hài hoà và mỹ quan của hệ cầu nhiều nhịp.
Phm vi ỏp dng
cu dõy vng cú th vt nhp rt ln t 100-1000m nu cn thit cú th dung
them nhp dn, Với cầu dài, địa chất phức tạp, để tránh xây
dựng nhịp quá lớn hoặc cải tạo nâng cấp cầu cũ thì có thể
sử dụng hệ nhiều nhịp.


NGC HềA CU HM48

Cõu 10.cỏc loi thộp lm dõy vng
Có nhiều loại cáp dùng làm dây văng nhng hầu hết đợc
chế tạo từ thép cờng độ cao.
- Cáp: là một bó dây mềm, dễ uốn, chỉ chịu kéo, không
chịu đợc uốn, nén.
- Thép thanh : các thanh có đờng kính lớn,chiều dài hạn
chế.
- Thép sợi: là sợi thép dài,đờng kính nhỏ, chỉ chịu kéo
không chịu uốn, nén.
- Tao cáp: là tổ hợp nhiều sợi thép quấn quanh một sợi
đơn làm lõi tạo ra tiết diện hình trụ tròn.
- Cáo kín: giống tao cáp nhung các sợi thép ở các lớp ngoài
có tiết diện hình thang và hình chữ z ép kín vào nhau.
- Bó cáp: là tổ hợp nhiều tao cáp quấn quanh một lõi là
một tao hoặc một bó cáp nhỏ.

- Cáp có sợi song song : là bó các sợi thép đặt song song
theo hinh chữ nhật, hình lục giác hoặc hình tròn.
Chọn các loại cáp cho CDV cần dựa vào lực kéo đứt khả
năng chịu mỏi ,cũng nh các yêu cầu về chế tạo, lắp đặt,
thi công và yêu cầu kinh tế cũng nh u tiên các vật liệu
sẵn có.
Tao cỏp :l cỏc bú gm cỏc si thộp cng cao ng kớnh t 4.5-7mm
Qun xon c mt hay nhiu lp quanh mt mt si thộp nm chớnh gia gi
l lừi mi lp cú vũng xon ngc nhau khi gõy tt nh vy
1+6=7,7+2*6=19,19+3*6=37 trong ú tao 7 si gm 1 si lừi v 6 si qun
xug quanh gi l tao n
-mi tao n s gm 7 si ng kớnh mi si t 4.5-7mm ng kớnh ngoi
cựng ca mi tao l 12.7,15.2 (vi loi tao ng kớnh 15.2 thỡ din tớch 1
tao s bng 140mm2)hin nay cỏc tao n c ch to nhiu nc vớ
d cỏc hóng VSL hay fressine ca phỏp


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

-bó cáp sẽ bao gồm các tao cáp quấn quanh một lõi có thể là tao cáp hay bó
cáp

- Mục đích của việc điều chỉnh là tạo ra một trạng thái biến dạng và nội
lực ngược với trạng thái do tải trọng gây ra để từ đó khắc phục được
độ võng do tĩnh tải và kéo theo hiệu quả về moomen uốn
- Trạng thái công trình trước khi căng kéo gọi là trạng thái xuất phát để
giảm khối lượng lắp ráp và căng kéo việc dieu chỉnh thường được áp
dụng luôn trong quá trình lắp đặt từng dây
Trạng thái xuất phát thường phụ thuộc vào biện pháp thi công
Vi dụ ở trường hợp thi công lắp hẫng thì trạng thái xuất phát se là trụ

