HiÖp héi T- vÊn X©y dùng ViÖt Nam - VECAS Héi th¶o øng dông khoa häc c«ng nghÖ trong ppt

HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

Đề tài

Thiết kế Cầu vòm
ống thép nhồi bê tông đông trù

Giới thiệu chung

CNĐT: Nguyễn Trung Hồng
Trần Quốc Bảo
và nhóm thiết kế TTTH

Cầu Đông Trù v-ợt qua sông Đuống nằm trong tổng thể dự án Quốc lộ 5 kéo
dài. Đây là công trình có khối l-ợng lớn và tập trung của dự án, là một công trình
cầu lớn của Thủ đô Hà Nội. Vì các lý do trên, ngoài việc nghiên cứu sơ đồ kết cấu
đảm bảo khả năng chịu lực, có các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hợp lý, ứng dụng tiến
bộ KHKT và tính thẩm mỹ kiến trúc cao.
Cầu Đông Trù bao gồm các hạng mục công trình chính nh- sau:
- Cầu chính có khẩu độ lớn, đảm bảo thông thuyền trên sông Đuống.
- Cầu dẫn v-ợt ra ngoài hai đê sông Đuống là đê quốc gia, đảm bảo thoát
n-ớc.
- T-ờng chắn hai đầu cầu.
-

ph-ơng án thiết kế công trình

1.1. Nguyên tắc bố trí sơ đồ nhịp và lựa chọn loại hình kết cấu
Các nguyên tắc là cơ sở để so sánh các ph-ơng án.

Ã
Ã
Ã
Ã
Ã
Ã

Kết cấu phải có tính thẩm mỹ cao, hài hoà với cảnh quan môi tr-ờng đô thị, ứng dụng
công nghệ mới, đạt đ-ợc các chỉ tiêu kinh tế hợp lý.
Thoả mÃn các yêu cầu kỹ thuật của tuyến và cầu về các mặt trắc dọc, trắc ngang, tĩnh
không.
Phù hợp với việc xây dựng và tổ chức giao thông trên tuyến quốc lộ 5 kéo dài theo quy
hoạch.
Chiều cao t-ờng chắn hợp lý, đảm bảo đ-ờng đầu cầu không gây chia cắt quá mức
cảnh quan khu đô thị.
Thuận tiện, đơn giản trong thi công và duy tu bảo d-ỡng, rút ngắn thời gian thi công.
Tận dụng nhiều nhất trang thiết bị thi công sẵn có trong n-ớc.

1.2. Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật
-

Quy mô : vĩnh cửu.
Hoạt tải thiết kế đ-ờng bộ HL-93.
Hoạt tải thiết kế đ-ờng sắt: đ-ờng sắt nhẹ đô thị, tải trọng trục T-14
Bề rộng mặt cầu 2x(0.25+2+3+2x0.5+3x3.75+2x0.5+4.5+0.5)=23.5m.
Tần suất lũ thiết kế cầu P=1%.
Cầu nằm trong vùng động đất cấp 8.

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 1/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
1.3. Phương án kết cấu
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện thiết kế cơ sở, Nhóm thiết kế đà đề
xuất một số ph-ơng án để so sánh, trong đó có ph-ơng án cầu dầm hộp BTCT DƯL
đúc hẫng, cầu Extradosed, cầu vòm ống thép nhồi bê tông có thanh căng. Trên cơ sở
đề xuất của TVTK, Chủ đầu t- là UBND thành phố Hà Nội đà quyết định chọn
ph-ơng án vòm ống thép nhồi bê tông có thanh căng để thực hiện TKKT với các
thông số chủ yếu nh- sau:
-

-

Sơ đồ nhịp: 5x50+5x50+80+120+80+3x50+4x50m.
Tổng chiều dài cầu đến đuôi hai mố là 1140m.
Kết cấu nhịp cầu chính: Vòm ống thép nhồi bê tông (80+120+80)m chạy
d-ới có sử dụng thanh giằng. Khoảng cách các thanh treo ~5m. Chiều
rộng cầu 2x26,8m
Kết cấu nhịp cầu dẫn: Dầm hộp thi công tại chỗ trên đà giáo bằng BTCT
DƯL khẩu độ 50m, chiều cao dầm không đổi h = 2.75m Các bó cáp dự
ứng lực trên ph-ơng dọc cầu nằm hoàn toàn trong bê tông. Khổ cầu
2x23.5m.
Trụ cầu chính: trụ BTCT trên nền móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính 2m,.
Trụ cầu dẫn: trụ BTCT trên nền móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính 1.5m.

Trong đó kết cấu vòm ống thép nhồi bê tông là kết cấu mới ứng dụng tại Việt
Nam. Ngoài ra, cầu dẫn là dầm hộp BTCT DƯL cũng có điểm khác biệt do chiều

rộng cầu lên tới 23,5m.
Trong quá trình thực hiện thiết kế cầu Đông Trù, nhúm thit k ó nghiên cứu
và giải quyết các vấn đề đặc biệt sau:
- Về qui mô: Nằm trong tuyến đường đô thị của Hà Nội địi hỏi tính mỹ thuật
cao có qui mơ mặt cắt ngang lớn ~ 55 m bao gồm hai cầu riêng biệt mỗi cầu 3
làn xe cơ giới, 1 làn xe thô sơ, 1 làn người đi bộ, và một tuyến đường sắt đô
thị đi qua cầu với tải trọng thiết kế lớn.
- Về quy trình, quy phạm: hiện chưa có Tiêu chuẩn thiết kế và Tài liệu hướng
dẫn thiết kế phù hợp cho cầu vòm thép nhồi bê tông .
- Về tải trọng: Đây là kết cấu cầu đường bộ kết hợp với đường sắt đòi hỏi giải
quyết nhiều chi tiết, cấu tạo đặc biệt.
- Về kết cấu: Cơng trình áp dụng kết cấu mới, phức tạp, cơng nghệ thi cơng địi
hỏi khắt khe về kỹ thuật, trình độ và công nghệ. Hệ thống chịu lực chủ yếu
của cầu chính là ống vịm thép nhồi bê tơng cần có các giải pháp kỹ thuật,
cơng nghệ cho thiết kế và thi công hợp lý.
- Về thiết kế:
+ Công tác điều chỉnh cáp dự ứng lực dọc cầu chính phải chia làm nhiều
lần và xác định ngay từ bước thiết kế để kiểm toán phù hợp với từng
giai đoạn thi cụng.

