Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế Cầu Dây Văng (Tiếng Anh) - SV. Nguyễn Hoàng Lộc

Tải trọn bộ luận văn tốt nghiệp Cầu Dây Văng (Cable-stayed bridge) bằng tiếng Anh. Tài liệu tham khảo chuẩn cho sinh viên ngành xây dựng cầu đường.

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Lộc
• Người hướng dẫn: Dr. Trần Thế Truyền
• Trường học: University Of Transport And Communications
• Chuyên ngành: Civil Engineering
• Đề tài: Cable-Stayed Bridge
• Loại tài liệu: Graduation Thesis
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan luận văn tốt nghiệp cầu dây văng Tiếng Anh

Một luận văn tốt nghiệp cầu dây văng (Cable-Stayed Bridge Thesis) là một công trình nghiên cứu khoa học chuyên sâu, tổng kết toàn bộ kiến thức và kỹ năng của sinh viên sau quá trình đào tạo chuyên ngành xây dựng cầu đường. Tài liệu này không chỉ là yêu cầu bắt buộc để hoàn thành chương trình học mà còn là một tài sản quý giá, một tài liệu tham khảo cầu dây văng cho các thế hệ sau. Đặc biệt, một luận văn tiếng Anh chuyên ngành xây dựng thể hiện khả năng tiếp cận và ứng dụng các tiêu chuẩn thiết kế quốc tế, điển hình là AASHTO, cùng với việc sử dụng thành thạo các thuật ngữ kỹ thuật. Luận văn thường bao gồm các chương chính: giới thiệu tổng quan, lựa chọn phương án thiết kế, tính toán thiết kế kỹ thuật chi tiết cho các bộ phận (dầm chủ, trụ tháp, mố, móng), và biện pháp thi công. Việc trình bày một cách logic, khoa học và chính xác là yếu tố cốt lõi. Trong bối cảnh Việt Nam đang đẩy mạnh xây dựng cơ sở hạ tầng, các công trình cầu lớn như cầu dây văng ngày càng phổ biến, đòi hỏi nguồn nhân lực chất lượng cao. Do đó, việc hoàn thành xuất sắc một khóa luận tốt nghiệp ngành xây dựng cầu đường về chủ đề này mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp. Nội dung phân tích trong bài viết này dựa trên một luận văn mẫu, cụ thể là công trình "GRADUATION THESIS CABLE-STAYED BRIDGE" của sinh viên Nguyễn Hoàng Lộc, Đại học Giao thông Vận tải, cung cấp một cái nhìn thực tế về cấu trúc và yêu cầu của một đồ án chất lượng.

1.1. Cấu trúc chuẩn của một đồ án tốt nghiệp cầu dây văng

Một đồ án tốt nghiệp cầu dây văng tiêu chuẩn thường được chia thành hai phần chính: Thiết kế sơ bộ (Preliminary Design) và Thiết kế kỹ thuật (Technical Design). Phần thiết kế sơ bộ tập trung vào việc so sánh và lựa chọn các phương án kết cấu khả thi. Ví dụ, luận văn mẫu đề xuất 3 phương án: cầu dây văng, cầu bê tông cốt thép dự ứng lực, và cầu liên hợp. Mỗi phương án được phân tích ưu nhược điểm về kinh tế, kỹ thuật và mỹ quan để chọn ra phương án tối ưu. Phần thiết kế kỹ thuật đi sâu vào tính toán chi tiết cho phương án đã chọn. Các chương mục điển hình bao gồm: tính toán nội lực dầm chủ, thiết kế mặt cắt dầm ngang và bản mặt cầu, tính toán cáp văng, thiết kế trụ tháp, mố và hệ thống móng cọc. Cuối cùng là chương về biện pháp thi công và dự toán kinh phí. Cấu trúc này đảm bảo tính toàn diện, từ khái niệm ban đầu đến chi tiết triển khai, là một quy trình chuẩn mực cho mọi dissertation on bridge engineering.

