Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 35 Giới thiệu ý tởng thiết kế cầu dây văng nhịp cong KS. Đỗ Minh Dũng Tổng Công ty T vấn thiết kế GTVT Dịch từ An Innovative Curved Cable-Stayed Bridge Structural and Seismic DesignBy Abolhassan Astaneh-Asl, Ph.D., P.E. (Principal Investigator); Sung-Wook Cho and Mahmoud Hachem, Formerly Graduate Students Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Berkeley; The architectural design by R. Gary Black, Professor of Architecture, UC-Berkeley Giới thiệu Bài viết này giới thiệu một trong số các ý tởng thiết kế một cây cầu mới thay thế cầu Bay phía Đông (East Bay Crossing) thuộc tuyến cầu qua vịnh San Francisco-Oakland (San Francisco-Oakland Bay Bridge - SFOBB). Điểm táo bạo của ý tởng mà nhóm nghiên cứu thiết kế đa ra đó là phơng án kết cấu cầu dây văng một mặt phẳng dây với dầm cong và tháp cầu dạng một cột nghiêng đặt lệch trên phơng ngang. Mặt cắt ngang kết cấu nhịp cầu có dạng dầm hộp thép có các vách ngăn (multi-cell steel box girder) và mặt cầu bê tông liên hợp. Cột tháp cầu bằng thép có mặt cắt dạng nhiều khoang, trong đó, khoang lõi đợc dành cho thang máy và cầu thang bộ, các khoang phía ngoài đợc lấp đầy bằng bê tông cờng độ cao tạo ra sự làm việc liên hợp, đảm bảo khả năng chịu tải và độ cứng của cột tháp. Móng cột tháp là móng nông đặt vào tầng đá gốc. Để thiết kế và mô phỏng sự làm việc của kết cấu dới tác dụng của động đất, nhóm nghiên cứu thiết kế cũng đã tiến hành các tính toán theo thời gian phi đàn hồi. Bài viết cũng giới thiệu các vấn đề có liên quan đến thiết kế kiến trúc, địa chấn, địa kỹ thuật và thiết kế kết cấu, đồng thời cũng đề cập đến thiết kế chống động đất và sự đáp ứng động đất của cầu dây văng nhịp cong. Tóm tắt quá trình thiết kế phơng án Vào năm 1989, trận động đất Loma Prieta đã gây ra các h hại lớn đến các công trình và các cơ sở dịch vụ giao thông dân dụng ở miền Bắc bang California (Mỹ). Trận động đất cũng đã làm sụp đổ một đoạn mặt cầu dài 17m (50ft) của cầu Bay phía Đông (East Bay Crossing), dẫn đến việc cầu không thể khai thác trong thời gian một tháng để khôi phục, sửa chữa. Tuyến cầu qua vịnh San Francisco- Oakland gồm hai cầu: East Bay và West Bay. Vị trí của hai cầu trên tuyến đợc thể hiện trên hình 1. Cầu East Bay hiện tại dài khoảng 2743.2m (9000ft) nối đảo Yerba Beuna với bờ phía Đông của vịnh San Francisco. Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 36 Sau trận động đất, một nhóm các nhà nghiên cứu của trờng Đại học tổng hợp California, Berkeley đứng đầu là ông A. Astaneh-Asl, đã tiến hành một nghiên cứu về động đất đối với cầu East Bay. Nghiên cứu đã xác định khu vực có khả năng nhạy cảm động đất và kiến nghị chiến lợc gia cờng chống động đất. Sau đó, Sở giao thông California (California Department of Transportation - Caltrans) đã tiến hành thiết kế trong phòng một biện pháp gia cờng đối với cầu East Bay. Đầu năm 1997, bang California, Chủ đầu t và khai thác cầu, đã công bố việc gia cờng chống động đất của các nhịp cầu East Bay sẽ tốn khoảng 900 triệu đô la. Chính quyền bang cũng công bố kế hoạch thay thế một cầu mới với chi phí vào khoảng 1 tỷ đô la. Cầu xây mới sẽ có kết cầu dầm hộp bê tông cốt thép thông dụng đặt trên các trụ nạng chống