Mặt tiếp xúc trong kết cấu cầu thi công bằng phương pháp lắp hẫng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------oOo-----

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc
------oOo-----

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: LÊ HỮU PHƯỚC
NGÀY THÁNG NĂM SINH: 13-07-1977
CHUYÊN NGÀNH: CẦU ĐƯỜNG
KHÓA: 13 (NĂM 2002 -2004)

PHÁI : NAM
NƠI SINH: BÀ RỊA
MÃ SỐ: 2.15.10

I/-TÊN ĐỀ TÀI
MẶT TIẾP XÚC TRONG KẾT CẤU CẦU THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮP HẪNG

II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1.NHIỆM VỤ:
Nghiên cứu các tính chất biến dạng, ứng xử và khả năng chịu tải của mặt tiếp xúc
giữa các phân đoạn trong kết cấu cầu thi công theo phương pháp lắp hẫng.

2.NỘI DUNG:
Chương 1: Tổng quan công nghệ thi công hẫng trong kết cấu cầu.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết và tính toán cầu lắp hẫng.
Chương 3: Mặt tiếp xúc trong cầu lắp hẫng .

Chương 4: Ứng dụng tính toán.
Chương 5: Kết luận và kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: 14/02/2004

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ

: 25/12/2004

V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

: TS. VŨ XUÂN HÒA

VI. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1

: TS. LÊ THỊ BÍCH THỦY

VII. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2

: TS. PHÙNG MẠNH TIẾN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1

CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2

TS. VŨ XUÂN HÒA

TS. LÊ THỊ BÍCH THỦY

TS. PHÙNG MẠNH TIẾN

Nội dung và đề cương Luận án cao học đã được thông qua Hội đồng chuyên ngành.
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Ngày 14 tháng 12 năm 2004
CHỦ NHIỆM NGÀNH

TS. LÊ VĂN NAM


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bắt đầu từ thập kỷ 60 là thời kỳ bùng nổ của việc xây dựng cầu BTCT
nhịp lớn ở Châu Âu và Hoa Kỳ. Do việc đổi mới vật liệu và công nghệ nên kỷ
lục vượt nhịp lớn của cầu bê tông cốt thép ngày càng được nâng cao. Năm 1986
cầu Gateway ở Úc vượt nhịp 260m, trong năm 1998 cầu Raffsundet ở Na Uy có
nhịp 298m được đưa vào sử dụng. Trong thời gian đó nhiều phương pháp thi công
đã được tiến hành và đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm như phương pháp thi
công đúc hẫng cân bằng, thi công đúc hẫng có dây chằng, thi công đúc hẫng với
đà giáo trượt, thi công đúc đẩy, thi công lắp hẫng. . . Cùng với sự phát triển nhanh
của các phương pháp thi công là những đổi mới về vật liệu. Từ việc sử dụng bê
tông và cốt thép thường chuyển sang bê tông cường độ cao và thép dự ứng lực
cường độ cao.
Có thể nói rằng trong 3 thập kỷ vừa qua nhiều yếu tố có tác động mạnh

mẽ đến xây dựng cầu bê tông hiện đại trên thế giới đó là:
-

Tin học trong tất cả các lónh vực kết cấu công trình và xây dựng phát
triển rất mạnh;

-

Phương pháp phần tử hữu hạn trong phân tích tính toán kết cấu;

-

Thiết kế theo trạng thái giới hạn với việc vận dụng lý thuyết dẻo để
phân tích thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cũng như việc sử dụng mô
hình thanh dàn để thiết kế chịu xoắn và cắt cho các dầm cao và vùng
mặt cắt thay đổi đột ngột.

-

Sử dụng bê tông dự ứng lực (DUL) từng phần bao gồm cả kết cấu ứng
suất ngoài và cầu dây văng;

-

Vật tư thiết bị ứng suất trước ngày càng cải tiến và có độ tin cậy cao.

-

Sử dụng phụ gia siêu dẻo trong bê tông;

-

Khuynh hướng thiết kế coi trọng độ bền của cầu hơn là tiết kiệm vật
liệu.

Trong khi đó sự phát triển cầu bê tông ở Việt Nam có phần chậm trể. Cho
đến năm 1986, ngoài việc hoàn thành công nghệ chế tạo dầm 33m theo phương
pháp căng trước cũng như căng sau, ở Việt Nam đã xây dựng các cầu bê tông ứng

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 2


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

suất trước khung T nhịp đeo như các cầu: cầu Rào, cầu Niệm, cầu An Dương (Hải
Phòng). Năm 1987, cầu Rào bị gẫy sập một cánh T làm chững lại các ý đồ xây
dựng cầu bê tông cốt thép nhịp lớn. Sau khi có kết luận về sự cố cầu Rào, chúng
ta đã mạnh dạng xây dựng một loạt các cầu bê tông DUL có nhịp lớn với thay
đổi một số giải pháp về cấu tạo và công nghệ.
Trước tình hình phát triển kinh tế, xã hội của đất nước hiện nay, quá trình
phát triển công nghiệp hóa và hiện đại hóa ngày một phát triển mạnh mẽ, đặc
biệt là ở các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hà Nội. Sự
phát triển kinh tế kéo theo sự phát triển của nhiều lónh vực, trong đó có lónh vực
Xây Dựng Cầu Đường. Để đáp ứng nhu cầu phát triển đó, thực tế cũng đòi hỏi
phải có những biện pháp thi công mới để đáp ứng nhu cầu và tiến độ xây dựng.
Cầu dầm hộp BTCT dự ứng lực thi công thi phương pháp lắp hẫng vừa được ứng