1.2. Tầm quan trọng của tài liệu tham khảo và file luận văn mẫu

Đối với sinh viên, việc tìm kiếm và nghiên cứu các tài liệu mẫu như cable-stayed bridge thesis pdf hay file Word là cực kỳ quan trọng. Các tài liệu này cung cấp một khuôn mẫu về cách trình bày, cách triển khai tính toán, và cách áp dụng các phần mềm chuyên dụng. Luận văn của Nguyễn Hoàng Lộc là một ví dụ điển hình, hướng dẫn chi tiết từ việc chuẩn bị các bảng tính Excel cho móng cọc, trụ tháp, đến việc sử dụng Midas/Civil. Việc tham khảo giúp sinh viên tiết kiệm thời gian, tránh các lỗi sai cơ bản và học hỏi kinh nghiệm từ người đi trước. Hơn nữa, các báo cáo đồ án tốt nghiệp cầu hầm chất lượng còn là nguồn trích dẫn học thuật đáng tin cậy. Việc tải luận văn cầu dây văng file word cho phép sinh viên dễ dàng chỉnh sửa và tham khảo định dạng, giúp quá trình hoàn thiện khóa luận của bản thân trở nên hiệu quả và chuyên nghiệp hơn.

II. Thách thức chính khi làm luận văn thiết kế cầu dây văng

Thực hiện một luận văn về cầu dây văng đặt ra nhiều thách thức lớn về mặt kỹ thuật và học thuật. Thách thức đầu tiên là sự phức tạp trong structural analysis of cable-stayed bridge. Đây là một hệ kết cấu siêu tĩnh bậc cao, chịu ảnh hưởng lớn của các hiệu ứng phi tuyến hình học và biến dạng đàn hồi của hệ dây văng. Việc xác định chính xác nội lực trong dầm và dây là một bài toán khó, đòi hỏi sự am hiểu sâu về cơ học kết cấu. Thách thức thứ hai liên quan đến việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế. Luận văn mẫu sử dụng tiêu chuẩn 22TCN-272-05, dựa trên AASHTO LRFD. Việc nắm vững và áp dụng đúng hàng trăm điều khoản về tải trọng, tổ hợp tải trọng, trạng thái giới hạn cường độ và sử dụng là một yêu cầu bắt buộc nhưng không hề đơn giản. Thêm vào đó, việc mô hình hóa kết cấu trên các phần mềm như Midas Civil hay SAP2000 đòi hỏi kỹ năng cao. Người thực hiện phải có khả năng định nghĩa đúng vật liệu, tiết diện, điều kiện biên, và các giai đoạn thi công để mô phỏng chính xác ứng xử của công trình. Cuối cùng, khối lượng tính toán khổng lồ cho từng bộ phận, từ bản mặt cầu đến móng cọc, yêu cầu sự cẩn thận, tỉ mỉ và một kế hoạch làm việc khoa học để đảm bảo tiến độ và chất lượng của luận văn thạc sĩ cầu dây văng hoặc đại học.

2.1. Áp dụng tiêu chuẩn thiết kế cầu dây văng theo AASHTO

Việc thiết kế cầu dây văng theo tiêu chuẩn AASHTO là một yêu cầu phổ biến và cũng là một thách thức lớn. Tiêu chuẩn này quy định rất chi tiết về các loại tải trọng và tổ hợp của chúng, bao gồm tĩnh tải (DC, DW), hoạt tải xe HL-93, lực gió, lực va tàu, và động đất. Đặc biệt, việc xác định hệ số phân bố tải trọng ngang cho dầm chủ và tính toán hệ số xung kích (IM) cho hoạt tải đòi hỏi các bước phân tích phức tạp. Luận văn mẫu đã thực hiện tính toán hệ số phân bố tải trọng cho xe tải thiết kế và làn tải, một bước quan trọng để xác định nội lực chính xác trong mỗi dầm chủ. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các trạng thái giới hạn, đặc biệt là kiểm toán mỏi và nứt cho kết cấu bê tông dự ứng lực, là yếu tố quyết định đến độ bền và tuổi thọ 100 năm của công trình.

