Báo cáo khoa học: "Lựa chọn mặt cắt ngang dầm cho cầu treo dây võng" pptx

Lựa chọn mặt cắt ngang dầm
cho cầu treo dây võng


nguyễn thị cẩm nhung
nguyễn hữu thuấn
Bộ môn Cầu Hầm Khoa Công trình
Lơng tiến thành
Lớp Cầu Đờng Bộ A K42
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Tóm tắt: Cầu treo dây võng l loại kết cấu m có thể vợt đợc nhịp rất lớn, đó l nhờ sự
kết hợp chịu lực hợp lý giữa dây v dầm. Loại cầu ny l một hệ thống liên tục đợc giữ bởi hệ
dây cáp. Dầm thờng sử dụng l dạng dn hoặc dầm hộp mặc dù dầm bản cũng thờng xuyên
đợc sử dụng với các cầu nhịp rất ngắn. Tuy dầm không phải l bộ phận chịu lực chính trong
loại cầu treo ny nhng nó l thnh phần quan trọng trong cấu tạo của dạng cầu ny, ảnh
hởng đến hình dáng v độ bền vững của cầu. Nội dung bi viết sẽ đề cập đến những dạng
dầm đã v đang sử dụng trong cầu treo dây võng v cơ sở để lựa chọn các dạng mặt cắt dầm.
Summary: A suspension bridge is a practical type of structure suitable for very long spans
thank to the extremely strong yet flexible steel cables. A typical suspension bridge is a
continuous structure held by suspension cables. The girder itself its usually a truss or box
girder, though in shorter spans, plate girders are very common. Though not the main part, a
girder is to carry traffic load and affect the overall stability and aerodynamics of the structure.
This paper will discuss the various types of girders used in cable suspension bridges and set
criteria for selection of cross section selection.
CT 2
I. Đặt vấn đề
Cầu treo dây võng hiện đại (hình 1) phát triển từ thế kỷ XVIII, đã đợc xây dựng tại nhiều
nớc trên thế giới. Nó đợc hoàn thiện về mặt kết cấu, về chịu lực hợp lý và đạt thẩm mỹ cao
vào những năm cuối của thế kỷ 20.
Mố neo

Tháp cầu
Cáp chủ
Dầm chủ
Mố neo
Tháp cầu
Cáp treo
Cáp chủ

Hình 1.
Đây là loại kết cấu mà có thể vợt đợc nhịp rất lớn, đó là nhờ sự kết hợp chịu lực hợp lý
giữa dây và dầm (hoặc dàn). Trong đó dầm hoặc dàn là kết cấu dọc để chịu và phân bố tải
trọng hoạt tải và đảm bảo ổn định khí động học cho kết cấu. Các dầm đợc nâng đỡ bởi tổ hợp


các bó cáp song song gọi là dây cáp chủ. Sự truyền tải trọng từ dầm hoặc dàn lên dây cáp chủ
thực hiện thông qua các dây treo hoặc thanh treo. Bài viết này, tác giả xin trình bày những căn
cứ cơ bản để chọn một mặt cắt ngang hợp lý cho cầu treo dây võng.
II. Các dạng mặt cắt ngang sử dụng trong cầu treo dây võng
Mặt cắt sử dụng trong cầu treo dây võng rất đa dạng và phong phú, nhng tập trung lại thì
có 2 dạng là: các mặt cắt sử dụng trong cầu treo dầm mềm và các mặt cắt sử dụng trong cầu
treo dầm cứng. Căn cứ vào tơng quan độ cứng của dây cáp chủ (EF) và độ cứng của hệ dầm
mặt cầu (EJ) để phân biệt cầu treo dầm mềm và cầu treo dầm cứng.
Ví dụ:
Cầu Bến Tắt (Quảng Trị):
100
1
96600
10490
EF
EJ

