Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp liên tục hóa kết cấu nhịp và áp dụng cho cầu ngã tư, tỉnh trà vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ VĂN CHÍ

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT
CẤU NHỊP VÀ ÁP DỤNG CHO CẦU NGÃ TƢ,
TỈNH TRÀ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG

Đà Nẵng - năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ VĂN CHÍ

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA
KẾT CẤU NHỊP VÀ ÁP DỤNG CHO CẦU NGÃ
TƢ, TỈNH TRÀ VINH

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình giao thơng

Mã số

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VĂN MỸ

Đà Nẵng - năm 2019


i

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn Thầy TS. Nguyễn Văn Mỹ đã tận tình hướng dẫn, chỉ
bảo trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, tập thể cán bộ, giảng viên Khoa Xây dựng
Cầu đư ng và các Ph ng – Ban c a Trư ng
ại h c Bách hoa - ại h c à N ng,
cùng gia đình, bạn bè đã động viên, tạo điều iện cho em trong th i gian h c cao h c
và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Với th i gian nghiên cứu và năng lực c a bản thân c n hạn chế, luận văn chắc chắn
hơng tránh hỏi những thiếu sót, tồn tại. Em rất mong nhận được những ý iến đóng góp
từ phía q thầy cơ và bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn./.
Trân tr ng cảm ơn!


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai
cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác./.

Tác giả luận văn

Lê Văn Chí

iii

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP VÀ ÁP DỤNG CHO
CẦU NGÃ TƢ, TỈNH TRÀ VINH
H c viên: Lê Văn Chí. Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
Mã số: 8580205. Khóa K36
Tóm tắt:
Ở
Việt Nam nói chung và tỉnh Trà Vinh nói riêng, cầu dầm đơn giản được áp dụng rộng rãi do
ết cấu này có nhiều ưu điểm như được tiêu chuẩn hóa, cơ giới hóa, cơng nghệ thi cơng đơn giản và
đặc biệt nó phù hợp với năng lực c a các nhà thầu hiện nay. Tuy nhiên, ết cấu nhịp giản đơn vẫn tồn tại
một số nhược điểm như khe co giãn trên trụ cầu gây ra xung kích, gây cảm giác hó chịu cho ngư i
tham gia giao thơng và việc duy tu bảo dưỡng tốn ém. Hơn nữa, ết cấu dầm giản đơn thư ng hông hiệu
quả inh tế hi nhịp lớn. ể hắc phục những nhược điểm đó, giải pháp cơng nghệ liên tục hóa các dầm
giản đơn thành dầm liên tục là một giải pháp cần thiết vừa mang ưu điểm c a cầu dầm liên tục vừa có
ưu điểm c a cầu dầm giản đơn. Giải pháp liên tục hóa này giảm được mơmen dương ở giữa nhịp do
xuất hiện mômen âm trên gối cầu, giảm được số he co giãn tạo điều iện cho xe chạy êm thuận trên cầu,
chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp và hệ thống thoát bên dưới cầu được giảm đáng ể. Luận văn áp dụng
giải pháp liên tục hóa ết cấu nhịp trong công tác thiết ế và thi công cầu Ngã Tư thuộc tỉnh Trà Vinh.

Từ khóa:
Bê tơng cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực, ết cấu nhịp giản đơn, ết cấu nhịp liên tục hóa,
cầu dầm giản đơn, cầu dầm liên tục hóa, cơng nghệ liên tục, giải pháp liên tục hóa, cầu Ngã Tư.

RESEARCH SOLUTIONS CONTINUOUSTIRED STRUCTURE AND APPLY FOR
NGA TU BRIDGE, TRA VINH PROVINCE
Abstract:
In Vietnam in general and Tra Vinh province in particular, simple girder bridges are widely

applied because this structure has many advantages such as standardization, mechanization, simple
construction technology and especially it is suitable suitable with the capacity of current contractors.
However, the simple span structure still has some disadvantages such as expansion joints on piers that
cause a shock, causing discomfort to the road users and costly maintenance and maintenance.
Moreover, simple girder structures are often not economically effective at a large span. To overcome
these disadvantages, the technological solution to continuously simplify simple beams into continuous
beams is a necessary solution that brings both the advantages of a continuous girder bridge and the
advantages of a simple girder bridge. This continuous solution reduces the positive torque in the
middle of the span due to the presence of a negative torque on the bearings, reducing the number of
expansion joints to facilitate smooth running on the bridge, low maintenance costs and drainage
systems. underneath the bridge is greatly reduced. The thesis applies the solution of continuous span
structure in the design and construction of Nga Tu Bridge in Tra Vinh Province.