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 2/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
+ Kt cu ng thộp rt nhy cm với biến dạng, các yêu cầu cao với ổn
định tổng thể và cục bộ của cơng trình do kết cấu phần trên chủ yếu là
thép là chủng loại kết cấu thường có độ mảnh lớn và việc mất ổn định

của cơng trình phải xét tới hàng đầu.
+ Cơng trình sử dụng nhiều bộ phận bằng thép như cáp dự ứng lực ngồi,
ống thép do đó cần thiết phải thiết kế các biện pháp bảo vệ chống gỉ phù
hợp và an toàn.
+ Mặt cắt ngang dầm BTCT DƯL rộng tới 23,5m nên cần nghiên cứu cấu
tạo và tính tốn thiết kế theo phương ngang
- Về phương án thi công: trong thi công vẫn phải đảm bảo thông thuyền trên
sông Đuống và không vi phạm vào khoảng không quản lý của sân bay Gia
Lâm.
ThiÕt kÕ cÇu chÝnh

1.4. Giíi thiƯu kÕt cÊu èng thép nhồi bê tông
1.4.1 Các loại kết cấu ống thép nhồi bê tông
Ct thộp bờ tụng liờn hp c nh nghĩa như là kết cấu chịu nén hoặc có thể
thép được bọc trong bê tông hoặc bê tông nhồi trong ống thép. Tùy thuộc các
chủng loại và hình dạng có thể chia ra làm 3 loại cột liên hợp thường dùng trong
xây dựng như sau.
- Loại 1: Thép kết cấu (cốt cứng) đựợc bọc bằng bê tông ( a,b,c)
- Loại 2: Bê tông nhồi trong hộp, ống thép.(f,g,i)
- Loại 3: Hn hp hai loi trờn.(d, h)

Hình 1. Các dạng kết cấu ống thép nhồi bê tông
Loi 1: ỏp ng y đủ các yêu cầu kỹ thuật về phòng cháy, đơn giản khi cần
tăng cường độ bằng cách thêm cốt thép ở lớp bê tơng ngồi.Tuy nhiên việc kiểm
tra và sử lý kết cấu thép bên trong không thể thực hiện.Chủng loại kết cấu này
phù hợp cho các cơng trình chịu động đất lớn với tác tải trọng ngang lặp.
Loại 2: Ống thép nhồi bê tông được sử dụng nhiều trong các trụ cầu mà ở đó
phải chịu tải trọng va xe, các vành cầu vịm, cột nhà cao tầng.....khơng nhất thit
cú ct thộp bờn trong.
Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 3/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
Loi 3: Cú tớnh nng chng chỏy cao và có được các ưu điểm của hai chủng
loại kết cu trờn.
1.4.2 Đặc điểm làm việc của kết ống thép tròn nhồi bê tông chịu nén

Hình 2. Trạng thái ứng suất của cấu kiện
ống thép tròn nhồi bê tông chịu nÐn
Trong c¸c bé phËn cđa kÕt cÊu èng thÐp nhåi bê tông khi chịu lực dọc trục có
các thành phần ứng suất nh- sau:
c
- Trong bê tông: ứng suất nén dọc trục s cB và áp lực ngang s r .
- Trong èng thÐp: øng suÊt däc trôc s zs và ứng suất tiếp s qs .
Nguyên nhân xuất hiện áp lực ngang s r lên bê tông và ứng st tiÕp s qs trong
èng thÐp lµ do hƯ sè nở ngang của hai loại vật liệu này khác nhau, trong đó hệ số
nở ngang của bê tông luôn lớn hơn của thép ở mọi giai đoạn làm việc. áp lực
ngang s r lên bê tông không cho phép bê tông tự do phát triển biến dạng theo
ph-ơng ngang và tạo ra trạng thái ứng suất ba chiều trong bê tông. ở trạng thái
chịu lực ba chiều, khả năng chịu lực dọc trục của bê tông tăng lên đáng kể. Đây
chính là đặc điểm chịu lực quan trọng nhất của kết cấu ống thép nhồi bê tông.
1.4.3 Ưu điểm của kết cấu ống thép nhồi bê tông
Kt cu ng thộp nhồi bê tơng có một số điểm lợi thế vượt trội so với kết cấu
thép hoặc bê tông cốt thép và kết cấu bê tông cốt cứng. Sự làm việc đồng thời và
ứng suất phân bố theo các hướng trong mặt cắt đạt tới mức tối ưu. Vỏ thép bên
ngoài chịu kéo và chịu uốn tốt, đồng thời độ cứng của kết cấu ống thép nhồi bê
tông cũng tăng do mô đun đàn hồi của vỏ thép lớn hơn bê tông nhiều, cường độ

chịu nén của bê tông cũng tăng đáng kể do có hiệu ứng bó chống nở hơng của
ống thép, bê tông bên trong làm giảm khả năng mất ổn định cục bộ vỏ thép. Hiệu
ứng bó bê tơng của tiết diện hình trịn lớn hơn rất nhiều so với vỏ thép dạng hộp
chữ nhật chính vì vậy hình dạng trịn thơng thường hay được áp dụng nhiều hn.
Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 4/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

ng thộp nhi bờ tụng c tớnh toỏn và thiết kế như là một kết cấu liên hợp
gồm ống thép và lõi bê tông cùng làm việc. Khi chịu cùng ứng suất như nhau thì
vật liệu bê tơng nhồi trong ống thép có những ưu điểm chính như sau:
-

Có cường độ chịu lực cao với kích thước nhỏ và kinh tế.
Đơn giản trong liên kết với các kết cấu khác.
Khả năng chịu biến dạng dẻo và đảm bảo đặc tính dẻo của kết cấu.
Giảm mất ổn định cục bộ thường xẩy ra ở các kết cấu thép.
Thuận lợi trong thi công chế tạo và lắp đặt.
Kết cấu thép có thể đựợc nghiên cứu tăng vào các vị trí cần thiết.
Bê tông trong ống chịu nén cao hơn do có ống thép bên ngồi.
Thường thiết kế chống cháy cho bê tông không cần đề cập tới do nằm trong
thép.
- Không cần ván khuôn, đà giáo trong thi công.
- Thông thường kết cấu thép nhồi bê tơng có độ giảm chấn cao hơn so với kêt
cấu thép do đó tốt hơn trong các cơng trình ở vùng động đất.
1.4.4 øng dụng kết cấu ống thép nhồi bê tông