dụng vào thi công một số công trình ở Việt Nam và đặc biệt ở khu vực Đông
Nam Á là một trong những phát triển mới trong công nghệ thiết kế và thi công
cầu trong những năm vừa qua. Kết cấu dạng này vừa đáp ứng yêu cầu về kinh tế,
độ bền cao, thi công nhanh linh hoạt. Với những ưu điểm lớn như vậy (đặc biệt là
khả năng tập trung quản lý chất lượng, cơ khí hóa cao thao tác liên tục, rút ngắn
thời gian thi công đáng kể), cầu dầm hộp BTCT DUL đúc sẵn là dạng kết cấu
ưu tiên số một cho các dự án đường trên cao, cầu trong thành phố. . . .
Như đã nói trên, ở nước ta trước đây cũng đã từng áp dụng công nghệ lắp
hẫng thi công một số như cầu Rào, cầu Niệm, cầu An Dương . . . nhưng không
thành công. Sau một thời gian sử dụng đã có sự cố như đứt cáp làm sập cầu, nứt
dầm phải sửa chữa gia cố lại…. Một trong những nguyên nhân gây ra các sự cố
trên là do chưa giải quyết tốt vấn đề tiếp xúc giữa các mối nối, cáp dự ứng lực
chưa được bảo vệ tốt. Ngày nay với dự phát triển của công nghệ cáp DUL ngoài,
công nghệ lắp hẫng đã dần lấy lại ưu thế. Do đó vấn đề đặt ra là nghiên cứu
khắc phục nhược điểm tại các mối nối giữa các đốt dầm, tận dụng ưu thế cáp
DUL ngoài để đưa công nghệ tiên tiến này áp dụng vào các công trình xây dựng
cầu đường ở Việt Nam.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong xu thế hội nhập hiện nay và với tốc độ phát triển của đất nước,
phương án thi công cầu lắp hẫng theo công nghệ mới đã được áp dụng thành công
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 3


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

cho công trình cầu Kiền ở Hải Phòng. Tuy vậy, đây là công trình được chuyển
giao theo công nghệ nước ngoài của tập đoàn Nhật Bản và điều này đã khiến các
nhà xây dựng Việt Nam có dịp nghiên cứu, tìm hiểu để tìm ra được các phương
án kinh tế làm giảm giá thành xây dựng công trình, rút ngắn tiến độ xây dựng rất
nhiều. Có một thực trạng là ở nước ta tiêu chuẩn thiết kế, công nghệ thi công
chưa có, cũng như thiếu đội ngũ cán bộ và công nhân lành nghề.

TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Thực tiễn trong thời gian gần đây cho thấy phương pháp thi công lắp hẫng
đang được áp dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới.
Hiện nay, trong phạm vi thành phố Hồ Chí Minh, việc chống kẹt xe, và ùn
tắc giao thông đòi hỏi phải xây dựng nhiều cầu vượt trong thành phố. Điều này
đòi hỏi trong qúa trình thi công không làm gián đoạn giao thông, nếu có phải
trong thời gian cực ngắn. Điều này chỉ có thể được đảm bảo bằng phương pháp
thi công lắp hẫng. Từ những thất bại trong thời gian đầu những năm 60, đòi hỏi
chúng ta phải nghiên cứu kỹ hơn công nghệ cầu phân đoạn lắp hẫng để có thể
ứng dụng vào các công trình thực tế góp phần nâng cao trình độ xây dựng cầu ở
nước ta.

JK

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 4


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG
HẪNG TRONG KẾT CẤU CẦU
1.1. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG VÀ LẮP HẪNG
Cầu lâu nay đã trở thành thứ không thể thiếu trong cuộc sống chúng ta.
Chính bởi tính hữu dụng của nó mà càng ngày người ta càng quan tâm đến việc
thiết kế và lắp đặt nó như thế nào?
Trong thời kỳ đổi mới công nghệ hiện nay, giao thông vận tải được đầu tư
xây dựng hạ tầng nhiều nên có điều kiện để đổi mới công nghệ trong thi công,
đặc biệt là công nghệ thi công kết cấu nhịp cầu vït nhịp lớn và trong thành phố.
Từ năm 1996 cho đến nay, do yêu cầu của nhiều công trình cần có độ
thông thuyền lớn, yêu cầu thẩm mỹ của các cầu trong đô thị, đã có nhiều cầu
dầm hộp được xây dựng theo công nghệ đúc hẫng và lắp hẫng.
Trong công nghệ đúc hẫng hay lắp hẫng, kết cấu nhịp được phân ra thành
từng đoạn để được đúc tại chổ trên ván khuôn di động (gọi là đúc hẫng) hoặc
chế tạo sẵn (trong nhà máy hay ở bãi đúc) rồi lắp ghép tại hiện trường (gọi là
LẮP HẪNG).
Phương pháp thi công đúc hẫng, lắp hẫng có nhiều ưu điểm trong đó ưu
điểm nổi bật là không cần dàn giáo chống. Dàn giáo treo (cần trong phương pháp
đúc hẫng) có kích thước rất nhỏ so với kích thước của kết cấu nhịp. Phương pháp
thi công này đặc biệt thích hợp cho các kết cấu nhịp có chiều dài nhịp chính
khoảng từ 50m trở lên.
Nhờ những ưu điểm của nó mà dù chỉ mới được áp dụng ở nước ta từ 1996
nhưng công nghệ thi công đúc hẫng đã được áp dụng ở khoảng 27 cầu lớn trên cả
nước. Phương pháp thi công LẮP HẪNG, tuy được áp dụng rất rộng rãi trên thế
giới nhưng ở nước ta chưa được áp dụng nhiều.

