Page Câu Hỏi Cầu Dây Văng Câu1.trình bày đặc điểm cấu tạo và, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi áp dụng cầu dây văng Đặc điểm cấu tạo cầu dây văng *Cầu dây văng gồm phân sau 1.dầm cứng:cũng loại kết cấu khác dầm chủ nơi đỡ mặt cầu tiếp nhận trực tiếp tải trọng từ xe cộ ,trong cầu dây văng dầm chủ không truyền tải trọng xuống phía thơng qua gối mà thong qua dây văng trụ tháp truyền tải trọng xuống kết cấu phía Về hình dạng:rất đa dạng mặt cắt chữ pi,mặt cắt hộp,nhưng tùy loại kết cấu để chọn dạng mặt cắt cho phù hợp ví dụ với cầu có chiều dài nhịp trung bình bề rộng cầu khơng lớn chọn dạng mặt cắt dạng hộp hay hình chư T kép…còn cầu mặt phẳng dây nên chọn dạng hình hộp hay dặng mặt cắt có khả chịu xoắn tốt ổn định với khí động… Về vật liệu:có thể bê tong cốt thép,bê tồn cốt thép DƯL,thép bê tong liên hợp,trên dầm chủ dầm ngang phải bố trí neo để neo dây văng 2.dây văng Được chê tạo từ tao cáp cường độ cao,từ sợi cường độ cao thép cường độ cao,các cáp văng nhận tải trọng phần từ dầm cứng truyền vào truyền lên trụ tháp,sự có mặt dây văng làm cho phân bố nội lực dầm hài hòa hơn,do làm cho mặt cắt dầm chủ cầu dây văng mảnh loại kết cấu cầu dầm thong thường,và tăng khả vượt nhịp Page Dây văng đầu neo vào trụ tháp đầu neo vào đàm chủ dầm ngang 3.trụ tháp:nhận tải trọng tư dầm cứng thong qua dây văng,và truyền xuống kết cấu phần Trong cầu dây văng trụ tháp có hình dạng đa dạng:hình chư H,hình chữ A,chữ Y Trụ tháp với sơ đồ bố trí dây văng yếu tố vơ quan trọng việc tạo nên tính thẩm mỹ kết cấu cầu dây văng, Vật liệu làm trụ:thường làm từ BTCT *nguyên lý làm việc: mặt học,cầu dây văng xem hệ giàn dây văng chịu kéo,dầm cứng chủ yếu chịu nén chủ yếu phù hợp với bê tong cốt thép.lực nén trước dầm cứng thành phần đẩy ngang dây văng truyền vào tác dụng tĩnh tải hoạt tải nên nói dầm cầu dây văng hệ tự ứng suất trước -bộ phận chịu lực chủ yếu cầu dây cáp dây xích đỡ mặt cầu dầm hay dàn.do theo quan điểm tĩnh học coi cầu treo hệ thống làm việc chung dầm (dàn) dây Từ ta có khái niệm cầu dây văng sau:cầu dây văng cầu dây xiên kết cấu gồm có dầm cứng tựa gối cứng mố trụ gối đàn hồi dây văng,dây văng dầm chủ tạo thành hệ khơng biến dạng hình học độ cứng cầu dây văng lớn cầu treo Page *ưu điểm cầu dây văng: • Về mặt chịu lực - dây văng làm việc chịu kéo túy nên sử dụng hết cường độ thép cường độ cao - dầm chịu nén nên áp dụng vật liệu bê tong cốt thép phù hợp - cầu dây văng có dầm tháp có độ cứng lớn chiều dài dây văng lại bé nên sơ đồ sơ đồ biến dạng nhỏ ,dầm chủ lại xem dầm cúng kê gối đàn hồi dây văng,và gối cứng mố trụ nên cầu dây văng hệ khơng biến dạng hình học nên độ cứng lớn nhiều so với cầu treo,việc tăng thêm gối đàn hối dây văng không làm tăng khối lượng dây lực nén dầm chủ làm giảm đáng kể mô men uốn dầm cứng đặc biệt tác dụng tĩnh tải mô men uốn gần khơng tăng khả vượt nhịp mà khối lượng vật liệu tăng khơng đáng kể • Về mặt thẫm mỹ cầu dây văng có tính đa dạng cao mà loại kết cấu có được,tính đa dạng thể số điều sau: chiều dài nhịp có Page thể từ hàng chục đến hàng ngìn mét,có thể nhịp hay nhiều nhịp,tùy vào sơ đồ bố trí dây văng mà ta có cầu khác nhau… -có kiên trúc đẹp,so với dạng kết cấu khác cầu dây văng thường có tính thẫm mỹ cao hơn,do thường lấy làm biểu tượng vùng miền • Về mặt thi cơng -phù hợp với nhiều cơng nghệ thi cơng ví dụ thi cơng đà giáo cố định hay lao kéo dọc,cũng thi cơng đúc hẫng cân bằng(đặc biệt công nghệ thi công đúc hẫng cân ) Có thể nói tóm gọn ưu điểm cầu dây văng sau: Ưu khả chịu lực,hợp lý công nghệ thi cơng,tính đa dạng sơ đồ kết cấu,tính thẩm mỹ học cao dần trở thành dạng kết cấu ưa chuộng nhiều nước giới *nhược điểm Mặc dù cầu dây văng có nhiều ưu điểm có nhược điểm sau -độ cứng nhỏ so với cầu dầm cầu vòm -mực độ thơng thống xe chạy bị giảm mặt phẳng dây -hệ mặt cầu cho đường xe chạy có cấu tạo nặng nề làm tăng tĩnh tải kết cấu *phạm vi áp dụng:thường áp dụng cho cầu nhịp lớn yêu cầu thẩm mỹ cao,cũng áp dụng cho cầu nhịp nhỏ (chỉ khoẳng vài chục mét) lúc chi phi cơng tác thi cơng lại khó