2.2. Khó khăn trong mô hình hóa và phân tích phần tử hữu hạn

Một finite element analysis bridge thesis yêu cầu kỹ năng mô hình hóa cao. Cầu dây văng là một hệ không gian phức tạp. Việc mô hình hóa dầm chủ, trụ tháp bằng phần tử thanh (beam element) và hệ dây văng bằng phần tử giàn (truss element) hoặc cáp (cable element) là phương pháp phổ biến. Tuy nhiên, khó khăn nằm ở việc mô phỏng đúng sự tương tác giữa các bộ phận, đặc biệt là liên kết giữa dây văng và dầm, dây văng và trụ tháp. Ngoài ra, phân tích phi tuyến hình học (P-Delta effect) do lực nén lớn trong dầm và tháp, cùng với hiệu ứng võng của dây cáp, phải được xem xét để có kết quả chính xác. Việc phân tích theo giai đoạn thi công (Construction Stage Analysis) cũng là một phần không thể thiếu để xác định nội lực và điều chỉnh lực căng cáp trong quá trình xây dựng, đảm bảo hình dạng và ứng suất của cầu sau khi hoàn thành đúng như thiết kế.

III. Phương pháp thiết kế sơ bộ cầu dây văng trong luận văn

Giai đoạn thiết kế sơ bộ là bước nền tảng, quyết định đến hình dáng tổng thể, tính kinh tế và khả thi của công trình. Một cable-stayed bridge design example điển hình trong luận văn bắt đầu bằng việc lựa chọn sơ đồ nhịp. Luận văn mẫu chọn phương án cầu dây văng ba nhịp đối xứng qua trụ tháp, một lựa chọn phổ biến vì tính cân bằng về kết cấu và thuận lợi cho thi công. Các thông số chính như chiều dài nhịp, chiều cao trụ tháp, và góc nghiêng của dây văng được xác định dựa trên các tỷ lệ kinh nghiệm và yêu cầu về tĩnh không thông thuyền. Ví dụ, chiều cao trụ tháp được chọn để đảm bảo góc nghiêng của dây văng ngoài cùng nằm trong khoảng 22.5 đến 25 độ, là góc hiệu quả nhất về mặt chịu lực. Tiếp theo là lựa chọn hình dạng mặt cắt ngang dầm chủ. Luận văn chọn mặt cắt dạng "TT" tương tự cầu Mỹ Thuận, tối ưu cho việc chịu uốn và dễ dàng thi công. Các bộ phận phụ trợ như neo cáp và loại cáp văng (sử dụng cáp 7 sợi theo chuẩn VSL) cũng được lựa chọn trong giai đoạn này. Toàn bộ quá trình này tạo ra một bộ khung cơ bản, làm tiền đề cho các bước phân tích kết cấu cầu dây văng chi tiết ở giai đoạn sau.

3.1. Lựa chọn sơ đồ nhịp chiều cao tháp và hình dạng dầm

Việc lựa chọn các thông số hình học ban đầu là cực kỳ quan trọng. Dựa trên các điều kiện địa chất và thủy văn, luận văn quyết định sơ đồ nhịp 132.5m. Chiều cao trụ tháp được tính toán cẩn thận, với tổng chiều cao là 75.2m tính từ đỉnh bệ cọc. Chiều cao này được phân chia hợp lý: 15m từ bệ đến đáy dầm, 37.155m từ đáy dầm đến điểm neo cáp thấp nhất, và 18m cho khoảng cách các điểm neo cáp. Các quyết định này không chỉ đảm bảo yêu cầu chịu lực mà còn tạo nên tính thẩm mỹ cho công trình. Hình dạng mặt cắt dầm chủ dạng "TT" với chiều cao 1.8m được chọn, là một tỷ lệ hợp lý (khoảng 1/73 so với chiều dài nhịp), đảm bảo độ cứng và ổn định khí động học.