tháp các đốt dầm ở nhịp biên và 2 dây gần trụ tháp,còn phương án
đúch hẫng thì trạng thái xuất phát có thể là trụ tháp 2 đốt đầu tiên đã
lắp và 2 dây đầu tiên
- Trạng thái hoàn chỉnh là trạng thái mong muốn của kêt cấu để nhằm
đạt được một số mục tieu như sau :
1 .cao độ các nút neo dây ở vị trí thích hợp nhất dưới tác dụng của tĩnh
tải
2 .biểu đồ moomen có lợi nhất duoi tác dụng của tĩnh tai1, tĩnh tải2
,hoạt tải và các tải trọng thứ cấp..giống dạng biểu đồ moomen của
dầm liên tục tựa trên các gối cứng
Có các biện pháp điều chỉnh nội lực như sau:
1. Tạo dầm có độ vồng ngược trong khi chế tạo
Biện pháp này vẫn thường dùng trong các kết cấu tĩnh định tạo
độ vồng ngược bằng cách chế tạo dầm hay chỉnh các mối nối


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

nhưng phương pháp này chỉ có ý nghía về tạo được hình dạng
kiến trúc chứ không điều chỉnh về nội lực do tĩnh tải
2. Điều chỉnh bằng cách căng kéo các dây văng
 Điều chỉnh bằng cách tạo các khớp tạm trong thi công
 Ưu điểm :việc bố trí các khớp tạm là khá đơn giản,khi bố trí các khớp




tạm tại các gối đàn hồi và gối cố định thì sẽ trở về kết cấu tĩnh định tại
các khớp tạm đó momen sẽ bằng 0 va chỉ xuất hiện moomen cục bộ
trong các khớp tạm đó

Nhược điểm :
do là mối nối chốt nó chỉ truyền được lực cắt mà không truyền được
moomen
việc tạo các mối nối ướt trên công trường là không nên nhất là khi áp
dụng thi công đúc hẫng
phạm vi áp dụng :chỉ thường dùng cho hệ khoang lớn còn hệ nhiều dây
nhiều nút việc bố trí kiểu này rất phức tạp
 điều chỉnh bằng cách căng kéo các dây
- việc căng chỉnh các dây có thể thực hiện trong quá trình thi công đúc
hẫng hay lắp hẫng hoặc sau khi xong toàn bộ mới tiến hành để nhằm
tạo ra trạng thái có lợi cho kết cấu
 ưu điểm :
- việc căng chỉnh bằng các điều chỉnh nội lực trog các dây văng tạo
nên cho kết cấu một trạng thái làm việc có lợi biểu đồ mô men của
kết cấu trở thành dạng dầm liên tục trên các gối cứng
- có thể áp dụng cho nhiều sơ đồ dây dây ít khoang nhỏ hay dây nhiều
khoang nhỏ,và hiện nay với việc phát triển của khoa học kỹ thuật thì
việc căng chỉnh các dây vằng không còn quá phức tạp
 cần các thiết bị phức tạp và đội ngũ kỹ thuật trình độ cao
 phạm vi áp dụng :đây là biện pháp điều chỉnh được dùng phổ biến
nhất hiện nay
 một số lưu ý khi căng chỉnh:
- để giảm số lượng thiets bị căng chỉnh cũng như công sức cần lưu
ý một số vẫn đề sau :


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

1. công tác căng chỉnh nên thực hiên nhiều đợt,mỗi đợt số dây căng
nên chọn thích hợp với thiết bị ví dụ nếu sơ đồ đối xứng thì có thể

căng một cặp
2. mỗi dây chỉ nên căng chỉnh một lần, việc vi chỉnh cũng nên hạn
chế một cách tổi thiểu bởi chỉ cần một sự thay đổi nhỏ cũng làm
thay đổi lực căng trong các dây còn lại do vậy khi điều chỉnh phải
lường trước được sự ảnh hưởng của các dây đến nhau
3. khi căng dây nào phải thay dây đó bằng một ngoại lực
4. mỗi dây sau khi căng xong sẽ tham gia làm việc như các phần
tửu trong kết cấu
5.trình tự căng kéo phải phù hợp với trình tự thi công

