Page 48 - Tạp chí Giao Thông Vận Tải - Số Tết Âm Lịch

SỐ 1+2 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Nghiên cứu ứng dụng Tên cầu (nước-năm hoàn thành) Sơ đồ cầu chính Vị trí mối nối Chiều dài đoạn Chiều dài con-xon BTCT L Tỷ lệ

ở nhịp chính (m)
dầm thép (m)
dây văng (m)
tổ hợp
/L
kết cấu dầm lai thép-bê tông cốt thép Normandy (Pháp - 1995) 2x52,75+ 164,5+890+257,5+62,5 Nhịp chính 1.312 116x2 thép chính
624
0,7290
6x43,5+96+856+96+6x43,5
Nhịp biên
1,474
-
Tatara (Nhật - 1999)
trong cầu dây văng nhịp lớn - ứng dụng ở Việt Nam Cần Thơ (Việt Nam - 2010) 2x40+150+550+150+2x40 Nhịp chính 210 170 x2 0,3819
Cầu Đảo Russky (Nga - 2012) 60+72+3x84+1104+3x84+72+60 Nhịp biên 1.248 - 1,1304
- Tại vùng có nội lực và biến dạng không quá lớn và
phức tạp;
- Đảm bảo tính tương đương và toàn vẹn của hệ thống
kết cấu;
- Chuyển tiếp độ cứng êm thuận;
- Đạt các chỉ tiêu kinh tế và điều kiện thuận lợi cho thi công.
Tuy nhiên, kết quả tập hợp ở Bảng 1.1 chỉ ra rằng, vị trí
mối nối giữa phần dầm thép - bê tông trong các CDV thực tế
cũng rất khác biệt. Trên các Hình 1.1 và 2.1 giới thiệu vị trí mối
nối và chiều dài đoạn dầm thép của 2 CDV nhịp lớn điển hình
là cầu Tatara (Nhật Bản) và cầu Normandy (Pháp) thể hiện ý
tưởng của thiết kế các CDV dầm lai còn nhiều khác biệt.

Hình 1.1: Sơ đồ tổng thể và mặt cắt ngang dầm chủ của cầu Tatara

2. LỰA CHỌN VỊ TRÍ MỐI NỐI GIỮA CÁC ĐOẠN DẦM
THÉP VÀ BTDƯL TRONG DẦM CHỦ
Việc xác định vị trí mối nối thép-bê tông trong thiết
kế cầu dầm lai thép-bê tông nói chung và CDV dầm lai là
rất quan trọng. Việc sử dụng dầm thép trong nhịp chính
có thể nâng cao hiệu suất cơ học, đẩy nhanh tiến độ thi
công và nâng cao tính khả thi của công trình [3]. Tuy
nhiên, điều cần thiết là phải cân bằng hiệu quả kết cấu
với các cân nhắc về mặt kinh tế khi xác định chiều dài tối Hình 2.1: Sơ đồ tổng thể và mặt cắt ngang dầm chủ
ưu của dầm hộp thép, vì dầm hộp thép thường đắt hơn của cầu Normandy
so với dầm bê tông [6]. Zhang và cộng sự [2] đã tiến hành
một nghiên cứu toàn diện về thiết kế cầu dầm lai và chỉ ra 3. MẶT CẮT NGANG VÀ MỐI NỐI PHẦN DẦM
tầm quan trọng của việc xem xét các yếu tố như hiệu suất THÉP-BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG CDV DẦM LAI
kết cấu, tính kinh tế và thời gian xây dựng trong việc xác Do áp dụng cho các CDV nhịp lớn nên mặt cắt ngang
định chiều dài của phần thép. dầm chủ lai thường có dạng mặt cắt hình hộp. Thiết kế mối
Một cân nhắc quan trọng khác khi thiết kế cầu dầm liên nối là một trong những thử thách lớn nhất trong thiết kế
tục là đảm bảo rằng các gối ở các trụ bên không bị nâng lên các kết cấu dầm lai. Về nguyên lý cần có một đoạn (vùng)
dưới bất kỳ tổ hợp tải trọng nào. Vấn đề này có thể được giải chuyển tiếp độ cứng từ phần thép sang phần bê tông, gọi
quyết một cách hiệu quả bằng cách sử dụng các dầm thép là vùng chuyển tiếp mối nối (Steel-Concrete Join -SCJ).
nhẹ ở giữa nhịp chính. Ngoài ra, việc sử dụng dầm bê tông Tại SCJ, sự thay đổi đột ngột về độ cứng của vật liệu và mặt
ở nhịp bên có thể cân bằng hiệu quả trọng lượng bản thân cắt ở cả hai bên dẫn đến sự mất liên tục về kết cấu và giảm khả
của dầm thép trên nhịp chính, từ đó tăng cường độ cứng kết năng chịu lực của kết cấu, có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của
cấu tổng thể. Một số nghiên cứu khác đã đưa ra đề xuất rằng hệ thống cầu [4]. Vì vậy, việc đảm bảo SCJ có đặc tính cơ học tốt
đối với cầu dầm lai, tỷ lệ nhịp biên và nhịp chính phải là 0,4, và làm cho sự thay đổi độ cứng và lực truyền được trơn tru là
trong khi tỷ lệ phần thép trên nhịp chính phải nằm trong vấn đề then chốt trong thiết kế cầu dầm hộp lai.
khoảng 0,4 đến 0,5. Nguyên lý chung để lựa chọn vị trí hợp Cấu tạo, tính chất cơ học và độ bền của mối nối thép-
lý của mối nối giữa phần dầm thép và BTDƯL trong kết cấu bê tông (SCJ) đóng vai trò liên kết giữa các phần dầm thép
dầm lai bao gồm: và bê tông trong dầm chủ lai đã nhận được sự quan tâm

47