Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp thực hiện nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật công trình cầu Mỹ Hóa 2 vượt sông Bến Tre, nằm trên tuyến đường tránh Thành phố Bến Tre, tỉnh Bến Tre. Đây là công trình giao thông trọng điểm đóng vai trò kết nối huyết mạch phục vụ nhu cầu giao thương, vận chuyển hàng hóa giữa các huyện trong tỉnh và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Địa bàn xây dựng có địa hình bằng phẳng đặc trưng của vùng đồng bằng, khí hậu nhiệt đới gió mùa phân hóa hai mùa mưa - khô rõ rệt (mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau). Điều kiện thủy văn ổn định với mực nước thông thuyền thiết kế MNTN là -6.0 m. Khảo sát địa chất công trình xác định cấu trúc gồm 3 lớp đất chính:

  • Lớp 1: Cát mịn (độ sâu từ 0 đến -30 m).
  • Lớp 2: Sét cứng (độ sâu từ -30 đến -35 m).
  • Lớp 3: Sét dẻo (độ sâu từ -35 đến -55 m).

Mục tiêu cốt lõi của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh phương án cầu vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DUL) nhịp liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng, đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, an toàn chịu lực và khả năng khai thác lâu dài. Các nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể bao gồm:

  1. Xác định quy mô công trình, lựa chọn sơ bộ kích thước hình học và vật liệu xây dựng.
  2. Thiết kế kết cấu phụ trợ gồm lan can thép, gờ chắn bánh và bản lề bộ hành.
  3. Phân tích nội lực và bố trí cốt thép cho bản mặt cầu làm việc theo sơ đồ khung ngang.
  4. Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn phân tích ứng xử kết cấu nhịp dầm hộp theo 21 bước thi công và giai đoạn khai thác trên phần mềm chuyên dụng Midas Civil.
  5. Thực hiện tổ hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn (TTGH Cường độ và TTGH Sử dụng).
  6. Tính toán sơ bộ và bố trí hệ thống cáp dự ứng lực chịu mômen âm và mômen dương.
  7. Kiểm toán dầm chủ trong giai đoạn thi công và khai thác; tính toán tổn hao ứng suất.
  8. Thiết kế kết cấu mố, trụ cầu và móng cọc khoan nhồi đường kính D1500.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào kết cấu nhịp chính liên tục 3 nhịp sơ đồ $(60 + 90 + 60)\text{ m}$ tại vị trí vượt sông Bến Tre, áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng cầu đường và cơ sở lý thuyết tính toán kết cấu công trình:

  • Tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 và TCVN 11823-2017; Tiêu chuẩn cốt thép ASTM A615 (cốt thép thường), ASTM A416M (tao cáp DUL độ chùng thấp), ASTM A722 (thanh thép cường độ cao có gờ); Mô hình từ biến và co ngót bê tông theo CEB-FIB 2010.
  • Phương pháp phân tích kết cấu:
    • Phương pháp dải bản tương đương: Cắt dải bản 1 m dọc cầu để mô hình hóa kết cấu bản mặt cầu dạng khung phẳng chịu uốn ngang dưới tác dụng của tĩnh tải, tải trọng bánh xe HL-93 và tải trọng gió.
    • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) theo tiến độ thi công (Construction Stage Analysis): Sử dụng phần mềm Midas Civil 6.0 để mô phỏng sự tích lũy nội lực, biến dạng của hệ kết cấu dầm hộp qua từng giai đoạn đúc hẫng đối xứng, hợp long biên, hạ gối và hợp long giữa nhịp.
    • Phương pháp trạng thái giới hạn: Đánh giá an toàn kết cấu theo TTGH Cường độ I (kháng uốn, kháng cắt) và TTGH Sử dụng (kiểm toán ứng suất thớ biên, bề rộng vết nứt, độ võng).
  • Nguồn dữ liệu: Hồ sơ khảo sát địa hình, địa chất khoan thăm dò, số liệu thủy văn sông Bến Tre, thông số kỹ thuật xe đúc treo OVM và các thông số vật liệu từ nhà sản xuất trong nước.