 chiều dài nhịp :
 chiều dài nhịp chính :theo các tài liệu thiết kế và các cầu
đã xây dựng thì chiều dài nhịp của cầu dây văng thường
được chọn trong khoảng 100-600m,hiện nay khi các công
nghệ thi công lắp hẫng và đúc hẫng ra đời có thể còn xây
được các nhịp lớn hơn,ngoài ra khi chọn còn nên dựa vào
điều kiện địa hình địa chất,thủy văn (vì nhịp chính phải
đảm bảo yếu tố thông thuyền ,mố trụ phải xây ở nơi có
địa hình thủy văn tốt,phụ thuộc vào loại dầm là thép hay
bê tông nếu như là dầm thép thì khả năng vượt của nhịp
chính sẽ tốt hơn
.. khi không có rằng buộc thì nên chọn cầu dây văng 3
nhịp bởi những ưu điểm nổi bật của nó
 chiều dài nhịp biên :chiều dài nhịp biên thường được xác
định dựa vào chiều dài nhịp và chiều dài khoang,số
khoang trong nhịp biên có thể lấy bằng một nửa trong


NGỌC HÒA CẦU HẦM48


nhịp chính như vậy ta sẽ được sơ đồ phân bố dây đối
xứng trong cầu phụ thuộc vào các yếu tố như sau:
- phù hợp công nghệ lắp hẫng hay đúc hẫng
- không tạo ra mô men uốn trong nhịp biên lớn
- có thể còn đảm bảo góc nghiêng của dây neo hợp lý nhất là
45 độ như vậy độ cứng của dây neo là lớn nhất nhưng như
vậy thì chiều dài nhịp biên sẽ rất ngắn không phù hợp với
cồng nghệ thi công do vậy chiều dài nhịp biên thường
được chọn sao cho góc ngiêng của dây văng đạt 22-25 độ
KL:như vậy theo kinh ngiệm tỷ lệ giưa x nhịp chính và nhịp
biên có thể lấy theo yếu tố kinh nghiệm như sau :
a, với sơ đồ dây văng 2 nhịp tỷ lệ nhịp chính và nhịp biên có
thể lấy =0.3-1
b, với sơ đồ cầu dây văng 3 nhịp không có dây văng nhịp
biên thì tỷ lệ có thể lấy 0.18-0.33
c, với sơ đồ 3 nhịp và nhịp biên có dây văng tỷ lệ có thể lấy
0.42-0.45
 chiều dài khoang :là khoảng cách giữa 2 điểm neo dây trên
dầm chủ,khi chọn sơ đồ cầu thường được gán với việc xác
định chiều dài khoang.chiều dài khoang sẽ ảnh hưởng đến các
yếu tố như :
- trị số momen uốn cục bộ trong phạm vi khoang dầm
- nội lực của dây văng
- công nghệ thi công dầm và dây
- độ an toàn của công trình khi dây có sự cố và tạo thuận
lợi khi sửa chữa thay thế dây
.chiều dài nhịp khoang có thể được lấy như sau :
1. đối với các khoang trung gian
 trường hợp thi công bằng lắp hẫng hay đúc hẫng
với dầm bê tông từ 5-10m

với dầm thép từ 8-15m
 trường hợp thi công bằng các biện pháp khác như chở nổi
hoặc lắp ráp có thể lấy lớn hơn


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

2. với các khoang giữa nhịp do không chịu lực dọc nên đối với dầm
thép có thể lấy lớn hơn các khoanh khác một chút,còn với các
dầm bê tông thì chỉ nên lấy bằng 0.7-0.8 các khoang trung gian
3. với các khoang gần trụ tháp có thế lấy gấp 2-3 lần các khoang
trung gian vì sao thì cũng chẳng biết
 chọn tiết diện và chiều cao dầm cứng
dầm cứng đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong CDV, ảnh
hưởng đến khả năng chịu tai độ ổn định,công nghệ thi công
va giá thành
về chọn tiết diện dầm cứng hay chiều cao phải đảm bảo các
điều kiện:
- đủ khả năng chịu lực như :lực dọc,mômen
- giá thành công trình thấp
- tỏa mãn các điều kiện biến dạng cục bộ và tổng thể của
công trình
- có hình dạng thoát gió tốt
 Diện tích tối thiểu của dầm chủ có thể được chọn như sau:
S> k* Smax/R
 về chọn chiều cao dầm chủ có thể chọn theo kinh ngiệm như
sau:
- hệ ba nhịp hai dàn dây h/l=1/100-1/300
- hệ hai nhịp hai dàn dây h/l=1/50-1/100
- hệ ba nhịp,một dàn dây h/L=1/50-1/70

