Page 47 - Tạp chí Giao Thông Vận Tải - Số Tết Âm Lịch

SỐ 1+2 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Nghiên cứu ứng dụng

kết cấu dầm lai thép-bê tông cốt thép

trong cầu dây văng nhịp lớn - ứng dụng ở Việt Nam

n PGS. TS. HOÀNG HÀ
Trường Đại học Giao thông vận tải
Email: hoangha.utc2020@gmail.com

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
TÓM TẮT: Cầu dây văng (CDV) dầm lai thép-bê Cầu dầm lai thép-bê tông kết hợp dầm chủ bằng bê tông
tông là dạng kết cấu có dầm chủ được tích hợp dự ứng lực (BTDƯL) và thép dọc theo chiều dài cầu [1]. Trong
các phần dầm chủ bằng thép và bê tông theo những năm 1970, các kỹ sư người Pháp đã đưa khái niệm này
phương dọc của cầu. Nhờ phần dầm thép có vào các cầu dầm liên tục, nổi bật nhất là cầu Mathilde bắc qua
trọng lượng nhẹ hơn nên giảm được nội lực và sông Seine ở Rouen [5]. So với cầu dầm bê tông truyền thống,
biến dạng, đồng thời tăng khả năng vượt nhịp. việc kết hợp đoạn dầm thép trong nhịp chính làm giảm đáng
Cấu tạo đoạn dầm thép có thể dạng hộp thép hay kể trọng lượng bản thân của kết cấu, tránh được sự hình thành
kết cấu liên hợp. Bài báo phân tích mức độ ảnh vết nứt khu vực giữa nhịp, từ đó tăng khả năng chịu nhịp của
hưởng của cấu tạo đoạn dầm thép đến các hiệu cầu. Ở khía cạnh khác, các phần dầm bằng BTDƯL (PC) được
ứng nội lực và biến dạng do hoạt tải trong CDV sử dụng ở phần nhịp biên hay một phần trong phạm vi nhịp
có dầm lai, áp dụng cho một công trình CDV thực chính để phát huy các ưu điểm tăng độ cứng, cải thiện ổn
tế ở Việt Nam. định, giảm nội lực và biến dạng do hoạt tải ở nhịp chính, giảm

TỪ KHÓA: Cầu dây văng dầm lai, dầm hộp thép, lực nhổ ở trụ neo, giảm chi phí duy tu và và tiết kiệm chi phí
dầm thép liên hợp, hiệu ứng nội lực và biến dạng xây dựng. Các ưu điểm này nhanh chóng được ứng dụng cho
của hệ kết cấu. kết cấu CDV và đã chứng tỏ hiệu quả đặc biệt là đối với các
CDV nhịp lớn. Trong Bảng 1.1 giới thiệu thông số cấu tạo của
ABSTRACT: The hybrid steel-concrete beam một số CDV dầm lai trên thế giới và Việt Nam.
cable-stayed bridges is a structure with main Cho đến nay, việc nghiên cứu sâu rộng về cầu dầm lai
beams that integrate steel and concrete main thép-bê tông đã được tiến hành cho cả các loại cầu dầm
beam sections along the bridge’s longitudinal (khung) liên tục và CDV. Các nghiên cứu liên quan này có
direction. Because the steel beam has a lighter thể được chia thành ba lĩnh vực chính như sau: (i) Xác định
weight, it reduces internal forces and deformation vị trí hợp lý của mối nối thép-bê tông trong nhịp chính; (ii)
and increases the ability to span spans. The steel Đánh giá các đặc tính cơ học và hình học phù hợp của mối nối
beam structure can be in the form of a steel box thép-bê tông và (iii) Phân tích phản ứng động của cầu dầm
or a composite structure. This article analyzes the lai thép-bê tông [3]. Trong nghiên cứu này tập trung vào vấn
influence of steel girder section structure on internal đề thứ nhất thực chất là vấn đề tỷ lệ chiều dài của đoạn dầm
force effects and deformation due to live load in thép trong toàn bộ chiều dài của dầm chủ trong CDV dầm lai.
cable-stayed bridges with hybrid girders, applied to Đoạn dầm chủ bằng thép thường có cấu tạo dạng hộp
a real (cable-stayed bridges) project in Vietnam.
thép, tuy nhiên thực tế khai thác các cầu thép cho thấy do cấu
KEYWORDS: Cable-stayed bridges with hybrid tạo mặt cầu bằng thép mỏng, độ rung động lớn nên có thể dẫn
girders, steel box girders, composite steel girders, đến các khó khăn trong cấu tạo lớp phủ mặt cầu đường ô tô. Giải
internal force effects and deformation of the pháp khắc phục được đưa ra là sử dụng loại dầm hộp liên hợp
structural system. thép-bản bê tông cốt thép, tuy nhiên giải pháp này có xu thế làm
tăng tải trọng bản thân nên cần nghiên cứu đầy đủ hơn.
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của một số CDV dầm lai
Sơ đồ cầu chính Vị trí mối nối Chiều dài đoạn Chiều dài con-xon BTCT Tỷ lệ
Tên cầu (nước-năm hoàn thành)
dây văng (m) tổ hợp dầm thép (m) ở nhịp chính (m) L /L
thép chính
Nagisa (Nhật - 2012) 25+105,15+19 Nhịp chính 39,15 44,4 và 24,45 0,3723
Nộ Giang (Trung Quốc - 2007) 81+175 Nhịp chính 165,5 9,5 0,9457
Hạ Môn (Trung Quốc - 2014) 135,65+209,15+135,65 Nhịp chính 190,15 9,5 x 2 0,9091

46