dạng chữ T (Tee bents). Để xem xét các vấn đề liên quan đến việc gia cờng hay thay thế cầu và cũng để khuyến nghị cho chính quyền bang về dạng kết cấu nhịp cầu xây mới, một nhóm nghiên cứu thiết kế cầu East Bay (Bay Bridge Design Task Force) đã đợc thành lập. Các thành viên của nhóm chủ yếu đợc lựa chọn từ các công chức và các nhà lập chính sách giao thông của bang. Nhóm nghiên cứu thiết kế sau đó cũng đã thành lập một ban cố vấn thiết kế công trình (Engineering and Design Advisory Panel - EDAP) để hỗ trợ cho nhóm nghiên cứu thiết kế trong việc đề xuất thiết kế cho nhịp phía Đông của cầu Bay. EDAP đã khởi thảo và ban hành Các chỉ tiêu thiết kế (Design Criteria) áp dụng cho việc thiết kế mới cầu East Bay. Kết cấu nhịp cầu đợc đề cập ở đây là một trong số các thiết kế đợc đề xuất và đợc thể hiện trên các hình vẽ 2,3 và 4. Đây là các hình vẽ đợc mô phỏng bằng kỹ thuật số. Các vấn đề về địa kỹ thuật, địa chấn và môi trờng khu vực cầu đuợc đề cập trong các phần dới đây. Hình 1. Cầu West Bay và East Bay hiện tại Hình 2. Phơng án cầu East Bay Thiết kế kiến trúc của phơng án cầu đề xuất Việc lựa chọn dạng kết cấu dây văng có cột tháp đơn nhằm đảm bảo sự thống nhất và tôn trọng kiến trúc của các cầu Cổng Vàng (Golden Gate) và cầu Bay phía Tây (West Bay Crossing) trong tổng thể tuyến cầu San Francisco-Oakland Bay. Đồng thời, cây cầu cũng là một công trình kỷ niệm và có vai trò nh là cửa ngõ Oakland và các thành phố khác của vịnh phía Đông. Do vậy, cây cầu phải có sự khác biệt với các cây cầu hiện hữu nh là một mốc chuyển thiên niên kỷ tơng tự nh cầu Golden Gate và cầu West Bay trên tuyến cầu Bay Bridge là những điểm mốc của thế kỷ 20. Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 37 Hình 3. Phơng án cầu đề xuất nhìn từ phía Tây Bắc Hình 4. Phơng án cầu đề xuất nhìn từ phía Tây Kết cấu nhịp cong đợc treo trên các cáp văng, cột tháp nghiêng để tạo cân bằng xét cả trên phơng diện kết cấu lẫn cảnh quan - về lực với trọng lợng của mặt cầu và hoạt tải xe chạy. Phơng án kết cấu của cầu xuất phát từ ý tởng nhịp treo của các cầu Golden Gate và West Bay và phát triển trên cở sở thay đổi các kích thớc hình học. Tại các cầu này, việc bố trí cáp trên hai phơng để đỡ kết cấu nhịp và truyền lực xuống móng trụ tháp và mố neo. Theo phơng án cầu cong, cáp tạo lực căng kéo theo ba phơng đỡ kết cấu nhịp, truyền lực xuống tháp và nhịp neo - đóng vai trò nh là dây néo trên mặt cầu. Kiến trúc cột tháp thể hiện chính xác những diễn biến lực về mặt kết cấu. Mặt cầu có bố trí phần đờng cho xe đạp và ngời đi đợc cách biệt với phần đờng cho làn xe cơ giới bằng gờ chắn và lan can bảo vệ. Thiết kế kết cấu và dộng đất Địa hình khu vực Tại khu vực cầu, bề mặt đá gốc nằm sâu khoảng 120.0m (400ft) dới mặt nớc. Phía trên lớp đá gốc là lớp đất bồi tích dày từ 90ữ120.0m (300 to 400 ft) và trên cùng là lớp bùn vịnh(Bay Mud). Chiều sâu của lớp bùn này thay đổi đáng kể trong khu vực cầu. Vấn đề địa chấn Vị trí cầu mới (xem hình 5) nằm giữa hai đứt gẫy hoạt động nhất của vùng Bắc California: đứt gẫy Hayward và San Andreas. Trong trận động đất Loma Prieta, A. Astaneh-Asl và các cộng sự (1992) đã tiến hành một nghiên cứu toàn diện về tính nhạy cảm động đất của cầu East Bay hiện tại. Thuộc số