Bài giảng môn Cầu - Chương 1: Khái niệm về các công trình nhân tạo trên đường - Nguyễn Ngọc Tuyển

Nội dung text: Bài giảng môn Cầu - Chương 1: Khái niệm về các công trình nhân tạo trên đường - Nguyễn Ngọc Tuyển

1. 10/15/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: Website: NHẬP MÔN CẦU TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: Link dự phòng: ‐in‐ vietnamese/nhap‐mon‐cau Hà Nội, 10‐2013 Tài liệuthamkhảo 1. Nguyễn Như Khải, Phạm Duy Hoà, Nguyễn Minh Hùng, “Những vấn đề chung và mố trụ cầu”, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2000. 2. Bộ GTVT, "Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN‐272.05", NXB GTVT, Hà Nội, 2005. 3. Wai Fan Chen and Lien Duan, “Bridge Engineering Handbook”, NXB CRC press, NewYork, 2000. 2 1
2. 10/15/2013 CHƯƠNG I Khái niệmvề các công trình nhân tạo trên đường 3 Nội dung chương 1 • 1.1. Định nghĩa và tầm quan trọng của các công trình nhân tạo trên tuyến đường. • 1.2. Các bộ phận của công trình cầu(CTC). • 1.3. Các kích thước cơ bản của công trình cầu. • 1.4. Phân loại cầu cống. • 1.5. Sơ lược về lịch sử ngành xây dựng cầu. • 1.6. Phương hướng phát triển của ngành xây dựng cầu. 4 2
3. 10/15/2013 1.1. Định nghĩa và tầm quan trọng của CTNTTĐ • Công trình nhân tạotrênđường (CTNTTĐ): – Là những sảnphẩmdo con ngườitạoranhằm đảmbảosự liên tụccủatuyến đường để các phương tiện giao thông qua lại thông suốt. Ví dụ: cầu, hầm, cống, đường tràn. • Cầu – Là loạicôngtrìnhvượt qua phía trên chướng ngạivậtnhư sông suối, khe núi, CầuTiênSơn–ĐàNẵng thung lũng sâu, các tuyến đường khác, hoặckhuvựccần duy trì bình thường các hoạt động xã hội 5 Định nghĩa và tầm quan trọng (t.theo) • Hầm – Có nhiệmvụ như cầunhưng đượcxâydựng trong lòng đất, xuyên qua núi, hoặc đượcxâydựng ở dướinước. • Cống – Là công trình nằmtrongnền đắpcủatuyến đường nhằmgiải quyết cho dòng chảylưu thông khi giao cắtvớituyến đường. • Đường tràn – Đượcxâydựng khi tuyến đường cắt ngang dòng chảycómức nước không lớn, lưulượng nướccóthể thoát qua kếtcấuthân đường. 6 3
4. 10/15/2013 Định nghĩa và tầm quan trọng (t.theo) HầmHảiVân 7 Định nghĩa và tầm quan trọng (t.theo) Cống hai hộp 8 4
5. 10/15/2013 Định nghĩa và tầm quan trọng (t.theo) • Tầm quan trọng của công trình nhân tạotrênđường – CTNTTĐ đảmbảosự thông suốtcủatuyến đường, phụcvụ sự giao lưuvậntải hành khách và hàng hóa  Vai trò củaCTNTTĐ rất quan trọng đốivớisự phát triểnvề kinh tế, vănhóa, xã hộicũng nhưđảmbảoan ninh quốc phòng.  Việcthiếtkế, xây dựng và duy tu bảodưỡng các CTNTTĐ phải đạt đượcchấtlượng cao và đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đề ra. 9 1.2. Các bộ phậncủa công trình cầu L l ltt 3 1 hkt 3 2 c H MNCN l0 H MNTT MNTN 4 4 • Mộtcôngtrìnhcầucóthể bao gồm3 nhóm bộ phận: – Kếtcấuphầntrên(kếtcấunhịp) – Kếtcấuphầndưới – Đường 2 đầucầu và các công trình phụ trợ 10 5