=
(Dầm mềm BTCT liên hợp 5 I360)
Cầu Bảo Nhai (Lào Cai):
10
1
219796
23058
EF
EJ
=
(Dầm mềm BTCT lắp ghép 4 I450)
Cầu Nầm (Hà Tĩnh):
100
7
90502
6312
EF
EJ
=
(Dầm mềm 6 I280)
Cầu Chợ Bông (Hà Tĩnh):
100
2
181004
4536
EF
EJ
=
(Dầm mềm 10 I180)
Cầu Địa Lợi (Hà Tĩnh):

100
3
172800
5314
EF
EJ
=
(Dầm mềm 10 I230)
CT 2
Cầu Cửa Rào (Nghệ An):
10
1
172800
18814
EF
EJ
=
(Dầm mềm 3 I450+4 I200)
Cầu Cốc Pài (Hà Giang):
100
7
150536
10408
EF
EJ
=
(Dầm mềm 6 I300)
trong đó: E môduyn đàn hồi của vật liệu làm cáp và dầm;
F - diện tích ngang của dây cáp chủ;
J mômen quán tính của mặt cắt ngang dầm chủ.

1. Cầu treo dầm mềm (hình 2)
450/2 450/2
Dầm dọc I360
Dầm ngang I550
500
8000
5000

Hình 2a. Mặt cắt ngang cầu AS (Nghệ An). Dầm dọc đặt trên dầm ngang


21900
2450

Hình 2b. Mặt cắt ngang cầu Erste Tocomobrucke (Đức). Dầm dọc đặt bằng cao độ dầm ngang
Khi độ cứng của mặt cầu nhỏ, thờng gọi là kiểu cầu treo dầm mềm. Cấu tạo điển hình của
kiểu mặt cầu này bao gồm: dầm dọc sử dụng thép hình chữ I hoặc chữ U (số hiệu 300
ữ 450)
đặt bên trên các dầm ngang chữ I hoặc chữ U (số hiệu 450
ữ 500). Liên kết giữa dầm dọc và
dầm ngang có thể bằng đờng hàn hoặc bu lông. Đối với loại cầu treo này, các tải trọng tĩnh và
hoạt tải hoàn toàn do dây chịu. Dầm sẽ chỉ làm việc cục bộ trong mỗi khoang giữa 2 dây đeo.
Do dầm mềm nên mặt cắt có biến dạng chữ S khi đặt hoạt tải trên 1/2 nhịp (nửa có hoạt tải sẽ
võng xuống còn nửa nhịp không có hoạt tải sẽ vồng lên).
Ngoài độ cứng nhỏ, loại dầm này có ổn định khí động học không phù hợp để chịu đợc tác
dụng của gió. Một ví dụ điển hình là cầu Tacoma Narrows đã sập sau 4 tháng kể từ khi hoàn
thành vào năm 1940 dới vận tốc gió 19 m/s. Để tăng ổn định chống gió của hệ cầu này ngời
ta đã mở rộng bề mặt cầu. Tuy nhiên khi bề rộng mặt cầu lớn thì chiều dài của dầm ngang cũng
tăng lên, dới tác dụng của các tải trọng (bản thân, của dầm dọc và của hoạt tải) độ võng của
dầm ngang tăng lên. Ưu điểm chính của loại cầu này là do dầm đợc cấu tạo từ các thanh thép

hình nên việc cấu tạo và lắp ghép có thể định hình hoá và tiêu chuẩn hoá, có thể sản xuất dầm
hàng loạt với giá thành rẻ và có thể rút ngắn thời gian thi công.
CT 2
Vì vậy cầu có mặt cắt ngang loại này thờng sử dụng cho cầu treo nhịp ngắn (L < 250 m),
khổ cầu nhỏ, thờng đợc sử dụng trong giao thông nông thôn ở Việt Nam (bảng 1).
Bảng 1. Thông số kỹ thuật chủ yếu của một số cầu treo dây võng ở Việt Nam
TT Tên cầu
Tải trọng
thiết kế
L biên
(m)
L chính
(m)
Dầm mặt cầu
Khổ
cầu
K/c tim hai
cụm cáp chủ
1
Bến Tắt
(Quảng Trị)
Đoàn xe
H10
30 100 5I 360 4 6
2
Bảo Nhai
(Lao Cai)
1 xe 10,4T
+ rơ móc 4,8T
50 140 4I 450 4 6