Với những -u điểm trên cùng với đặc điểm chịu lực tốt hơn kết cấu bê tông cốt
thép, kết cấu ống thép nhồi bê tông đà đ-ợc ứng dụng khá rộng rÃi trong xây
dựng các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, công trình cột đ-ợc dây
tải điện. Trong xây dựng công trình giao thông, kết cấu ống thép nhồi bê tông
đ-ợc ứng dụng tr-ớc hết vào trụ cầu, đặc biệt cho các cầu nằm trong vùng động
đất, sau đó đ-ợc ứng dụng vào kết cấu cầu vòm là kết cấu chủ yếu chịu nén dọc
trục.
Cầu vòm sử dụng kết cấu ống thép nhồi bê tông đà đ-ợc xây dựng tại Liên xô
(cũ) từ những năm 1930 với 2 cầu khẩu độ 140m qua sông Ixet và 101m qua
sông Neva. Trong thời gian từ 1990 đến nay, cầu vòm ống thép nhồi bê tông
đ-ợc phát triển mạnh tại Trung Quốc với nhiều loại hình kết cấu nh- vòm chạy
trên, chạy giữa, chạy d-ới, kết cấu có hoặc không có thanh căng. Tại Việt Nam
cũng đà xây dựng xong 3 cầu vòm ống thép nhồi bê tông trên đ-ờng Nguyễn
Văn Linh - thành phố Hồ Chí Minh nh-ng đều do t- vấn n-ớc ngoài thiết kế. Các
tổ chức T- vấn trong n-ớc chỉ có TEDI b-ớc đầu thực hiện thiết kế loại hình kết
cấu này.
1.5. Nghiên cứu thiết kế cầu Đông Trù
1.5.1 Nghiên cứu lựa chọn về sơ đồ kết cấu
a. Lựa chọn sơ đồ bố trí nhịp
Cu vũm thộp nhi bờ tông Đông trù được thiết kế trong giai đọan nghiên cứu
khả thi với các chủng loại cầu vòm chạy dưới và chạy giữa, tuy nhiên do điều
kiện địa hình, thơng thuyền... tư vấn thiết kế đã chọn phương án vòm chy di.

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 5/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

Chng loi thanh ging chõn vũm cú hai phương án: thép hộp hoặc cáp dự
ứng lực giằng chân vịm, do cáp dự ứng lực có lợi thế trong thi cơng, điều chỉnh
nội lực, kết hợp với trình độ công nghệ chống gỉ hiện nay tư vấn thiết kế đã đề
xuất và chọn cáp dự ứng lực.
Về bố trí chung trong nghiên cứu khả thi dùng 3 vòm 80+120+80 m riêng biệt
nghĩa là 3 vịm khơng có liên hệ với nhau là 3 nhịp giản đơn. Tuy nhiên qua tính
tốn và phân tích thấy rằng khi liên tục lại việc ổn định và chịu lực của toàn bộ
kết cấu được nâng cao hơn chính vì vậy tư vấn thiết kế đã chọn phương án 3
vòm liên tục.
b. Lùa chän ph-ơng trình đ-ờng tim vòm
Vic la chn phng trỡnh ng tim vịm có ý nghĩa rất lớn trong khai thác,
thơng thường cầu vịm thép nhồi bê tơng hoặc các cơng trình cầu vịm khác
thường chọn đường cong tim vịm là đường cong parabol bậc 2 hoặc bậc 4 và
đường cong dạng dây xích. Các đường cong này có đường cong áp lực khá trùng
với đường cong tim vịm.
Phương trình đường cong dây xích được thể hiện qua cơng thức sau:

y=

h
(cosh kx - 1)
m

Trong đó
-x =

x
,
L1

- k = ln(m + m - 1)
- L1=1/2 chiều dài nhịp
- Hệ số m có thể lấy từ 1.2 đến 1.8.
Cầu vịm Đơng trù sử dụng cơng thức parabol bậc 2 với phương trình tim vịm
như sau:
f
y = 4 2 x( L - x)
L
Trong đó
f đường tên vịm,
L=chiều dài nhịp, tỉ lệ f/L=1/4
2

1.5.2 Nghiªn cøu lựa chọn các cấu tạo chủ yếu
a. Mặt cắt ngang vành vòm
Cú nhiu chng lai mt vnh vũm, mt ct có thể là hình chữ nhật, hình
vng, hình trịn…. Mỗi vành vòm bao gồm hai, ba, bốn hoặc nhiều hơn các ống
thép nhồi bê tơng. Cầu Đơng trù có khẩu độ không quá lớn bởi vậy để đơn giản
trong thi công chế tạo và lắp đặt mặt cắt ngang vành vịm được lựa chọn có
dạng số 8, hai ống thép liên kết với nhau thông qua bản thép.
Nhãm thiÕt kÕ Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 6/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

Cu ụng Trự chn chiu cao vnh vũm H=3m cho vòm giữa nhịp 120 m và
H=2.5m cho vòm biên nhịp 80m, như vậy mặt cắt có tỷ lệ:

- Đối với nhịp 120 m H/L=3/120=1/40.
- Đối với nhịp 80 m H/L =2.5/80 =1/32
Có sự khác nhau khi chọn tỉ lệ giữa nhịp chính và nhịp biên do ứng suất trong
vành vịm nhịp 80m ở phía ngồi cùng của kết cấu liên tục.
Tỉ lệ giữa đường kính ống thép (D) và chiều cao vành vịm (H) là
D/H=1/2.11÷1/2.67, cầu Đơng Trù chọn đường kính ống thép 1200 mm cho vịm
giữa nhịp 120 m và 1000mm cho vòm biên nhịp 80m, như vậy mặt cắt có tỷ lệ
- Nhịp 120 m D/H=1.2/3.0=1/2.5
- Nhịp 80 m H/L =1/2.5
b. Lùa chän chiỊu dµy èng thÐp
Thép kết cấu dùng cho dự án phù hợp với tiêu chuẩn AASHTO M270M
Grade 345W hoặc ASTM A709M grade 345W có giới hạn chảy tối thiểu
fy=345 Mpa.Ống thép của vành vòm nhịp 120 m yêu cầu tối thiểu t>17.8mm và
ống thép vành vòm nhịp 80m t>15mm.
Trong thiết kế đã sử dụng t=18mm cho cả hai loại kết cấu nhịp nêu trên.
v1

v1a

880

1000

1500

650

16

500

2500

906
18

s2

16

1047

1200

v5

1800

v2

800
16

600

3000

16

18

740

18

s5

18

880

1000

1200

1047

s1

s1a

Mặt cắt ngang vành vòm nhịp 120m
Mặt cắt ngang vành vũm nhp 80m
Hình 3. Mặt cắt vành vòm cầu Đông Trù
c. Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ cáp treo
H thng cáp treo được thiết kế với hệ số an toàn cao tuy nhiên hệ thống dầm
ngang , dàm dọc bản mặt cầu liên kết với vịm chủ yếu thơng qua hệ thống cáp
treo, bởi vậy ngoài hệ số an toàn cao cáp treo phải được xem xét và bố trí nhằm
đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu trong thi công và khai thác, bảo dưỡng thay
thế. Trong cầu Đông Trù đã sử dụng hệ thống cáp treo kép nhằm đáp ứng được

các yêu cầu về thay cáp và tổ hợp tính tốn đứt cáp, đây là điểm khác biệt so với
một số cơng trình tương tự đã thi cơng v khai thỏc.

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 7/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
Bc cỏp treo phi c la chn cn cứ vào kích thước vành vịm đã lựa
chọn ở trên để bố trí đầu neo, khả năng cẩu lắp dầm ngang và bản mặt cầu. Bước
cáp treo không thể lựa chọn quá dài do sẽ làm tăng kích thước cáp, trọng lượng
các kết cấu lắp ghép, cũng không thể quá ngắn vì sẽ làm tăng số lượng cáp treo.
Cầu Đơng Trù có mặt cắt ngang lớn nên đã giới hạn trọng lượng cẩu lắp dầm
ngang khoảng 100T, phù hợp với khả năng thi cơng hiện nay để từ đó lựa chọn
bước cáp treo là 5m.
d. Nghiªn cøu lùa chän kÕt cÊu gi»ng ngang
Vịm thép nhồi bê tơng riêng, vịm nói chung chịu nén cao bởi vậy việc tính
tốn ổn định trong và ngồi mặt phẳng vịm rất cần thiết và bắt buộc nhất là vành
vịm thép nhồi bê tơng có độ mảnh lớn, mặt cắt ngang vành vịm hình số 8 có độ
cứng trong mặt phẳng vịm lớn hơn rất nhiều so với độ cứng ngồi ngồi mặt
phẳng vịm thường hệ số mất ổn định ngồi mặt phẳng vịm khơng đạt yêu cầu,
có hai cách để tăng hệ số ổn định này một là tăng độ cứng cảu bản thân vành
vòm, hai là dùng các thanh giằng ngang nhằm giảm chiều dài tự do của vành
vòm, trong thiết kế đã bổ sung các giằng ngang trên vòm dạng chữ K, số lượng
và độ cứng các giằng ngang liên kết hai vành vịm phụ thuộc độ ổn định của tồn
bộ kết cấu vịm trong thi cơng và khai thác. Cấu tạo của các giằng ngang này là
hệ giàn thép không nhồi bờ tụng.
11500

11500

700
700

40
0

1100

0
40

332
7'

700

ống thép , t=8mm

3325

2725

2725

2725

2725

2725

2725

3325

Hình 4. Cấu tạo liên kết ngang
1.5.3 Nghiªn cøu lùa chän vËt liƯu
a. ThÐp kÕt cÊu
Thép kết cấu phù hợp với tiêu chuẩn ASTM A709 grade 345W, hoặc tương
đương phải phù hợp với các tiêu chuẩn về hàn của AASHTO, ASTM hoặc tương
đương về thép kết cấu cầu hàn được. Mô đun đàn hồi 200 000 Mpa, hệ số dãn nở
nhiệt 11.7 x 10-6 mm/mm/oC
- Giới hạn bền Fu= 485 MPa
- Giới hạn chảy Fy= 345 Mpa
Thép kết cấu được hàn theo tiêu chuẩn ANSI/AASHTO/AWS D1.5 Bridge
Welding Code.
b. Bê tông
Cng chu nộn tr trũn 28 ngày tuổi đối với:
- BT nhồi vành vòm, chân vòm : f'c=50 MPa
- Dầm ngang, dầm dọc
: f'c=40MPa
Nhãm thiÕt kÕ Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 8/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

- Bn mt cu
: f'c=30MPa
c. Cáp treo và cáp giằng chân vòm
Cỏp treo dựng loi bú si song song cường độ cao F 7mm đựoc sử dụng làm
các bó cáp treo phù hợp tiêu chuần ASTM A421/ASTM A421M, “Standard
Specification for uncoated Stress-Relieved Steel Wire for Prestressdd Concrete”.
- Giới hạn bền: f’s = 1655 MPa
- Giới hạn chảy: f’y = 0.9*f’s (cáp có độ tự chùng thấp)
- Mơ đun đàn hồi:
E=200 000 MPa ± 5% .
Tao cáp bọc Epoxy được dùng cho cáp giằng chân vòm phù hợp tiêu chuẩn
ASTM A822/ASTM A822M
- Giới hạn bền: f’s = 1860 MPa
- Giới hạn chảy: f’y = 0.9*f’s (cáp có độ tự chùng thấp)
- Mô đun đàn hồi:
E=197 000 MPa ± 5% .
1.5.4 Nghiên cứu hệ thống chông gỉ
Vit nam nm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, mơi trường khắc nhiệt, nóng
và độ ẩm cao bởi vậy hệ thống chống gỉ cho kết cấu phải được quan tâm hàng
đầu.
a. Chèng gØ cho thÐp kÕt cÊu
Chống gỉ cho thép kết cấu
Kết cấu chịu lực chủ đạo của cầu là kết cấu thép, cáp cường độ cao. Biện pháp
chống gỉ cho thép kết cấu đang được nghiên cứu và áp dụng vào công trình này:
Các bề mặt thép của vành vịm sau khi xử lý được bảo vệ bằng hệ thống sơn 3
lớp có tổng chiều dày 200mm:
- Lớp sơn trong dùng loại sơn Epoxy tổng hợp giàu kẽm (Epoxy Organic
Zinc Rich – EPZ) dày 100mm.
- Lớp sơn giữa dùng loại sơn Acrylic Waterborne dày 50mm.
- Lớp sơn trang trí dùng loại sơn Acrylic Waterborne dày 50mm.

