Nội dung text GS Ng-viet-Trung-MiDAS-Phan tich Cau day vang.pdf
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v ̈ng b»ng Midas 1 GS.TS. NGUYỄN VIẾT TRUNG TH.S. NGUYỄN HỮU HƯNG HƯỚNG DẪN DÙNG MIDAS ĐỂ PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU DÂY VĂNG TRONG GIAI ĐOẠN HOÀN THÀNH VÀ GIAI ĐOẠN THI CÔNG NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ NỘI -2007 LỜI NÓI ĐẦU
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v ̈ng b»ng Midas 2 Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, các chương trình mô hình hóa và phân tích kết cấu nói chung và kết cấu cầu nói riêng đang trở nên ngày càng mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn. Trong số các chương trình đó Midas/Civil đang nổi lên như là một chương trình mạnh, tính toán nhanh, dễ học, dễ sử dụng, có thể thực hiện được nhiều công việc phân tích kết cấu khác nhau. Tài liệu này được soạn thảo nhằm giúp các sinh viên nhanh chóng nắm được các nội dung cơ bản khi dùng phần mềm MIDAS phân tích kết cấu cầu dây văng. Để dễ hiểu , ở đây dùng các số liệu cơ bản của cầu Kiền làm ví dụ tính toán, bạn đọc sẽ được hướng dẫn để mô hình hóa một cây cầu dây văng tương tự cầu Kiền, sau đó phân tích kết cáu nhịp cầu dây ở giai đoạn hoàn thành, xác định lực căng trong cáp cân bằng cho tĩnh tải, tiếp theo là phân tích kết cáu trong mỗi giai đoạn thi công theo các bước thi công trong mô hình hóa thuận. Tính toán cầu dây văng là quá trình rất phức tạp gồm nhiều nội dung, xin bạn đọc lưu ý rằng nội dung trong sách này chỉ là một ví dụ đơn giản phục vụ sinh viên học tập, mang nhiều giả thiết, còn nhiều bài toán chưa được xét đến, đặc biệt là các bài toán động học, khí động học, bài toán xét kết cấu nhịp cầu dây văng làm việc chung với đất nền và móng, bài toán ứng suất cục bộ, bài toán xét ảnh hưởng của dự ứng lực trong dầm, v,v...
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v ̈ng b»ng Midas 3 PHẦN I: CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 1. GIỚI THIỆU DỰ ÁN CẦU KIỀN Cầu Kiền thuộc Quốc lộ 10 vượt qua sông Cấm thuộc địa phận thành phố Hải Phòng. Cách bến phà cũ khoảng 300 m về phía Hạ lưu. Phạm vi dự án bắt đầu từ Km 19+780 điểm kết thúc gói thầu tại Km 21+400. Chiều dài toàn bộ gói thầu là 1,620 km, trong đó chiều dài cầu là 1186 m ( tính từ mép 2 mố ). Chiều dài đường dẫn phía Bí Chợ là 222 m, chiều dài đường dẫn phía Hải Phòng là 212 m. 1.1. KẾT CẤU PHẦN TRÊN Sơ đồ nhịp tính từ phía Bí Chợ : 12 x34m + 85m +200m + 85m + 12 x 34 m. Tổng chiều dài là 1186m. 1.1.1. PHẦN NHỊP CHÍNH Phần nhịp chính sử dụng kết cấu dây văng dầm BTCT DƯL 3 nhịp 85+200+85 m dây văng được bố trí theo 2 mặt phẳng, tại mỗi cột tháp có 9 cặp dây, khoảng cách dây văng trên cột tháp tính tại tim cột là 4 m, khoảng cách neo dây văng trên dầm là 8.5 m tại nhịp biên và 10 m tại nhịp giữa. Dầm hộp chính sử dụng cả DƯL trong và ngoài, tại các vị trí cáp dây văng có bố trí dầm ngang và DƯL ngang. Các đốt dầm đúc sẵn được lắp ghép tại cầu sử dụng các thanh thép cường độ cao 32 và keo êpôxy, dầm có mặt cắt ngang dạng hộp 3 lỗ (3 cells), có 2 sườn đứng ở giữa hộp, 2 thành hộp xiên, bề rộng mặt đường xe chạy: 10.5 m, hai đường người đi hai bên rộng 1.5 m; tổng bề rộng mặt cầu: 16.7 m (tại vị trí cột tháp 15.1 m) , bệ rộng đáy hộp 11.5 m; chiều cao hộp không đổi: 2.2 m. Cáp dự ứng lực ngoài, dự ứng lực trong, các cáp này được thi công sau khi đã hoàn thành các khối dầm hợp long. 1.1.2. PHẦN NHỊP DẪN Phần nhịp dẫn sử dụng kết cấu dầm giản đơn BTCT DƯL tiết diện chữ I chiều dài nhịp 34 m, mỗi bờ 12 nhịp, mặt cắt ngang gồm 6 phiến dầm, chiều cao
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v ̈ng b»ng Midas 4 dầm 1.65 m, nối liền tại trụ thông qua dầm ngang đầu dầm theo từng liên 4 nhịp dầm, bản mặt cầu BTCT đổ tại chỗ dầy 0,22 m., 1.1.3. KẾT CẤU THÁP CỦA CẦU DÂY VĂNG Tháp cầu dây văng có dạng gần giống chữ H cao 79.5 m, tính từ mặt bệ móng cọc. Phần thân dưới đặc hai đầu vuốt tròn, chiều dầy thân tháp thay đổi từ 4.84 m tại đỉnh móng đến 4.0 m tại cao độ đáy dầm hộp. Phần trên tháp gồm hai cột tiết diện chữ nhật mặt cắt đặc chiều rộng không đổi 2 m, chiều dầy thay đổi từ 4.0 m tại cao độ chân cột đến 2.5 m tại đỉnh cột, hai cột có dầm ngang liên kết tại vị trí cách đỉnh cột tháp là 16.5 m.. 1.2. KẾT CẤU PHẦN DƯỚI 1.2.1. PHẦN NHỊP CHÍNH Cột tháp đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính 2.0 m gồm 20 cọc dài 30.5 m, trụ chuyển tiếp (P12, P13) ( trên móng cọc khoan nhồi gồm 12 cọc có đường kính 1.0 m dài 34.0 m (P12) và 36 m (P13). 1.2.2. PHẦN NHỊP DẪN Mố trụ cầu nhịp dẫn bằng BTCT đổ tại chỗ trên móng cọc khoan nhồi 1.0 m. Bảng thống kê số lượng cọc và chiều dài cọc cho các trụ và mố Tên mố trụ Đường kính Số lượng cọc Chiều dài cọc ( m) A1 1.0 m 12 31 P1 1.0 m 6 31 P2 1.0 m 6 31.5 P3 1.0 m 6 31.5 P4 1.0 m 6 32 P5 1.0 m 9 32 P6 1.0 m 9 32.5 P7 1.0 m 9 32.5