Keywords:
Reinforced concrete, pre-stressed reinforced concrete, Simple metronome texture, continuous
rhythmic structure, imple girder bridge, girder bridge continuous, continuous technology, solution of
continuousization, Nga Tu bridge.


iv

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................... ii
MỤC LỤC.............................................................................................................. iv
CÁC KÝ HIỆU...................................................................................................... vii
CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................................ viii
DANH MỤC CÁC BẢNG..................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH....................................................................................... x
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1

1. Tính cấp thiết của đề tài...................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................ 1
3. Đối tƣợng nghiên cứu......................................................................................... 2
4. Phạm vi nghiên cứu............................................................................................. 2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................... 2
6. Bố cục luận văn:.................................................................................................. 2
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC........4
VÀ LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU............................................................................ 4
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM............................................................................. 4
1.1.1. Trên thế giới................................................................................................... 4
1.1.2. Ở Việt Nam..................................................................................................... 7
1.2. TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU..................10
1.2.1. Ƣu điểm....................................................................................................... 10
1.2.2. Phạm vi ứng dụng........................................................................................ 10
1.2.2.1. Trên thế giới............................................................................................... 10
1.2.2.2. Tại Việt Nam............................................................................................... 11
Kết luận Chƣơng 1............................................................................................... 12
CHƢƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP................13
2.1. KHÁI NIỆM LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP........................................ 13
2.2. MỘT SỐ GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU NHỊP.........................13
2.3. LÝ THUYẾT TỔNG QT TÍNH TỐN KẾT CẤU NHỊP.....................16
2.3.1. Tổng quan về lý thuyết tính tốn................................................................ 16
2.3.2. Các trạng thái giới hạn............................................................................... 17
2.3.2.1. Trạng thái giới hạn sử dụng....................................................................... 17
2.3.2.2. Trạng thái giới hạn mỏi và phá hoại giòn.................................................. 18
2.3.2.3. Trạng thái giới hạn cường độ..................................................................... 18


v

2.3.2.4. Trạng thái giới hạn đặc biệt....................................................................... 18
2.4. TRÌNH TỰ GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HĨA KẾT CẤU NHỊP TRONG THI
CƠNG......................................................................................................................... 21
2.4.1. Giai đoạn 1................................................................................................... 21
2.4.2. Giai đoạn 2................................................................................................... 21
2.4.3. Giai đoạn 3................................................................................................... 21
2.4.4. Giai đoạn 4................................................................................................... 22
2.5. KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP THEO CÁC GIAI ĐOẠN........................22
2.5.1. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng.............................................. 22
2.5.1.1. Kiểm toán ứng suất kéo nén trong bê tơng................................................. 22
2.5.1.2. Lực căng cáp có hiệu.................................................................................. 25
2.5.1.3. Kiểm toán võng........................................................................................... 29
2.5.2. Kiểm toán theo trạng thái cƣờng độ 1....................................................... 30
Kết luận Chƣơng 2............................................................................................... 33
CHƢƠNG 3 ÁP DỤNG TÍNH TỐN KẾT CẤU NHỊP LIÊN TỤC HĨA.....34
CẦU NGÃ TƢ THUỘC TỈNH TRÀ VINH........................................................ 34
3.1. GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ CẦU NGÃ TƢ.................................................... 34
3.2. MƠ HÌNH VÀ CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN.......................................... 35
3.2.1. Thơng số kỹ thuật chung............................................................................. 35
3.2.1.1.Thông số kỹ thuật về mặt cắt ngang cầu...................................................... 35
3.2.1.2.Thông số kỹ thuật về dầm cầu Ngã Tư......................................................... 35
3.2.2. Thông số kỹ thuật về kết cấu nhịp............................................................. 35
3.2.2.1. Kết cấu nhịp giản đơn cầu Ngã Tư............................................................. 35
3.2.2.2. Kết cấu nhịp liên tục hóa............................................................................ 36
3.3. TÍNH TỐN KẾT CẤU NHỊP GIẢN ĐƠN CẦU NGÃ TƢ......................36
3.3.1. Lựa chọn các thơng số tính tốn................................................................. 36
3.3.1.1. Thơng số hình học...................................................................................... 36
3.3.1.2. Thơng số về vật liệu bê tông....................................................................... 36
3.3.1.3.Thông số về vật liệu thép cường độ cao...................................................... 36