Yêu cầu về sơn lớp ngoài cùng có tuổi thọ tối thiểu 25 đến 30 năm và sau đó
phải sơn lại với chu kỳ 8 năm một lần.
b. Chống gỉ cho các bó cáp treo và cáp giằng
Hệ thống chống gỉ cho các bó cáp treo được thực hiện tai công xưởng khi chế
tạo cáp và neo bao gồm mạ kẽm các sợi thép cường độ cao F7mm sau đó các sợi
cáp này được quấn chặt và tạo thành bó cáp được bọc trong hai lớp nhựa HDPE
bảo vệ, ngoài ra từ mặt cầu lên cao 2.5 m được bảo vệ chống các tác động cơ
hoặc khác có thể làm hỏng các bó cáp treo.
Hệ thống bảo vệ cáp giằng chân vòm: các tao cáp gồm 7 sợi đường kính danh
định 15.2mm được duỗi ra và phun bọc một lớp keo epoxi sau đó được bọc một
lớp nhựa HDPE chế tạo theo phương pháp ép đùn. Các tao cáp này sẽ tạo thành
các bó cáp và tất cả được đặt trong ống HDPE bảo vệ. Về nguyên tắc có cấu tạo
như cáp dự ứng lực ngồi.
Nhãm thiÕt kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 9/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
1.6. Nghiên cứu hệ thống quy trình và các tải trọng áp dụng
1.6.1 Quy trình - quy phạm thiÕt kÕ
Hiện nay qui trình thiết kế riêng cho cầu vịm thép nhồi bê tơng chưa có, Tổng
cơng ty TVTK GTVT đã soạn thảo và đưa ra một tiêu chuẩn thiết kế áp dụng
riêng cho dự án này, mục đích của tập tiêu chuẩn dùng để thiết lập các chuẩn
dùng trong tính tốn, phân tích thiết kế cầu Đơng Trù thuộc dự án đường 5 kéo
dài phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế ngành 22 TCN 272 –01 có tham khảo các
tiêu chuẩn khác như AASHTO LRFD, tiêu chuẩn châu Âu EC...., một số tiêu
chuẩn, qui trình, qui phạm của Trung Quốc.
Về cơ bản tiêu chuẩn này tuân thủ theo qui trình thiết kế cầu đã ban hành, có

đưa thêm một số điểm mà trong tiêu chuẩn ngành chưa rõ và một số thay đổi so
với qui trình thiết kế cầu hiện hành.
1.6.2 T¶i träng
a. Tĩnh tải
- Bê tơng cốt thép thường lấy bằng: 2500 kg/m3
- Bê tông trong ống thép vành vịm: 2400 kg/m3
b. Tải trọng đường sắt đơ thị
Đây là tải trọng mới và chưa có trong qui trình sau khi xem xét một số tải
trọng của Châu Âu, Nhật, Trung Quốc Tư vấn thiết kế dự kiến đưa tải trọng của
đồn tàu đường sắt đơ thị gồm 4 đến 6 toa tàu với tải trọng như sau:
2.36

10.4

2.20

14 T

14T

2.20

14 T

2.36

14T

- Tốc độ lớn nhất 80 km/h
- Khổ đường 1435 mm.

c. Hệ số xung kích
Do khơng có tài liệu chun ngành có thể tham khảo tính hệ số xung kích
theo qui phạm 79 trang 242:
Đối với vịm rỗng : 1+m = 1 + 15(1+0.4 l/f)/(100+ l )
- l = chiều dài chất tải (m)
- l = khẩu độ vòm
- f = đường tên vòm
Giả thiết chất tải 100 % chiều dài nhịp
- Đối với vòm 120 m : 1+m= 1.18
- Đối với vòm 80 m : 1+m = 1.22
Nếu chất tải ½ nhịp
- Đối với vịm 120 m : 1+m = 1.24
Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 10/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
- i vi vũm 80 m : 1+m = 1.28
Do kết cấu là vòm đặc các hệ số này có thể cịn nhỏ nữa vì vậy trong mọi
trường hợp lấy hệ số xung kích 1+m = 1.25 để tính tốn với các tổ hợp tải trọng
loại trừ tổ hợp tính mỏi (1+m = 1.15).
d. Tải trọng động đất
Thiết kế động đất cho cầu dựa trên thiết kế theo trạng thái tới hạn đặc biệt:
- Hệ số gia tốc nền: Số liệu của các cơng trình khu vực Hà Nội như cầu
Vĩnh Tuy, Cầu Phù Đổng, Cầu Thanh Trì nằm trong vùng Động đất cấp
8 có hệ số gia tốc nền A = 0.17g trong đó g là gia tốc rơi tự do=9.81 m/s.
- Mức độ quan trọng của cơng trình: Cơng trình cầu cầu thiết yếu.
- Chủng loại đất nền:Đất nền loại II hệ số S =1.2

Biểu đồ phổ tiêu chuẩn được dùng trong tính tốn
Response Spectrum
0.45

Spectral Data (m/s2)

