632
PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN IU CHNH NI LC
CU DÂY VNG
ANALYSING AND DETERMINING THE INITIAL FORCE IN
CABLES OF CABLE STAYED BRIDGES

Lê Vn Nam và V Hng Nghip*

i Hc Bách Khoa Tp. H Chí Minh
*i Hc Giao Thông Vn Ti Tp. H Chí Minh

BN TÓM TT
Bài báo này trình bày cách mô hình phn t cáp và cách xác đnh lc cng ban đu trong cáp đ đm
bo hình dng trc dc trong cu dây vng. Quá trình tính toán đã đc các tác gi đã lp trình thành
mt chng trình tính toán phc v trong vic làm lun vn tt nghip cho các sinh viên chuyên ngành
cu đng và phc v cho thit k các công trình thc t.

ASTRACT

This paper presents a new method of modeling cable elements and determining the initial force in
cables to maintain the design profile of cable stayed bridges. The calculating process has been
developed to become a program for serving students major in Bridge Engineering and design
Engineers.

1. GII THIU CHUNG

Do tính thm m cao, vt đc nhp ln và u
đim v kinh t, nhiu cu dây vng (CDV) đã
đc xây dng trên th gii trong thi gian 50
nm qua.

cu này.
Da vào các nghiên cu v phn t dây mm
[1][2][3][4], PPPTHH [6][8], Matlab, các tác gi
đã nghiên cu, xây dng mt chng trình tính
xác đnh lc cng trong dây vng đ đm bo
trc dc ca cu và chuyn v nh nht trên đnh
tháp. Chng trình đã đc các sinh viên
Trng HBK s dng trong các đ án, lun
vn tt nghip v CDV và tham gia tính toán
mt s công trình thc t.

Hình 1 . Cu cho ngi đi b Huerfanos
(Chilê), L=26m+57m+26m=109m
Ngun: Tuyn Tp Hi Ngh Khoa Hc & Công Ngh Ln th 9, Trng i Hc Bách Khoa Tp. HCM
www.cauduongonline.com.vn

633

2. NGHIÊN CU TÍNH TOÁN

2.1. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN
Trong CDV, lc cng trong cáp gây ra các
chuyn v bên (cho các v trí neo khác), lc nén
trong tháp và dm. Do bi lc cng trong dây rt
nhy vi s thay đi nh v hình hc nên
chuyn v ca dm và tháp phi đc xem xét.
Hn na nh hng ca lc nén lên kh nang

lc [P
c
] theo các trng thái làm vic ca cáp
[1][2][3].
Trình t tính toán lc điu chnh ca dây vng
nh sau :
Bc 1
:
Các dây vng đc treo  trng thái ban đu vi
mi tên võng f
o
(gi thit duy nht ca phng
pháp) và ch chu lc cng do trng lng bn
thân dây. T đó ta có th xác đnh chiu dài dây
L
o
và lc cng ban đu ti các nút.
o
oo
o
o
o
EFH
D
EF
lH
H
D
l
L −−+=

ql
RP
A
0
2
02
822
−=−==
(4)

θθ
tg
f
qlql
tgH
ql
RP
B
0
2
04
822
+=+==
(5)
Tính [P
c
], thay th vào (1) gii tìm chuyn v ca
h.
Bc 2
:

tìm đc theo công thc (7) :

Hình 2. Mô hình tính toán lc điu chnh dây vng.
Ngun: Tuyn Tp Hi Ngh Khoa Hc & Công Ngh Ln th 9, Trng i Hc Bách Khoa Tp. HCM
www.cauduongonline.com.vn

634
()
θθ
2
12
cossinv
l
EF
HH −=
(7)
Tính li [P
c
], thay th vào (1) gii tìm chuyn v
ca h. Kim tra điu kin.

S đ tính toán nh sau : BC 1
- Gia thiêt f
o
- Tinh [K], [P], [P
c
]

- Xuât file kêt qua

- Ve s đô chuyên vi
- Ve biêu đô lc M, N

Thoa (*)
Không thoa (*)
Hình 3: S đ tính toán điu chnh CDV

Ngun: Tuyn Tp Hi Ngh Khoa Hc & Công Ngh Ln th 9, Trng i Hc Bách Khoa Tp. HCM
www.cauduongonline.com.vn

635
3. VÍ D TÍNH TOÁN
Sau đây xin trình bày mt ví d c th đc tính
toán bng chng trình.
a. S đ tính toán
- S đ nhp : L = 65m + 145m + 65m = 275m, i
= 5%, R = 1000m.