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 5

Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

1.2. SỰ KHÁC NHAU CẦU ĐÚC HẪNG VÀ LẮP HẪNG
-

Phương pháp thi công đúc hẫng: các đốt dầm được đổ bê tông tại chổ
trên giàn giáo treo, sau khi bê tông đạt cường độ tiến hành căng cốt
thép dự ứng lực và di chuyển dàn giáo để thi công đốt kế tiếp. Để thi
công đúc hẫng phải có 2 bộ ván khuôn treo di động. Sau khi làm xong
một đốt, bộ ván khuôn này được di chuyển tiến lên xa dần ra khỏi trụ
đến vị trí chuẩn bị đúc đốt kế tiếp. Ván khuôn được điều chỉnh về cao
độ và độ nghiêng cho đúng lắp dựng khung cốt thép thường và các ống
rỗng chứa cáp chủ trong ván khuôn đó. Công tác đổ bê tông cũng được
làm thành từng đợt: đợt đầu đổ bản đáy rồi dựng thành bên trong của
ván khuôn lắp cốt thép và đổ bê tông tiếp cho hoàn chỉnh mặt cắt hộp.
Bê tông được bảo dưỡng 2÷3 ngày cho đủ cường độ, sau đó sẽ luồn cáp
dự ứng lực (DUL) vào trong ống đặt sẵn và căng cáp neo đốt dầm lại.
Chu kỳ nói trên được lặp lại nhiều lần cho đến khi kết thúc công tác
đúc hẫng và chuyển sang công tác hợp long.
• Ưu điểm: Các đốt đúc tại chổ trên dàn giáo di động có cốt thép chờ
đảm bảo tốt tính toàn khối của kết cấu, tuổi thọ công trình cao, xử lý
mối nối đơn giản.
• Nhược điểm: Thời gian thi công chậm, bê tông được dưỡng hộ tại
hiện trường nên khó có thể đảm bảo điều kiện dưỡng hộ tốt, việc đúc
bê tông trên cao trong phạm vi chật hẹp sẽ gây khó khăn trong việc
đảm bảo chất lượng bê tông; thép cường độ cao được căng khi bê tông

còn non nên dễ gây ra sự cố, mất mát ứng suất do từ biến và co ngót
lớn. Đặc biệt trong xây dựng cầu vượt, cầu cạn trong thành phố thì ván
khuôn đúc dầm cũng ít nhiều làm ảnh hưởng đến thông khoảng đứng
bên dưới; bê tông được đổ tại chổ làm ảnh hưởng không tốt đến đường
vượt bên dưới và không an toàn cho người qua lại, bê tông rơi vải gây
ô nhiểm môi trường. Toàn bộ qúa trình đúc hẫng được thực hiện trên
đà giáo treo di động nên cũng đòi hỏi trình độ thi công cao.

Hình H.1-1 và H.1-2 sau đây mô tả sơ đồ đúc hẫng cân bằng trên giàn giáo
treo di động.

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 6


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

H.1-1: Giàn giáo treo di động đúc hẫng tiết diện dầm thay đổi

H.1-2: Sơ đồ công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng
-

Phương pháp thi công lắp hẫng: Các đốt dầm được chế tạo sẵn trong
nhà máy hoặc tại bãi đúc sau đó vận chuyển đến vị trí và lắp dựng.
Trên kết cấu nhịp phải đặt sẵn các cần cẩu đặc biệt để cẩu các đốt bên
dưới và lắp ghép vào phần kết cấu đã xong trước đó. Giữa các đốt phải
làm mối nối. Có nhiều kiểu mối nối: mối nối keo dán, mối nối có hàn

cốt thép chờ rồi đổ bê tông bịt khe nối, mối nối khô . . ., nhưng phổ
biến nhất là mối nối keo dán. Sau khi dán keo phải căng các cáp chủ
để liên kết các đốt mới lắp vào kết cấu nhịp đã lắp trước đó.
• Ưu điểm: Bê tông đảm bảo chất lượng vì được đổ trong nhà máy có
thể tạo điều kiện bảo dưỡng tốt nhất, thi công nhanh do không phải chờ
thời gian bê tông đông cứng mà có thể căng cốt thép ngay khi lắp
dựng. Hiện tượng co ngót bê tông đã diễn ra nhiều trong thời gian dầm

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 7


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

còn ở bãi đúc, hiện tượng từ biến giảm nhiều do khi chịu lực bê tông
đã đạt cường độ thiết kế. Trong điều kiện thi công cầu vượt sông, cầu
vượt đường, cầu cạn trong thành phố thì phương pháp lắp hẫng rất
thuận lợi do không làm cản trở giao thông bên dưới, ít gây ô nhiểm
môi trường.
Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng. Tuy nhiên phương
pháp thi công lắp hẫng có nhiều ưu điểm vượt trội nhưng để triển khai áp
dụng phương pháp này vào thực tế xây dựng còn phải giải quyết nhiều vấn
đề kỹ thuật như phải chế tạo và lắp ghép các đốt sao cho khi lắp ghép các
khối khớp vào nhau phải đảm bảo bình đồ và trắc dọc cầu đúng như thiết
kế. Các hình sau thể hiện sự vận chuyển và cẩu lấp các đốt dầm.

H.1-3: Vận chuyển các đốt dầm trên xà lan đến công trường

H.1-4: Lắp đặt các đốt dầm bằng cần cẩu
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 8


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

H.1-5: Lắp đặt các kết cấu nhịp sử dụng mộng và keo dán
Cây cầu đầu tiên theo phương pháp đúc hẫng là cầu Choisy-le-Roy bắt qua
sông Seine được xây dựng ở Pháp năm 1962 gồm 3 nhịp liên tục 37.5m +55m +
37.5m. Sau đó một loạt các cầu tương tự cũng được xây dựng như:
-

Cầu Pierre-Bénite qua sông Rhome;

-

Cầu Boulevard Peripherique qua sông Seine;

-

Cầu Blois qua sông Loire;

-

Cầu cạn nối đảo Oleron và lục địa.

Công nghệ lắp hẫng cũng được phát triển mạnh ở Liên Xô trước đây.
Trong những năm gần đây, trên thế giới nhiều cầu bê tông DUL theo phương
pháp lắp hẫng từng phân đoạn được xây dựng ngày càng nhiều.
Đây là phương pháp này đã được phát triển rộng rãi trên thế giới:
-

Cầu cạn Chillon ở Brazil có tổng chiều dài 8km;

-

Cầu Saint-Cloud qua sông Seine có tổng chiều dài 1100m;

-

Cầu Saint-André-de-Cubzac qua sông Dordogne dài 1200m với 5 nhịp
97m;

-

Ở Bangkok, Thái Lan đã xây dựng một loạt các cầu phục vụ cho xe ô
tô và tàu điện với kết cấu dầm hộp DUL ngoài như dự án Hopewell
(SRT-CT BERTS) có chiều dài 60km với 7 làn tàu điện và 4 làn xe cơ
giới, dự án đường cao tốc Bang Na dài 54km với 6 làn xe cơ giới, giai
đoạn C+ với chiều dài gần 30km với 4 làn xe.