3.3.2. Các bƣớc mơ hình tính tốn....................................................................... 36
3.3.2.1. Mơ hình và tải trọng................................................................................... 36
3.3.2.2. Kết quả nội lực........................................................................................... 37
3.4. TÍNH TỐN LIÊN TỤC HĨA CẦU NGÃ TƢ........................................... 37
3.4.1. Lựa chọn các thơng số tính tốn................................................................. 37
3.4.1.1. Thơng số hình học...................................................................................... 37
3.4.1.2. Thơng số về vật liệu bê tông....................................................................... 37
3.4.1.3. Thông số về vật liệu thép cường độ cao..................................................... 38
3.4.2. Trình tự thi cơng.......................................................................................... 38
3.4.3. Nội lực.......................................................................................................... 39


vi

3.4.3.1. Nội lực dầm ở giai đoạn dầm làm việc tĩnh định chịu tải bản thân DC1....39
3.4.3.2. Nội lực giai đoạn 3, liên tục dầm thi công bản mặt cầu và lớp phủ...........39
3.4.3.3. Nội lực giai đoạn 4 giai đoạn đưa xe vào khai thác...................................40
3.4.3.4. Nội lực theo trạng thái cường độ 1............................................................. 41
3.4.3.5. Nội lực theo giới hạn sử dụng 1................................................................. 41
3.4.3.6. Kết quả nội lực........................................................................................... 42
3.4.4. Tính tốn cáp dự ứng lực tăng cƣờng tại mặt cắt gối cầu....................... 42
3.4.4.1. Sơ bộ tính khối lượng cáp dự ứng lực......................................................... 42
3.4.4.2. Bố trí thép................................................................................................... 44
3.4.4.3. Kiểm tốn theo TTCĐ 1.............................................................................. 45
3.4.4.4. Kiểm toán TTCĐ sử dụng 1........................................................................ 46
3.5. SO SÁNH NỘI LỰC CỦA CẦU DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN VÀ CẦU DẦM
ĐÃ LIÊN TỤC........................................................................................................... 47
Kết luận Chƣơng 3............................................................................................... 49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 50
Kết luận.................................................................................................................. 50

Kiến nghị................................................................................................................ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................


vii

STT
1
2
3
4
5

Ký hiệu
L
Ltt
B
Bx
h

6
7
8
9
10
11

hb
Hd
be

f’c
fpu
fpy

12
13
14

bw
H
E

15
16
17
18
19
20
21
22

fc
fr
ftao
Ntao
DC1
DC2
DW
LL

23
24
25
26

Aps
Ap
s
t

27
28

Mp
P



I
Ag


30
31


viii

Từ viết tắt
BT

CT
BTCT
DƯL
LT
LTH
TTC
TTH
TTSD
ƯST


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
2.1.

Hệ số tải tr

2.2.

Hệ số tải tr

2.3.

Hệ số tải tr

2.4.

Giới hạn ứng suất

2.5.

Giới hạn ứng suất

2.6.

Hệ số ma sát cho b

2.7.

Mất mát ứng suất

3.1.

Tĩnh tải phân bố t

3.2.

Kết quả nội lực cầ

3.3.

Kết quả nội lực cầ

3.4.

Nội lực dầm tại m

3.5.

Bảng so sánh nội


x

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
1.1.
1.2.

Cầu BTCT
Cầu Calix
156m

1.3.

Cầu Koror

1.4.

Cầu Honsh

1.5.

Cầu Ba Cà

1.6.

Cầu Sông G

1.7.

Cầu Thuận

1.8.

Cầu Cần T

1.9.

Cầu US 90

1.10.

Cầu Gián K

2.1.

Liên tục dầ

2.2.

Liên tục dầ

2.3.

Một số hìn

2.4.

Phương ph

2.5.

Phương ph

3.1.

Mặt cắt ng

3.2.

Mặt cắt d c

3.3.

Các giai đo

3.4.

Biểu đồ M

3.5.

Biểu đồ lực

3.6.

Biểu đồ M

3.7.

Biểu đồ lực


3.8.

Bao môme

3.9.

Bao lực cắ

3.10.

Bao môme

3.11.

Bao lực cắ

3.12.

Bao môme

3.13.

Bao lực cắ

3.14.

Mặt cắt ng


xi

Số hiệu
hình
3.15.

Mặt bằng b

3.16.

Mặt cắt ng

3.17.

Mặt cắt ng

3.18.

Biểu đồ so

hi chịu cá

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam đang trong trong giai đoạn phát triển, nền inh tế hội nhập với toàn cầu
và ngày càng sâu rộng. Cơ sở hạ tầng ngày một được chú tr ng đầu tư, tuy nhiên vẫn
chưa tương xứng với sự phát triển c a nền inh tế.
Nước ta có hệ thống sơng ng i chằng chịt, nhất là các tỉnh miền Tây Nam Bộ
trong đó có tỉnh Trà Vinh, nhu cầu xây dựng cầu để phục vụ đi lại, vận chuyển hàng
hóa là rất lớn. Vì thế trong th
cầu mang tính cấp thiết.
Kết cấu nhịp giản đơn được sử dụng há rộng rãi bởi tính cơ giới hố, dễ vận
chuyển và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, nhược điểm c a
nhịp là vị trí các he co giãn,
hành hách và ngư i điều
qua cầu, tạo lực xung
cũng phức tạp và tốn
giảm chi phí duy tu sửa chữa các he co giãn, nâng cao hiệu quả hai thác, đồng th i nâng
cao hiệu quả sử dụng vật liệu, nên việc sử dụng sơ đồ dầm liên tục trong đó
mơmen dương c a sơ đồ tính tốn
đơn và có hả năng vượt
Tăng sức chịu tải
dụng hiệu quả tính năng cơ lý c a vật liệu bê tông và cốt thép hi đồng th
mômen âm và mômen dương do tĩnh tải với cùng giá trị, giảm số lượng các
giãn dẫn đến giảm giá thành đồng th
cầu, giảm lực hãm c a đoàn xe cho các trụ cầu, giảm phản lực gối cầu do hoạt tải, giảm
biên độ dao động c a các nhịp cầu hi chịu tải tr ng động đã đặt ra yêu cầu cần tìm giải
pháp công nghệ để giải quyết vấn đề này.
Trước vấn đề trên cần đưa ra giải pháp xử lý, việc ứng dụng “Giải pháp liên
tục hóa kết cấu nhịp” vào quá trình xây dựng và nâng cấp cầu là rất cần thiết. Mục

đích làm giảm tối đa các vị trí
an tồn ổn định hơn cho cơng trình cầu, cải thiện
đơn là rất thiết thực, vừa có tính
vào thực tiễn.
2.Mục tiêu nghiên cứu
ề
tài nghiên cứu về một số công nghệ ứng dụng để liên tục hóa ết cấu, lý
thuyết tổng quát, tính tốn cụ thể để so sánh giữa nhịp giản đơn và nhịp liên tục.
Chứng minh tính hả thi c a giải pháp liên tục hóa ết cấu nhịp ứng dụng cho ết cấu nhịp
giản đơn dầm bê tông cốt thép dự ứng lực. Làm giảm sốc cho các phương tiện và


2

hành khách hi lưu thông qua cầu, tăng sức chịu tải, từ đó tăng thêm hả năng hai thác
cho cơng trình cầu.
3.Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu bê tơng cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực, cầu bê tông cốt thép,
cầu bê tông cốt thép dự ứng lực.
Nghiên cứu ết cấu nhịp giản đơn, ết cấu nhịp liên tục hóa cho cầu dầm bê tơng
cốt thép dự ứng lực.
Các hình thức cấu tạo, cơng nghệ xây dựng, lý thuyết tổng qt tính tốn c a
việc ứng dụng cơng nghệ ết cấu nhịp liên tục hóa cho cầu dầm bê tơng cốt thép dự ứng
lực.
Tính tốn mơ hình liên tục hóa cụ thể đối với cầu Ngã Tư, tỉnh Trà Vinh.
4.Phạm vi nghiên cứu
ề
tài nghiên cứu cầu dầm bê tông cốt thép, cầu dầm bê tông cốt thép
dự ứng
lực, giải pháp liên tục hóa ết cấu các nhịp.

5.Phƣơng pháp nghiên cứu
- Khảo sát, thu thập số liệu từ thực địa và hồ sơ cơng trình.
- Lý thuyết tổng qt để tính tốn và phân tích số liệu cho ết cấu nhịp giản
đơn, ết cấu nhịp liên tục.
- Ứng dụng chương trình để tính tốn, phân tích số liệu cho ết cấu nhịp.
6.
Bố cục luận văn:
Phần Mở Đầu:
Trình bày về tính cấp thiết c a đề tài; Mục tiêu nghiên cứu c a đề tài; ối tượng
nghiên cứu c a đề tài; Phạm vi nghiên cứu c a đề tài; Phương pháp nghiên cứu và bố
cục c a đề tài.
Chƣơng 1: TỔNG QUAN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC VÀ
LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU
1.1. Lịch sử phát triển cầu bê tông cốt thép dự ứng lực trên thế giới và Việt
Nam.
1.2. Tổng quan các giải pháp liên tục hóa ết cấu.
Kết luận chương 1.
Chƣơng 2: CÁC GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HĨA KẾT CẤU NHỊP
2.1. Khái niệm liên tục hóa ết cấu nhịp.
2.2. Một số giải pháp liên tục hóa
2.3. Lý thuyết tổng qt tính tốn
2.4. Trình tự giải pháp liên tục hóa
2.5. Kiểm tốn ết cấu nhịp theo các giai đoạn.
Kết luận chương 2.