Thiết kế kỹ thuật và mô hình phân tích

1. Quy mô hình học và phân chia đốt dầm

Công trình được thiết kế với quy mô vĩnh cửu, vận tốc thiết kế $V = 80\text{ km/h}$, bố trí 3 làn xe chạy. Đường cong đứng $R = 3000\text{ m}$, độ dốc ngang mặt cầu $2%$.

Thông số hình học Kích thước / Quy cách thiết kế
Sơ đồ nhịp liên tục $60\text{ m} + 90\text{ m} + 60\text{ m}$ (Tổng chiều dài nhịp chính $210\text{ m}$)
Khổ cầu ($B$) $10.5\text{ m}$ (lòng đường xe chạy) $+ 2 \times 1.5\text{ m}$ (lề bộ hành) $+ 2 \times 0.25\text{ m}$ (lan can)
Chiều cao dầm hộp ($H$) Thay đổi theo parabol bậc 2: $4.857\text{ m}$ (tại đỉnh trụ) đến $2.300\text{ m}$ (tại giữa nhịp)
Kích thước bản dầm Bản đáy rộng $7000\text{ mm}$; dày $1000\text{ mm}$ (gối trụ) giảm dần về $250\text{ mm}$ (giữa nhịp)
Chiều dày sườn dầm Sườn đứng thẳng, chiều dày không đổi $tw = 450\text{ mm}$
Phân chia phân đoạn đúc Đốt đỉnh trụ K0 ($14\text{ m}$); 14 đốt đúc hẫng K1–K14 mỗi bên; đoạn đà giáo $14\text{ m}$; 2 đốt hợp long ($2\text{ m}$/đốt)

2. Đặc tính vật liệu và thiết bị thi công

  • Bê tông: Bê tông dầm hộp đạt cường độ nén quy ước 28 ngày $f'_c = 50\text{ MPa}$; bê tông lan can, lề bộ hành, thân trụ, mố và cọc khoan nhồi dùng cấp $f'_c = 30\text{ MPa}$; trọng lượng riêng bê tông $\gamma_c = 25\text{ kN/m}^3$; vữa bơm ống gen cường độ M500; xi măng Pooc-lăng PC40 loại 1.
  • Cốt thép: Cốt thép thường ASTM A615 có giới hạn chảy $f_y = 420\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_s = 200,000\text{ MPa}$; thép ống lan can CT3 có $f_y = 240\text{ MPa}$.
  • Cốt thép dự ứng lực: Tao thép xoắn 7 sợi độ chùng thấp ASTM A416M đường kính $12.7\text{ mm}$ ($A = 98.7\text{ mm}^2$), giới hạn bền kéo đứt $f_{pu} = 1860\text{ MPa}$, bố trí theo bó 30 tao ($A_{1\text{bó}} = 2961\text{ mm}^2$); thanh DUL neo tạm đỉnh trụ ASTM A722 $\Phi 38$ có diện tích $A = 1134.11\text{ mm}^2$, $f_{pu} = 1035\text{ MPa}$, $f_{py} = 828\text{ MPa}$.
  • Thiết bị xe đúc: Sử dụng xe đúc OVM có trọng lượng bản thân kèm ván khuôn $G = 80\text{ tấn}$, mômen kháng uốn lớn nhất $M = 500\text{ Tm}$, chiều dài đốt đúc lớn nhất $4.5\text{ m}$, độ lệch tâm $e = 2\text{ m}$.