các nghiên cứu này, vấn đề động đất của khu vực cũng nh hoạt động của các đứt gãy Hayward và San Andreas cũng đã đợc Bolt và Gregor xem xét(1993). Kết quả nghiên cứu đã cho thấy phát triển vận động nền đất của tổng thể khu vực. Hình 6 thể hiện phổ hởng ứng gia tốc để tạo diễn biến gia tốc theo thời gian áp dụng trong thiết kế tính toán và phân tích phi đàn hồi của phơng án cầu đề xuất. Cờng độ vận động nền đất tại đảo Yerba Beuna Island chỉ xuất hiện trong phạm vi chu kỳ rất ngắn là 0.5 giây, do thực tế là đảo Yerba Beuna Island là một khu vực xuất lộ đá. Chính vì vậy, vị trí đặt cột tháp trong thiết kế phơng án cầu đề xuấ đợc lựa chọn đặt trên đảo Yerba Beuna. Cũng vì lý do đó, trên suốt chiều dài cầu East Bay, phơng án đề xuất cũng chỉ thiết kế một cột tháp đặt tại đảo này, nơi chiều sâu lớp đá gốc là hợp lý xét về góc độ kinh tế. Hình 5. Khu vực vịnh và các đứt gãy chính Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 38 Hình 6. Phổ dùng để xác định diễn biến gia tốc Việc nghiên cứu các tuyến cầu khác nhau đã đợc tiến hành. Nếu lựa chọn một tuyến cầu thẳng, nhịp chính của cầu sẽ nằm đúng vị trí lòng kênh bùn đợc tạo ra từ thời tiền băng giá. Con kênh này có tên là Temescal thuộc vùng East Bay. Một trong số các lý do lựa chọn tuyến cầu cong là ý định tạo một vành chắn đối với kênh Temescal Young Bay và hơn nữa để cầu đợc tựa trên một địa tầng vững chắc hơn. Một số u điểm nữa của phơng án cầu cong đó là tính mỹ quan và ổn định của kết cấu và chiều dài cầu ngắn hơn, đồng thời ít ảnh hởng tới môi trờng hơn. Vị ttí cầu đề xuất nằm ở rìa phải của đảơ Yerba Beuna Island (hình 7). Các tuyến cầu hiện tại, tuyến cầu thay thế do Caltrans đa ra và tuyến cầu cong đề xuất đợc thể hiện trên hình 8. Hình 7. Đảo Yerba Beuna và vị trí cầu Hình 8. Các phơng án tuyến Kết cấu nhịp chính Vị trí cầu đề xuất và phần nhịp treo của của cầu Bay thể hiện tại hình 2. Phơng án cầu (Hình 3, 4, 9 và 10) gồm hai phần: (i) kết cấu nhịp dây văng cong bằng thép dài 548.64m (1,800ft) đặt trên đảo Yerba Beuna với cột tháp cầu đơn bằng thép cao, bề rộng cầu đủ để bố trí 10 làn xe (5 làn cho mỗi hớng); và (ii) tuyến cầu dẫn dài khoảng 2590m (8,500ft) nối cầu chính với trạm thu phí đặt phía bờ Oakland. Việc lựa chọn thép là vật liệu chính của cầu có các u điểm sau đây: - Tính dẻo của thép cho phép các thiết kế kết cấu nhịp cong và tháp nghiêng tạo dáng thanh mảnh và sự làm việc ổn định về mặt kết cấu và chống động đất. - Kết cấu nhịp cong cũng rút ngắn đợc chiều dài nhịp, giảm chi phí thi công, duy tu bảo dỡng, chi phí nhiên liệu và thời gian thông qua trong suốt 150 năm khai thác cầu. Chiều dài cầu ngắn cũng giảm nhẹ các ảnh hởng xấu tới môi trờng khu vực vịnh. Trọng lợng kết cấu nhẹ, chỉ vào khoảng 50% so với kết cấu bê tông, cho phép giảm chi phí xây dựng cũng nh là giảm ứng lực do dộng đất trong kết cấu. Vật liệu thép chịu đợc các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, sử dụng cho phơng án cầu đề xuất, chống đợc ăn mòn và giảm chi phí cho việc sơn cầu. Việc sơn phủ bề mặt phía ngoài kết cấu, nhằm mục đích tạo mỹ quan công trình, cũng phải có độ bền tối thiểu 40 năm và có thể dài hơn trong môi trờng của vịnh East Bay. Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 39 Hình 9. Mô hình tính toán cầu Hình 10. Mô hình phân tích kết cấu cầu. Kết cấu móng Bằng việc đặt móng cột tháp cầu trên nền đá gốc của đảo Yerba Beuna Island, kích thớc móng đã đợc đợc giảm thiểu. Thêm nữa, lực động đất truyền tới kết cấu nhịp thông qua cột tháp cũng giảm đáng kể so với lực truyền từ kết cấu giếng chìm và móng cọc. Trong bớc thiết kế ý tởng này, móng cầu dự kiến đợc đào trần trong đá sau khi thi công phần đáy móng các khoang của hệ móng sẽ đợc lấp đầy bằng bê tông có bố trí các cốt thép cục bộ, nếu cần. Hệ móng là các khoang thép dợc lấp đầy bằng bê tông. Các khoang thép đợc nhô lên trên đỉnh móng và là bệ trụ của cột tháp. Khối cột tháp đầu tiên sẽ đợc nối với phần chờ sẵn này và các phần tiếp theo của cột tháp sẽ đợc tiếp tục thi công lên phia trên. Cột tháp nghiêng Trong bớc thiết kế ý tởng này, cột tháp dự kiến dùng loại bê tông cốt thép liên hợp. Mặt cắt ngang cột tháp là những khoang thép lấp đầy bằng bê tông có chừa vị trí lõi tháp cho các thiết bị phục vụ khai thác và thang máy. Phía chịu kéo, mặt cắt của tháp thu nhỏ và bố trí nhiều thép hơn phía chịu nén có mặt cắt rộng hơn để khai thác khả năng chịu nén của bê tông. Trụ biên nhịp chính dây văng dạng nạng chống Trụ biên nhịp chính dây văng dự kiến dùng dạng nạng chống chữ U. Bố trí gối Gối trụ biên đợc bố trí cho phép chuyển vị tự do theo phơng dọc (tiếp tuyến với đờng cong) và không cho phép chuyển vị trên phơng ngang (bán kính đờng cong). Gối cầu cho phép chuyển vị xoay theo cả hai phơng đứng và ngang. Ngoài ra, tại trụ biên có bố trí kết cấu neo hệ dầm mặt cầu xuống đỉnh trụ. Mục đích của việc neo giữ là để chống chuyển vị xoắn tại trụ biên. Trong trờng hợp các tính toán chi tiết hơn cho thấy cần thiết phải bố trí giảm chấn, các thiết bị này sẽ đợc bố trí để khắc phục chuyển vị trên phơng dọc. Tại vị trí cột tháp có bố trí gối cầu cố định theo cả hai phơng dọc và ngang nhng cho phép chuyển vị xoay trên hai phơng đứng và ngang. Tơng tự trụ biên, tại trụ tháp cũng bố trí hệ neo giữ nhịp cầu xuống trụ. Kết cấu nhịp cầu Kết cấu nhịp đề xuất bằng thép mặt cắt ngang dạng hộp thép có nhiều vách ngăn và bố trí cong trên phơng ngang, đợc đỡ bằng các cáp văng neo vào cột tháp nghiêng (hình 5 và 6). Mặt cầu xe chạy bằng bê tông cốt thép nhẹ đỡ bởi các dầm dọc phụ và các dầm ngang. Tại phần giữa hộp, phần bản bê tông nhẹ đợc cấu tạo liên hợp với bản thép. Ngoài phạm vi đó, bản bê tông nhẹ đợc cấu tạo liên hợp trực tiếp với thành hộp và bản đáy hộp thép. Việc bố trí gối cầu đã đợc đề cập ở trên. Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 40 Khe co dãn Khe co dãn đợc bố trí tại hai trụ biên của nhịp dây văng. Đối với phần cầu dẫn, tuỳ thuộc thiết kế cuối cùng của kết cấu nhịp, có thể bố trí các khe co đãn, nếu cần. Cáp văng Cáp văng của cầu là loại có đờng kính 0.6" mạ kẽm và bọc HDPE. Để khống chế hiện tợng dao động của cáp dới tác dụng động học gió, các giảm chấn bằng cao su hoặc thuỷ lực sẽ đợc lắp đặt tại vị trí neo mặt cầu, nếu cần. Do yêu cầu kiến trúc không xem, xét bố trí các cáp néo phụ. Vật liệu thép Thép dùng cho cầu là loại thép có khả năng chịu những điều kiện khắc nghiệt (high- performance weathering steel). Loại thép này đã đợc sử dụng thành công ở Mỹ và ở bang California nói riêng từ những năm 1960. Loại thép này có đặc tính cơ bản là không cần sơn phủ. Tuy nhiên, nếu do yêu cầu về mỹ quan, loại sơn có độ bền 40 năm sẽ đợc sử dụng và tính vào chi phí công trình. Loại thép này cũng có cờng độ chịu lực cao hơn các loại thép thông thờng khác và điều quan trọng hơn là nó có tính dẻo cao hơn. Cờng độ cao hơn cũng là có nghĩa là hiệu quả kinh tế cao hơn và tính dẻo cao cũng dẫn tới sự làm việc của kết cấu tốt hơn nhiều dới tác dụng của lực động đất. Thiết kế kết cầu và chống động đất Cầu đợc thiết kế chịu đợc tác động của tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng nhiệt độ thay đổi và tải trọng động đất có cờng độ phá hoại tới 7.3 của đứt gẫy Hayward gần đó. Tổ hợp tải trọng đợc xét đến trong thiết kế bao gồm: (a) tĩnh tải, hoạt tải theo AASHTO-LRFD, và; (b) tĩnh tải, hoạt tải và vận động nền đất do động đất của đứt gẫy Hayward. Tải trọng gió không đợc xét đến trong các tổ hợp tải trọng thiết kế với lý do khu vực gần hai đứt gẫy này, tổ hợp tải trọng động đất là tổ hợp khống chế đối với toàn bộ hệ thống kết cấu cầu. Tuy nhiên, các tác động cục bộ do gió có ảnh hởng đến hình dạng kết cấu nhịp cũng nh dao động của dây văng sẽ đợc xem xét tính toán. Do dạng kiến trúc kết cấu mới, trong giai đoạn thiết kế chi tiêt cần tiến hành thí nghiệm hầm gió. Các tính toán tĩnh và động học kết cấu đã cho thấy sự làm việc của kết cấu nhịp cong dây văng là ổn định và có thể khống chế đợc dới tác dụng của trọng lực, tải trọng gió, động đất và các tác động tổ hợp của các tải trọng này. Các tác động do gió (flutter và vortex shedding) theo tính toán là không lớn. Có đợc kết quả này là nhờ hình dạng khí động học của mặt cắt ngang dầm hộp thép (hình 6) và kết cấu cong đợc có gối đỡ dạng kiềng ba chân (tripod). Hình 11 thể hiện ứng suất tại bản trên hộp thép do trọng lực. Trong thiết kế hệ mặt cầu, tất cả các vị trí đặt hoạt tải đã đợc xem xét. Do trên cầu có hoạt tải rất lớn, hơn 280,000 xe/ngày, có rất nhiều kịch bản kẹt xe trên các làn khác nhau. Vì vậy, có thể cần tiến hành các tính toán kết cấu cầu trong trờng hợp đầy tải, nhng các hoạt tải cục bộ đợc bố trí trong trờng hợp gây ra ứng lực xoắn và mô men uốn lớn nhất. Các tính toán đã cho thấy khi hoạt tải đợc chất trên tất cả các làn phía Tây (nửa phần trên của nhịp cong) và không có hoạt tải trên các làn phía Đông (nửa phần dới của nhịp cong) ứng lực trong kết cấu là lớn nhất. Hình 11 thể hiện ứng suất trong trờng hợp chất tải này. ứng suất tổ hợp không vợt quá ứng suất chảy của thép kết cấu là 480 MPa (70 ksi). Hình 11. ứng suất bản trên dầm hộp thép do trọng lực Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 41 Hình 12. Bốn dạng dao động dầu của kết cấu Tổ hợp tĩnh tải và hoạt tải đề cập ở phần trên đợc xét đến trong các tính toán động đất. Các tính toán này đợc tiến hành thông qua mô hình đàn hồi của nhịp chính cũng nh 3 nhịp dẫn phía đờng đắp và kích thích dao động trên ba phơng (three components of base excitations). Trong mô hình tính toán của dầm hộp, hệ mặt cầu gồm các bản thép, mặt cầu bê tông và đợc mô hình hoá nh là các phần tử vỏ mỏng (shell elements), và các sờn tăng cờng cứng cho phần tử vỏ mỏng là các phần tử dầm-cột. Kết cấu móng, đợc