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 9

Luận văn Thạc sỹ

-

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

Cầu Sunshine Skyway ở Florida.

H.1-6: Cầu Sunshine Skyway (Florida): phần dầm hộp được lắp hẫng
Tuy nhiên, ngoài những thành công rực rỡ, cũng có những tai nạn xảy ra
cho kết cấu lắp hẫng làm mọi người phải quan tâm hơn nữa đến kết cấu đúc sẵn.
Ví dụ như tai nạn xảy ra năm 1998 ở Nam Phi và năm 1996 ở đảo Guam. Trường
hợp ở Nam Phi, một dầm hộp với cáp DUL ngoài thẳng đã đã đổ sập trong khi
lắp dựng. Tai nạn đã làm 14 người chết bao gồm những người thiết kế và 13
người khác bị thương. Trường hợp ở Đảo Guam, các nhánh côngxon của cầu có
nhịp dài 241m với cáp DUL ngoài căng sau đã đổ sập gây nên tai nạn thảm khốc.
Hình H.1-7 cho thấy sự cố gẩy dầm của một cầu lắp hẫng.

H.1-7: Sự đổ sập của cầu Injaka ở Nam Phi (1998)

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 10


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

1.3. ỨNG DỤNG LẮP HẪNG TRONG CẦU PHÂN ĐOẠN ĐÚC SẴN
Với mục đích thi công các công trình cầu nhịp lớn có chất lượng cao nhằm
hợp lý hóa, đơn giản rút ngắn thời gian thao tác thi công nên việc sử dung phương
pháp lắp hẫng ngày càng gia tăng. Nhưng có một thực trạng là ở nước ta tiêu
chuẩn thiết kế, công nghệ thi công chưa có, cũng như thiếu đội ngũ cán bộ và
công nhân lành nghề.
Cầu phân đoạn đúc sẵn không chỉ có ở các cầu liên tục thi công lắp hẫng
mà còn có ở các cầu có nhịp giản đơn thi công theo phương pháp lắp ghép từng
đoạn với nhau bằng dự ứng lực ngoài (xin được gọi chung cho cả 2 loại là cầu
phân đoạn đúc sẵn). Với kết cấu phân đoạn đúc sẵn yêu cầu đầu tiên là phải làm
cho kết cấu mỏng nhẹ. Với yêu cầu đó thì dầm hộp có cáp dự ứng lực ngoài
(DUL) là sự lựa chọn hàng đầu. Ngày nay đó là vấn đề hiển nhiên đúng nhưng
đó là kinh nghiệm được tích lũy của nhiều năm. Các lý do để có thể có mặt cắt
hình hộp được dùng cho kết cấu cầu đúc sẵn như sau:
- Mặt cắt hình hộp có hiệu qủa nhất. Với cùng một lượng bê tông thì mặt
cắt hình hộp cần một lượng thép DUL ít nhất. Hiệu qủa của mặt cắt có
thể biểu diễn bằng hệ số không thứ nguyên sau:
r2
c1c 2

c2

h

c1

P=

H.1-8: Mặt cắt dầm hộp mẫu
Hệ số p = 1 nếu bê tông chỉ tập trung ở bản mỏng, và bỏ qua bê tông ở

thành hộp, mặt cắt hình chữ nhật có p = 1/3, mặt cắt hộp có giá trị p = 0.6 còn tốt
hơn mặt cắt “I”.
- Diện tích hộp có bản bê tông rộng nên diện tích bản bê tông hoàn toàn
có thể cân bằng với lực của cáp ứng suất trước, vì giá trị của cánh tay
đòn lớn.

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 11


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

- Ổn định đàn hồi của kết cấu rất tốt cả trong giai đoạn thi công cũng như
khai thác do độ cứng chống xoắn lớn.
- Theo kinh nghiệm tính toán chiều rộng đáy hộp lấy bằng một nữa chiều
rộng mặt hộp để cân đối tỷ lệ mô men của bản mặt cầu cũng như ở
nách trên của bản và giảm mômen trong bản đáy hộp.
Kết cấu cáp DUL ngoài được lựa chọn vì những ưu điểm sau:
- Về kết cấu:
+ Cáp DUL được bố trí bên ngoài tiết diện;
+ Do bị hạn chế giữa bộ phận neo và bộ phận chuyển hướng nên không
biến dạng theo sự biến dạng của bê tông;
+ Cáp DUL được bơm vữa trong ống bảo vệ hoặc được bảo vệ bằng mở
bò.
- Về thiết kế:
+ Vì không biến dạng theo sự biến dạng của bê tông nên lượng gia tăng
biến dạng của cáp DUL nhỏ;

+ Mất mát do ma sát của bộ phận neo và chuyển hướng hầu như không
có.
- Về thi công:
+ Thi công đơn giản vì cáp được bố trí bên ngoài tiết diện;
+ Bê tông không cần có độ dày cần thiết;
+ Dễ dàng thi công đổ bê tông vì ống chứa cáp không có trong bê tông;
+ Dễ dàng điều chỉnh lực căng khi thi công.
- Về duy tu bảo dưỡng:
+ Dễ dàng kiểm tra cáp DUL;
+ Dễ dàng bổ sung hoặc thay thế theo kết cấu của bộ phận neo và
chuyển hướng;
Tuy nhiên cáp DUL ngoài cũng có những nhược điểm sau:
- Tăng yêu cầu về cốt thép thường;
- Tăng gía thành cho ụ chuyển hướng, ụ neo….;
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 12


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

- Không bố trí được tuyến cáp cong;
- Phân bố lực căng chỉ tập trung vào một số điểm như ụ chuyển hướng, ụ
neo.
Để công trình duy trì được tính năng cần thiết phải lựa chọn kết cấu và
phân chia thích hợp. Tính an toàn và độ bền của cầu được thi công theo phương
pháp phân đoạn đúc sẵn bị ảnh hưởng rất lớn của mối nối của các đốt dầm.