3
Nầm
(Hà Tĩnh)
1 xe 10T 30 120 6I 280 4 6
4
Chợ Bông
(Hà Tĩnh)
Đoàn xe
H13
30 120 10I 180 4 6
5
Địa Lợi
(Hà Tĩnh)
1 xe 16,9 T

52 130 10I 230 4 6
6
Cửa Rào
(Nghệ An)
1 xe 18 T 23 100
3I 450+
4I 200
4 5,6
7
Cốc Pài
(Hà Giang)
1 xe 8 T +
rơ móc 4,8 T
25 140 6I 300 4 6

2. Cầu treo dầm cứng
Hệ dầm mặt cầu thờng đợc cấu tạo từ các dàn thép, dầm hộp thép có độ cứng lớn làm
việc chung với dây chủ tạo thành một hệ liên hợp chịu tải. Dầm có độ cứng lớn giúp phân bố tải
trọng đều lên các dây treo, khắc phục đợc hiện tợng mặt cầu biến dạng chữ S khi đặt tải 1/2
nhịp. Nhờ việc chịu tải đồng thời giữa dây và dầm cho phép cầu vợt đợc nhịp lớn và việc tăng
khổ cầu cũng làm tăng khả năng ổn định chống gió cho cầu. Một u điểm nữa của hệ treo là sự
h hỏng của một số cấu kiện thuộc dầm cũng không dẫn đến phá hỏng toàn bộ công trình. Việc
sử dụng dầm cứng đã khắc phục gần hết các nhợc điểm của cầu treo dầm mềm, thực tế cho
thấy các cầu treo trên thế giới sử dụng dầm cứng cha có sự cố lớn nào xảy ra.
Có 2 loại dầm cứng sử dụng thông dụng trong cầu treo dây võng hiện đại là: dầm cứng
dạng dàn và dầm cứng dạng hộp:
+ Dầm cứng dạng dàn thờng sử dụng thép thanh, thép hình liên kết với nhau bằng bản táp
và bu lông cờng độ cao tạo thành kết cấu không biến dạng hình học. Dầm cứng dạng dàn còn
cho phép thoát gió tốt, do đó ổn định theo phơng ngang cầu đợc đảm bảo. Loại mặt cắt này
có độ cứng chống uốn và chống xoắn lớn nên hiện đang đợc sử dụng nhiều cho các câu treo
nhịp lớn.
+ Dầm cứng dạng hộp thờng làm từ các bản thép mỏng, lắp ghép tạo thành các hình hộp
dạng khí động học đảm bảo thoát gió tốt, dầm cứng dạng hộp thờng sử dụng kết cấu bản trực
hớng để giảm nhẹ tĩnh tải mặt cầu và tăng độ cứng cho dầm. Chiều cao của dầm cứng đợc
xác định sao cho thoả mãn độ cứng (chống uốn và chống xoắn) cần thiết. Loại mặt cắt này sử
dụng nhiều cho các cầu treo nhịp lớn ở Tây Âu.
Việc sử dụng dầm cứng (cả dạng dàn và hộp) trong xây dựng cầu treo dây võng đã đợc
áp dụng khắp các nơi trên thế giới từ sau chiến tranh thế giới thứ 2 đến nay. Những cầu đợc
xây dựng đều có mặt cắt ngang sông dài (chiều dài nhịp lớn). Ngoài ra cầu có thể đợc xây
dựng tại những nơi sông sâu vực thẳm, điều kiện địa hình phức tạp Hiện nay cầu treo dây
võng sử dụng dầm cứng đang giữ kỹ lục về chiều dài nhịp chính so với các loại cầu khác.
CT 2
Bng 2
Kích thớc các cầu treo dây võng sử dụng dầm cứng trên thế giới

STT Tên cầu Tên nớc Năm hoàn thành Chiều dài các nhịp
1 Akashi Kaikyo Nhật 1998 960+1991+960
2 Great Belt East Đan Mạch 1998 535+1624+535
3 Humber Anh 1991 280+1410+530
4 Tsing Ma Trung Quôc 1997 455+1377+300
5 Golden Gate Mỹ 1937 342.9+1280.2+342.9
6 Hoga Kusten Thụy Điển 1997 310+1210+280
7 Thuận Phơc Việt Nam 2006 125+405+125
Các hình 3 cho đến hình 8 dới đây là một số mặt cắt ngang điển hình của các cầu treo
dây võng trên thế giới.


