098 102 PHAN 1 CHUONG 03 SO SANH LUA CHON PHUONG AN

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Võ Vónh Bảo
CHƯƠNG 3

SO SÁNH LỰA CỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
3.1. ĐẶC ĐIỂM CẦU DÂM HỘP BTCT DUL THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN
BẰNG
3.2.1. Khái quát
Ngày nay trong xây dựng cơ bản và xây dựng cầu đường kết cấu bê tông cốt thép
được sử dụng nhiều vì loại kết cấu này có tính kinh tế cao, độ bền tốt. Tuy nhiên nó
có nhược điểm là chòu kéo kém và khi chiụ tải lớn thường gây ra nứt.
Mặt khác khi vượt những nhòp lớn thì chiều cao của kết cấu tăng lên và hiệu quả kinh
tế và mỹ thuật giảm đi.
Kết cấu BTCT - DƯL ra đời đã khắc phục được các nhược điểm đó bằng cách gây cho
vùng chiụ kéo một ứng suất nén trước, đồng thời sử dụng cốt thép cường độ cao đã tiết
kiệm được một số đáng kể cốt thép và đem lại cho nghành cầu đường các biện pháp
thi công mới như đúc hẫng, lắp hẫng hay đúc đẩy.
Việc thi công hẫng lợi dụng khả năng nén trước của bê tông cho phép loại bỏ giá vòm
và đà giáo chống từ đất lên. Chiều dài thi công hẫng cho phép là 230 m đối với nhòp
dầm, ngoài ra người ta có thể sử dụng các vật liệu nhẹ để xây dựng nhòp lớn hơn.
Việc xây dựng hẫng được xem xét trong các trường hợp sau :
 Khi khổ giái phóng cấm dùng giá vòm trên chiều dài tương ứng với khả năng
của phương pháp.
 Khi việc xây dựng giá vòm nguy hiểm như: trường hợp sông chẩy xiết, lũ lụt
đột ngột và nguy hiểm.
 Trong trường hợp mà nhòp không bò khống chế, khổ giới hạn được tôn trọng,
hoặc vùng mà người ta muốn tránh làm móng, hoặc có ưu điểm về giá thành.
Tham khảo một số tài liệu có các chỉ dẫn sau:
Phương pháp cần thiết về nguyên tắc, trong trường hợp trụ có chiều cao lớn quá 25 m
hoặc móng tương đối đắt tiền, các so sánh chính xác đã chỉ ra rằng trong các trường

hợp còn nghi ngờ. Thi công hẫng có thể cạnh tranh được với các phương pháp khác
như phương pháp sử dụng đúc dầm sẵn .

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 98


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Võ Vónh Bảo

Khi vượt quá 80m đến 110m giá dầm trên 1 m 2 cầu tăng đáng kể, nhưng phương pháp
này vẫn có lợi.
3.2.2. Ưu điểm
Về mặt đặc điểm chòu lực của kết cấu thì phương pháp đúc hẫng đem lại sự phù hợp
khá lý tưởng giữa sơ đồ chòu lực trong giai đoạn thi công và giai đoạn khai thác sử
dụng. Việc tăng số lượng cốt thép DUL khi cánh hẫng vươn dài ra cũng phù hợp với
số lượng bó cốt thép cần bố trí khi chòu tải trọng khai thác.
Tiết kiệm đà giáo ván khuôn vì mỗi chu kỳ đúc dầm chỉ tiến hành cho một đoạn ngắn
của kết cấu nhòp không những thế hệ thống đà giáo ván khuôn còn được sử dụng tiếp
tục cho các công trình khác. Như vậy đà giáo ván khuôn tức là xe đúc đã trở thành sản
phẩm công nghiệp, việc đầu tư ban đầu tuy lớn nhưng là đầu tư theo chiều sâu.
Có thể tiến hành các công tác tháo dỡ lắp dựng đà giáo ván khuôn, bố trí cốt thép, đổ
BT trong mọi điều kiện thời tiết.
Công việc thi công được lặp đi lặp lại theo chu kỳ giống nhau nên việc đào tạo công
nhân mang tính hiệu qủa cao, giảm bớt được nhân lực và nâng cao năng suât lao động.
Việc kiểm tra chất lượng sản phẩm trong các công đoạn được tiến hành dễ dàng và tại
chỗ.
Quá trình thi công kết cấu nhòp hầu như không ảnh hưởng gì đến công đòa bên dưới