1.4. TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG VÀ LẮP
HẪNG Ở VIỆT NAM
1.4.1. ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG
Trong thời kỳ gần đây, với khả năng cung cấp bê tông tươi ngày càng tốt và
kể từ khi công nghệ thi công đúc hẫng (năm 1996) phát triển mạnh thì ở nước ta
cho đến nay đã và đang xây dựng khoảng 35 cầu lớn theo công nghệ này trãi dài
từ Bắc vô Nam. Một số trong số các cầu thuộc loại này là cầu Đuống (Hải
Phòng); cầu Sông Gianh (Quảng Bình); cầu Dần Xây, cầu Nhị Thiên Đường, cầu
Nguyễn Tri Phương, cầu Chánh Hưng, cầu Bình Phước (ở TP. Hồ Chí Minh)…
1.4.2. ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG
Đầu tiên theo xu hướng công nghiệp hóa xây dựng, từ những công trình đầu
tiên về kết cấu bê tông lắp ghép khối lớn, đã xuất hiện hàng loạt dầm cầu bê
tông đúc sẵn theo công nghệ lắp ghép toàn bộ, lắp hẫng. Do đó các bãi đúc cấu
kiện lắp ghép và các bệ căng cốt thép DUL cở lớn đã lần lượt xuất hiện. Nếu
không có những sai sót về quản lý chất lượng cả trong lónh vực thiết kế, thi công
và quản lý ở thời bao cấp, tạo điều kiện bộc lộ những nhược điểm khó khắc phục
nhất của kết cấu lắp ghép. Đặc biệt về chất lượng của mối nối liên kết giữa các
đốt lắp ghép, điều kiện vận chuyển khó khăn khi cơ sở hạ tầng giao thông còn
yếu kém đã thể hiện trong sự xuống cấp nhanh chóng của các công trình lắp
ghép, sự cố cầu Rào và các cầu bê tông có liên kết ngang bằng cáp DUL. . . . thì
công nghệ này sẽ còn phát triển mạnh và đã từng có những ý đồ nghiên cứu ở
mức độ xa hơn.
Nguyên nhân dẫn đến các sự cố ở các cầu Rào, cầu Niệm, cầu An Dương
(Hải Phòng) trong những năm 1971-1972 là do đây là công nghệ cũ và kỹ thuật
xử lý bảo vệ mối nối và cáp DUL chưa được tốt, không thật phù hợp với điều
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 13

Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

kiện nóng ẩm và xâm thực (ở một số vùng) của nước ta mà một số cầu đã xảy ra
sự cố, phải gia cố lại.
Và gần đây ngày 28/9/2003 Bộ GTVT đã khánh thành và thông xe cầu
Kiền (Hải Phòng). Đây cũng là cây cầu thứ 4 trên thế giới áp dụng công nghệ
cầu dây văng lắp hẫng từng đốt dầm.

1.5. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC ĐỐT DẦM
1.5.1. TỔNG QUAN
Trong suốt qúa trình thiết kế, ván khuôn là vấn đề cần được quan tâm
đúng mức để đạt được tính kinh tế và hiệu qủa trong sản suất. Người ta thường
dùng ván khuôn dễ chuyên chở và lắp đặt.
Trong trường hợp các đốt dầm phân đoạn đúc sẵn, tính kinh tế và tốc độ
sản suất được cho gia tăng bởi:
1. Giữ chiều dài các phân đoạn giống nhau và giữ chúng trên một đường
thẳng, ngay cả khi kết cấu cong.
2. Cân đối và cân xứng các phân đoạn của chúng như là các khóa, độ cứng
thành vách, trong trường hợp tháo lắp được dễ dàng.
3. Duy trì chiều dày thành vách cố định theo hướng dọc.
4. Cố định chiều dày của bản trên theo phương dọc.
5. Giữ kích thước các bản nối và bản mặt trên cố định.
6. Làm cho các góc xiên dễ dàng đúc.
7. Tránh sự gián đoạn bề mặt của các thành và các mép cạnh.
9. Làm cực tiểu số lượng các màn chắn và hệ làm cứng.
10. Tránh những chốt có thể xuyên qua hình dạng.
11. Cực tiểu hóa các khối.
Mức độ biến đổi mặt cắt ngang các đốt dầm được giới hạn bằng cách thay

đổi chiều sâu và chiều rộng của các thành và chiều dày của bản đáy. Độ cong
theo phương đứng và phương ngang và sự xoắn của kết cấu là dễ dàng điều tiết.
Xây dựng các phân đoạn được phân biệt bằng dạng mối nối giữa các phần
tử. Có những dạng mối nối sau: mối nối rộng và mối nối lắp ráp.
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 14


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

Độ chính xác của các phân đoạn được lắp đặt với mối nối rộng phụ thuộc
chính vào độ chính xác qúa trình chế tạo các mối nối. Độ cong và xoắn của kết
cấu có thể đạt được trong mối nối.
Nguyên tắc của việc chế tạo mối nối là liên kết bề mặt với phân đoạn kế
bên vừa khít với nhau rất chính xác để mà chỉ cần một lớp mỏng vật liệu nối
cũng lấp đầy mối nối.
1.5.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO
Những phân đoạn được chế tạo với mối nối rộng có thể được chế tạo riêng
lẻ. Có hai phương pháp chế tạo các đốt dầm: phương pháp đúc sẵn đốt dài và
phương pháp đúc sẵn đốt ngắn.
1.5.2.1. Phương pháp đúc sẵn đốt dài (Long - line match casting method)
Nguyên tắc: tất cả các phân đoạn được chế tạo tại đúng vị trí của nó trên
một đường dài. Một hay nhiều bộ ván khuôn di chuyển dọc theo một đường
thẳng. Những bộ ván khuôn này được dẫn hướng bằng cách điều chỉnh mặt dưới
vòm.
Thuận lợi: Phương pháp đốt dài dễ lắp đặt và duy trì liểm soát trong suốt
qúa trình kiểm soát các đốt dầm. Sau khi tháo ván khuôn, không cần thiết phải

duy di chuyển các phân đoạn đi ngay. Việc quản lý hình học các đốt dầm đơn
giản.
Bất lợi: Không gian thực được yêu cầu cho phương pháp đốt dài. Chiều dài
tối thiểu phải dài hơn một nữa chiều dài nhịp dài nhất của kết cấu. Nó phải được
xây dựng trên phần nền móng chắc chắn không bị lún hoặc võng dưới trọng
lượng bản thân của các đốt. Trong trường hợp kết cấu cong, đường trục phải được
thiết kế phù hợp với đường cong. Bởi vì ván khuôn là di động, thiết bị để đúc. . .
phải di chuyển từ nơi này đến nơi khác.