6. 10/15/2013 Các bộ phậncủa công trình cầu (t.theo) • Kếtcấuphầntrên(kếtcấunhịp) – Là bộ phậntrựctiếpmangđỡ hoạttảivàvượt qua khoảng cách chướng ngạivật. – Vị trí: tính từ gốicầutrở lên gọilàkếtcấuphầntrên – Kếtcấuphầntrêngồm: (1) Hệ mặtcầuvà(2) Hệ dầmmặtcầu . (1) Hệ mặtcầu • Lan can • Đường bộ hành • Lớpphủ mặtcầu • Hệ thống phòng nước • Hệ thống thoát nước • Bảnmặtcầu • Khe biếndạng 11 Các bộ phậncủa công trình cầu (t.theo) . (2) Hệ dầmmặtcầu LOP PHU : 75MM Ban BTCT • Dầmchủ (giàn chủ) DAM BTCT • Dầmngang • Dầmdọcphụ G1 G2 G3 G4 G5 G6 c) d) 12 6
7. 10/15/2013 Các bộ phậncủa công trình cầu (t.theo) 1 • Kếtcấuphầndưới 3 2 – Vị trí: tính từ gốicầu MNCN MNTT trở xuống gọilàkết MNTN cấuphầndưới 4 4 – Kếtcấuphầndướibaogồm: mố, trụ, móng mố, móng trụ – Mố, trụ: • Là bộ phậnkêđỡ kếtcấunhịp, tiếpnhậntoànbộ tảitrọng và truyềnxuống nền đất qua kếtcấumóng. • Nếu đượcxâydựng ở hai đầucủacầuthìđượcgọilàmố, xây dựng ở phía trong thì gọilàtrụ. • Mố còn có nhiệmvụ nốitiếpgiữa đường vớicầu. 13 Các bộ phận và các kích thước cơ bản (t.theo) Trường hợpcầu không có trụ: • Cầuchỉ có 1 nhịpsẽ không có trụ L M1 M2 Trường hợpcầu không có mố: • Cầudầmmútthừasẽ không có mố 14 7
8. 10/15/2013 Các bộ phậncủa công trình cầu (t.theo) • Đường hai đầucầuvàcáccôngtrìnhphụ trợ – Nền đường 10m sau mố (hai bên đầucầu) – Mặt đường – Mô đất¼ nón – Đất đắptrướcmố, kè gia cố L l 1 ltt 3 hkt c l0 H MNCN H MNTT MNTN 2 4 15 Các bộ phận và các kích thước cơ bản (t.theo) – Liên quan đếncôngtrìnhcầu còn có các công trình phụ trợ khác, ví dụ: • Đường dẫnvàocầu • Công trình dẫndòng • Công trình bảovệ trụ khỏibị tàu bè hoặcvậttrôivađập L l 1 ltt 3 hkt c l0 H MNCN H MNTT MNTN 2 4 16 8
9. 10/15/2013 Các bộ phậncủa công trình cầu (t.theo) n đơ n ả pgi ị mnh ầ ud ầ C Trên những sông có dòng nướcchảyxiết hoặccókhả năng va đập củatàubè, cây trôi, cầncấu tạobộ phận chống va xô để bảovệ cho trụ. 17 1.3. Các kích thướccơ bảncủacầu • Chiều dài toàn cầuL – Khoảng cách từđuôi mố này tới đuôi mố kia • Chiềudàimộtnhịp l – Khoảng cách giữatimcủa2 trụ liềnkề • Nhịptínhtoánltt – Khoảng cách giữatimhaigốikê2 đầucủanhịp L l ltt 3 1 hkt 3 2 c H MNCN l0 H MNTT MNTN 18 9
10. 10/15/2013 Các kích thướccơ bảncủacầu (t.theo) • Nhịptĩnh lo – Khoảng cách từ mép trụ này tớiméptrụ kia (hoặcmố) xác định tạimứcnướccaonhất • Khẩu độ thoát nước(khẩu độ cầu) – Là tổng củacácnhịptĩnh = Σlo L l ltt 3 1 hkt 3 2 c H MNCN l0 H MNTT MNTN 4 4 19 Các kích thướccơ bảncủacầu (t.theo) • Các mứcnước – Mứcnướclịch sử (MNLS) • Là mứcnướclớnnhấtngườita điềutrađược – Mứcnướccaonhất (MNCN) • Là kếtquả tính toán ứng vớimộttầnsuất quy định P = 1% hoặc2%. • Nếunói: MNCN ứng vớitầnsuấtthiếtkế 1% có nghĩalàmứcnướccủa cơnlũ mà 100 nămmớixuấthiện1 lần. – Mứcnước thông thuyền (MNTT) • Là mứcnướccaonhất cho phép tàu bè qua lạithường lấyvớiP = 5% • Từ MNTT có thể xác định chiềucaokhổ gầmcầucủanhịp thông thuyền – Mứcnướcthấpnhất (MNTN) • Được đotrongmùacạn ứng vớitầnsuất quy định P = 1% hoặc2% • Căncứ vào MNTN để bố trí nhịp thông thuyền 20 10