3.2. Tính toán sơ bộ tải trọng và lựa chọn tiết diện cáp văng

Sau khi có các kích thước hình học, bước tiếp theo là tính toán sơ bộ tải trọng. Tĩnh tải được chia làm hai giai đoạn (DC và DW). Giai đoạn 1 (DC) bao gồm trọng lượng bản thân dầm, dầm ngang. Giai đoạn 2 (DW) bao gồm các lớp phủ mặt cầu, lan can. Hoạt tải được xác định theo tiêu chuẩn 22TCN-272-05 (HL-93). Từ các tải trọng này, nội lực trong dây văng được ước tính sơ bộ theo công thức đơn giản, giả định dầm được gối lên các gối đàn hồi là dây văng. Luận văn mẫu sử dụng công thức Si = g_tt * d / sin(α_i) để tính lực căng trong cáp do tĩnh tải giai đoạn 1. Dựa trên nội lực tính toán và cường độ cho phép của vật liệu cáp (f_sa = 0.45 * f_pu), tiết diện yêu cầu cho mỗi dây văng được xác định. Đây là bước quan trọng để có số liệu đầu vào cho việc mô hình hóa cầu dây văng SAP2000 hoặc Midas.

IV. Cách phân tích kết cấu cầu dây văng bằng Midas Civil

Phần mềm Midas Civil là công cụ không thể thiếu trong các luận văn tốt nghiệp cầu dây văng hiện đại. Việc phân tích kết cấu cầu dây văng bằng Midas Civil cho phép mô phỏng chính xác ứng xử phức tạp của kết cấu dưới tác dụng của các loại tải trọng và trong các giai đoạn thi công khác nhau. Quy trình phân tích bắt đầu bằng việc xây dựng mô hình hình học không gian 3D. Dầm chủ và trụ tháp được mô hình hóa bằng các phần tử dầm (beam elements), trong khi hệ dây văng được định nghĩa bằng các phần tử giàn chịu kéo (truss elements) hoặc phần tử cáp (cable elements) để xét đến hiệu ứng võng. Tiếp theo, các đặc trưng vật liệu (bê tông, cốt thép, cáp dự ứng lực) và đặc trưng mặt cắt ngang được khai báo. Điều kiện biên, bao gồm các liên kết gối tại mố, trụ và liên kết chân tháp, được định nghĩa cẩn thận. Một phần quan trọng là định nghĩa các tải trọng theo tiêu chuẩn thiết kế, bao gồm tĩnh tải, hoạt tải di động (moving load), tải trọng gió và nhiệt độ. Cuối cùng, việc phân tích theo giai đoạn thi công tuần tự (Staged Construction Analysis) là bước quyết định, giúp tìm ra lực căng cáp tối ưu và kiểm soát biến dạng, nội lực trong suốt quá trình xây dựng cho đến khi hoàn thành. Kết quả phân tích từ Midas Civil là cơ sở để kiểm toán và thiết kế chi tiết các cấu kiện.

4.1. Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn FEM cho cầu

Việc xây dựng mô hình Phần tử hữu hạn (Finite Element Model) là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Trong luận văn mẫu, cầu được mô hình hóa chi tiết. Dầm chủ được chia thành nhiều phần tử nhỏ, đặc biệt là tại các vị trí liên kết với dầm ngang và dây văng. Trụ tháp cũng được mô hình tương tự. Đối với dây văng, việc sử dụng phần tử cáp (cable element) trong Midas Civil cho phép tính toán chính xác hơn so với phần tử giàn (truss), vì nó xét đến độ võng của cáp dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, một yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng thực tế của dây. Việc khai báo các liên kết (boundary conditions) như gối cố định, gối di động tại mố và trụ, hay liên kết ngàm tại chân tháp phải phản ánh đúng sơ đồ kết cấu thực tế.

4.2. Phân tích nội lực từ đường ảnh hưởng và tổ hợp tải trọng

Sau khi xây dựng mô hình, Midas Civil được sử dụng để xuất các đường ảnh hưởng (Influence Lines) cho nội lực (mô men, lực cắt, lực dọc) tại các mặt cắt nguy hiểm và lực căng trong các dây văng. Dựa trên các đường ảnh hưởng này, hoạt tải HL-93 (bao gồm xe tải, xe hai trục và tải trọng làn) được xếp vào các vị trí bất lợi nhất để gây ra nội lực lớn nhất. Luận văn mẫu đã trình bày bảng kết quả nội lực trong cáp do hoạt tải (xe tải, xe hai trục, người đi bộ) được xác định từ đường ảnh hưởng. Cuối cùng, các giá trị nội lực do các trường hợp tải trọng khác nhau (tĩnh tải, hoạt tải, gió...) được tổ hợp lại theo các trạng thái giới hạn quy định trong tiêu chuẩn AASHTO để tìm ra cặp nội lực nguy hiểm nhất dùng cho việc thiết kế và kiểm toán tiết diện.