1.5.2.2. Phương pháp đúc sẵn đốt ngắn (Short - line match casting method)
Nguyên tắc: Các đốt được đúc tại cùng một vị trí trên bộ ván khuôn cố
định và tỳ vào đốt kế bên. Sau khi đúc, đốt kế bên được lấy ra phần tử cuối luân
phiên vào vị trí của phần tử bên cạnh. Việc đúc các đốt theo phương ngang được
minh họa như hình 4.4-4.6. Các phân đoạn được dùng theo phương ngang có thể

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 15


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

được đúc theo phương đứng. Hình 1-9 mô tả việc đúc các đốt theo phương pháp
đốt ngắn.
Bề mặt khối dầm đã đúc
Ván khuôn ngoài

Ván khuôn trong

Kích thủy lực

H.1-9: Mặt cắt ngang bộ ván khuôn
Thuận lợi: Phương pháp đốt ngắn linh hoạt hơn, yêu cầu ít không gian thi
công hơn, khoảng chừng bằng 3 lần chiều dài của một phân đoạn. Toàn bộ qúa
trình được tập trung theo phương ngang và đứng. Đường cong và xoắn của kết
cấu được đạt được nhờ vào vị trí của các phân đoạn kế bên.
Bất lợi: Việc quản lý hình học các đốt dầm rất phức tạp và phải được thực
hiện thật chính xác.

1.5.2.3. Ván khuôn đúc các đốt dầm
Ván khuôn phải được thiết kế an toàn cho tất các các tải trọng để lắp đặt
không có biến dạng và võng. Đất dưới nền móng cần phải có độ ổn định bền hay
ván khuôn phải được thiết kế để mà có thể điều chỉnh độ võng được.
Ván khuôn phải được dùng lại nhiều lần trong sản xuất, được nghiên cứu
chi tiết và đặc biệt chú ý các chi tiết xây dựng. Ván khuôn cũng cần dễ dàng vận
dụng. Cần ngăn chặn kẻ hở qua các ván khuôn. Điều này có thể đạt được bằng
cách sử dụng các vật liệu bịt kín. Đặc biệt chú ý đến kích thước khác nhau của
các đốt dầm. Chúng phải được thiết kế để cần thiết có thể điều chỉnh độ vòng
lên, độ cong và xoắn chính xác và dễ dàng.
Cần quan tâm đặc biệt đến những bộ phận của ván khuôn có thể thay đổi
kích thước của chúng. Để cho thuận tiện điều chỉnh độ nghiên, các thiết bị đặc
biệt nên dùng như là: cái nêm, đinh vít, kích thủy lực . . . Đầu neo của tao cáp
phải được thiết kế để vị trí của chúng xem như cứng rắn. Sự lắp ráp phải không
có gây trở ngại cho qúa trình trượt của ván khuôn. Nếu chế tạo bằng hấp hơi
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 16

Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

nước ở nhiệt độ 71oC thì cần xem xét ảnh hưởng của nhiệt và hơi lạnh đến biến
dạng của ván khuôn để tránh phát triển vết nứt trong bê tông. Sau dây là hình
minh họa một bãi đúc các đốt dầm thực tế ở công trường đúc dầm phục vụ cho thi
công cầu đường cao tốc Bangkok – Bang Na.

H.1-10: Bãi lưu trữ các đốt dầm

H.1-11: Tổng thể một bãi đúc dầm ở Thái Lan

1.6. VẬN CHUYỂN CÁC ĐỐT DẦM
Các đốt dầm phải được kiểm soát cẩn thận trong quản lý để giới hạn ứng
suất có giá trị tương hợp với cường độ của bê tông và tuổi của bê tông. Trọng
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 17


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

lượng của một đốt dầm phải nhỏ hơn khả năng của thiết bị cẩu lắp. Qúa trình vận
chuyển trên công trường có thể sinh ra ứng suất động được xem một hệ số tác
động. Các cánh hẫng cần có sự quan tâm đặc biệt đến việc ngăn chặn vết nứt. Vị
trí móc cẩu và dây cẩu phải được xác định để tránh ứng suất qúa mức trong đốt

dầm trong qúa trình cầu lắp, thông thường hệ số an toàn từ 1.75 đến 2 cho tất cả
các tải trọng và ứng suất được xét đến. Việc lưu giữ tại công trường phải được
sắp xếp nhằm hạn chế tối đa hư hại, võng, xoắn, đổi màu. Kho lưu trữ phải được
giới hạn để tránh lực lệch tâm. Cần đề phòng đặc biệt đến độ lún của nền móng
khu vực lưu trữ đốt dầm. Hình H.1-12, H.1-13 và H.1-14 thể hiện sự vận chuyển
các đốt dầm từ bãi đúc ra công trường xây dựng.

H.1-12: Vận chuyển các đốt dầm trong bãi đúc

H.1-13: Cẩu đốt dầm lên xe vận chuyển tới công trường

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 18


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

H.1-14: Vận chuyển đốt dầm tới công trường

1.7. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẮP ĐỐT DẦM
Có các phương pháp lắp đốt dầm chính như sau:
1.7.1. PHƯƠNG PHÁP DÙNG CẦN CẨU
Các cần cẩu di chuyển trên mặt đất hoặc trên xà lan. Đôi khi cần cẩu đứng
dang chân được dùng để lắp đặt tạm thời trên bộ đở tạm trên cầu. Các hình sau
minh họa 2 phương pháp lấp dầm bằng cần cẩu trên xà lan và trên trụ cầu.