11. 10/15/2013 Các kích thướccơ bảncủacầu (t.theo) – Mựcnước thi công (MNTC) • Là mứcnướccaonhất dùng để tính toán khi thi công cầu • MNTC thường đượclấy ở mứcnước cao vớiP = 10% • Chiềurộng cầuvàkhổ cầu – Ví dụ,vớikhổ cầuK = 11 + 0.5 x 2 tứclà: • Bề rộng đường xe chạyBxe = 11m, • Bề rộng chân lan can Blc = 0.5m Chiềurộng toàn cầu: B = 11 + 0.5 x 2 B = 12m 21 Các kích thướccơ bảncủacầu (t.theo) • ChiềucaocầuHc – Là khoảng cách từ MNTN tớimặtcầu – Nếulàcầuvượt, cầucạn thì tính từ mặtcầutớimặt đường hoặcmặt đất phía dưới • Chiềucaokiếntrúchkt – Chiềucaokiếntrúc(= k/c từđáy kếtcấunhịp đếnmặtcầu) • Chiềucaokhổ gầmcầuH – Chiềucaokhổ gầmcầulàkhoảng cách từ MNCN đến đáy kết cấunhịp để đảmbảo cây trôi không va đậpvàmắcnghẽn – Nếulàcầuvượt, cầucạnthìđượctínhtừđáy kếtcấunhịp đến mặt đường hoặcmặt đất phía dưới 22 11
12. 10/15/2013 Các kích thướccơ bảncủacầu (t.theo) • Kích thướckhổ thông thuyền – Kích thướckhổ thông thuyềnphụ thuộcvàocấpsôngvàđược quy định trong tiêu chuẩnthiếtkế 22TCN‐272‐05 60 MNCN MNTT 9 MNTN 23 Các kích thướccơ bảncủacầu (t.theo) • Nhịp thông thuyền – Vị trí nhịp thông thuyền được quy định bởicơ quan quảnlý đường thủy(bố trí nhịp thông thuyềndựavàosố liệu MNTN) • Nhịpkinhtế – Chiềudàinhịpmàcótổng giá thành công trình nhỏ nhất(theo mộtsố nghiên cứutrước đây, nhịpkinhtế thường có giá thành kếtcấuphầntrênxấpxỉ bằng giá thành kếtcấubêndưới) • Các cao độ – Căncứ vào các mốccaođộ chuẩn để xác định các cao độ • Cao độ đáy dầm • Cao độ mặt đường xe chạy • Cao độ đỉnh trụ / đáy trụ • Cao độ đỉnh móng / đáy móng 24 12
13. 10/15/2013 Các kích thướccơ bảncủacầu (t.theo) • Ví dụ thiếtkế phương án cầu: MNCN Số liệuchotrước: MNTT – Cao độ đáy sông MNTN – Mặtcắt địachất – Khẩu độ thoát nước Σlo = 90m – Cấpsông: cấpIV • tra bảng 2.3.3.1.1 => kích thướckhổ thông thuyền – Mựcnướccaonhất (MNCN) – Mựcnước thông thuyền (MNTT) – Mựcnướcthấpnhất (MNTN) – Vị trí khổ thông thuyền 25 Ví dụ (t.theo) – Sông cấpIV, cầu qua kênh => tra bảng 2.3.3.1.1 có • Kích thướckhổ thông thuyền: Ltt = 25m, Htt = 5m – Nếuchọn3 nhịpbằng nhau => số nhịplànn = 3 – Vớikhẩu độ thoát nước Σlo = 90m thì chiềudàicầutốithiểuLc có thểđược tính như sau: Lc = Σlo + (nn -1)BT + 2BM 26 13