V. Kết quả tính toán thiết kế điển hình trong đồ án cầu văng

Phần kết quả tính toán là minh chứng rõ ràng nhất cho năng lực của người thực hiện đồ án tốt nghiệp cầu dây văng. Nội dung này trình bày chi tiết kết quả thiết kế cho các bộ phận quan trọng nhất của cầu. Dựa trên nội lực đã được xác định từ Midas Civil, luận văn tiến hành lựa chọn tiết diện và bố trí cốt thép cho từng cấu kiện. Đối với hệ dây văng, tiết diện cuối cùng của mỗi cáp được chọn dựa trên tổng lực căng lớn nhất từ các tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn cường độ, đảm bảo ứng suất trong cáp không vượt quá giới hạn cho phép (thường là 0.45fpu). Đối với trụ tháp, các mặt cắt tại chân tháp và thân tháp được kiểm toán chịu nén lệch tâm, xét đến cả ảnh hưởng của uốn dọc. Luận văn mẫu đã thực hiện kiểm tra ứng suất tại chân tháp và cho thấy kết quả thỏa mãn. Việc tính toán mố và đặc biệt là hệ móng cọc khoan nhồi là một phần phức tạp. Sức chịu tải của cọc được xác định theo cả hai điều kiện: vật liệu và đất nền. Dựa trên tổng tải trọng thẳng đứng và mô men tại đáy bệ, số lượng và cách bố trí cọc được quyết định. Các kết quả này phải được trình bày rõ ràng qua các bảng biểu, hình vẽ và thuyết minh chi tiết, tạo thành một báo cáo đồ án tốt nghiệp cầu hầm hoàn chỉnh và thuyết phục.

5.1. Thiết kế và kiểm toán tiết diện trụ tháp Pylon

Trụ tháp là cấu kiện chịu nén và uốn phức tạp, nhận tải trọng từ hệ dây văng và truyền xuống móng. Luận văn đã tính toán chi tiết tải trọng tác dụng lên tháp, bao gồm trọng lượng bản thân tháp, lực thẳng đứng từ dây văng, và các lực ngang do gió, động đất. Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bệ trụ tháp được tính toán lên tới hơn 260,000 kN. Dựa trên nội lực này, mặt cắt chân tháp và thân tháp được kiểm toán theo điều kiện chịu nén lệch tâm. Luận văn mẫu đã kiểm tra ứng suất tại mặt cắt chân tháp (σct = 8868 kN/m²) và cho thấy giá trị này nhỏ hơn cường độ chịu nén cho phép của bê tông, do đó kết cấu đảm bảo khả năng chịu lực.

5.2. Tính toán sức chịu tải và số lượng cọc khoan nhồi

Hệ móng cọc là bộ phận nền tảng, đảm bảo sự ổn định cho toàn bộ công trình. Quá trình tính toán bắt đầu bằng việc xác định sức chịu tải của một cọc đơn (đường kính 1.5m) dựa trên hai chỉ tiêu: sức chịu tải theo vật liệu (Qvl) và sức chịu tải theo đất nền (Qr). Sức chịu tải theo đất nền được tính toán dựa trên sức kháng mũi cọc và sức kháng bên của cọc, phụ thuộc vào các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất. Luận văn đã xác định sức chịu tải tính toán của cọc là Qcoc = 19190.8 kN. Dựa trên tổng tải trọng thẳng đứng truyền xuống móng (P = 286286 kN) và một hệ số an toàn (β = 1.5), số lượng cọc yêu cầu được tính là 22.38 cọc. Tác giả đã quyết định chọn 24 cọc, bố trí hợp lý dưới bệ trụ để đảm bảo an toàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

