Giới thiệu về cầu extradosed, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng

1. Cầu Extradosed(hay còn gọi là Cầu Extradosed) là gì?

Cầu extradosed là sự tích hợp giữa sử dụng độ cứng của dầm trong cầu dầm và sức căng của các dây cáp để neo dầm cầu (như trong cầu dây văng).

Cầu dầm - Có chiều cao bản dầm lớn để chịu lực

Cầu Extradosed- Có dầm nhỏ hơn cầu dầm thông thường

Cầu dây văng- Có dầm mảnh hơn, trụ tháp cao hơn Cầu Extradosed

2. Lịch sử xây dựng Cầu Extradosed:

Cầu Extradosed được coi là một loại kết cấu kết hợp giữa hai loại kết cấu sử dụng trong cầu Bê Tông Cốt Thép Dư Ứng Lực nhịp liên tục thông thường và cầu dây văng. Hay nói cách khác, Cầu Extradosed được coi là một giải pháp trung gian giữa cầu Bê Tông Dự Ứng Lực khẩu độ lớn truyền thống và cầu dây văng nhằm giải quyết những hạn chế về khẩu độ của cầu cầu Bê Tông Dự Ứng Lực và những khó khăn của cầu dây văng về thiết kế, công nghệ thi công và công tác quản lý khai thác cũng như giá thành xây dựng.

Khái niệm này bao gồm thiết kế cột tháp rất thấp, được liên kết cứng với kết cấu trên của cầu. Do đặc tính của cầu (dầm cứng, gắn chặt với tháp, dây cáp ngắn) nên sự biến thiên lực căng trong cáp văng được giả thiết là rất nhỏ so với lực căng trong dây văng. 

Các cáp văng được sử dụng trong việc tạo ra một lực để nâng dầm hộp để chịu tải một phần, giảm tải tại vị trí kết nối giữa dầm và tháp.

Kiểu thiết kế này đã hấp dẫn nhiều chuyên gia cầu, đặc biệt ở Nhật Bản thì Cầu Extradosed ngày nay đã trở thành một kiểu cầu đặc trưng và được phát triển nhanh chóng. Chỉ trong vòng một chục năm trở lại đây, riêng ở Nhật Bản đã xây dựng được gần 30 chiếc Cầu Extradosed đủ các chủng loại về kết cấu nhịp, đa dạng về sơ đồ bố trí nhịp và bố trí cáp văng. Không chỉ xây dựng Cầu Extradosed ở Nhật Bản, các chuyên gia và kỹ sư Nhật Bản đã tiến hành một loạt các dự án xây dựng Cầu Extradosedở nước ngoài như cầu Palau ở Palau, cầu Pakse ở Lào và cầu Mactan ở Philipine. Và bây giờ Cầu Extradosedvới giá thành hợp lý so với các loại cầu khác đã trở thành một loại cầu đặc trưng cho cầu Bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp lớn ở Nhật bản, Hàn Quốc và một số nước ở châu Á.

Một số đặc tính của cầu:

- Do dây cáp chịu tải một phần nên dầm cầu không cần phải làm quá to, do đó, có thể giảm được trọng lượng của dầm cầu.

- Chiều cao của cột tháp thấp, do đó dễ dàng lắp đặt cáp văng, vừa giảm thiểu được nguy hiểm, giảm thời gian lắp đặt và giá thành sản xuất.

- Do chiều cao cột tháp thấp, chiều dài của cáp văng ngắn dó đó giảm được sự dao động của cáp văng do tải trọng gió (một trong những yếu tố cần phải đặc biệt chú ý trong các cầu dây treo nhịp lớn) và kết quả là giảm ứng suất mỏi trong cáp văng.

- Do chiều cao hợp lý của tháp cầu, do đó giá thành xây dựng cũng như giá thành duy tu bảo dưỡng thấp hơn so với cầu dây văng 

Thông thường, Cầu Extradosed được đánh giá là thích hợp nhất về mặt kết cấu và kinh tế thường có khoảng cách các nhịp cầu từ 100m đến 300m. Tức là dài hơn khoảng cách của cầu dầm (vì dầm càng dài thì trọng lượng cầu càng lớn và đến một lúc nào đó thanh dầm không chịu nổi tải trọng cần thiết nữa) và ngắn hơn khoảng cách nhịp của cầu dây văng ( do cầu dây văng có dầm mảnh và nhẹ hơn).

Ở Việt Nam, cầu dây dầm cáp hỗn hợp đầu tiên được xây dựng hiện nay là cầu vượt tại khu vực Ngã Tư Sở.

3.Phương pháp thi công cầu Extradosed:

a.Thi công cột tháp:

- Cột có chiều cao ko lớn nên có thể sử dụng phương pháo thi công trên đà giáo cố định, nếu lớn hơn có thể sự dụng ván khuôn trượt.

- Đổ bê tông bằng phểu treo trên cần cẩu.

b.Thi công dầm chủ:

- Thi công lắp hẩng hoặc đúc hẩng, đúc đẩy cũng được nhưng rất hạn chế, đà giáo cố định và hệ chở nổi cũng đã được thi công.

c.Thi công cáp văng:

- Giống như cầu dây văng, nhưng đơn giản hơn vì chiều cao tháp thấp,chiều dài dây nhỏ.

4. Ưu và Nhược:

a. Ưu:

- Khẩu độ nhịp lớn 100-200m

- Chiều cao dầm chủ nhỏ hơn so với cầu dầm đơn giản.

- Dầm có độ cứng lớn hơn so với cầu dây văng.

- chiều cao tháp tháp, ổn định động tôid ưa hơn.

- Cáp có độ võng nhỏ do chiều dài nhỏ.

- Biến thiên ứng suất trong cáp nhỏ hơn nhiều so với cầu dây vang.

- ko sử dụng bộ neo chống mõi cao như cầu dây văng.

- Tính toán đơn giản hơn.

- Chi phí xây lắp nằm trung gian giữa cầu dầm và văng.

b. Nhược:

- Tỉnh tải bản thân lớn, hạn chế khã năng vượt nhịp.

- Thẩm mỹ bị hạn chế......Kiến trúc cho cầu??!!!