Ngoài ra còn phải chú ý đến các yếu tố như đối với dầm hộp
chiều cao phải đảm bảo được không gian trong lòng hộp đủ
rộng và cao đê đảm bảo có thê tiến hành các coong tác lắp đặt
và tháo dỡ ván khuôn
Nhưng cũng không nên để chiều cao kiến trúc của dầm quá cáo
sẽ làm tăng chiều dài nhịp cầu dẫn
 chọn tiết diện cấu tạo của tháp cầu
 chiều cao tháp cầu :chiều cao tháp cầu ảnh hưởng đến góc
nghiêng của dây văng mà góc nghiêng của dây văng lại ảnh
hưởng đến độ cứng và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của kết cấu


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

hay còn có thể nói chiều cao tốt nhất của tháp cầu cần được
xác định từ điều kiện tổng quát của tháp,dầm và dây nhỏ nhất,
theo tính toán với góc nghiêng của dây neo từ 22-25 độ thì giá
thành chung của toàn cầu sẽ tốt nhất do vậy có thể chọn chiều
cao tháp theo điều kiện này,nếu chọn chiều cao tháp sao cho
góc nghiêng của dây văng nằm trong khoảng 45 độ thì sẽ có
độ cứng lớn nhưng tháp lại rát cao làm việc bất lợi vì nó làm
việc như thanh chịu nén uốn hơn nữa lại tăng kích thước vật
liệu
 tiết diện tháp cầu : tháp cầu chịu nén lệch tâm,mức độ nén
lệch tâm phụ thuộc vào sơ đồ liên kết giữa dây văng với tháp
cầu từ điều kiện đó ta sẽ tính được diện tích tối thiểu của
tháp,ngoài ra khi chọn tiết diện tháp cầu còn để ý đến các yếu
tố mỹ quan và thi công
 các dạng liên kết cảu tháp cầu
- tháp ngàm trực tiếp vào móng hoặc trụ cầu

- tháp liên kết khớp với dầm,dầm lại liên kết khớp với trụ
- tháp liên kết khớp với trụ hoặc móng
- tháp liên kết cúng với dầm,dầm lại liên kết khớp với trụ
- các bước tính toán như sau như sau:
1. chọn sơ đồ cầu
2. định trước các kích thước cơ ban của hệ : chiều dài các nhịp,chiều dài
khoang dầm, chiều cao tháp ,góc nghiêng của dây
3. dự kiến vật liệu,hình dạng và kích thước
4. xác định tải trọng và các tác động lên kết cấu
5. tính toán phân bố nội lực lên các bộ phận kết cấu
6. tính duyệt nếu không đạt chọn lại kích thước
- các phương pháp mô hình hóa kết cấu
1. mô hình theo phương pháp phẳng : khi mô hình sử dụng hệ số phân bố
ngang


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

 các dầm chủ được xem như các dàn phẳng khi mô hình có thể xem
như là kết cấu dạng thanh,các thanh dàn coi như làm việc độc lập
không xét đến bản mặt cầu…
 tháp cầu có thể được mô hình hóa như các cột trụ chịu nén uốn,hoặc
khung,liên kết ngàm hoặc khớp cố định trên đỉnh trụ,móng
 dây văng có thể mô hình như một thanh có khả năng chịu kéo,nén và
liên kết khớp trên dầm và tháp hoặc liên kết ngàm nhưng có độ cứng
chống uốn vô cùng bé vì xem như nó không chịu uốn
 ưu điểm :mô hình đơn giản
 nhược điểm :bỏ qua nhiều yếu tố và kết quả chỉ ở dạng gần đúng
 phạm vi áp dụng :khi tính toán thiết kế sơ bộ
2. mô hình không gian :