3. Mô hình hóa 21 giai đoạn thi công trên Midas Civil

Mô hình kết cấu được chia thành các phần tử thanh (element) và nút (node) tương ứng với từng phân đoạn đúc thực tế. Hệ thống điều kiện biên được kích hoạt và giải phóng linh hoạt theo 5 nhóm:

  • BG1: Liên kết ngàm cố định tại chân thân trụ T1 và T2.
  • BG2: Khóa cứng liên kết dầm - đỉnh trụ bằng gối tạm và thanh DUL $\Phi 38$ trong giai đoạn thi công hẫng.
  • BG3: Gối di động tại hai đầu mố biên.
  • BG4: Hệ gối đỡ tạm trên đà giáo mở rộng nhịp biên.
  • BG5: Chuyển đổi hệ kết cấu sang gối chậu vĩnh cửu (gối cố định trên trụ T1, gối di động trên trụ T2 và mố).

Trình tự 21 bước mô hình hóa bao gồm:

  1. Bước 1: Thi công trụ T1, T2 và đốt đỉnh trụ K0 trên đà giáo mở rộng (kích hoạt tải trọng bản thân và gối tạm BG2).
  2. Bước 2 đến Bước 15: Lắp đặt xe đúc OVM, đúc hẫng đối xứng các phân đoạn từ K1 đến K14. Mỗi chu kỳ đốt kéo dài 7 ngày (ngày 1: căng kéo cáp DUL hẫng và di chuyển xe đúc; ngày 2-3: lắp dựng cốt thép, ván khuôn; ngày 4: đổ bê tông; ngày 5-7: bảo dưỡng đóng rắn đạt cường độ).
  3. Bước 16: Lắp đặt đà giáo thi công phân đoạn biên và đổ bê tông đốt hợp long biên dài 2 m.
  4. Bước 17: Căng kéo hệ cáp DUL nhịp biên, tháo dỡ liên kết ngàm tạm đỉnh trụ (BG2) và kích hạ kết cấu nhịp đặt lên gối cầu chính thức (BG5).
  5. Bước 18: Cân bằng tải trọng, thi công đốt hợp long giữa nhịp dài 2 m.
  6. Bước 19: Căng kéo cáp DUL dương giữa nhịp, nối liền hoàn chỉnh sơ đồ dầm liên tục siêu tĩnh 3 nhịp.
  7. Bước 20 & 21: Tháo dỡ toàn bộ thiết bị xe đúc, thi công tĩnh tải giai đoạn 2 (lớp phủ Asphalt $70\text{ mm}$, lớp phòng nước $4\text{ mm}$, lề bộ hành, lan can) và hoàn thiện kết cấu.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU

Chương 1 trình bày chi tiết điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng cầu Mỹ Hóa 2 vượt sông Bến Tre. Các yếu tố địa hình đồng bằng bằng phẳng và khí hậu nhiệt đới gió mùa được phân tích nhằm xác lập giải pháp mặt bằng thi công. Số liệu khoan địa chất xác định vị trí đặt mũi cọc trong tầng sét dẻo và sét cứng chịu lực. Đánh giá điều kiện cung ứng vật tư địa phương khẳng định nguồn đá mỏ, cát hạt trung, xi măng PC40 và các chủng loại thép xây dựng hoàn toàn đáp ứng công suất thi công liên tục của công trình.

CHƯƠNG 2 : KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Tác giả thuyết minh các thông số bình đồ, trắc dọc và mặt cắt ngang cầu với sơ đồ nhịp dầm hộp $(60 + 90 + 60)\text{ m}$. Đường cong đáy dầm tuân theo quy luật parabol bậc 2, xác định chiều cao dầm tại đỉnh trụ $H = 4.857\text{ m}$ ($H/L \approx 1/18.5$) và giữa nhịp $H = 2.300\text{ m}$. Độ dày bản đáy hộp thay đổi từ $1000\text{ mm}$ tại mặt cắt chịu mômen âm lớn nhất trên gối xuống $250\text{ mm}$ tại giữa nhịp. Lựa chọn công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng bằng xe đúc OVM trọng lượng $80\text{ tấn}$, đồng thời phân tích trình tự hợp long nhịp biên trước để chuyển hệ dầm mút thừa sang dầm đơn giản, loại bỏ phát sinh mômen cưỡng bức bất lợi trước khi đóng hợp long giữa nhịp.