UNIVERSITY OF TRANSPORT AND COMMUNICATIONS FACULTY OF CIVIL ENGINEERING DEPARTMENT OF BRIDGE AND TUNNEL GRADUATION THESIS CABLE-STAYED BRIDGE APPROVED BY : DR. TRAN THE TRUYEN CHECKED BY : PROF. NGUYEN NGOC LONG PREPARED BY : NGUYEN HOANG LOC CLASS : ENGLISH BRIDGE AND ROAD – COURSE 46 HA NOI, MAY 2010 PREFACE 2010 preface In the development of our country today, we need to build more and more structure to serve the demand of human life. In which, Transport is the important field that is considered with large investment and concern of society.

We need to get more and more skillful engineer to update the modern technology of the world and build for us many modern structures with high quality and aesthetic. After 5 years learnt in the University of Transport and Communications, with the willing of myself and the whole-heart teaching of my teachers, I have been grant many experiences with help me in the future. This graduation thesis is the result of 5 years studied in this university. It is the summary of my studying process.

During making this graduation thesis, I have been helped by my lecturers in the Department Bridge and Tunnel (UTC) for finishing my thesis. During make this graduation thesis, because of the time and my limited knowledge, so there is no doubt that I will get some mistakes. I hope I can take advice of our lecturers to make my finished graduation thesis and learn by experience in the future. Finally, I absolutely give a thanks to Prof.

Nguyen Ngoc Long and all lecturers in the Department of Bridge and Tunnel(UTC), and especially, Dr Tran The Truyen who advise me about what is best to finish my graduation thesis. Thank you for all! Ha Noi, May 2010 Nguyen hoang loc NGUYEN HOANG LOC Page 4 PREFACE 2010 Comment of guide lecturer. NGUYEN HOANG LOC Page 5 PREFACE 2010 Comment of checked lecturer. NGUYEN HOANG LOC Page 6 PREFACE 2010 Comment of student - Đây là nội dung cho các bạn khóa Cầu Đường khác tham khảo.

Phần tham khảo thứ nhất này là phần tôi đã hoàn thành từ ngày 25-4-2010. - Thứ nhất,tôi khuyên các bạn ngành Cầu thuộc các lớp khác ngoài lớp Cầu Đường Anh có khả năng tiếng anh thì cố gắng phấn đấu làm và bảo vệ đồ án tốt nghiệp bằng Tiếng Anh. Điều này rất có lợi cho sự thăng tiến và giúp ích cho công việc của các bạn. Các bạn bảo vệ ĐATN bằng Tiếng anh thuộc bất kỳ lớp nào trong trường giao thông đều được cấp giấy chứng nhận do nhà trường cấp và không có gì khác biệt so với các bạn thuộc lớp Cầu Đường Anh.Nếu các bạn có điều gì cần trao đổi thì có thể e-mail cho tôi theo địa chỉ : [e-mail] (Civil Engneer – Mr Loc) - Thứ hai, ngay từ cuối năm thứ 4 hay càng sớm càng tốt các bạn hãy thực hành cho mình khả năng sử dụng Excel thật tốt (bao gồm cả VBA) để có thể lập ra các bảng tính chuyên nghiệp, giúp cho qua trình làm ĐATN.

Ở đây tôi sẽ nêu một số nội dung chính về công việc chuẩn bị cho làm ĐATN Cầu Dây Văng. + Chuẩn bị bảng tính : - Móng cọc đài cao - Kiểm toán trụ - mố. - Kiểm toán tháp cầu. - Tính duyệt mặt cầu – dầm ngang – tai đeo, dây văng.