3050
22860
31860

H×nh 3. MÆt c¾t ngang cÇu Severn

7232
41000
36000

H×nh 4. MÆt c¾t ngang cÇu Tsing Ma
35500
14000

CT 2
H×nh 5. MÆt c¾t ngang cÇu Akashi Kaikyo
52000
60400

H×nh 6. MÆt c¾t ngang cÇu Messina Straits


2002000
303,9
10500/2
9001600
10500/2
303,9
2000200
5850 5850
16500

Hình 7. Mặt cắt ngang cầu Thuận Phớc
13000 13000
37800


22800
21500

CT 2
Hình 8. Một số mặt cắt ngang khác sử dụng trong cầu treo dây võng
III. Cơ sở để lựa chọn mặt cắt ngang trong cầu treo dây võng
1. Lựa chọn chiều cao dầm
Theo các số liệu của công trình cầu hiện có ngời ta thờng chọn:
L.
120
1

80
1
h






ữ=
(1)
trong đó: h - chiều cao dầm; L - chiều dài nhịp.
Nhịp càng lớn thì ngời ta chọn tỷ số h/L càng nhỏ.
+ Khi h/L > 1/60 (độ cứng của hệ lớn) có thể tính cầu treo theo sơ đồ không biến dạng,
nghĩa là có thể áp dụng các phơng pháp quen thuộc trong cơ học kết cấu để tính.


+ Khi h/L nhỏ hơn giới hạn nêu trên (độ cứng của hệ nhỏ) thì khả năng tham gia chịu lực của
dầm cứng nhỏ hơn so với vai trò chịu lực của dây. Lúc này ta phải tính theo sơ đồ biến dạng.
* Tỷ số
25
1
L
B
thì cầu ổn định với gió tốt hơn (B: chiều rộng toàn cầu)
Cầu treo Bến Tắt (Quảng Trị)
7,16
1
100
6

L
B

.
Cầu treo Hang Tôm (Lai Châu)
3,17
1
140
1,8
L
B

.
2. Cơ sở lựa chọn loại mặt cắt ngang của dầm
Cơ sở lựa chọn loại dầm cứng thể hiện ở bảng 3. Chiều dài vợt nhịp và điều kiện tự nhiên
ở vị trí xây dựng cầu cũng cần đợc chú ý xem xét.
Bảng 3
Loại Dầm dạng dàn Dầm hộp
Chiều cao dầm Cao Thấp
ổn định khí động học
Fluter có thể đợc kiểm tra Vận tốc xoáy gây ra Fluter
Công tác bảo dỡng Diện tích bao bọc lớn Diện tích bao bọc nhỏ
Xây dựng Cả hai mặt cắt phơng án và mặt cắt
xây dựng có thể đợc áp dụng
Chỉ mặt cắt phơng pháp lắp
ghép đợc cho phép
a. Điều kiện thông thuyền của mặt cắt sông ảnh hởng rất lớn đối với việc chọn mặt cắt
dầm, mặt cắt dầm dạng dàn thờng có chiều cao kiến trúc lớn, mặt cắt dầm dạng hộp có chiều
cao kiến trúc thấp hơn nhiều. Khi đó nếu đảm bảo thông thuyền dới cầu, chiều cao tại 2 đỉnh
mố sẽ có sự chênh lệch rất lớn nếu chọn 2 loại mặt cắt dầm khác nhau điều đó sẽ ảnh hởng