3

Chƣơng 3: ÁP DỤNG TÍNH TỐN KẾT CẤU NHỊP LIÊN TỤC HÓA CHO
CẦU NGÃ TƢ THUỘC TỈNH TRÀ VINH

3.1. Giới thiệu sơ bộ về cầu Ngã Tư.
3.2. Mơ hình và các thơng số tính tốn.
3.3. Tính tốn ết cấu nhịp giản đơn cầu Ngã Tư.
3.4. Tính tốn liên tục hóa cầu Ngã Tư.
3.5. So sánh nội lực c a cầu dầm nhịp đơn giản và cầu dầm đã liên tục.
Kết luận chương 3.
Kết luận và kiến nghị


4

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
VÀ LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC TRÊN
THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1.1. Trên thế giới
Cầu bê tông cốt thép xuất hiện đầu tiên vào những năm 70 c a thế ỷ XIX, sau hi xi
măng được phát minh vào hoảng năm 1825, việc đặt thép vào bê tông xuất hiện lẻ tẻ
vào những năm 1835-1850. Từ năm 1855 trở đi, bê tơng cốt thép mới chính
thức ra đ i tại Pháp.
Năm 1875, Joseph Monier đã xây dựng cầu bê tơng cốt thép đầu tiên dài
15,24m và rộng 3,96m (Hình 1.1). Kỹ sư ngư i Pháp Francois Hennebique đã phát
triển mặt cắt ngang dạng chữ T. Ơng và các cơng sự c a mình như ỹ sư ngư i Thụy Sĩ
Robert Maillart đã xây dựng một vài cầu v m bê tông cốt thép nổi tiếng ở Châu u.
Những cầu bê tông cốt thép c a Maillart được xem là biểu tượng về thẩm mỹ.

Hình 1.1. Cầu BTCT đầu tiên
Giai đoạn cuối thế ỷ XIX cầu bê tông cốt thép ch yếu là cầu nhịp nhỏ – cầu
bản, dầm v m. Năm 1896 xây dựng cầu v m nhịp 45m.

Giai đoạn đầu thế ỷ XX cầu bê tông cốt thép đã phát triển mạnh mẽ. Ngoài
dạng đơn giản, ngư i ta đã bắt đầu làm cầu liên tục, cầu hung, dầm công xon nhịp đến
30-40m. Trong giai đoạn này cầu thư ng dùng phương pháp đổ bê tông liền hối và là
bê tông cốt thép thư ng nên nhịp nhỏ.


Th i ỳ đầu trong lịch sử c a bê tông cốt thép, năm 1888 một ngư i Mỹ tên là P. H
Jac son ở San Francisco đã có ý tưởng éo căng sợi thép trong bê tông, ết quả


5

ết cấu sẽ hỏe hơn nhiều so với iểu bê tơng cốt thép. Những cuộc thí nghiệm c a Jac
son đã hơng bao gi thành cơng vì do những sợi thép th i ỳ đó hơng đ chịu éo. Năm
1930 Eugène Freyssinet – ngư i Pháp bắt đầu sử dụng sợi thép cư ng độ cao và đã mở
ra một hái niệm mới hác trong ngành xây dựng – bê tông cốt thép ứng
suất trước.
Bê tông cốt thép ứng suất trước ra đ i đầu tiên ở Pháp ngay từ những năm 30 c a
thế ỷ XX đến cuối những năm 1940 thì phát triển mạnh, từ những năm 50 xây dựng
những cầu dầm giản đơn sử dụng BTCT ƯST và từ những năm đầu c a thập ỷ 60 h đã
sử dụng công nghệ hẫng. Năm 1964 đã xây dựng cầu Orleron dài 2832m gồm 46 nhịp
(nhịp chính 79m) bằng phương pháp lắp hẫng, cầu Calix dài 1200m gồm 3 nhịp chính
113+156+113 ở hai b có cầu dẫn nhịp 70m (Hình 1.2).

ình 1.2. Cầu Calix ở háp, bê tơng cốt thép ứng suất trước nhịp chính 156m Song
song với công nghệ lắp hẫng, ở Pháp cũng phát triển nhiều cơng trình đúc
hẫng (thư ng sử dụng cho các nhịp 80-130m) ví dụ cầu dầm liên tục Gennevilles gồm
phần cầu chính có 5 nhịp đối xứng, cầu treo dây văng Brontonne bắc qua sơng Sein có
nhịp chính dài 320m bê tơng cốt thép ứng suất trước tiết diện hình hộp. Cơng nghệ này
cũng được sử dụng ở nhiều nước. Ví dụ: Cầu Beldoif ở ức có L=208m. Ở Nhật có cầu

Hi oshima-Ohashi nhịp 236m, cầu Hamana nhịp 240m. Ở Mỹ có cầu Koror
Babelthuap có nhịp giữa dài 240,7m và tại o cầu Schottwien nhịp giữa dài 250m
(77,75+162,5+250+142,25) xây dựng 1986-1989 (Hình 1.3).