14. 10/15/2013 Ví dụ (t.theo) trong đó: • BT = bề rộng thân trụ (= 1.5m vớitrụ dầmgiản đơn); • BM = bề rộng thân mố (= 1m vớimố dầmgiản đơn). – Như vậy: Lc = Σlo + (nn -1)BT + 2BM Lc = 90m + (3 -1)*(1.5) + 2*(1) = 95m – Chiềudài1 nhịp: L = Lc / 3 = 95m / 3 = 31.7m – Kiểmtra: L = 31.7m > LTT + BT = 25 + 1.5 = 26.5m => ĐẠT 27 1.4. Phân loại công trình cầu – Có nhiều cách khác nhau để phân loạicôngtrìnhcầu • Phân loạitheochướng ngạivậtphảivượt qua – Cầu qua sông – Cầu qua đường (cầuvượt), là cầubắc qua tuyến đường khác giao cắtngang – Cầucạnhay cầudẫn, là cầu đượcxâydựng ngay trên mặt đất nhằmdẫnlênmộtcầu chính hoặc nâng cao độ tuyến đường lên để giải phóng không gian bên dưới. – Cầu cao giá, là loạicầucóchiềucaotrụ rấtlớn đượcbắc qua các thung lũng sâu 28 14
15. 10/15/2013 Phân loại công trình cầu (t.theo) • Phân loạitheomục đích sử dụng – Cầuô tô (cầu đường bộ) – Cầu xe lửa (cầu đường sắt) – Cầu người đi bộ (cầu bộ hành) – Cầu hỗn hợp – Cầu thành phố – Cầu tàu (dùng ở các bến cảng) – Cầu đặc biệt, dùng để dẫn dầu khí, dẫn nước , dẫn cáp điện 29 Phân loại công trình cầu (t.theo) • Phân loạitheovị trí đường xe chạy – Cầucóđường xe chạytrên – Cầucóđường xe chạygiữa – Cầucóđường xe chạydưới • Phân loạitheovậtliệulàmkếtcấunhịp – Cầuthépvàcầu kim loại – CầuBTCT – Cầu đá – Cầugỗ – 30 15
16. 10/15/2013 Phân loại công trình cầu (t.theo) • Phân loạitheosơđồtĩnh học – Theo sơđồtĩnh họccủakếtcấuchịulực chính có thể phân chia công trình cầu thành các hệ thống sau: • Hệ dầm • Hệ khung • Hệ vòm • Hệ liên hợp • Hệ treo 31 Phân loại công trình cầu (t.theo) – (1). Hệ thống cầudầm • Dướitácdụng củatảitrọng thẳng đứng, kếtcấunhịplàm việcchịuuốnvàchỉ truyềnáplựcthẳng đứng xuống mố và trụ • Hệ thống cầudầmgồm: dầmgiản đơn, dầmmútthừa, dầm liên tục • Theo cấutạocủakếtcấuchịulực chính có thể chia như sau: – Cầucósườn đặc – Cầucósườnrỗng (cầudàn) 32 16
17. 10/15/2013 Phân loại công trình cầu (t.theo) Cầudầmgiản đơn l l l Cầudầm liên tục l1 l2 l1 Cầudầmmútthừa llk l0 k l1 l2 l1 Cầudàn(hệ dầm nhịpgiản đơn) l l 33 Phân loại công trình cầu (t.theo) – (2). Hệ thống cầu khung • Đặc điểm: kếtcấunhịpvàtrụ liên kếtcứng với nhau tạo thành khung, cùng tham gia chịulựcdướidạng mộtkếtcấu thống nhất • Do phát sinh mô men uốntrongmặtcắtngangcủatrụ cầu nên độ lớncủamômen dương trong kếtcấunhịpgiảmnên có thể vượt đượcnhịplớnhơnso vớicầudầm l1 l2 l1 34 17
18. 10/15/2013 Phân loại công trình cầu (t.theo) l1 l2 l1 Kếtcấucầu khung BTCT dạng chữ K điểnhìnhtạiHoaKỳ 35 Phân loại công trình cầu (t.theo) CẦU KHUNG TRỤ MỘT THÂN CẦU KHUNG TRỤ HAI THÂN CẦU KHUNG T LIÊN KẾT KHỚP 36 18
19. 10/15/2013 Phân loại công trình cầu (t.theo) – (3). Hệ thống cầuvòm • Đặc điểm: tạivị trí chân vòm luôn xuấthiện thành phần phảnlựctheophương nằmngang(lựcxô) và trong thân vòm lựcnénlàchủ yếu. • Cầuvòmcóthể có dạng 3 khớp, 2 khớphoặc không khớp. • Vị trí đường xe chạy: trên, giữa, hoặcdưới. CầuPonte da Cầu CaiYuanba Cầu Zaragossa Amizade (Braxin) (Trung Quốc) (TBN) 37 Hệ thống cầuvòm 1. Cầucóđường xe chạytrên 2. Cầucóđường xe chạygiữa 3. Cầucóđường xe chạydưới Vòm không khớp Vòm 2 khớp Vòm 3 khớp 38 19