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH

Chương này thực hiện thiết kế kết cấu phụ bộ:

  • Thanh tay vịn lan can: Sử dụng thép ống CT3 đường kính ngoài $D = 100\text{ mm}$, đường kính trong $d = 90\text{ mm}$, chiều cao lan can $1100\text{ mm}$, khoảng cách cột $2000\text{ mm}$. Sức kháng uốn tính toán đạt $\phi M_n = 6.385\text{ kNm}$, lớn hơn mômen tác dụng lớn nhất $M_u = 3.770\text{ kNm}$.
  • Cột lan can và liên kết bu lông: Cột đỡ thép liên kết qua bản đế $10\text{ mm}$ bằng 4 bu lông cường độ cao $\Phi 12$ ($F_{ub} = 420\text{ MPa}$). Kiểm toán sức kháng cắt bu lông đạt $R_n = 64.93\text{ kN} > R_u = 1.63\text{ kN}$; sức kháng kéo danh định $T_n = 47.1\text{ kN} > T_u = 1.01\text{ kN}$.
  • Tấm đan lề bộ hành: Kích thước đan BTCT $990 \times 1350 \times 100\text{ mm}$ lát gạch Terazzo $25\text{ mm}$, chịu hoạt tải người $3\text{ kN/m}^2$. Cốt thép chịu uốn bố trí $6\Phi 16\text{ a}250$ ($A_s = 1206.37\text{ mm}^2$), thỏa mãn điều kiện kiểm soát nứt với khoảng cách thanh $s = 250\text{ mm} < [s] = 3975.15\text{ mm}$.
  • Tường bê tông đỡ lan can: Thiết kế theo cấp phòng hộ va chạm TL-4 chịu lực va ngang $F_t = 240\text{ kN}$. Tổng sức kháng va ngang danh định tính toán đạt $R_w = 458.58\text{ kN} > 240\text{ kN}$, kết cấu bảo đảm an toàn.

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

Mô hình hóa bản nắp dầm hộp theo dải bản rộng 1 m làm việc như khung ngang chịu lực. Tác giả tổng hợp các trường hợp tải trọng gồm tĩnh tải bản thân (DC1 = $2.8615\text{ N/mm}$), tĩnh tải lớp phủ (DW = $2.22\text{ N/mm}$), tải trọng lan can lề bộ hành, hoạt tải xe tải thiết kế HL-93 và áp lực gió ngang, gió đứng:

  • Mặt cắt chịu mômen âm tại gối: $M_u^- = -454.4\text{ kNm}$, chiều dày bản tính toán $h = 750\text{ mm}$, bố trí cốt thép $7\Phi 22\text{ a}150$ ($A_s = 2709\text{ mm}^2 > A_{s,\min} = 2678.15\text{ mm}^2$). Ứng suất kéo cốt thép $f_s = 161.45\text{ MPa} < f_{sa} = 252\text{ MPa}$, thỏa mãn điều kiện nứt.
  • Mặt cắt chịu mômen dương giữa nhịp: $M_u^+ = 164.5\text{ kNm}$, chiều dày bản $h = 450\text{ mm}$, bố trí cốt thép $7\Phi 22\text{ a}150$ ($A_s = 2709\text{ mm}^2 > A_{s,\min} = 2139\text{ mm}^2$). Ứng suất kéo $f_s = 178.1\text{ MPa} < f_{sa} = 252\text{ MPa}$.
  • Cốt thép phân bố: Bố trí theo phương dọc cầu đặt tại đáy bản với tỷ lệ phân bố $48.2%$, sử dụng cốt thép $\Phi 14\text{ a}100$ ($A_s = 1693.3\text{ mm}^2$).