khăn loại kết cấu khác Page -do hợp lý mặt thi cơng nên cầu xây văng xây dựng nhiều loại địa hình như: sơng sâu,núi cao,qua thung lũng,hay cầu đương sắt cầu đường sắt thường thiết kế nhịp nhỏ,khi thiết kế cầu dây văng cho khu vực miền núi nơng thơn thường áp dụng nhịp nhỏ tải trọng thường bé yêu cầu công nghệ thi công nhanh chóng đơn giản khơng cần nhiều thiết bị phức tạp (loại cầu dây văng nhịp có biên ngắn có nhịp dẫn phù hợp với điều này) Phạm vi nhịp hợp lý (200-500)m thực phạm vi áp dụng cầu dây văng k* Smax/R Page 26  chọn chiều cao dầm chủ chọn theo kinh ngiệm •  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 Ngồi phải ý đến yếu tố dầm hộp chiều cao phải đảm bảo khơng gian lòng hộp đủ rộng cao đê đảm bảo có thê tiến hành coong tác lắp đặt tháo dỡ ván khuôn Nhưng không nên để chiều cao kiến trúc dầm cáo làm tăng chiều dài nhịp cầu dẫn chọn tiết diện cấu tạo tháp cầu chiều cao tháp cầu :chiều cao tháp cầu ảnh hưởng đến góc  nghiêng dây văng mà góc nghiêng dây văng lại ảnh hưởng đến độ cứng tiêu kinh tế kỹ thuật kết cấu hay nói chiều cao tốt tháp cầu cần xác định từ điều kiện tổng quát tháp,dầm dây nhỏ nhất, theo tính tốn với góc nghiêng dây neo từ 22-25 độ giá thành chung tồn cầu tốt chọn chiều cao tháp theo điều kiện này,nếu chọn chiều cao tháp cho góc nghiêng dây văng nằm khoảng 45 độ có độ cứng lớn tháp lại rát cao làm việc bất lợi làm việc chịu nén uốn 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 dây văng với tháp cầu từ điều kiện ta tính diện tích tối thiểu tháp,ngoài chọn tiết diện tháp cầu để ý đến yếu tố mỹ quan thi công dạng liên kết cảu tháp cầu - tháp ngàm trực tiếp vào móng trụ cầu - tháp liên kết khớp với dầm,dầm lại liên kết khớp với trụ - tháp liên kết khớp với trụ móng Page 27 - tháp liên kết cúng với dầm,dầm lại liên kết khớp với trụ - bước tính tốn sau sau: chọn sơ đồ cầu định trước kích thước ban hệ : chiều dài nhịp,chiều dài khoang dầm, chiều cao tháp ,góc nghiêng dây dự kiến vật liệu,hình dạng kích thước xác định tải trọng tác động lên kết cấu tính tốn phân bố nội lực lên phận kết cấu tính duyệt khơng đạt chọn lại kích thước - phương pháp mơ hình hóa kết cấu mơ hình theo phương pháp phẳng : mơ hình sử dụng hệ số phân bố ngang  dầm chủ xem dàn phẳng mơ hình xem kết cấu dạng thanh,các dàn coi làm việc độc lập không xét đến mặt cầu…  tháp cầu mơ hình hóa cột trụ chịu nén uốn,hoặc khung,liên kết ngàm khớp cố định đỉnh trụ,móng Page 28  dây văng mơ có khả chịu kéo,nén liên kết khớp dầm tháp liên kết ngàm có độ cứng chống uốn vơ bé xem khơng chịu uốn  ưu điểm :mơ hình đơn giản  nhược điểm :bỏ qua nhiều yếu tố kết dạng gần  phạm vi áp dụng :khi tính tốn thiết kế sơ mơ hình khơng gian :  dầm chủ mơ kê dầm dọc dầm ngang hệ mạng dầm  dây văng tương tự mơ hình phăng  trụ tháp tương tự  ưu điêm :mơ hình xác  nhược điểm :q trình mơ hình tính tốn phức tạp  phạm vi áp dụng :để tính tốn lập phương án kỹ thuật cầu mặt phẳng dây độ cứng chống xoắn mặt cầu dầm chủ chịu nên thiết phải mơ hình hóa mơ hình khơng gian trường hợp để giảm khối lượng tính thời gian tính tốn mơ hình tính tốn phần Page 29 Dây văng neo vào dầm chủ tháp cầu với góc nghiêng khác tác dụng tải trọng thân dây văng bị võng xuống theo dạng đường cong dây xích hay dạng đường cong parapol (trường hợp dây mềm) chịu hoạt tải lực căng dây văng thay đổi ngồi chịu biến dạng đàn hồi tuyến tính chịu thay đổi độ võng gây đàn hồi phi tuyến làm thay đổi biến dạng nội lực tồn hệ,tính biến dạng đàn hồi tuyến tính phụ thuộc vào yếu tố : + cường độ sử dụng dây + chiều dài góc nghiêng dây +tỷ lệ hoạt tải tĩnh tải - Phương trình đường cong cáp có dạng sau: - dạng phương trình đường cong dây xích : dây mềm tiết diện không đổi,vật liệu đồng căng tự điểm tác dụng tải trọng thân dọc chiều dài có dạng đường cong dây xích,dạng đường cong có dạng sau : dạng phương trình đường cong parapol :phương trình đường cong dây xích phức tạp người ta nghĩ cách biến đường cong dây xích thành phương trình đường cong parapol mà sai số phạm vi cho phép người ta chứng minh mà tỷ số f/l