0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Period (s)

e. Tải trọng thay cáp treo
Cần xét tới tổ hợp tải trọng cho phép thay bất cứ dây cáp treo nào trên cầu với
tổ hợp tải trọng cường độ như sau:
1.2 DC+1.4 DW+1.5( LL*+IM) + Lực thay cáp
* Xét tới tối thiểu một làn xe qua cầu.
Hệ số triết giảm cường độ mặt cắt j=0.8.
f. Tải trọng đứt cáp treo
Cần xét tới tổ hợp tải trọng đứt bất cứ dây cáp treo nào trên cầu đảm bảo cầu
vẫn có khả năng khai thác với tổ hợp hợp tải trọng đặc biệt:
1.2 DC+1.4 DW+0.75( LL*+IM) + Lực đứt cáp
* Xét 100% hoạt tải xe.
Hệ số triết giảm cường độ mặt cắt j=0.9
g. Vấn đề nhiệt độ
Theo một số tài liệu chuyên ngành cho thấy trường nhiệt độ do ảnh hưởng của
nhiệt độ khơng khí bên ngồi và nhiệt thủy hóa của xi măng bên trong là đồng
đều theo dọc tim vòm, theo hướng vào tim mặt cắt là phi tuyến. Trong phân tích
tính tốn nhiệt độ tuyến tính như các cầu vòm và kết cấu khác, tuy nhiên cần
chon nhiệt độ hợp long và nhiệt độ bình quân năm phải cần phải xác định cụ thể.
- Nhiệt độ hợp long: Đối với cầu vịm ống thép nhồi bê tơng khác với các
kết cấu thông thường ở chỗ độ cứng của mặt cắt và cường độ của mặt
Nhãm thiÕt kÕ CÇu §«ng Trï - TEDI

Trang 11/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
ct dn hỡnh thnh, cỏc ti liu nghiờn cứu của nước ngoài cho thấy nhiệt
độ hợp long liên quan tới nhiệt độ hợp long của ống thép rỗng, nhiệt độ
bê ton tươi khi nhồi vào ống, đường kính ống thép, lượng xi măng dùng
trong bê tông, nhiệt độ bình qn tháng của khơng khí tại thời điểm bắt
đầu đổ bê tơng. Có rất nhiều tác nhân ảnh hưởng tới tính tốn nhiệt độ
hợp long, việc phân tích này địi hỏi nhiều nghiên cứu và tính tốn, Bởi
vậy hiện nay do chưa có đấy đủ các tư liệu và nghiên cứu chuẩn xác một
số tài liệu nước ngoài kiến nghị: Tại các tháng nhiệt độ thấp nên lấy
nhiệt độ hợp long bằng nhiệt độ bình quân tháng cộng thêm 4 đến 5 độ.
Đối với các tháng có nhiệt độ cao chọn nhiệt độ bình quân tháng là nhiệt
độ hợp long.
- Nhiệt độ bình qn năm: Thơng thường đối với cầu thép hay chọn nhiệt
độ bình quân năm chọn làm biên nhiệt độ tính tốn, và cầu vịm bê tơng
chọn nhiệt độ bình quân tháng cao nhất và thấp nhất. Đối với cầu vịm
ống thép nhồi bê tơng khơng giống với kết cấu thép mà cũng không
giống với kết cấu vịm bê tơng khác do kích thước nhỏ do đó khơng thể
dùng nhiệt độ bình qn năm hoặc nhiệt độ bình quân tháng mà theo
khuyến nghị của các tài liệu nước ngồi nên lấy nhiệt độ bình qn ngày
lớn nhất và nhỏ nhất để tính tốn.
h. Vấn đề co ngót và từ biến của bê tông trong ống thép
Vấn đề co ngót của bê tơng trong khơng khí theo một số qui trình có thể tính
trực tiếp theo một loạt các cơng thức hoặc để tính nhanh đối với bê tơng đúc tồn
khối thay vì tính tốn các cơng thức chỉ cần hạ thấp nhiệt độ bê tông 15 đến 20
độ C với hệ số dã nở nhiệt của bê tơng là 1x10-5 thì biến dạng tương đương là

1.5 tới 2x10-4.
Tuy nhiên đối với bê tông trong ống thép hầu nhự lượng nước trong bê tông
không bị bay hơi ra mơi trường bên ngồi. Trong bê tơng tươi thường dùng phụ
gia trương nở nhằm, máy bơm vữa áp lực cao nhằm làm giảm thiểu ảnh hưởng
của hiện tượng không ép chặt của bê tông vào thành vách thép.
Vấn đề từ biến của bê tơng trong mọi trườn hợp có ứng suất trong bê tông và
mặt cắt bị biến dạng do ngoại lực khi đó xuất hiện biến dạng từ biến thông
thường biến dạng này bằng 2 đến 3 lần biến dạng tức thời do ngoại lực.
Một số tài liệu nước ngồi đưa ra khuyến nghị trên cơ sở các thí nghiệm và
nghiên cứu là từ biến không ảnh hưởng tới khả năng chịu lực của mặt cắt, không
ảnh hưởng tới ổn định của cấu kiện chịu nén đúng tâm, đối với nội lực ổn định
với độ lệch tâm và có độ mảnh nhỏ nhỏ ảnh không phải xét tới từ bin.
1.7. Phương án thi công
Phng ỏn thi cụng kt cu ảnh hưởng trực tiếp đến q trình phân tích, tính
tốn, trong đó quan trọng nhất là phải kể đến quá trình căng kéo điều chỉnh cáp
giằng. Tồn bộ q trình thi công được chia thành 28 bước thi công, trong đó cáp
giằng được căng kéo 04 lần cho mỗi nhịp. Sơ đồ các bước thi cơng được thể hiện
trên hình v di õy.

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 12/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
1

PIER CONSTRUCTION

7

CONCRETE FILLED IN MIDLE TUBE

2

ARCH RIB AND DIAPHRAGM CONSTRUCTION

8

CONCRETE FILLED IN UPPER TUBE

3

1ST STAGE CONSTRUCTION OF STEEL TUBE

9

4

2ND STAGE COSNTRUCTION OF STEEL TUBE

10

5

6

13

14

REMOVE TEMPORARY PIER AND STRESSING CABLE STAGE 1 - 120M SPAN
Stressing 1st stage