cầu. Vì vậy thích hợp cho việc xây dựng cầu ở vùng sông sâu thung lũng có dốc cao
kể cả ở những nút giao thông ở phía dưới.
Một lợi thế khác trong việc xây dựng hẫng là ở trong giai đoạn thi công, người ta có
thể đẩy nhanh tiến độ khi tăng lượng xe đúc hẫng .
Là kết cấu nhòp liên tục nên giao thông trên cầu khá êm thuận .
Dầm có chiều cao thay đổi nên có hình dáng đẹp phù hợp với yêu cầu mỹ quan.
Mặt bằng công trường nhỏ nên dễ bảo vệ.
3.2.3. Nhược điểm
Chòu ảnh hưởng của gối lún và sự thay đổ của nhiệt độ.
Không thể rút ngắn được thời gian thi công.
Tónh tải kết cấu nhòp lớn nên kết cấu phần dưới lớn.

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 99


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Võ Vónh Bảo

Công nghệ thi công hiện đại đòi hỏi phải có đội ngũ công nhân lành nghề, kỹ thuật
cao, máy móc thiết bò thi công cũng yêu cầu phải tiên tiến hiện đại mới đảm bảo được
chất lượng sản phẩm.
3.2. ĐẶC ĐIỂM CẦU DÀN THÉP NHỊP LIÊN TỤC
3.2.1. Khái quát
So với công nghệ đúc hẫng, dây văng thì cầu thép đã được xây dựng cách đây rất lâu
với những hình dáng cho đến nay vẫn là kiến trúc của ngành cầu trên toàn thế giới.
Cầu thép khi thi công không cần đà giáo hoặc chỉ cần kết cấu chống đỡ nhẹ nhàng,
tháo lắp nhanh chóng và chỉ sử dụng trong khi lao kết cấu nhòp. Do đó rút ngắn được

thời gian gián đoạn cho giao thông đường thuỷ dưới cầu cũng như giao thông đường bộ
hay đường sắt trên cầu trong trường hợp thay thế kết cấu nhòp. Do những ưu thế hơn
hẳn nên cầu thép có thể chế tạo hoàn toàn trong nhà máy và vận chuyển đến công
trường dưới dạng thành phẩm, vì thế cho phép giảm tối thiểu thời gian thi công ở công
trường. Dự án đại tu 6 cầu đường sắt lớn trên tuyến Hà nội – T.P. Hồ chí Minh là một
ví dụ điển hình về áp dụng hợp lý các kết cấu nhòp thép khi thay thế nhanh chóng các
nhòp cầu cũ mà không gián đọan thông tầu hỏa trên tuyến.
Khi xây dựng cầu thép, có thể sử dụng các thiết bò cẩu trục có năng lực nhỏ hơn khi
xây dựng cầu BTCT. Ngoài ra thi công cầu thép không bò hạn chế bởi mùa thi công
ngoài trời nhiều như cầu BTCT.
Sử dụng dầm thép nhòp lớn có thể có lợi khi điều kiện đòa chất xấu, không thể xây
dựng cầu vòm có lực đẩy ngang hay cầu khung dầm bằng BTCT. Trong trường hợp
này chỉ có thể dùng những nhòp lớn bằng thép để vượt khổ thông thuyền hay lạch sâu
của lòng sông. Để tiết kiệm thép thì ở phần bãi sông có nhòp ngắn nên dùng kết cấu
nhòp BTCT.
Ngay trong kết cấu nhòp thép cũng có thể tiết kiệm được rất nhiều thép, nếu dùng các
biện pháp đặc biệt như: sử dụng kết cấu liên hợp thép (cường độ cao) - BTCT, điều
chỉnh nội lực trong quá trình thi công, sử dụng kết cấu thép dự ứng lực, kết cấu dầm 2
mác thép.
Tất cả những biện pháp trên cho phép giảm sự chênh lệch về khối lượng thép tiêu thụ
giữa kết cấu nhòp thép và BTCT, đặc biệt là trong những cầu nhòp lớn.