H.1-15: Lắp đặt các đốt dầm bằng cần cẩu trên xà lan

H.1-16: Lắp đặt các đốt dầm bằng cần cẩu đặt trên cầu (Cầu Bang Na)
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 19


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

1.7.2. PHƯƠNG PHÁP LẮP TRÊN DÀN GIÁO CỐ ĐỊNH
Các cần cẩu di chuyển trên mặt đất hoặc trên xà lan. Đôi khi cần cẩu đứng
trên trụ cầu mặt cầu đã lắp trước đó để lắp các đốt kế tiếp. Sau đây là hình minh
họa các phương án lắp dầm trên dàn giáo cố định trên và dưới.

H.1-17: Lắp đặt các đốt dầm bằng dàn giáo cố định dưới

H.1-18: Lắp đặt các đốt dầm cầu Rambler Channel, Hồng Kông

H.1-19: Cẩu đốt dầm lắp dựng trên đà giáo cố định

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 20


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

1.8. NHẬN XÉT
Mỗi loại công nghệ nói trên điều có ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
nhất định không thể phủ nhận. Tuy nhiên nếu biết vận dụng tốt 2 loại công nghệ
này sẽ phát triển một cách đa dạng nhiều loại hình công nghệ khác nhau trong
lónh vực xây dựng cầu và lónh vực xây dựng bêtông cốt thép nói chung.
Trong công trình xây dựng cầu bê tông đòi hỏi phải có nhiều thời gian thi
công ở dưới công trường, phải có thợ lành nghề trong việc chế tạo cốt thép và
ván khuôn, nâng cao quản lý chất lượng công trường. Trong những năm gần đây
để giải quyết vấn đề này ở các nước Âu, Mỹ người ta đã thành công khi áp dụng
phương pháp lắp hẫng cân bằng các phân đoạn đúc sẵn, nâng cao hiệu qủa về
mặt kinh tế, đơn giản hóa, rút ngắn thời gian thi công.
Khi quyết định sử dụng công nghệ nào thì cần phải khảo sát đầy đủ về
phương pháp thi công, duy tu bảo dưỡng mang tính kinh tế, đặc biệt cần xem xét
kỹ về phương pháp chế tạo các đốt dầm, phương pháp vận chuyển, điều kiện lắp
ráp, tình hình khu vực xung quanh công trường nơi lắp.
Xuất phát từ những vấn đề tồn tại ở trên đã thôi thúc việc nghiên cứu đầy
đủ về nó. Đồng thời với mục tiêu góp một phần trong nội dung nghiên cứu ứng
dụng công nghệ thi công cầu lắp ghép (lắp hẫng cân bằng, cầu giản đơn phân
đoạn đúc sẵn) ở Việt Nam, trong luận án sẽ nghiên cứu biến dạng và ứng xử của
mối nối bao gồm nứt, gẩy nếp và sự tương tác giữa các bề mặt (ma sát, liên kết,
trượt). Ở các chương sau sẽ nghiên cứu chi tiết cho từng trường hợp cụ thể.

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 21


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẦU LẮP HẪNG
2.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BỀN CỦA CẦU LẮP
HẪNG
Ngoài các yêu cầu về vật liệu chính như bê tông, cốt thép thường, cáp
cường độ cao, cần quan tâm đến một vài yếu tố khác sau:
2.1.1. THIẾT BỊ NEO
Thiết bị neo cần có cấu tạo và độ bền để không phát sinh ra biến dạng lớn
hoặc hỏng khi neo cáp, có khả năng điều chỉnh lực căng khi neo cáp, phải có nắp
bảo vệ đầu neo cáp.
2.1.2. ỐNG BẢO VỆ CÁP
- Ống bảo vệ cáp cần có cường độ và độ cứng để đảm bảo ống không bị
hỏng trong qúa trình vận chuyển, căng và phun chất bảo vệ cáp. Có thể
dùng các loại ống thép, ống HDPE . .
- Ống cần có tính ổn định về mặt hóa học, nhiệt độ thi công và sử dụng;
- Kích thước ống được chọn phù hợp với số lượng cáp DUL trong một bó
cáp.
2.1.3. CHẤT BẢO VỆ CÁP CHỐNG RỈ
- Có thể bảo vệ cáp bằng cách bơm vữa xi măng lắp đầy ống, bơm chất
dầu có độ nhớt cao, chất sáp ong, hoặc kết hợp nhiều chất trên;
- Chất chống rỉ phải ổn định về mặt hóa học, trải qua nhiều năm sử dụng
vẫn giữ được độ bền, không bị giảm chất lượng;
- Không phản ứng hóa học với cáp DUL.
2.1.4. BỘ PHẬN CHUYỂN HƯỚNG
- Bộ phận chuyển hướng phải có tính chuyển hướng đối với lực căng;
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 22

Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

- Có cấu tạo và chất lượng đảm bảo được vị trí của cáp DUL trong toàn
bộ phận chuyển hướng;
- Có thể sử dụng các ống thép được gia công uốn hoặc các ống để luồn
cáp mềm được xử lý chống rỉ. Hình H.2-1 thể hiện ụ chuyển hướng và
các tao cáp ngoài có ống bảo vệ nằm trong lòng hộp.

H.2-1: Tổng thể dầm hộp với cáp DUL ngoài chuyển hướng
2.1.5. ẢNH HƯỞNG CỦA MỐI NỐI
Biến dạng và ứng xử của mối nối bao gồm nứt, gẩy nếp và sự tương tác
giữa các bề mặt (ma sát, liên kết, trượt). Tính an toàn và độ bền của cầu lắp hẫng
bị ảnh hưởng rất lớn bởi phần mối nối các đốt. Cầu lắp ghép từng phân đoạn có
tính phá hoại giòn bởi vì chỉ cần một lượng gia tăng nhỏ lực căng của cáp ở trạng
thái cực hạn cũng dẫn đến phá hoại do mối nối giữa các phân đoạn không có cốt
thép liên tục.
Vật liệu làm mối nối các đốt đúc sẵn phải có thời hạn sử dụng và độ nhớt
cần thiết, không được hư hỏng sau khi hoàn thành công trình.