CONCRETE FILLED IN LOWER TUBE

LONGITUDINAL GIRDER CASTING STAGE 2

DESK SLAB INSTALLATION
Stressing 4th stage

11

12

20

21

DIAPHRAGM INSTALLATION STAGE 1
Stressing 2nd stage

DIAPHRAGM INSTALLATION STAGE 2

DIAPHRAGM INSTALLATION STAGE 3
Stressing 3rd stage

LONGITUDINAL GIRDER CASTING STAGE 1

CONCRETE FILLED IN UPPER TUBE

DIAPHRAGM INSTALLATION STAGE 1
Stressing 2nd stage

LONGITUDINAL GIRDER CASTING STAGE 3, CONCRETE COVER, ASPHALT

15

1ST STAGE CONSTRUCTION OF STEEL TUBE

22

16

2ND STAGE COSNTRUCTION OF STEEL TUBE

23

17

REMOVE TEMPORARY PIER AND STRESSING CABLE STAGE 1 - 80M SPAN
Stressing 1st stage

24

DIAPHRAGM INSTALLATION STAGE 2

DIAPHRAGM INSTALLATION STAGE 3
Stressing 3rd stage

LONGITUDINAL GIRDER CASTING STAGE 1

18

CONCRETE FILLED IN LOWER TUBE

25 LONGITUDINAL GIRDER CASTING STAGE 2

19

CONCRETE FILLED IN MIDLE TUBE

26 DESK SLAB INSTALLATION
Stressing 4th stage

LONGITUDINAL GIRDER CASTING STAGE 3, CONCRETE COVER, ASPHALT

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 13/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
1.8. Phân tích kết cấu
Phnng phỏp phõn tớch kết cấu cơ bản dùng phần tử hữu hạn FEM với các
mặt cắt kết cấu là các phần tử thanh, dầm liên hợp hoặc khơng liên hợp. Một số
vị trí cục bộ như chân vịm, bản mặt cầu, vị trí neo dây treo... dùng phần tử bản
mỏng hoặc phần tử khối, biến dạng phi tuyến hình học được xét tới bằng mơ đun

biến dạng lớn trong chương trình tính.
Co ngót từ biến của bê tông được tự động xét tới trong chng trỡnh.
1.8.1 Mô hình tính toán

1.8.2 Phân tích và tính toán trong thi công

Mụ hỡnh tớnh toỏn

Bc1: Xõy dng móng

Bước2: Lắp vịm và đổ bê tơng vịm
nhịp 120m

Bước3: Lắp dm bn mt cu

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 14/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

Bc4: Lp vũm v bờ tụng vũm
Bc3: Lắp dầm bản mặt cầu – hồn
nhịp 80m
thiện cầu
1.8.3 Ph©n tích và tính toán trong giai đoạn khai thác

Cht hot tải trên đường ảnh hưởng –

đường sắt

Chất hoạt tải trên đường ảnh hưởng – ơ
tơ

Mơ hình phổ động đất trong chung
trỡnh
1.8.4 Phân tích và tính toán ổn định

Dng dao ng tự do trong tính động đất

Dạng mất ổn định nhịp biờn
Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Dng mt n định nhịp giữa
Trang 15/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
1.8.5 Kết quả tính toán nội lực øng suÊt

Ứng suất

Biểu đồ lực nén dọc trục

Biểu đồ mô men
Biểu đồ lực cắt
1.8.6 Ph©n tÝch cơc bé
Phân tích tính tốn cục bộ được áp dụng để phân tích chân vịm, vị trí neo

cáp…

Ứng suất phương x-x
Ứng suất cắt
Mơ hình tớnh toỏn chõn vũm
1.9. Một số nghiên cứu về công nghệ chế tạo và thi công
1.9.1 Chế tạo ống thép
Thng các ống vòm thép được chế tạo bằng các tấm thép sau khi gia công
bằng máy uốn và tiến hành hàn nối tạo thành các đốt vịm. Cơng nghệ hàn ống
thép chủ yếu là hàn thẳng, hàn xoắn và ống khơng hàn đối với các ống thép nhỏ
và có sẵn trên thị trường.
Công nghệ chế tao gia công và các yêu cầu kỹ thuật của ống thép ảnh hưởng
trực tiếp đến giá thành cơng trình và an tồn trong thi công và khai thác sau này.
Hiện nay thường hay dùng công nghệ hàn thẳng để hàn tạo thành các đốt ống.
a. Cắt, hàn vật liệu và cuốn ống thép hàn thng.
Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 16/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
Cỏc iu kin bo qun chng ch vt liệu phải được tuân thủ theo các chỉ
dẫn và qui trình hiện hành, trên cơ sở bản vẽ thiết kế và bản vẽ thiết kế thi công
tiến hành cắt thép theo đánh số sơ đồ lắp ráp trong nhà máy, xưởng. Phải tận
dụng máy cắt nếu dùng nhiệt cắt thép phải loại bỏ 3 đến 5 mm phạm vi ảnh
hưởng nhiệt, tạo sẵn các vát vóc cho các qui cách đường hàn.
Hướng uốn ống thép phải thống nhất với hướng kéo bản thép trong nhà máy.
Việc chống gỉ cho ống thép có thể tiến hành trước hoặc sau uốn ống thép. Công
tác hàn và kiểm tra chất lượng đường hàn tuân thủ theo qui định của

ASSHTO/AWS D1.5
Các yêu cầu chất lượng:
- Sai số hướng dọc dD ≤ L/100 <10 mm.
- Độ ơ van của ống thép ( hình bầu dục) dD ≤ 3/1000 <5 mm.
- Độ phẳng đầu ống thép dD≤ 1/500<3 mm.
b. Gia cơng lắp ráp vịm thép trên bãi
- Nền lắp ráp phải phẳng.
- Các đoạn ống thép sau khi chế tạo đạt yêu cầu đưa và công xưởng lắp
ráp.
- Vành vòm chia làm các đơn nguyên căn cứ tình hình thực tế có thể được
chia làm nhiều đơn nguyên để lắp ráp là hệ dưỡng với tỉ lệ 1:1.
- Hệ thống khung gá lắp phải chuẩn, trứoc khi hàn tiến hành hàn định vị
tam thời bằng các thanh thép cự ly cỡ 300 mm.
- Giá đỡ các mô đun phải đủ cứng nhằm tạo điều kiện hàn cúi hồn tồn
khơng cho phép hàn ngửa.
- Đối với các mối nối hàn ngồi cơng trường cần phải đấu nối bu lông thử
nhằm đảm bảo độ chuẩn xác của vành vòm
Một số yêu cầu chất lượng và nghiệm thu:
- Tỉ lệ đảm bảo chiều dày mối hàn ≥ 90 %
- Dùng siêu âm kiểm tra 100% đường hàn
- Tỉ lệ bọt khí ≤ 10% Dùng tia X kiểm tra 100% đường hàn
- Sai lệch đường cong bên trong vành vòm thiết kế ≤ 8mm
- Chiều dài cung trong +0,-10 mm
- Đường kính ống thép 2 mm
- Sai số phương ngang đường tim vịm trên đỉnh vịm: 1/5000, tại ¼ nhịp
vịm: . 1/6000.
- Sai số khe nối sườn vòm 3 mm
- Cao độ đỉnh vịm, chân vịm +20 , -0.
1.9.2 C«ng nghệ trộn và bơm bê tông
Yờu cu ti thiu cp bê tơng có cường độ chịu nén tối thiểu 30 MPa trở nên,