20. 10/15/2013 Hệ thống cầuvòm f) f l l 39 Hệ thống cầuvòm Cầu vòm thép đường xe chạy trên, chiều dài nhịp 313m Glen Canyon Dam Bridge, USA 40 20
21. 10/15/2013 Phân loại công trình cầu (t.theo) – (4). Hệ thống cầu liên hợp • Là loạicầu đượckếthợptừ các hệđơngiảnhoặclàhệđơn giản đượctăng cường các bộ phậnchịulực. • Bằng cách liên hợpngườita có thể tạoranhững kếtcấu chịulựchợplývàcóhiệuquả về các phương diệnkinhtế, kỹ thuật, đặcbiệttrongcáctrường hợpnhịplớn. l Cầu liên hợpdầm‐vòm 41 Phân loại công trình cầu (t.theo) – (5). Hệ thống cầutreo • Cầutreolàloạikếtcấutrongđóbộ phậnchịulực chính là dây làm việcchịukéo. • Dướitácdụng củahoạttải, hệ dầmmặtcầu và dây cùng làm việcnhư mộthệ liên hợp. • Hệ thống cầutreogồm2 loại: cầutreodâyvõng(cầutreo parabol) và cầudâyvăng. f i) Cầutreodâyvõng l k) Cầudâyvăng l1 l2 42 21
22. 10/15/2013 Phân loại công trình cầu (t.theo) • Phân loại theo các tiêu chí khác – Theo đặc điểmriêngcủa công trình: • Cầu phao • Cầu quay • Cầucất – Theo quy mô công trình • Cầunhỏ (L ≤ 25m) • Cầu trung (25 ≤ L ≤ 100m) • Cầulớn(L > 100m hoặcl ≥ 30m) • Cầuvĩnh cửu • Cầu bán vĩnh cửu 43 1.5. Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu – Cầu là công trình nhân tạonênlịch sử phát triểncủanógắn liềnvớisự phát triểncủaxãhội • Thờikỳ sơ khai – Con ngườiban đầudựavàotự nhiên để vượt qua các con suối, khe sâu (nhờ những thân cây đổ vắtngang, dây leo, cây trôi mắcvàocácchướng ngạivật ) – Ngườicổ xưabắtchướccáchiệntượng tự nhiên để tạoracác phương tiệnvượtsông, suối. – Di tích củachiếccầucổ xưanhấtlàcầu qua sông Euphrate ở Babylon, đượclàmbằng thân cây cọ, nhịpdài9m, tổng chiều dài là 300m (khoảng 2000 nămtrướccôngnguyên). 44 22
23. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) • Thờikỳ chiếmhữunôlệ – Để phụcvụ các cuộcchiếntranhgiữacácbộ lạc=> cầnxây dựng các tuyến đường và các cây cầu=> hệ thống giao thông bắt đầu phát triển – Đầutiênlàcầugỗ xuấthiện, sau đólàcầu đá. 45 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) • Thờikỳ trướcvàđầucôngnguyên – Những cây cầulàmbằng tre, gỗ cổ xưaxuấthiện ở Trung Quốc và Ấn Độ. – Cầumútthừabằng gỗ qua sông Jhelum ở Srinagar (Ấn Độ) đượcxâydựng bằng cách xếp các thanh gỗ vươnhẫng ra hai bên trụ – Cầuvòmđálàloạikếtcấuphổ biến ở Trung Đông, Ai Cậpvà Châu Âu. 46 23
24. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) CầuvòmđáPont du Gard Aqueduct, France Xây dựng năm19 trướcCôngnguyên Cầu cao 47.2m so vớimặtnước–Tổng chiềudàicầu 270m 47 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) • Thờikỳ Phụchưng (Thế kỷ 14‐16 sau CN) – Các ngành khoa họcbắt đầu phát triểnbaogồmtoánhọc, vật lý, kếtcấu, vậtliệu nên đãtạotiền đề và cơ sở lý luậntính toánchotínhtoánthiếtkế cầu. • Thờikỳ Cách mạng công nghiệp(Thế kỷ 17‐18) – Các sự kiệncótácđộng lớn đếnsự phát triểncủacầubao gồm: • Kim loại đượcsử dụng làm vậtliệukếtcấu • Sự ra đờicủa tàu hỏa • Sự ra đờicủacácloại máy công nghiệp – Năm 1741 ngườiAnhđãxâydựng cầutreođầutiênbằng dây xích sắtnhịp 22m qua sông Tess. 48 24
25. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) – Năm 1776 một kỹ sư người Nga tên là Ku‐li‐bin đã thực hiện đồ án thiết kế chiếc cầu vòm gỗ nhịp 310m bắc qua sông Nêva ở Pê‐téc‐bua. – Cũng trong thời kỳ này xuất hiện cầu kim loại, đầu tiên là chiếc cầu vòm bằng gang bắc qua sông Severn (Anh), nhịp 31m vào năm 1776 ‐ 1779. 49 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) •Thờikỳ hiện đại(Thế kỷ 19 đến đầuTK 20) – Ngành xây dựng cầu phát triển mạnh mẽ và phong phú về mọi phương diện. – Ngành chế tạo thép phát triển mạnh. Các công nghệ chế tạo thép “giá rẻ” ra đời: Kelly (USA), Bessemer (England) – Thép đạt được cường độ cao hơn – Kết cấu giàn, giàn vòm vẫn được ưa chuộng – Cầu treo nhịp lớn bắt đầu phát triển rộng rãi – Cầu bê tông cốt thép bắt đầu xuất hiện với những công trình được xây dựng ở Pháp, Đức. – Năm 1875 Joseph Monier xây cầu BTCT đầu tiên dài 50ft (15,24m) rộng 13ft (3,96m). 50 25
26. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) – KS người Pháp Francois Hennebique đã phát triển MCN chữ T, ông ta và những học trò của ông ta như KS người Thuỵ Sĩ Robert Maillart đã xây dựng một vài cầu vòm BTCT nổi tiếng, Những cầu BTCT của Maillart được xem như là biểu tượng về thẩm mỹ. – Giai đoạn cuối thế kỷ 19 cầu BTCT chủ yếu là cầu nhịp nhỏ ‐ cầu bản, dầm, vòm (năm 1896 xây dựng cầu vòm nhịp đến 45m). – Đầu thế kỷ 20, đã bắt đầu làm cầu liên tục, cầu khung, dầm công xon nhịp đến 30‐40m. Trong giai đoạn này cầu thường dùng phương pháp đổ BT liền khối và là BTCT thường nên nhịp nhỏ. 51 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Eads Bridge, Missouri, hoàn thành 1898, nhịp chính = 158m Firth of Forth Bridge, UK, hoàn thành 1890, nhịp chính = 521m 52 26
27. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) • Lịch sử phát triểncầu treo dây võng và dây văng – Ý tưởng đầutiênvề hệ dây treo xuấthiệntừ vài thế kỷ trước ở rảirácmộtsố nơitrênthế giới. – Mộtvàicầutreocổ xưa đượctìmthấy ở Bắc Ấn độ, Burma và Peru có nhịplêntới 33m. – Do nhu cầuvượtcácnhịplớn, cầutreodâyvõngđược phát triển khá nhanh • Năm 1929 chiếccầutreocónhịplớnnhấtlàcầu Ambassador (Mỹ vượt đượcnhịp 564m) • Năm 1932 (chỉ 3 nămsauđó) cầuGeorge Washington ở New York đã vượtnhịp dài tới 1067m. 53 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầutreocổ xưacómộtdâychủ 54 27
28. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầutreocổ xưacómặtcầu đặttrựctiếplên2 dây chủ 55 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầutreocổ xưacómặtcầu đặttrựctiếplên2 dây chủđượctăng cứng 56 28
29. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầutreocổ xưacódạng 4 dây chủ song song 57 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầutreocổ xưacódạng thùng kéo tay (được phát triểndựatrêncầutreocổ xưaloạimộtdâychủ) 58 29
30. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) CầutreodâyvõngGeorge Washington –HoaKỳ Nhịp chính dài 1067m – Hoàn thành 10/1931 59 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầu treo dây võng Goden Gate – Hoa Kỳ Nhịp chính dài 1280m – Hoàn thành năm 1939 60 30
31. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Năm 1940 ở Mỹđãxảyratai nạncầutreodâyvõngTacoma nhịp 853m (công trình mới hoàn thành được6 tháng) 61 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) CầutreodâyvõngTacoma sau khi xây dựng lạivàđưa vào khai thác 14/10/1950 62 31
32. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầu treo dây võng Akashi‐Kaikyo – NhậtBản Chiềudàinhịp chính 1991m 63 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầudâyvăng Normandie –Pháp Cầubắc qua sông Seine – Hoàn thành năm 1994 Nhịp chính dài 856m 64 32
33. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầudâyvăng Tatara – NhậtBản Hai mặtphẳng dây – Hoàn thành năm 1999 Nhịp chính dài 890m 65 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Cầudâyvăng Sutong – Trung Quốc Vớichiều dài nhip chính đạtkỷ lục 1088m 66 33
34. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) CầuMilau(Pháp) –là cầudâyvăng liên tục1 mặtphẳng dây Thi công bằng phương pháp đúc đẩy – Hoàn thành năm 2004 Milau là cầucaonhấtthế giớivới đỉnh tháp cao tới 343m. 67 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) CầuSeri Wawasan (Malaysia) Cầudâyvăng có kiếntrúcnhư mộtcon thuyền hùng vĩđang lướtsóng 68 34
35. 10/15/2013 Sơ lượclịch sử phát triển công trình cầu (t.theo) Toàn cảnh cầuSeri Wawasan (Malaysia) 69 1.6. Mộtsố phương hướng phát triển • Về vậtliệu – Sử dụng vậtliệucócường độ cao (thép cường độ cao, thép hợpkim, bê tông cường độ cao) – Dùng vậtliệunhẹ (bê tông cốtliệunhẹ, hợp kim nhôm)  Nhằmmục đích giảmkhốilượng vậtliệuvàgiảmtrọng lượng bảnthânkếtcấu. • Về liên kếtghépnối – Sử dụng các biệnphápliênkếtghépnốicóchấtlượng cao, thựchiện đơngiản, tiếtkiệmchi phí ví dụ như: • Bu lông cường độ cao cho kếtcấuthép • Keo dán epoxy cho kếtcấubêtông 70 35
36. 10/15/2013 Mộtsố phương hướng phát triển (t.theo) • Về kếtcấu – Sử dụng những kếtcấuhợplývàápdụng các biện pháp điều chỉnh ứng suấtnhằmtiếtkiệmvậtliệu • Kếtcấubảntrựcgiao • KếtcấuThép‐BTCT liên hợp • Kếtcấu ứng suấttrước • Kếtcấudầmtiếtdiệnhộp • Cầu khung‐dầmBTCT ứng suấttrước • Các sơđồcầutreovớicácbiện pháp tăng cường độ cứng 71 Mộtsố phương hướng phát triển (t.theo) • Về công nghệ thi công – Tiếnbộ trong công nghệ thi công đóng vai trò đặcbiệt quan trọng trong sự phát triểncủangànhxâydựng cầutrongthời gian gần đây. – Các công nghệ thi công tiên tiếnbaogồm: • Lắphẫng • Đúc hẫng • Lắp đẩy • Đúc đẩy 72 36