CHƯƠNG 7: CẤU DÂY VĂNG VÀ CẦU TREO DÂY VÕNG doc

CHƯƠNG 7: CẤU DÂY VĂNG VÀ
CẦU TREO DÂY VÕNG
CHƯƠNG 7: SƠ BỘ CẦU DÂY VĂNG
VÀ CẦU TREO DÂY VÕNG
• Bài 1: Cầu dây văng
• Bài 2: Cầu dây võng
April 18, 2011 1Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
BÀI 1: CẦU DÂY VĂNG
• Cầu dây văng là loại cầu sử dụng các dây cáp
được liên kết từ một hay nhiều cột tháp để treo hệ
mặt cầu.
• Một cầu dây văng điển hình có một hệ dầm liên
tục
với
một
hay
nhiều
cột
tháp
được
đặt

trên
trụ
tục
với
một
hay
nhiều
cột
tháp
được
đặt
trên
trụ
cầu ở trong khoảng giữa nhịp.
• Từ các cột tháp này, các dây văng được tỏa
xuống và đỡ hệ dầm chủ.
April 18, 2011 2Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
BÀI 1: CẦU DÂY VĂNG
• 1. Phân loại .
• 2. Ưu khuyết điểm.
• 3. Phạm vi sử dụng .
• 4. Cấu tạo các bộ phận chính.
• 5. Nguyên lý tính toán.
April 18, 2011 3Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
1. Phân loại
• 1.1. Theo cách bố trí dây cáp văng theo phương
ngang.
•
1.2. Theo
cách

bố
trí
dây
cáp
văng
theo
phương
•
1.2. Theo
cách
bố
trí
dây
cáp
văng
theo
phương
dọc.
• 1.3. Phân loại theo sơ đồ kết cấu.
April 18, 2011 4Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
1.1. Theo cách bố trí dây cáp văng
phương ngang
• 1.1.1. Hệ một mặt phẳng dây.
•
1.1.2.
Hệ
hai
mặt
phẳng
dây

.
•
1.1.2.
Hệ
hai
mặt
phẳng
dây
.
• 1.1.3. Hệ ba mặt phẳng dây.
• 1.1.4. Hệ bốn mặt phẳng dây.
April 18, 2011 5Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
1.2. Theo cách bố trí dây cáp văng
phương dọc
• 1.2.1. Dạng đồng quy.
• 1.2.2. Dạng song song.
• 1.2.3. Dạng rẻ quạt.
•
1.2.4
.
Dạng
hình
sao
.
•
1.2.4
.
Dạng
hình
sao

.
• 1.2.5. Dạng hỗn hợp.
April 18, 2011 6Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
1.3. Phân loại theo sơ đồ kết cấu
• 1.3.1. Cầu dây văng một nhịp.
• 1.3.2. Cầu dây văng hai nhịp.
• 1.3.3. Cầu dây văng ba nhịp.
• 1.3.4. Cầu dây văng nhiều nhịp.
April 18, 2011 7Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
2. Ưu khuyết điểm
• 2.1. Ưu điểm.
• 2.2. Khuyết điểm.
April 18, 2011 8Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
2.1. Ưu điểm
• Cấu tạo của cầu dây văng làm cho hệ dầm
cứng ngoài việc được nâng đỡ trên các gối
cứng tại vị trí trụ còn được nâng đỡ trên hệ
thống gối đàn hồi tại vị tí liên kết giữa các dây
xiên
.
xiên
.
• Nhờ đó mà nội lực và độ võng do tĩnh tải, hoạt
tải giảm rất nhiều.
• Có hình dáng kiến trúc đẹp.
• Có thể cho phép điều chỉnh trạng thái ứng suất
và biến dạng của hệ
April 18, 2011 9Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
2.2. Khuyết điểm
• Độ cứng của kết cấu nhỏ hơn so với các

dạng cầu dầm thông thường hay cầu vòm.
Dưới tác dụng của tải trọng, dây xiên có độ
giãn
dài
khá
lớn
ảnh
hưởng
đến
độ
cứng
của
giãn
dài
khá
lớn
ảnh
hưởng
đến
độ
cứng
của
cầu.
• Mức độ thông thoáng của tầm nhìn xe chạy
bị giảm. Hệ mặt cầu cho đường xe chạy có
cấu tạo nặng nề, làm tăng tĩnh tải kết cấu
nhịp.
April 18, 2011 10Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
3. Phạm vi sử dụng
• Dầm cứng bằng bê tông cốt thép : vượt được

nhịp lớn 100÷400m.
• Dầm cứng bằng thép hay giàn thép : vượt nhịp
800÷850m.
April 18, 2011 11Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4. Cấu tạo các bộ phận chính
• 4.1. Tháp cầu.
•
4.2.
Hệ
thống
cáp
.
•
4.2.
Hệ
thống
cáp
.
• 4.3. Dầm cầu.
April 18, 2011 12Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4.1. Tháp cầu
• 4.1.1. Tháp cầu dùng cho kết cấu một mặt
phẳng dây.
• 4.1.2. Tháp cầu dùng cho kết cấu hai mặt phẳng
dây.
•
4
.
1
.