Hình 1.3. Cầu Koror Babelthuap ở Mỹ và cầu Schottwien ở o


Trong những năm 30-40 c a thế
xây dựng được những cầu lớn, áp dụng
cầu. Trong th i ỳ này ở Nga đã xây dựng những cầu v m nhịp đến 116m, 120m. Cầu v
m qua ênh đào Mátxcơva nhịp 116m gồm 4 làn đư ng sắt. Cầu v m ở Thụy iển nhịp
181m, Tây Ban Nha nhịp 205m. Th i ỳ này ở Pháp, ức ngư i ta đã xây dựng cầu bằng
bê tông cốt thép ứng suất trước.
Những năm 50 ở Liên Xô xây dựng cầu nhịp 40-70m. Năm 1952 xây dựng cầu
v m qua sông Dnhep nhịp tới 228m.
Năm 1961 cầu Ablozavodal có 3 nhịp (36,4+148+36,4)m là cầu hung dầm có
hớp L=148m (là cầu hung có nhịp dài thứ 2 sau cầu Medway ở Anh nhịp 152m).
Bê tông cốt thép ứng suất trước được sử dụng rộng rãi trong xây dựng cầu ở
Châu u trong nửa đầu thế ỷ 20, ở Mỹ bắt đầu chậm hơn. Cầu bê tông cốt thép ứng suất
trước lớn đầu tiên được xây dựng ở Mỹ là cầu Walnut Lane ở Philadelphia,
Pennsylvania được xây dựng vào năm 1956.
Ngoài các hệ dầm hung, v m, các hệ liên hợp treo cũng được nghiên cứu áp
dụng, chiếc cầu dây văng có dầm cứng bê tơng cốt thép được xây dựng đầu tiên vào
năm 1925 qua sông Tem-pun ở Tây Ban Nha theo sơ đồ (20,1+60,3+20,1)m. Sau đó
vào hoảng những năm 60 c a thế ỉ XX, do ảnh hưởng c a các cầu dây văng dầm thép
được xây dựng ở ức, dầm cứng bê tông cốt thép đã được áp dụng để tham gia chịu nén.
Cầu dây văng hầu như đã được thiết ế thay thế cho các cầu dàn thép trên đư ng ô tô.
Hàng loạt cầu dây văng hiện đại dầm cứng bê tông cốt thép đã được xây dựng. Năm
1962 xây dựng cầu Ma-ra-cai-bơ ở Vênêzla có nhịp 235m. Năm 1971 xây dựng cầu
qua sơng Main ở ức có nhịp chính dài 300m. Năm 1977 cầu Brontonne

ở Pháp, nhịp 320m, một mặt ph ng dây. Năm 1991 cầu Honshu-Shi o u, ở Nhật Bản,
nhịp chính 490m (Hình 1.4), dầm cứng bằng bê tơng cốt thép tiết diện hộp.

ình 1.4. Cầu onshu-Shikoku Nhật Bản nhịp chính dài 490m
Ngồi cầu dây văng thuần túy các nhà thiết ế c n áp dụng dầm cứng vào cầu
treo, cầu bê tông cốt thép dự ứng lực ngoài nâng cao trên tháp (Extradose).


7

1.1.2. Ở Việt Nam
Ở
Việt Nam, cầu BTCT được xây dựng từ th i Pháp thuộc với các dạng như cầu
dầm hoặc dàn đơn giản, cầu dầm hoặc dàn mút thừa,…được thi công theo phương
pháp đúc tại chỗ. Các ết cấu này thư ng có 2 dầm ch hoặc dàn ch , bản mặt cầu dầm d
c, dầm ngang. Bề rộng đư ng ô tô hoảng 4-5m, và các cầu đư ng sắt đơn
tuyến hổ đư ng 1m, các cầu này có chiều dài nhỏ hơn 20-30m. Một số dạng dầm liên
tục với chiều dài nhịp 30-40m. Cho đến nay sau một th i gian dài sử dụng hoặc do sự
tàn phá qua các th i ỳ chiến tranh nhiều cầu bị phá h y hoặc hư hỏng, xuống cấp phải
thay thế bằng những cầu mới (Cầu Ba Càng – Quốc lộ 1 tỉnh Vĩnh Long, sơ đồ cầu:
14,5+30+14,5m, (Hình 1.5), tuy nhiên hiện nay một số cầu được xây dựng từ th i Pháp
thuộc hiện vẫn c n đang sử dụng như cầu ầu Sấu QL1 Thành phố Cần Thơ, Cái Xếp
hoặc cầu mút thừa có dầm treo như Cầu Cái Bư ng – Quốc lộ 80 ồng Tháp sơ đồ cầu
10+13,6+10 (m) (nhịp đeo dài 8,7m, công xon dài 2,4m) chiều rộng cầu 5,2m. Cầu v
m mút thừa Tân Lợi.