đặt trong đá gốc đợc mô hình hoá nh là liên kết ngàm. Tuy nhiên, sau khi có các số liệu địa chất, trong các tính toán chi tiết dựa trên các tính chất tĩnh và động học của đá, đặc biệt tại vị trí cột tháp, cần nghiên cứu kỹ hơn về tơng tác giữa móng và đất nền để có đợc các trị số độ cứng và ma trận đàn hồi dùng cho việc mô hình hoá móng trụ tháp. Hình 12 thể hiện bốn dạng dao động đầu của kết cấu nhịp cầu cong dây văng. Dạng dao động lớn là dạng 3, chủ yếu là dao động dọc. Dạng 4 là dạng bất lợi thứ hai. Dạng dao động này chủ yếu theo phơng ngang (phơng bán kính của đờng cong). Chuyển vị của đỉnh tháp theo phơng x - dọc và y - ngang đợc thể hiện trên hình 13. Hình 13. Quỹ đạo chuyển vị của chân và đỉnh tháp Tỉ lệ độ lệch lớn nhất (chuyển động ngang/chiều cao) tại đỉnh tháp vào khoảng 1.45%. Lực ngang tại mố đợc thể hiện trên hình 14. Hình 14. Diễn biến lực tại mố theo thời gian Trình tự thi công Một trong những vấn đề đợc quan tâm xem xét trong khi thiết kế cầu nhịp lớn đó là trình tự thi công. Trình tự thi công của kết cấu nhịp cầu cong đợc thể hiện trên hình 15. Sau khi đào móng cột tháp tại đảo Yerba Beuna, tiến hành thi công bệ móng bê tông cốt thép. Bớc tiếp theo là lắp đặt các khối cột tháp chế tạo sẵn. Các khối này là các đoạn hộp thép đợc lắp ghép với nhau bằng bu lông tại hiện trờng. Cùng với việc thi công cột tháp lên cao, các khối dầm mặt cầu cũng đợc lắp dựng đồng thời về hai phía của tháp. Các khôi dầm sẽ đợc neo giứ vào cột tháp bằng các dây văng. Điều chính yếu là quá trình thi công tháp và dầm phải đồng bộ sao cho khi phần trên cùng của tháp đợc lắp dựng thì các khối dầm cuối cùng ở hai phía nhịp cũng đợc thi công xong. Cùng với việc thi công lắp dựng cột tháp và dầm, công tác thi công mặt cầu bê tông cũng đợc tiến hành dần ra hai phía từ cột tháp. Cũng trong thời gian đó, bê tông cũng đợc bơm vào các khoang phía ngoài của thân cột tháp. Công việc cuối cùng là điều chỉnh cáp dây văng để có đợc độ vồng yêu cầu của nhịp. CÇu – HÇm KSTK * sè 4 - 2004 42 Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 43 Thay cho lời kết Kết cấu nhịp cong dây văng giới thiệu ở đây có các đặc điểm sau: (i) Nhịp chính đề xuất là kết cấu cong dây văng có cột tháp nghiêng đặt tại vị trí đỉnh đờng cong. Độ nghiêng của cột tháp và bán kính đờng cong đợc tính toán đảm bảo dới tác dụng của trọng lực, trọng tâm của toàn bộ kết cấu nhịp chính đi qua tim móng cột tháp, tạo ra sự cân bằng ổn định của cầu. (ii) Tháp nghiêng đóng vai trò nh là một khối cân bằng đa trọng tâm của toàn bộ cầu xuống móng cột tháp. Do vậy, dới tác dụng của trọng lực, kết cấu nhịp ở trạng thái cân bằng ổn định. (iii) Do kết cấu nhịp cong, các dạng dao động khống chế khác biệt khá lớn với các cầu có nhịp thẳng khác. Dạng dao động xoắn không khống chế đối với kết cấu nhịp cầu dạng cong này. Nguyên nhân là ở chỗ, hệ mặt cầu cong là một kết cấu 3 chiều đợc đỡ tại 3 vị trí: cột tháp, và hai trụ biên. Do vậy, kết cấu làm việc nh là một kiềng 3 chân dới tác dụng của các tải trọng động và khá ổn định dới tác dụng của dao động xoắn. (iv) Sự làm việc của kết cấu cầu dới tác dụng của động đất với cờng độ 7.3, chủ yếu ở trạng thái đàn hồi. Vận động của đất nền áp dụng trong tính toán đợc mô phỏng