- Tính duyệt dầm chủ, lưu ý là dầm đơn năng (TT) hoặc dầm đa năng. - Bảng tính DCNL Cầu Dây Văng. - và một số bảng tính quan trọng khác. + Chuẩn bị khả năng về phần mềm chuyên ngành.

o Midas/Civil (có thể học phần mềm tại trung tâm của Thầy Vĩnh (giảng viên Cầu Hầm –ĐHGTVT - 0936922370) o FB-Pier o RM2006 o Có thể nghiên cứu them về SAP o Autocad các bạn tự học. - Thứ ba, các bạn nên tổ chức thời gian để thực hiện từng phần mà mình đặt ra theo kế hoạch, như vậy qua trình làm ĐATN sẽ dễ dàng hơn. - Thứ tư, các câu hỏi khi bảo vệ tiếng anh các bạn e-mail tôi sẽ gửi cho. - Cuối cùng tôi chúc các bạn thành công, bảo vệ ĐATN bằng Tiếng anh tốt (Hội đồng bảo vệ có thể gồm: Thầy Hâu, T.

Tuấn Bình, Thầy Nhiệm, Thầy Truyền, Thầy Tiến, Thầy Duy hoặc hơn) NGUYEN HOANG LOC Page 7 PREFACE 2010 CONTENTS chapters Design contents page Design requirement 3 preface 4 Comment of leading lecturer 5 Comment of checking lecturer 6 CONTENTS 7 General introduction 8 Preliminary design OF BRIDGE Volume i 9 ALTERNALTIVES THE PREMILINARY DESIGN OF THE 1st CHAPTER I ALTERNATIVE 9 CABLE-STAYED BRIDGE THE PREMILINARY DESIGN OF THE 2 sd CHAPTER II ALTERNATIVE PRESTRESSED 45 CONCRETE BRIDGE the premininary design of the 3rd CHAPTER III alternative 78 composite bridge CHAPTER IV Bridge alternative selection 118 VOLUME II TECHNICAL DESIGN 121 general view of detail design CHAPTER V 121 CABLE-STAYED bidge Internal force redistribution of Chapter vi 124 cables Chapter vii DECK AND TRANSVERSE BEAM 145 Chapter viii Abutment calculation 174 Chapter ix design of bridge pylon 207 Chapter x Design of bridge beam 243 CONSTRUCTION PLANNING AND CHAPTER XI 286 DESIGN REFERENCE REFERENCE 329 NGUYEN HOANG LOC Page 8 PREFACE 2010 GENERAL INTRODUCTION I - Specification for bridge design - Specification: 22TCN – 272 – 05 Ministry of Transport - Design load : HL – 93 II- Structural scale Permanent bridge with service life > 100 years III- Navigation clearance Level i H = 10 m B = 80 m IV- Bridge width -Traffic lane : 2x4.5m width - Pedestrain lane : 2x1.5m width - Design speed V=60km/h V - Geologic feature Layer 1 : Clay , 2 m thick Layer 2 : Sandy soil , 8 m thick Layer 3 : Alluvial sand , 15 m thick Layer 4 : Medium sand , unlimited thick VI - bridge profile - The top of bridge center curve is circular curve ,R=5000m - Longitudinal slope : i=3% NGUYEN HOANG LOC Page 9 THESIS GRADUATE DESIGN of CABLE-STAYED BRIDGE A thesis submitted in partial fulfillment for the degree Engineer of Engineering In the Department of Tunnel and Bridge Faculty of Civil Engineering University of Communications and Transport May 2010 | English Bridge and Road – Course 46 UNIVERSITY OF TRANSPORT AND COMMUNICATIONS CHAPTER I: THE PREMILINARY DESIGN OF THE 1st ALTERNATIVE CABLE-STAYED BRIDGE 2010 NGUYEN HOANG LOC-ENGLISH BRIDGE AND ROAD –C46 CHAPTER I: THE PREMILINARY DESIGN OF THE 1st ALTERNATIVE CABLE- 2010 STAYED BRIDGE CHAPTER I: THE PREMILINARY DESIGN OF THE 1st ALTERNATIVE CABLE-STAYED BRIDGE I - General introduction - In the trends of industrialization and modernization in Viet Nam, infrastructure construction is the essential problem. In the other hand, transport construction, maintenaince and upgrade is important. - One of the needed requirement for the now-and- the-future bridge is: not only satisfy the need of modern transportation but also has an economic, easthetical bridge to make a symbol of Viet Nam in the future. - In the past, when designing the bridge, the designer often used the steel bridge, concrete bridge and prestress concrete bridge…with the simple or continuous span.