Hình 1.5. Cầu Ba Càng – Quốc lộ 1 tỉnh Vĩnh Long
Những năm sau háng chiến chống Pháp chúng ta đã xây dựng lại một số cầu với
ết cấu dầm giản đơn lắp ghép tiết diện chữ T, được liên ết ngang bằng mối nối hàn tại
dầm ngang hoặc bản mặt cầu bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Kết cấu bê tông cốt thép sử

dụng cho cầu nhịp nhỏ như cầu bản hay cầu dầm với nhịp dưới 22m. Khi ết cấu bê
tông cốt thép ƯST phát triển chúng ta đã ứng dụng thiết ế xây dựng cầu Ph
Lỗ (Hà Nội) nhịp 18m. ến những năm đầu thập ỷ 70 đã thiết ế và xây dựng các
cầu bê tông cốt thép ứng suất trước nhịp 24m, 33m (cầu Thăng Long, Hà Nội).
Tại miền Nam trước 1975, xây dựng rất nhiều cầu bê tông cốt thép ứng suất
trước sử dụng ch yếu là ết cấu nhịp 24,7m; 24,54m (bán lắp ghép); dầm bụng cá:
12,5m; 15,6m; 18,6m; 21,6m…Các ết cấu nhịp này ch yếu được chế tạo tại nhà máy
bê tông Châu Thới.


8

Sau này thống nhất đất nước chúng ta đã xây dựng nhiều cầu nhịp trung bình và
nhịp lớn. Ví dụ cầu An Dương, cầu Rào… dạng cầu hung dầm nhịp 63m (cánh T dài
39m, dầm treo dài 24m). Sau sự cố cầu Rào, cầu Bo Thái Bình thi cơng bằng phương
pháp đúc hẫng (cánh T dài 28m, dầm treo dài 33m).
ặc biệt trong những năm gần đây đã áp dụng những công nghệ tiên tiến trong
việc thi công cầu bê tơng cốt thép ứng suất trước, ví dụ cơng nghệ đúc hẫng có:
+ Cầu Phú Lương tại thành phố Hải Dương, tỉnh Hải Dương nằm trên QL5
dài
490,7m (2×37,4+64,75+2×102+64,75+2×37,4);
+ Cầu Sơng Gianh – Quốc lộ 1 tỉnh Quảng Bình dài 746,4m (37,4 +58 + 90,6
+3×120+90,6+58+37,4) (Hình 1.6).

ình 1.6. Cầu Sơng Gianh
+ Cầu uống (Cầu Phù ổng) – Quốc lộ 1 (mới) tuyến Hà Nội – Lạng Sơn huyện
Gia Lâm – Hà Nội dài 929m sơ đồ cầu: 65+7x100+65+3 33 (m); gồm 9 nhịp liên tục
thi công bằng phương pháp đúc hẫng và 3 nhịp giản đơn thi công bằng phương pháp
bán lắp ghép (PCI). Chiều rộng toàn cầu 15m, phần cầu liên tục tiết diện hình hộp (2
sư n) chiều cao thay đổi từ 6m (trên trụ) và 2,5m (giữa nhịp). Mặt cầu sử dụng bê tông

cốt thép ứng suất trước. Gối cầu sử dụng loại semi-fixed (bán cố định) trên các trụ P3,
P4, P5, P6 hoàn thành tháng 12 năm 2000.
+ Cầu áp (Cầu Như Nguyệt) Quốc lộ 1 (mới) tuyến Hà Nội Lạng Sơn – Thị xã
Bắc Ninh – Tỉnh Bắc Ninh dài 428m, sơ đồ cầu: 4 33+65+100+65 +2 33 (m); mặt cắt
ngang tương tự như cầu uống, hoàn thành tháng 12 năm 2000.
+ Cầu Hoàng Long (Hàm Rồng) Quốc lộ 1, qua sông Mã – tỉnh Thanh Hóa nhịp
chính là cầu hung dầm liên tục 3 nhịp sơ đồ: 75+130+75 (m) chiều cao dầm thay đổi từ
7,5m (trên trụ) và 2,75m (trên mố); chiều rộng toàn cầu 12,8m. Và một nhịp giản đơn
dài 49,4m, tiết diện hình hộp có chiều cao hơng thay đổi (2,75m).
+ Ngồi ra c n có một số cầu lớn hác: Cầu Quán Hầu (Quảng Bình), sơ đồ cầu
phần đúc hẫng 64,84+2x102+64,84 (m); cầu Bắc Giang (Thị xã Bắc Giang – Tỉnh Bắc
Giang), sơ đồ cầu: 45+55+90+55+45 (m).