 các dầm chủ được mô hình như tấm kê trên các dầm dọc và dầm
ngang hay là hệ mạng dầm
 về dây văng tương tự như ở mô hình phăng
 về trụ tháp cũng tương tự như vậy
 ưu điêm :mô hình chính xác
 nhược điểm :quá trình mô hình và tính toán phức tạp
 phạm vi áp dụng :để tính toán lập phương án kỹ thuật và đối với
cầu một mặt phẳng dây độ cứng chống xoắn do mặt cầu và dầm
chủ chịu nên nhất thiết phải mô hình hóa bằng mô hình không gian
3. trong trường hợp để giảm khối lượng tính và thời gian tính toán có thể
mô hình tính toán từng phần

Dây văng được neo vào dầm chủ và tháp cầu với các góc nghiêng
khác nhau dưới tác dụng của tải trọng bản thân thì các dây văng bị


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

võng xuống theo dạng đường cong dây xích hay dạng đường cong
parapol (trường hợp là dây mềm)
khi chịu hoạt tải lực căng trong dây văng thay đổi ngoài chịu biến
dạng đàn hồi tuyến tính nó còn chịu thay đổi độ võng gây đàn hồi phi
tuyến
làm thay đổi biến dạng và nội lực trong toàn hệ,tính biến dạng do
đàn hồi tuyến tính sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như :
+ cường độ sử dụng của dây
+ chiều dài và góc nghiêng của dây
+tỷ lệ giữa hoạt tải và tĩnh tải
Phương trình đường cong cáp có thể có các dạng sau:
1. dạng phương trình đường cong dây xích : khi một dây mềm tiết diện

không đổi,vật liệu đồng nhất căng tự do trên 2 điểm dưới tác dụng
của tải trọng bản thân trên dọc chiều dài sẽ có dạng đường cong
dây xích,dạng đường cong này sẽ có dạng như sau :
2. dạng phương trình đường cong parapol :phương trình đường cong
dây xích khá phức tạp do vậy người ta đã nghĩ ra cách biến đường
cong dây xích thành phương trình đường cong parapol mà sai số
vẫn trong phạm vi cho phép người ta đã chứng minh được rằng khi
mà tỷ số f/l<0.15 có thể thay thế đường cong dây xích bằng các
đường cong parapol với sai số không đáng kể
- Mục đích của việc xét sự không duỗi thẳng của các dây văng nhằm
xét đến các biến dạng đàn hồi phi tuyến của dây không thẳng để từ
đó tính chính xác biến dạng và nội lực và suy ra các kết luận cần
thiết khi chọn các tham số thích hợp nhằm mục tiêu nâng cao độ
chính xác trong thiết kế dây văng
- Khi nào có thể bỏ qua sự ảnh hưởng của biến dạng phụ do dây
văng duỗi thẳng
+ với các cầu có chiều dài cầu <200m mà độ võng của dây văng rất
bé 0.2% độ võng đàn hồi
+ đối với các cầu có chiều dài nhịp lớn hơn 300m nhưng sử dụng
thép có cường độ lớn trên 800Mpa