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG

Chương 5 thiết lập phương trình hình học đường cong đáy dầm dạng parabol:

  • Mặt trên bản đáy dầm: $y = -1.0295 \times 10^{-6} x^2 + 250$
  • Mặt dưới bản đáy dầm: $y = -1.3001 \times 10^{-6} x^2$

Tác giả lập bảng tính chi tiết các đặc trưng hình học (diện tích $A$, mômen quán tính $I_x$, khoảng cách trục trung hòa $y_t$, $y_d$, mômen tĩnh $S_t$, $S_b$) cho 32 mặt cắt kiểm toán dọc theo nửa chiều dài dầm đối xứng. Tiến hành gán hàm co ngót, từ biến bê tông theo CEB-FIB 2010 cho cấp bê tông $f'_c = 50\text{ MPa}$ và $f'_c = 30\text{ MPa}$, chạy phân tích kết cấu trên Midas Civil và xuất biểu đồ bao nội lực qua 21 bước thi công và khai thác.

CHƯƠNG 6 : TỔ HỢP NỘI LỰC

Tổ hợp nội lực được thiết lập theo các trạng thái giới hạn quy định trong 22TCN-272-05:

  • TTGH Cường độ I: $\eta \left[ 1.25 DC + 1.50 DW + 1.75 (LL + IM) \right]$
  • TTGH Sử dụng: $1.0 DC + 1.0 DW + 1.0 (LL + IM)$

Các mô hình hoạt tải gồm xe tải 3 trục (HL-93K), xe tải 2 trục (HL-93M), và đoàn 2 xe tải cách nhau 15 m (HL-93S) kết hợp tải trọng làn phân bố $9.3\text{ kN/m}$. Kết quả so sánh cho thấy trường hợp hoạt tải HL-93S tạo ra giá trị nội lực mômen và lực cắt lớn nhất, được chọn làm trường hợp tải trọng bất lợi nhất để kiểm toán tiết diện.

CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁP DỰ ỨNG LỰC

Số lượng bó cáp DUL nhóm A (cáp chịu mômen âm đúc hẫng đặt tại bản nắp) được tính toán sơ bộ dựa trên biểu thức cân bằng mômen: $$A_{ps} = \frac{|M|}{\phi \cdot 0.85 \cdot f_{pu} \cdot H}$$ Với cường độ chịu kéo đứt $f_{pu} = 1860\text{ MPa}$, chiều cao dầm $H$ tại từng đốt và diện tích bó cáp 30 tao $\Phi 12.7$ ($A_{1\text{bó}} = 2961\text{ mm}^2$). Tại mặt cắt đỉnh trụ đốt K1 có mômen đúc hẫng $M = 11,255\text{ kNm}$, diện tích cáp yêu cầu sơ bộ là $1294.4\text{ mm}^2$, bố trí tương ứng các bó cáp luồn trong ống gen mạ kẽm.

TỔNG HỢP CÁC CHƯƠNG 8 ĐẾN 12 (THEO QUY TRÌNH THIẾT KẾ HOÀN THIỆN)

  • Chương 8: Kiểm toán dầm chủ giai đoạn thi công: Đánh giá ứng suất kéo và nén thớ trên, thớ dưới dầm tại từng bước đúc hẫng nhằm đảm bảo ứng suất không vượt quá giới hạn nén $[f_c] = 0.55 f'_c$ và kéo $[f_t] = 0.63 \sqrt{f'_c}$.
  • Chương 9: Tính toán mất mát ứng suất cáp dự ứng lực: Xác định các thành phần tổn thất tức thời (ma sát dọc ống gen, tụt neo khi đóng chêm neo) và tổn thất dài hạn (co ngắn đàn hồi, co ngót bê tông, từ biến và chùn nhão cốt thép theo thời gian) bằng công thức giải tích kết hợp Midas Civil.
  • Chương 10 & 11: Kiểm toán dầm theo TTGH Sử dụng và Cường độ: Đánh giá độ võng dài hạn, kiểm tra vết nứt bề mặt và sức kháng uốn $\phi M_n \ge M_u$, sức kháng cắt $\phi V_n \ge V_u$ của toàn bộ 32 mặt cắt trên nhịp.
  • Chương 12: Thiết kế trụ cầu và móng cọc: Xác định tải trọng truyền xuống đỉnh trụ (lực thẳng đứng, lực hãm xe, lực gió ngang tác dụng lên kết cấu và xe cộ), bố trí thân trụ đặc và đài cọc móng sâu gồm các cọc khoan nhồi đường kính D1500 tựa vào tầng sét cứng chịu lực.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả tính toán kỹ thuật chính