động đất lớn nhất (Maximum Credible Earthquakes) bắt nguồn từ đứt gẫy Hayward ở gần đó khi nó hoạt động. (v) Trình tự thi công cầu cũng đã đợc nghiên cứu xem xét và đề xuất. Theo trình tự này, sau khi thi công xong móng cột tháp kết cấu nhịp cầu sẽ đợc mọc ra từ móng, không gây xáo trộn đến môi trờng cảnh quan của khu vực đảo Yerba Beuna, nơi đặt cột tháp. Tham khảo AASHTO. (1994). "AASHTO LRFD bridge design specification". American Association of State Highway and Transportation Officials. AASHTO. (1999). "AASHTO LRFD bridge design specification". American Association of State Highway and Transportation Officials. Astaneh-Asl, A., Bertero, V., Bolt, B., Mahin, S., Moehle, J. and Seed, R. (1989). "Preliminary report on the seismological and engineering aspects of the October 17, 1989 Santa Cruz (Loma Prieta) earthquake', Report, UCB/EERC -89/14, Univ. of California, Berkeley. Astaneh-Asl, A. (1990). "Damage to San Francisco Oakland Bay Bridge" Report to the Governor's Board of Inquiry on Loma Prieta Earthquake, Dept. of Civil and Env. Engrg., Univ. of California, Berkeley. Astaneh-Asl, A. (1992a). "Seismic studies of the San Francisco-Oakland Bay Bridge." Proc., 10th World Conf. on Earthquake Engrg., Association Espaủola de Ingenierớa Sớsmica, Madrid, Spain. Astaneh-Asl, A.(1992b). "Seismic retrofit concepts for the Bay Bridge." Report to California Dept. of Transportation, Dept. of Civil and Env. Engrg., University of California, Berkeley. Astaneh-Asl, A. (1994). "Seismic retrofit concepts for the East Bay Crossing of the San Francisco-Oakland Bay bridge." Proc.,, Fifth US National Conf. On Earthquake Engrg. Earthquake Engineering Research Institute, Chicago, Illinois. Astaneh-Asl, A. (2001) " Seismic retrofit concepts for the east spans of the San Francisco Bay bridge", Proc. Structural Faults and Repair-2001, Commonwealth Institute, London. Astaneh-Asl, A., McMullin, K., Wang, K., and Suharwardi, i. (1993). "Seismic condition assessment of the East Bay crossing of the San Francisco-Oakland Bay Bridge, Volume 6: Three-dimensional elastic time-history dynamic analyses." Report No. UCB/CEE- Steel- 93/08, Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Berkeley. Astaneh-Asl, A. (1997). "The steel curved cable-stayed bridge designs: 1. The sloped tower design and; 2. The vertical tower design." Report No. UCB/CEE-Steel- 97/05, Department of Civil and Environmental Engineering University of California, Berkeley. Astaneh-Asl, A. and Ravat, S. (1998). "Cyclic behavior and seismic design of steel H-piles." Report No. UCB/CEE-Steel- 98/01, Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Berkeley, May. V nhiu ti liu khỏc. . Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 35 Giới thiệu ý tởng thiết kế cầu dây văng nhịp cong KS. Đỗ Minh Dũng Tổng Công ty T vấn thiết kế GTVT Dịch từ An Innovative. đến thiết kế kiến trúc, địa chấn, địa kỹ thuật và thiết kế kết cấu, đồng thời cũng đề cập đến thiết kế chống động đất và sự đáp ứng động đất của cầu dây văng nhịp cong. Tóm tắt quá trình thiết. cáp dây văng để có đợc độ vồng yêu cầu của nhịp. CÇu – HÇm KSTK * sè 4 - 2004 42 Cầu Hầm KSTK * số 4 - 2004 43 Thay cho lời kết Kết cấu nhịp cong dây văng giới thiệu