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

+các cầu có chiều dài <200m và sử dụng các thép thanh cường độ
cao làm dây văng

 Đối với trụ tháp bằng thép : phương pháp đơn giản nhất là dùng
cần cẩu tháp để dựng cả tháp hoặc cẩu từng khối lắp ghép .các
cần cẩu tháp thường là loại có khả năng chịu tải 5-8 T và có thể

nâng cao đến 60m.các loại cần cẩu tháp tự nâng có chiều cao
lớn và tải trọng lương nâng lớn ví dụ như cái của Nga có chiều
cao 150m độ với 40m tải trọng khi độ với dưới 80 là 20 T, với các
tháp có chiều cao lớn có thể dùng cần cẩu trượt,với các tháp cầu
có chiều cao thấp tháp cầu có thể được lắp đặt ở tư thế nằm
sau đó dùng hệ tời múp dựng tháp kiểu quay nhờ một tháp
phụ,phương pháp này gọi là phương pháp cất vó trong trường
hợp này chân tháp thường được liên kết với trụ bằng khớp và
một đầu được gác trên đà giáo trụ tạm
 Đối với trụ tháp bằng bê tông do kết cấu nặng nề nên thường
được thi công toàn khối.vấn đề quan trọng nhât trong việc thi
công tháp cầu bằng bê tông là vấn đề ván khuôn và cấp bê tông
1. Công tác ván khuôn có 2 loại ván khuôn thương dùng
- Ván khuôn trượt : gồm một khung chịu lực bằng thép ôm quanh
một cột trụ và ván khuôn bằng thép bản dày khoảng 4-5mm tạo
thành một khối thống nhất,ván khuôn này sẽ còn bao gồm các
kích để nâng đỡ và kích đẩy ván khuôn.cơ cấu hoạt động khi
đổ bê tông tháp nếu bê tông ván khuôn phần bê tông đủ đông
cứng có thể kích trượt ván khuôn lên vị trí mới
 Ưu điểm:không tốn công tháo lắp các quá trình kích nâng
gần như là tự động,giảm được thời gian thi công và nhân
công


NGỌC HÒA CẦU HẦM48

 Nhược điểm :tồn tài lực ma sát lớn giữa bề mặt ván
khuôn và tháp cầu do vậy nó có thể gây ra những khuyết
tật như nứt,ngoài ra thi công theo phương pháp này đòi
hỏi trang thiết bị phức tạp chi phí đầu tư ban đầu cao

- Ván khuôn leo :có khung bằng thép , mặt ván khuôn là gỗ , phân
thành từng mảng lớn có dày 2 cm , bề mặt ván khuôn phủ một lớp
phooc – mica nhẵn . Thanh thép tăng cường theo chiều đứng là thép
vuông 40x60 mm , vành đai thép I100.Chiều cao một lần đổ bê tông
là 4 m , ván khuôn được phân thành 2 đoạn :
+ Đoạn chính cao 3,6 m .
+ Đoạn nối cao 0,4 m.
+ Các mảnh đoạn ván khuôn chính được chế tạo một
bộ , các mảnh ván khuôn nối được chế tạo 2 bộ.
Trình tự tháo lắp ván khuôn luân chuyển như sau : Khi đúc xong 1
đốt bê tông cao 4 m .Khi bê tông đạt cường độ quy định thì sẽ tiến
hành tháo ván khuôn . Tháo đoạn chính 3,6 m và đoạn nối dưới cao
0,4 m (nằm ở đốt bê tông đã đúc trước đó ), để lại đoạn nối phía trên
đỉnh vừa đúc.Lắp đặt đoạn nối dưới lên trên đoạn chính.
+ ưu điểm :loại ván khuôn này có thể chu chuyển tới 60 lần. Lực
tách ván khuôn chỉ bằng 1/10 ván khuôn thép. Sử dụng ban đầu
khoảng 8 – 9 lần không phải bôi trơn, mùa đông còn có khả năng
giữ nhiệt tốt,gần như không gây ma sát giữa ván trượt và khối đúc
2. Ở nước ta cần cẩu tháp thường có ở các công ty Cầu là của Liên Xô
cũ , trong đó cầu tháp KB401 với chiều cao móc lớn nhất là 60,6 m
và quan hệ giữa độ vươn và tầm với như sau :
STT Tầm với L (m)

Tải trọng Q (T)

1

5

2


25

13
8
Cần cẩu tháp có thể đứng cạnh tháp trên mặt đất, trên đảo hoặc trên
trụ tạm