  • Hệ thống lan can, lề bộ hành và bản mặt cầu đạt khả năng chịu tải cao theo các tiêu chuẩn va chạm và nứt: sức kháng va lan can $R_w = 458.58\text{ kN}$ vượt yêu cầu cấp TL-4 ($240\text{ kN}$); ứng suất cốt thép bản mặt cầu tại gối ($161.45\text{ MPa}$) và giữa nhịp ($178.1\text{ MPa}$) đều nhỏ hơn giới hạn cho phép ($252\text{ MPa}$).
  • Xác định trường hợp tổ hợp tải trọng HL-93S kết hợp tải trọng làn là tổ hợp hoạt tải gây nguy hiểm nhất cho hệ kết cấu dầm liên tục nhịp lớn $90\text{ m}$.
  • Xây dựng thành công biểu đồ bao nội lực thi công và khai thác phản ánh chính xác trạng thái chịu lực của 14 đốt đúc hẫng và các phân đoạn hợp long.

2. Giải pháp kỹ thuật và đóng góp

  • Quy trình hợp long tối ưu: Lựa chọn giải pháp hợp long nhịp biên trước tạo thành sơ đồ dầm đơn giản có mút thừa, triệt tiêu việc phát sinh mômen cưỡng bức nguy hiểm khi tháo dỡ gối tạm và hạ kết cấu nhịp lên gối chậu vĩnh cửu.
  • Tính toán chi tiết tiến độ thi công đồng thời: Đề xuất và mô hình hóa việc đúc các cánh hẫng tại hai trụ T1, T2 diễn ra song song nhằm đồng nhất quá trình phát triển từ biến và co ngót bê tông, kiểm soát độ võng và sai lệch cao độ các nút dầm khi khép khẩu độ nhịp.
  • Tài liệu thiết kế mẫu hoàn chỉnh: Cung cấp đầy đủ bảng tra cứu đặc trưng hình học 32 mặt cắt dầm hộp biến thiên theo hàm parabol và quy trình mô phỏng 21 bước thi công trên phần mềm Midas Civil.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đồ án giả định quá trình đúc các cánh hẫng diễn ra hoàn toàn đồng thời và điều kiện khí tượng ổn định; chưa xét đến tác động biến thiên nhiệt độ bất đối xứng giữa mặt trên và đáy dầm hộp (hiệu ứng gradient nhiệt độ chi tiết) cũng như dao động phức tạp do tải trọng động đất vùng ĐBSCL.
  • Hướng phát triển:
    • Mở rộng phân tích ứng xử phi tuyến vật liệu của bê tông cường độ cao trong điều kiện tải trọng gió bão cực đoan.
    • Ứng dụng quan trắc độ võng thực tế tại công trường để điều chỉnh cao độ ván khuôn (camber) theo thời gian thực trong quá trình thi công đúc hẫng.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo chuyên môn cao dành cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông, Cầu - Hầm chuẩn bị thực hiện đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu BTCT DUL nhịp lớn.
  • Kỹ sư thiết kế và kỹ sư giám sát công trình tham khảo quy trình phân chia đốt đúc hẫng, khai báo các nhóm điều kiện biên và nhóm tải trọng giai đoạn thi công trên phần mềm Midas Civil.
  • Các phần đáng giá nhất: Phương pháp thiết kế bản mặt cầu dạng khung dải bản 1 m, bảng tính đặc trưng hình học tiết diện dầm hộp biến thiên parabol và trình tự giải phóng liên kết tạm hạ gối nhịp biên.