These types of bridge are just economic with the small and medium length. - Therefore, we need to design a bridge with longer span, simple construction and has an easthetical shape. - Researching some developed and developing country, we can see that, with the span of 50  150m, the prestress concrete bridge which is erected with the cantilever method has highly effective. The maximum span from this type of bridge is 240m ( Hamana Bridge, Japan).

However, the limited economical span of this type is just only 200m. - The cable-stayed bridge is the non-deformed structure, so it can ensure the good rigidity. The system works like a girder is placed on elastic bearings (cable). The increase of elastic bearing not only doesn’ t make the increasement of cable mass and the compression in the girder, but also make the reduction of flexural moment in the girder., especially when it subjected to the dead load.

Therefore, the cable-stayed bridge can spread larger span length when the mass is increased neglectable - Moreover, in the development history of bridge, the cable-stayed bridge has had a large concern of the researchers, designers and architects. From the time the first cable-stayed bridge built at Stralsund, Sweden, in 1955, the cable-stayed bridges are built all over the world - One favorite basic characteristic of this type of bridge is the diversity. The bridge can has different span length, cable plane or cable layout. The shape and the height of the pylon are also the beautiful characteristic NGUYEN HOANG LOC Page 10 CHAPTER I: THE PREMILINARY DESIGN OF THE 1st ALTERNATIVE CABLE- 2010 STAYED BRIDGE - The cable-stayed bridge with the advantages of bearing capacity, reasonably erection technology, and diversity are one of the important building of many country.

- In Viet Nam, the first cable-stayed bridge was built in 1976 at Dakrong (Quang Tri) but by the end of February in 1999 this bridge was collapsed, and then until 2000, this bridge is fixed with reinforce concrete. Another cable-stayed bridges are My Thuan Bridge (Tien Giang - Vinh Long) in 1998 - 2001 , Han river Bridge (Da Nang), Bai Chay Bridge, Can Tho Bridge…. II - general description II.1 - design specifications - The specification : 22TCN - 272 - 05 of the Ministry of Transport II.2 - Structural layout - Span length: 132.5 - The height of pylon : 75.2 m from the pylon bot. - The cross-section has constraint height with the shape TT.

- The length of one panel 10m. - Number of cables on one pylon: 4x13=52 cables. - Cross beams are placed at the entired length of girders, with the spacing 5m III - Span calculation III.1 – Selection of the span plot The cable-stayed bridge can has one, two or three spans , in which the thee- spans cable-stayed bridge is popular. It has many advantages of structure, bearing capacity as well as construction technology.

Studying the characteristics of geology-geometry-topography-hydrology and surrounding architecture, the conditions of zone’ s economy-society-politics, I decide to choose the cable-stayed bridge alternative with two cable plane symmetric to the pylon. With these analyses above, we can choose: - Segment length d=10 m. - Closing segment dg= 0,78d ≈ 8 m - Length of segments near pylon dt= 1,4d = 14 m NGUYEN HOANG LOC Page 11 CHAPTER I: THE PREMILINARY DESIGN OF THE 1st ALTERNATIVE CABLE- 2010 STAYED BRIDGE III.2 - The shape and the height of main girder Each of the girder has advantages and disadvantages. According to the accretion trends, the use of any section base on ensuring the bearing capacity and having the simplest construction technology, which suitable with erection capacity and.

Therefore, I decide to use the cross-section of girder similar with the cross-section in My Thuan Bridge (erected). The My Thuan Bridge has 3 spans with length 150 +350 +150m, the cross-section has 2 main girder with the shape of two-meters trapezium, 25 centimeters slab thickNess and 5.2 meters cross beam spacing. Cables is anchored at the cross beam which placed outside the girder. According to bridge statistics in the world and in Viet Nam, the ratio of h 1 1 girder height and length is = .

l 100 300 So on, I choose the cross-section of main girder with the shape TT as shown in the figure below: 13700 750500 1500 4500 4500 1500 500750 2% 2% 250 250 250 398 160 160 450 100 100 400 600 600 400 1800 1800 1447 1200 1200 1000 10000 1000 450 III.