H.2-2: Sự biến dạng của cáp và mối nối khô của cầu dầm hộp ở nhịp đầu
tiên dưới tác dụng của tải trọng ngoài
Có hai quan điểm thiết kế mối nối: quan điểm sử dụng mối nối khô và
quan điểm dùng keo epoxy hoặc vữa liên kết các đốt lại (mối nối ướt). Nếu sử
dụng mối nối khô thì không cần vật liệu liên kết gì nữa mà sự liên kết các đốt
Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 23


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

nhờ vào lực căng của cáp DUL. Nếu sử dụng mối nối ướt vật liệu phần mối nối
các đốt đúc sẵn có thời hạn sử dụng và độ nhớt và không được hỏng sau khi hoàn
thành xong công trình. Tốt nhất hiện nay là sử dụng chất kết dính keo epoxy có
chất lượng được đánh giá cao ở các nước.
Chất kết dính kiểu epoxy có rất nhiều loại khác nhau như là độ nhớt, thời
gian sử dụng, thời gian đạt cường độ yêu cầu, nên cần phải lựa chọn phù hợp với
phương pháp thi công, thời gian thi công và phương pháp mộng ghép.
Vật liệu phần mối nối phải có cường độ giống với phần bê tông đúc sẵn,
có thể sử dụng các vật liệu liên quan đến xi măng. Tùy vào độ dài của phần mối
nối mà có nhiều trường hợp sử dụng bê tông hoặc vữa không co ngót. Dù sử dụng
loại nào đi nữa cũng phải lựa chọn phù hợp và ít bị co ngót.
Loại keo SIKADUR 731 do công ty SIKA – Việt Nam sản suất đã được sử
dụng nhiều trong sửa chữa cầu ở nước ta. Keo này được cung cấp theo từng bộ
2kg, mỗi bộ có 2 hộp. Hộp A chứa nhựa epoxy đã trộn sẵn hóa chất và bột độn
màu trắng, hộp B chứa hóa chất rắn màu đen. Bột độn không phải là xi măng
thông thường mà là silicalfumum có độ mịn nhỏ hơn hạt xi măng đến 100 lần.
Trước khi dán đổ hỗn hợp B vào hỗn hợp A rồi khuấy đều bằng máy khoan điện
cầm tay có gắn cần khuấy, tốc độ trộn không qúa 600 vòng/phút, phải trộn trong
2÷3 phút. Sau đó bôi keo lên bề mặt bê tông cần dán bằng bay nhọn miết cho
đều. Độ dày lớp keo không được qúa 30mm nhưng nói chung chỉ nên nhỏ hơn
10mm. Điều đặc biệt là loại keo này có thể bôi lên bề mặt ẩm ướt mà vẫn dính
bám tốt.
Tùy theo điều kiện thi công người ta thường chọn liều lượng chất hoá rắn

sao cho thời gian hóa rắn khoảng 30 đến 90 phút. Cường độ nén của keo dán
thường đạt 800–100 kg/cm2, cường độ kéo 180-200kg/cm2, môđun biến dạng vào
khoảng 85000kg/cm2.
Tuy nhiên gần đây người ta thường sùng mối nối khô có khóa chống cắt vì
tính đơn giản trong thi công mà vẫn đảm bảo độ bền cho cầu.

2.2. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU LẮP HẪNG DUL NGOÀI
Ngoài các yêu cầu và các kiểm tra như trong cầu có cáp DUL trong, khi
thiết kết cầu phân đoạn đúc sẵn DUL ngoài cần phải chú ý thêm các yếu tố sau:

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 24


Luận văn Thạc sỹ

GVHD: TS. Vũ Xuân Hòa

2.2.1. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG
Khi phân tích theo phương dọc cần phải xem xét đến biện pháp thi công
đặc biệt và tiến trình thi công cũng như ảnh hưởng theo thời gian, co ngót, từ biến
và mất mát DUL. Phải xét đến ảnh hưởng của các mômen thứ cấp phát sinh do
DUL trong tính toán ứng suất ở trạng thái giới hạn về sử dụng. Trong trạng thái
giới hạn về cường độ tác dụng của lực thứ cấp gây ra do DUL với hệ số vượt tải
1.0 phải được cộng đại số thêm vào các tải trọng tính toán. Các bộ phận kết cấu
phải có cấu tạo thỏa mãn các yêu cầu ở các trạng thái giới hạn (TTGH) sử dụng,
trạng thái mỏi, cường độ và các TTGH cực hạn.
Đối với cầu dầm hộp phân đoạn đúc sẵn thì việc kiểm tra theo trạng thái
giới hạn sử dụng và TTGH cực hạn có một vài khác biệt so với kết cấu cầu toàn

khối.
- Đối với TTGH sử dụng: khi căng toàn bộ cáp DUL, không cho phép có
ứng suất kéo, ứng suất nén nhỏ nhất phải là 1MPa (≈10kg/cm2). Cần
xem xét lực cắt truyền qua những mối nối, kiểm tra khả năng chống cắt
của mối nối.
- Đối với TTGH cực hạn: cần xem xét độ mở rộng của mối nối, tải
trọng truyền trong những mối nối.
2.2.2. ỨNG XỬ Ở TRẠNG THÁI BỀN
Đối với cầu có cáp DUL ngoài thì việc kiểm tra trạng thái bền là không có
mức độ quan trọng cao hơn cầu có cáp DUL trong dính bám. Bê tông DUL thông
thường được thiết kế bằng cách kiểm soát cường độ lực căng để tránh nứt. Điều
này được thực hiện với cáp DUL đặt trong bê tông. Nếu cáp DUL đặt ngoài, điều
này sẽ không đúng trong qúa trình DUL từng phần. DUL từng phần cho phép giới
hạn vết nứt dưới tải trọng động. Sau đó kiểm tra ở trạng thái cực hạn để kiểm
soát thiết kế lực căng. Tuy nhiên DUL từng phần không được phép sử dụng ở
nhiều nước, ví dụ như trên các cầu tàu hỏa và xa lộ ở nước Anh.
Các phép kiểm toán cơ bản trong kết cấu căng ngoài là giống với kết cấu
có cáp DUL trong bê tông căng sau. Lực căng được truyền thông qua một lực dọc
cầu và qua lực đứng tại các ụ chuyển hướng.

Thực hiện: Lê Hữu Phước

Trang 25