đến khối lợng đất đắp đầu cầu. Cho nên phải căn cứ vào cao độ 2 đầu cầu và khổ thông
thuyền mà lựa chọn mặt cắt dầm cho thích hợp.
CT 2
b.
Các cấu kiện của dầm đợc sản xuất trong nhà xởng vận chuyển và lắp ghép tại công
trờng. Tiến độ thi công nhanh có thể sử dụng dây cáp chủ để vận chuyển. Vấn đề cơ bản trong
giai đoạn thi công là dầm rất dễ mất ổn định dới tác dụng của tải trọng gió. Để khắc phục thì
chúng ta có thể dụng một hệ giằng gió khoẻ nối với 2 chân tháp chống lại lực gió ngang, có thể
lắp dầm thành những cụm lớn và nâng lên. Đồi với dầm hộp thì việc đảm bảo chống gió trong thi
công là tơng đối thuận lợi nhng kích thớc lớn việc vận chuyển lắp ghép là khó khăn. Dầm
dạng dàn vận chuyển lắp ghép dễ hơn nhng kém ổn định chống gió hơn.
c. Cấu tạo dạng mặt cắt ngang của dầm cũng phải đảm bảo chống gió và thoát gió tốt. Mặt
cắt dạng dàn thoát gió tốt hơn nhiều so với mặt cắt hộp nhng vấn đề chống gió lại cần phải
xem xét. Mục đích thiết kế chống gió trớc hết là bảo đảm trong giai đoạn thi công cũng nh
trong giai đoạn sử dụng sau khi xây dựng xong, cầu chịu đợc tác dụng tĩnh của tải trọng gió tối
đa và tác dụng động do gió gây dao động tạo ra. Vì gió tự nhiên gây ra loại gió tạo ra dao động,
nên trong thiết kế chống gió, đòi hỏi có độ an toàn đầy đủ giữa tốc độ gió tới hạn gây dao động
nguy hiểm so với tốc độ gió thiết kế nhằm đảm bảo sự ổn định chống gió trong các giai đoạn thi
công, đồng thời đòi hỏi biên độ dao động lớn nhất của dao động xoáy và dao động lật nằm trong
phạm vi chấp nhận đợc, tránh cho kết cấu bị mỏi, ngời khó chịu, chạy xe mất an toàn v.v


Đối với cầu lớn nói chung, ở giai đoạn thiết kế sơ bộ, có thể dùng các công thức gần đúng
hoặc dùng các phần mềm phân tích kết cấu (SAP 2000, MIDAS, STAAD III) để đánh giá nội
lực phát sinh do tải trọng gió tĩnh và tải trọng gió động. Tải trọng gió tĩnh gồm lực cản, lực nâng
và mômen lực. Tải trọng gió động gồm lực quán tính của kết cấu do chấn động của gió gây ra.
Vì gây ra dao động cần một thời gian kéo dài nhất định nên có thể lấy tốc độ gió bình quân
trong khoảng thời gian dài làm tốc độ gió thiết kế gây ra dao động.
d. Cấu tạo mặt cắt ngang của dầm cũng phải đảm bảo ổn định khí động học. Chiều rộng
dầm cứng đợc xác định căn cứ vào khổ cầu. Chiều cao của dầm cứng phụ thuộc vào độ cứng