bê tông mác càng lớn càng tốt, yêu cầu bê tơng có độ linh động cao, độ sụt lớn,
khi đổ không tách nước, không phân tầng, để đạt được các yêu cầu trên bắt buộc
phải dùng các chất phụ gia đó là phụ gia giảm nước, phụ gia trường nở nhằm
giảm thiểu hiệu ứng co ngót từ biến thường các phụ gia này chế tạo từ Sun phát
nhôm, ơ xít nhơm, Sun phát can xi...Ngồi ra để cải thin tớnh nng bờ tụng ,
Nhóm thiết kế Cầu Đông Trï - TEDI

Trang 17/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS
Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
gim bin dng do co ngút, thy húa cảu xi măng, giảm lượng xi măng dùng cho
một khối bê tơng một số cơng trình trộn thêm bụi tro.
Khi thi công bơm bê tông ưu tiên dùng phương pháp bơm áp lực vữa bê tơng,
trình tự bơm từ vị trí thấp nâng lên chỗ cao ( từ chân vịm đến đỉnh vòm), nhằm
giảm ma sát giữa ống thép và bê tông tươi trước khi bơm dùng áp lực nước sạch
tẩy rửa trong vách ống thép. Ống thốt khí lắp đặt trên đỉnh vịm nhằm bê tơng
chặt và khơng lẫn khí.
Các yêu cầu cơ bản:
- Cường độ phải đạt yêu cầu thiết kế
- Độ kín của bê tơng khơng nhỏ hơn 98 % (Khoan lỗ trên đỉnh và 1/4 vành
vòm để kiểm tra) các vị trí cịn lại kiểm tra bằng siêu âm.
- Lệch chuyển ngang của vòm tại đỉnh 1/5000, tại 1/4 vành vòm 1/6000
- Cao độ đỉnh vòm, chõn vũm v cỏc im ni +20/-0
1.10. Công nghệ lắp ráp vòm vào vị trí
Phng phỏp thi cụng lp vũm ảnh hưởng rất nhiều đến khai thác sau này.
Cầu vòm thép nhồi bê tông vành vàm chịu lực nén là chính do đặc tính kết cấu
trên tồn tại vấn đề ổn định qua trình thi cơng cầu vịm thường được tiến hành lắp
ghép ống thép hợp long ống thép đổ bê tơng trong lịng ống và vành vịm dần

hình thành độ cứng, trong q trình khi bê tơng trong ống chưa đủ độ cứng vấn
đề quan tâm hàng đầu là mất ổn định của ống thép bởi vậy trong thiết kế quan
tâm hàng đầu vẫn là mất ổn định của ống thép vành vịm bởi vậy vành vịm phải
tính đủ để sau cho không bị mất ổn định trong quá trình thi cơng cũng như khai
thác sau này.
Cầu vịm Đơng Trù nằm vào vị trí rất đặc biệt khống chế bên dưới bới khổ
thông thuyền, bên trên khống chế bởi tĩnh không của sân bay bởi vậy phương án
thi công đưa ra là dùng hệ trụ tạm đỡ các vành vòm, lắp đặt hệ thống giằng
ngang giữ ổn định sau đó đổ bê tơng nhồi trong các vành vịm, sau khi bê tông
đủ độ cứng tiến hành lắp ráp các dầm ngang, dầm dọc bản mặt cầu, dầm dọc.
Trong quá trình thi cơng hệ thống cáp dọc chân vịm được căng kéo nhằm
khống chế chuyển vị của chân vòm thực chất đây là việc điều chỉnh nội lực trong
vòm nhằm đạt hiệu quả tối ưu về chuyển vị và nội lc trong vũm.
Kết luận

Cầu Đông Trù thuộc dự án đ-ờng 5 kéo dài là công trình đặc biệt với tổng
chiều dài tới 1140m, chiều rộng mặt cắt ngang tới 55m, chiếm khoảng 1/3 kinh
phí xây lắp của toàn dự án. Công trình đà áp dụng một loại hình kết cấu mới là
kết cấu vòm ống thép nhồi bê tông sử dụng thanh căng và dây treo bằng cáp
c-ờng độ cao là loại kết cấu mới b-ớc đầu đ-ợc sử dụng tại Việt Nam. Kinh
nghiệm thiết kế cũng nh- thi công của các đơn vị trong n-ớc đều rất hạn chế, hệ
thống quy trình quy phạm cho loại kết cấy này cũng ch-a hoàn thiện. Trong
quá trình thiết kế, đ-ợc sự chỉ đạo sâu sát của LÃnh đạo Tổng Công ty và sự hợp
tác của chuyên gia n-ớc ngoài nhóm thiết kế đà nghiên cứu công nghệ thiết kế,
Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 18/19


HiƯp héi T- vÊn X©y dùng ViƯt Nam - VECAS

Héi thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải
thi công, chế tạo kết cấu vòm ống thép nhồi bê tông và đạt một số thành quả sau
đây:
- Nắm vững đặc tính, tính năng làm việc của kết cấu ống thép nhồi bê tông.
- Nắm vững trình tự thiết kế, thi công, các điểm cần đặc biệt l-u ý trong quá
trình thiết kế và thi công cầu vòm ống thép nhồi bê tông.
- Phân tích, tính toán, thiết kế thành công cầu vòm ống thép nhồi bê tông liên
tục 3 nhịp theo sơ đồ (80+120+80)m, chiều rộng mặt cắt ngang 55m (bao
gồm 2 cầu song song) với tải trọng đ-ờng bộ và đ-ờng sắt đi chung trên
cùng cao độ.

Nhóm thiết kế Cầu Đông Trù - TEDI

Trang 19/19