3
.
Tháp
cầu
dùng
cho
kết
cấu
ba
mặt
phẳng
•
4
.
1
.
3
.
Tháp
cầu
dùng
cho
kết
cấu
ba
mặt
phẳng
dây.
• 4.1.4. Tháp cầu dùng cho kết cấu bốn mặt
phẳng dây.

April 18, 2011 13Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4.1.1. Tháp cầu dùng cho
kết cấu một mặt phẳng dây
• Họ tháp một cột.
• Họ tháp chữ A, chữ Y ngược.
April 18, 2011 14Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4.1.2. Tháp cầu dùng cho
kết cấu hai mặt phẳng dây
• Tháp dạng chữ H.
•
Tháp
dạng
chữ
A.
•
Tháp
dạng
chữ
A.
• Tháp dạng chữ Y ngược .
• Tháp 2 cột độc lập.
April 18, 2011 15Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4.1.3. Tháp cầu dùng cho
kết cấu ba mặt phẳng dây
• Thường là các cột độc lập, tiết diện có thể thay
đổi
theo
chiều
cao
.

đổi
theo
chiều
cao
.
April 18, 2011 16Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4.1.4. Tháp cầu dùng cho
kết cấu bốn mặt phẳng dây
• Tháp cầu Ting Kau có tiết diện cột tháp phía
thượng và hạ lưu lượn tròn để tăng tính thẩm
mỹ
và
tạo
khả
năng
thoát
gió
.
mỹ
và
tạo
khả
năng
thoát
gió
.
April 18, 2011 17Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4.2. Hệ thống cáp
• 4.2.1. Dây xoắn (Spiral ropes)
• 4.2.2. Cáp gồm tao có các sợi song song

(Parallel-Wire Strand Cable - PWS Cable)
•
4.2.3.
Cáp
gồm
các
sợi
song
song
(Parallel Wire
•
4.2.3.
Cáp
gồm
các
sợi
song
song
(Parallel Wire
Cables PWC)
• 4.2.4 Dây cáp có các tao song song (Parallel
Strand Cables – PSC)
April 18, 2011 18Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
4.3. Dầm cầu
• Không hạn chế về loại vật liệu sử dụng cho kết
cấu nhịp, mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng
-
Dầm
bê
tông

.
-
Dầm
bê
tông
.
- Dầm thép.
- Dầm liên hợp.
April 18, 2011 19Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
5. Nguyên lý tính toán
• Khi tính toán có thể coi các dây xiên luôn chịu
ứng suất kéo trước do tĩnh tải, vì vậy dưới tác
dụng của hoạt tải đặt ở các vị trí khác nhau có
thể tạo ra trạng thái ứng suất ngược lại trong
dây
xiên
.
dây
xiên
.
• Bậc siêu tĩnh của sơ đồ dây xiên – dầm cứng
có dây xiên bố trí đồng quy hay song song có
thể xác định bằng công thức :
i = K + 2n - a- 3
April 18, 2011 20Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
5. Nguyên lý tính toán
• Đường lối chung để giải quyết bài toán về mặt
tĩnh học là
– Chọn hệ cơ bản
– Xây dựng đường ảnh hưởng

– Xếp tải trên đường ảnh hưởng.
– Chọn kích thước, diện tích mặt cắt ngang của dây
xiên, dầm cứng và các bộ phận chi tiết khác.
– Kiểm tra điều kiện an toàn của kết cấu sau khi đã bố
trí vật liệu.
April 18, 2011 21Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
5. Nguyên lý tính toán
• Hiện nay có những chương trình tính toán như Sap
2000, Midas,… cho phép giải quyết bài toán tính
kết cấu đàn hồi ba chiều bằng phương pháp phần
tử hữu hạn.
•
Các
chương
trình
trên
không
những
cho
phép
xét
•
Các
chương
trình
trên
không
những
cho
phép

xét
đến kết cấu ở sơ đồ hoàn chỉnh trong quá trình
khai thác mà còn có thể xét đến các vấn đề phức
tạp như co ngót, từ biến, chùng ứng suất và vấn đề
điều chỉnh ứng suất trong giai đoạn thi công.
April 18, 2011 22Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng
BÀI 2: CẦU DÂY VÕNG
• 1. Phân loại .
• 2. Ưu khuyết điểm.
• 3. Phạm vi sử dụng.
•
4.
Cấu
tạo
các
bộ
phận
chính
.
•
4.
Cấu
tạo
các
bộ
phận
chính
.
• 5. Nguyên lý tính toán.
April 18, 2011 23Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng

1. Phân loại
• 1.1. Theo số lượng nhịp.
• 1.2. Theo cấu tạo dầm cứng.
• 1.3. Theo hình thức bố trí dây treo.
• 1.4. Theo hình thức neo cáp chính.
April 18, 2011 24Sơ bộ cầu dây văng & cầu dây võng