chống uốn và độ cứng chống xoắn của dầm trên cơ sở đảm bảo khí động học. Sau khi thiết kế
kích thớc hình học, cấu tạo dạng mặt ngang của dầm cứng ảnh hởng lớn đến khả năng đảm
bảo ổn định khí động của kết cấu và cần xác định nhờ các thí nghiệm trong hầm thổi gió. Việc
thí nghiệm trong hầm thổi gió sẽ đạt đợc các mục đích:
+ Kiểm tra lại ảnh hởng của các luồng khí lúc nâng và hệ số uốn là các tham số có ảnh
hởng đối với tính toán theo mô hình tĩnh
+ Phát hiện và kiểm soát các trờng hợp dao động bất lợi có thể xảy ra.
Khi tính toán ổn định khí động học trong công tác thiết kế cầu treo, hiện tợng Flutter (mất
ổn định khí động do uốn xoắn) đợc đặc biệt quan tâm. Điều kiện cần thiết để loại trừ khả năng
phát sinh hiện tợng Flutter là phải lựa chọn cấu tạo của kết cấu nhịp sao cho tỷ số giữa tần số
dao động riêng uốn và tần số dao động riêng xoắn lớn hơn 2 lần.
Vấn đề ổn định khí động của cầu cần phải đợc kiểm tra không chỉ với điều kiện khai thác
mà cả đối với các điều kiện trong thời gian đang thi công. Chính trong lúc thi công thờng xảy ra
các tình huống bất lợi nhất vì các tần số dao động riêng lúc này đều thấp và tỷ số giữa tần số
dao động riêng xoắn với tần số dao động riêng uốn có thể chỉ gần bằng 1 (rất nguy hiểm). Đặc
biệt đó là tình huống khi đang thi công cầu treo. Do vậy chúng ta phải quan tâm kỹ đến tính toán
ổn định khí động học. Việc lựa chọn mặt cắt sẽ ảnh hởng đến việc tính toán ổn định khí động
học.
CT 2
Tính toán gần đúng các tần số dao động riêng của cầu dây võng
Hiện nay ở nớc ta cũng đã khá phổ cập các chơng trình máy tính dựa trên phơng pháp
phần tử hữu hạn có khả năng giúp các kỹ s thiết kế tính toán khá nhanh chóng và chính xác về
các tần số dao động riêng của kết cấu nhịp cầu. Ví dụ nh chơng trình SAP 2000, chơng trình
MIDAS, chơng trình STAAD-III
Tuy nhiên trong nhiều tính toán thực hành vẫn cần đến các công thức tính toán gần đúng
để có thể nhanh chóng đánh giá gần đúng, chấp nhận đợc về các tần số dao động riêng của
kết cấu nhịp, nhằm phục vụ cho việc tính toán ổn định khí động của cầu dây võng. Dới đây đa
ra một vài công thức thông dụng.
Tần số dao động riêng uốn
Nếu xét sơ đồ dầm chỉ có 1 điểm khối lợng tập trung thì bằng cách thay tải trọng đơn vị

p = 1 bởi trọng lợng bản thân của kết cấu ta có:

2

= g/y
max


từ đó đợc:
max
B
y
g
.
2
1
f

=
(2)
Dựa trên rất nhiều kết quả đo đạc của cầu dây, ngời ta đã nhận xét rằng công thức này có
sai số xấp xỉ 10%.
Nếu xét sơ đồ dầm cứng của cầu dây có khối lợng rải đều chứ không tập trung nh trên
thì công thức sẽ chính xác hơn nh sau:
max
B
y
g
.
2

1,1
f

=
(3)
trong đó: y
max
- biến dạng tĩnh lớn nhất của hệ thống dới tác dụng trọng lợng bản thân kết cấu;
g - gia tốc trọng trờng = 9,81 m/s
2
.
Ví dụ đối với cầu Rio Parana, với độ võng 1,4 m thì sẽ có tần số dao động riêng uốn là:
47,0
4,1
81,9
.
2
1,1
f
B
=

=
Hz (4)
Tần số dao động riêng xoắn
Đối với cầu dây có mặt cầu khá mềm, tần số xoắn thờng có thể tính gần đúng suy ra từ
tần số uốn theo công thức:
r2
f.b
f