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 100


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Võ Vónh Bảo

Vì vậy, khi các điều kiện đòa phương đều bất lợi cho phương án cầu BTCT thì dùng
kết cấu nhòp thép để vượt nhòp lớn sẽ hợp lý và kinh tế. Trong điều kiện thành phố
chật hẹp, khi cần thi công nhanh để đảm bảo giao thông thì kết cấu nhòp thép còn có
thể hợp lý ngay cả khi nhòp nhỏ hơn (30 - 40m).
3.2.2. Ưu điểm
Dàn là hệ thanh liên kết với nhau chỉ bằng hai khớp ở hai đầu thanh, do đó các thanh
trong dàn chỉ chòu lực dọc trục. Chính vì vậy khi nhòp lớn cầu dàn tiết kiệm vật liệu
hơn cầu dầm (dầm thép).
Khả năng chòu lực ngang của cầu dàn tốt hơn so với cầu dầm do diện tích chắn gió
thực tế nhỏ hơn, khoảng cách tim hai dàn chủ lớn.
Cầu dàn thích hợp cho cầu nhòp lớn vì khi đó dùng cầu dầm thì mối nối dầm chủ rất
phức tạp.
Tónh tải kết cấu nhòp nhỏ do đó thích hợp với vùng đòa chất yếu, tiết kiệm được vật
liệu thép.
Ngoài ra cầu dàn có thể có hình dáng đẹp, đảm bảo yêu cầu mỹ quan.
3.2.3. Nhược điểm
Tuy có nhiều ưu điểm nhưng cầu dàn có nhược điểm là cấu tạo phức tạp
Phải duy tu bảo dưỡng thường xuyên, chi phí cho duy tu bảo dưỡng rất lớn.
Cầu dàn thích hợp cho những nhòp lớn hơn 80 m dùng cầu dàn là hợp lý, nó đảm bảo
về kính tế kỹ thuật, tiết kiệm vật liêu và đảm bảo mỹ quan. Cầu dàn chỉ vượt được
những nhòp nhỏ vừa và tương đối lớn khoảng 80m và đôi khi tối đa là 125 m. Khi nhòp
lớn hơn nữa thì cầu dàn không có khả năng vượt được.
3.3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT
Việc thi công đúc hẫng giảm được chi phí đà giáo. Ván khuôn được dùng lại nhiều lần
cùng một thao tác lặp lại nhiều lần sẽ làm giảm chi phí nhân lực và nâng cao năng
suất lao động.
Phương pháp đúc hẫng thích hợp với việc xây dựng với các dạng kết cấu nhòp có chiều
cao thay đổi, khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn dầm cho
phù hợp. Mặt cắt ngang dầm thường có dạng hình hộp. Việc thay đổi chiều cao dầm

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 101


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Võ Vónh Bảo

cho phép sử dụng vật liệu kết cấu một cách hợp lý, giảm được trọng lượng bản thân
kết cấu và cho phép vượt nhòp lớn .
Trong trường hợp xây dựng cầu có sơ đồ kết cấu hợp lý thì qúa trình đúc hẫng tạo ra
sự phù hợp về trạng thái làm việc của kết cấu trong giai đoạn thi công và giai đoạn
khai thác. Điều này làm giảm khối lượng các bó cáp phục vụ thi công dẫn đến việc hạ
giá thành công trình do không phải bố trí và căng kéo các bó cáp tạm thời .
Phương pháp thi công hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó có thể thi
công dưới điều kiện sông sâu, thông thuyền hay hoặc xây dựng các cầu vượt qua
thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đệ trình sản xuất hay giao thông
dưới công trình.
Tuy nhiên việc đúc hẫng kết cấu trong điều kiện hẫng kém ổn đònh, mặt bằng chật
hẹp đòi hỏi phải có trình độ tổ chức tốt, trang thiết bò đồng bộ, cũng như trình độ công
nhân phù hợp mới có thể đảm bảo chất lượng công trình.
Với chiều dài nhòp ngắn hơn nhưng kết cấu đúc hẫng vẫn cho phép khổ thông thuyền
lớn đối với cầu dàn thép thì để đảm bảo tónh không thông thuyền thì trụ rất cao (trụ có
độ mảnh lớn).
Như vậy với các phân tích ở trên, căn cứ vào các lợi thế so sánh của cầu liên tục thi
công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng, căn cứ vào điều kiện nghiên cứu và thực
hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp. Phương án 1 : cầu dầm hộp btct dul nhòp liên tục
thi công đúc hẫng cân bằng được chọn làm phương án thiết kế kỹ thuật.

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 102