Câu hỏi thường gặp

1. Cầu Mỹ Hóa 2 có quy mô mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp như thế nào?

Cầu được thiết kế với sơ đồ dầm hộp liên tục 3 nhịp $(60 + 90 + 60)\text{ m}$. Bề rộng cầu gồm phần xe chạy $10.5\text{ m}$ (3 làn xe), hai lề bộ hành $2 \times 1.5\text{ m}$, gờ chắn bánh $0.25\text{ m}$ và hai dải lan can $2 \times 0.25\text{ m}$. Chiều cao dầm hộp thay đổi theo đường cong parabol bậc 2 từ $4.857\text{ m}$ tại đỉnh trụ xuống $2.300\text{ m}$ tại giữa nhịp.

2. Vì sao tác giả chọn trình tự hợp long nhịp biên trước nhịp giữa?

Nếu hợp long nhịp giữa trước, kết cấu chuyển thành sơ đồ khung; khi cắt neo đỉnh trụ và tháo gối tạm để đưa về sơ đồ dầm liên tục, chuyển vị nhỏ cũng sẽ phát sinh mômen thứ cấp khó lường. Hợp long nhịp biên trước đưa hệ về sơ đồ dầm đơn giản có mút thừa, giúp việc hạ dầm xuống gối vĩnh cửu không gây phát sinh nội lực phụ nguy hiểm và tạo đường vận chuyển máy móc, vật liệu thuận tiện để thi công hợp long giữa nhịp.

3. Cấp cường độ bê tông và chủng loại cáp dự ứng lực sử dụng cho kết cấu dầm chủ là gì?

Dầm chủ sử dụng bê tông có cường độ nén 28 ngày mẫu trụ $f'c = 50\text{ MPa}$, trọng lượng riêng $25\text{ kN/m}^3$. Hệ thống cáp DUL gồm các tao thép $12.7\text{ mm}$ độ chùng thấp theo ASTM A416M, cường độ bền kéo đứt $f{pu} = 1860\text{ MPa}$, bố trí thành từng bó 30 tao có tổng diện tích mặt cắt $2961\text{ mm}^2$.

4. Kết quả kiểm toán va chạm của lan can bê tông cấp TL-4 đạt bao nhiêu?

Lan can được tính toán theo tiêu chuẩn cấp phòng hộ TL-4 với lực va chạm ngang thiết kế $F_t = 240\text{ kN}$. Tổng sức kháng va ngang danh định tính toán của tường bê tông lan can đạt $R_w = 458.58\text{ kN}$, vượt $1.91$ lần lực tác dụng yêu cầu.

5. Trường hợp hoạt tải nào gây ra nội lực lớn nhất trong các phân tích tổ hợp tải trọng?

Trong 3 mô hình hoạt tải khảo sát (xe 3 trục HL-93K, xe 2 trục HL-93M, và đoàn 2 xe tải cách nhau 15 m HL-93S kết hợp tải trọng làn), mô hình đoàn xe HL-93S tạo ra giá trị nội lực mômen uốn và lực cắt lớn nhất ở cả TTGH Cường độ I và TTGH Sử dụng, được chọn làm căn cứ thiết kế cốt thép và kiểm toán dầm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Trịnh Đức Huy đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật công trình cầu Mỹ Hóa 2 kết cấu dầm hộp BTCT DUL liên tục $(60 + 90 + 60)\text{ m}$ thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng. Bản thuyết minh xây dựng chi tiết mô hình phân tích phần tử hữu hạn 21 giai đoạn thi công trên Midas Civil, xác lập chính xác quy luật biến thiên nội lực và tổn hao ứng suất. Toàn bộ các bộ phận kết cấu từ lan can, bản mặt cầu đến dầm chủ và hệ móng mố trụ đều được kiểm toán thỏa mãn nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật 22TCN-272-05 và TCVN 11823-2017. Đây là công trình đồ án có tính thực tiễn cao, phản ánh chuẩn mực quy trình thiết kế công trình cầu nhịp lớn hiện nay.