9

Công nghệ đúc đẩy: Cầu Mẹt Tuyến (Hà Nội – Lạng Sơn), Cầu Hiền Lương
vượt sông Bến Hải, nhịp dẫn cầu Quán Hầu (Quảng Bình).
Hiện nay chúng ta đã thi công xong một số cầu đặc biệt lớn như: Cầu Mỹ
Thuận (Vĩnh Long) là cầu dây văng dầm cứng bê tơng cốt thép có nhịp chính 350m,
Cầu Kiền (Hải Ph ng) cầu dây văng nhịp chính 200m, Cầu Bãi Cháy (Quảng Ninh)
cầu dây văng một mặt ph ng dây ỷ lục thế giới về chiều dài nhịp chính 435m. Cầu
Thuận Phước ( à N ng) cầu treo dây võng nhịp 125+405+125 m (Hình 1.7).

Hình 1.7. Cầu Thuận

hước Đà Nẵng

Cầu dây văng Cần Thơ (Hình 1.8) bắc qua sơng Hậu có chiều dài nhịp chính dài
550m lớn nhất Việt Nam ở th i điểm hiện tại.

Hình 1.8. Cầu Cần Thơ nhịp chính dài 550m
Ngồi việc xây dựng các cầu vượt sơng, một trong những vấn đề đang được
quan tâm hiện nay là việc thiết ế và thi cơng các cơng trình cầu trong thành phố. Ch
trương này nếu được thực hiện sẽ làm giảm đáng ể hiện tượng ùn tắc giao thông ở th i
điểm hiện tại và trong tương lai.


10

1.2. TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP LIÊN TỤC HÓA KẾT CẤU
Hiện nay cầu bê tông cốt thép ết cấu giản đơn đang được sử dụng rộng rãi trên
thế giới cũng như Việt Nam nói chung và địa bàn tỉnh Trà Vinh nói riêng. Vì cầu bê
tơng cốt thép ết cấu giản đơn có nhiều tính năng ưu việt như thi cơng đơn giản, dễ lắp
đặt, mang tính cơ giới cao, đã được tiêu chuẩn hóa và đặt biệt phù hợp với năng lực
c a phần lớn các nhà thầu hiện nay. Tuy nhiên, việc sử dụng
nhiều nhược điểm làm giảm tính năng
hả năng vượt nhịp, cầu tồn tại nhiều
cho xe lưu thông qua cầu hông êm thuận và xuất hiện lực xung
cơng tác duy tu, bảo dưỡng,... Trong hi đó, giải pháp liên tục hóa
phục đáng ể những nhược điểm c a
nghệ LTH ết cấu nhịp đang bắt đầu được sử dụng rộng rãi để nâng cao hiệu quả
thác c a cơng trình cầu, như giảm tối đa các he co giãn, tăng
bảo mỹ quan, an toàn ổn định hơn cho cơng trình cầu, cải thiện
độ, lưu thơng qua cầu êm thuận,...
1.2.1. Ƣu điểm
Giải pháp liên tục hóa ết cấu nhịp có được những ưu điểm như:
Làm việc với sơ đồ liên tục thuần túy cho nên giải pháp liên tục nhịp sẽ làm
giảm được số lượng he co giãn, tạo điều iện cho phương tiện đi lại giảm xung ích
và làm giảm chi phí bảo dưỡng các he co giãn trên cầu.

Sơ đồ làm việc liên tục có đư ng đàn hồi liên tục. Vì vậy, phương tiện di
chuyển trên cầu có cảm giác êm thuận hơn so với hi di chuyển trên cầu có ết cấu giản
đơn.
- Sau hi liên tục hóa ết cấu nhịp sẽ làm giảm đáng ể mômen dương ở giữa
nhịp, tăng hả năng chịu tải c a cơng trình cầu.
Nếu mối nối các nhịp giản đơn thành nhịp liên tục xuất hiện mômen âm (-)
làm giảm trị số tuyệt đối c a mômen dương (+) tại mặt cắt giữa nhịp làm giảm ích
thước và vật liệu ết cấu tạo hả năng vượt nhịp lớn hơn.
- Khi liên tục hóa sẽ làm giảm ích thước mũ trụ do chỉ bố trí một gối trụ cầu
dầm liên tục chỉ chịu tải tr ng th ng đứng tác dụng đúng tâm và làm giảm mômen uốn
lệch tâm, tiết iệm được ích thước thân trụ và nền móng.
- Do sự phân phối tải tr ng giữa các nhịp ề nhau mà mômen do hoạt tải ết
cấu liên tục giảm 20% so với ết cấu giản đơn có cùng chiều dài nhịp.
1.2.2. Phạm vi ứng dụng
Công nghệ liên tục hóa dầm cầu đơn giản đã được ứng dụng từ rất sớm ở các
nước phát triển trên thế giới, trong những năm gần đây cũng áp dụng há nhiều tại Việt
Nam.
1.2.2.1. Trên thế giới
Tại Mỹ, ết cấu bản liên tục nhiệt được sử dụng
hông chỉ cho các cầu xây