B
T
= (5)
CT 2
trong đó: r bán kính quán tính của tiết diện; b khoảng cách ngang cầu giữa các dây.
Đối với cầu dây có mặt cầu cứng, tần số riêng xoắn phụ thuộc trực tiếp vào độ cứng chống
xoắn của mặt cắt ngang cầu G.J nh sau:
I
J.G
.
L2
1
f
T
= (6)
trong đó: I mômen quán tính cực trên một đơn vị chiều dài của kết cấu nhịp; J hằng số xoắn;
L chiều dài nhịp chính của cầu.
Theo ý kiến của nhiều chuyên gia thì để đảm bảo ổn định khí động học, tần số dao động
xoắn cần phải lớn hơn 2 - 3 lần so với tần số dao động uốn trong mặt phẳng thẳng đứng. Nếu
dạng mặt cắt ngang dầm cứng là dạng thuôn và thoát gió tốt thì tỷ số này có thể giảm còn 1,5
2,0. Ví dụ đối với cầu treo ở Mỹ có nhịp chính 600 m và nhịp biên 240 m, dầm cứng là dạng hộp
thoát gió tốt thì tỷ số giữa tần số xoắn với tần số uốn nh sau:
+ Đối với dao động thứ nhất là 0,48 : 0,147 = 3,2
+ Đối với dao động thứ hai là 0,8 : 0,145 = 5,5
Nh vậy để đảm bảo ổn định khí động học cần phải thiết kế hình dạng mặt cắt ngang dầm
cứng sao cho mặt cắt ngang tơng ứng với lực gió nâng nhỏ nhất. Ngoài ra phải đảm bảo yêu
cầu về độ cứng hợp lý (tỷ số hợp lý giữa các tần số dao động xoắn và dao động uốn).


Để thiết kế các cầu dây mới cần phải làm nhiều thí nghiệm trên mô hình. Cũng cần quan

trắc theo dõi các cầu dây đang khai thác để sau đó rút kinh nghiệm và đề ra những kiến nghị
phục vụ hớng dẫn thiết kế cho các cầu mới sau này. Ví dụ ở nớc Mỹ có hớng dẫn các điều
kiện để đảm bảo ổn định khí động học cho các cầu treo nh sau:
+ Chiều cao dầm cứng, đo giữa các đờng trục của mạ trên và mạ dới (m):






+
305
L
33,8
1000
L
h

+ Độ cứng chịu uốn của dầm cứng (tính bằng đơn vị kNm
2
)
h
110b474.1
EJ

trong đó: L - chiều dài nhịp chính, m; b - chiều rộng cầu, đo giữa các thanh treo, m; h chiều
cao dầm cứng, m.
IV. Kết luận
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu cũng nh tổng quát hoá các kinh nghiệm thiết kế và
khai thác các cầu treo nhịp lớn ngời ta đã rút ra các biện pháp cấu tạo cho phép ngăn ngừa sự

phát triển các dao động nguy hiểm của kết cấu cầu trong dòng gió. Các biện pháp đó trớc hết
nhằm tăng độ cứng chống xoắn nh:
+ Dùng kết cấu dầm cứng có mặt cắt hình hộp.
CT 2
+ Đặt hệ thống dây cáp treo có các thanh treo nghiêng (chứ không phải chỉ có các thanh
treo thẳng đứng nh thông thờng).
+ Cải thiện dạng lu tuyến của mặt cắt ngang dầm cho thoát gió dễ dàng hơn mà không
gây ra các xoáy khí phía sau nó.
+ Tăng chiều rộng mặt cầu.
Các kết quả nghiên cứu mới đây về thí nghiệm khí động học của mô hình cầu cho phép
nhấn mạnh rằng các hệ thống nhiều dây xiên với 2 mặt phẳng dây kiểu đồng quy không bị xuất
hiện những dao động khí đàn hồi nguy hiểm. Các cầu treo có dây xiên bổ sung và dầm cứng có
chiều cao nhỏ với tỷ lệ h/L = 1/300 và có dầm cứng dạng lu tuyến cũng tỏ ra an toàn nh vậy.
Tài liệu tham khảo
[1] PGS. TS. Nguyễn Viết Trung, TS. Hong H. Thiết kế cầu treo dây võng. Nhà xuất bản Xây dựng,
2004.
[2] GS. TS. Lều Thọ Trình. Cách tính hệ treo theo sơ đồ biến dạng. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,
2004.
[3] Hồ sơ thiết kế kỹ thuật: Thiết kế dầm hộp thép và hệ thống cáp cầu chính. Tổng Công ty xây dựng công
trình giao thông 5.
[4] SIR ALFRED PUGSLEY. The theory of suspension bridges, London 1968Ă