- Chiu cao tháp H = 50m, khong cách các
đim neo trên đnh tháp là 1m.
Các loi ti trng :
- Tnh ti giai đon 1 : Trng lng bn thân kt
cu (CT t đng tính toán).
- Tnh ti giai đon 2 : 1.20 T/m
- Hot ti thi công : 1.50 T/m

Hình 4. S đ cu ví d tính toán
Ngun: Tuyn Tp Hi Ngh Khoa Hc & Công Ngh Ln th 9, Trng i Hc Bách Khoa Tp. HCM
www.cauduongonline.com.vn

636
Ti trng tác dng
File kt qu tính toán
KET QUA CHUYEN VI NUT
NUT Ux Uy Rz
1 0.004601 0.000000 -0.000102
2 0.004360 -0.000030 0.000047
3 0.003992 0.000079 -0.000013
4 0.003550 -0.000100 0.000001
5 0.003052 0.000000 0.000003
6 0.002561 -0.000080 0.000002
7 0.002105 0.000029 0.000004
8 0.001749 0.000036 0.000010
9 0.001499 -0.000025 -0.000053
10 0.001499 -0.000024 0.000053
11 0.001253 0.000039 -0.000011
12 0.000906 0.000023 -0.000004
13 0.000469 -0.000072 -0.000002
14 0.000000 0.000000 -0.000003
15 -0.000476 -0.000092 -0.000001
16 -0.000901 0.000073 0.000013
17 -0.001259 -0.000028 -0.000046
18 -0.001509 0.000000 0.000102

19 -938.1243 -930.1173 -84.8534 -84.3669 -83.8803
20 -653.1389 -645.1319 -83.8803 -87.2051 -90.5299
21 -345.7347 -337.7277 -90.5299 -45.2650 0.0000
22 -1497.0570 -1120.7280 70.1297 70.1297 70.1297
23 -891.8522 -883.8452 70.1297 69.7165 69.3033
24 -633.1142 -625.1072 69.3033 73.6684 78.0334
25 -347.4828 -339.4758 78.0334 39.0167 0.0000
26 277.8648 279.9650 0.0000 0.0000 0.0000
27 303.8884 305.0340 0.0000 0.0000 0.0000
28 181.0131 181.5260 0.0000 0.0000 0.0000
29 141.5070 141.7190 0.0000 0.0000 0.0000
30 133.9964 134.2069 0.0000 0.0000 0.0000
31 183.7469 184.2415 0.0000 0.0000 0.0000
32 168.9974 169.5967 0.0000 0.0000 0.0000
33 377.7085 378.8873 0.0000 0.0000 0.0000
Ngun: Tuyn Tp Hi Ngh Khoa Hc & Công Ngh Ln th 9, Trng i Hc Bách Khoa Tp. HCM
www.cauduongonline.com.vn

637
34 371.9484 373.1273 0.0000 0.0000 0.0000
35 158.8239 159.4231 0.0000 0.0000 0.0000
36 168.3384 168.8330 0.0000 0.0000 0.0000
37 121.6618 121.8723 0.0000 0.0000 0.0000
38 128.3379 128.5499 0.0000 0.0000 0.0000
39 161.7987 162.3117 0.0000 0.0000 0.0000
40 279.6028 280.7484 0.0000 0.0000 0.0000
41 286.6725 288.7727 0.0000 0.0000 0.0000
S đ chuyn v
là cn thit, có ý ngha v nghiên cu, ng dng
trong thc tin.
- Chng trình là nn tng ban đu cho các sinh
viên có các nghiên cu tip theo nh các nghiên
cu v nh hng nhit đ, mô hình không gian,
t đng thit k, phân tích đng lc hc - Chng trình cng có th s dng trong tính
toán các công trình thc t. Góp
phn ph bin
loi kt cu này phc v cho giao thông nông
thôn cng nh thành ph. TÀI LIU THAM KHO

1. Cách tính h treo theo s đ bin dng. Lu
Th Trình. NXB Khoa Hc và K Thut, 1985.
2. Lê Vn Nam. Nghiên cu các trng thái làm
vic ca phn t dây mm ng dng cho mô
hình phn t cáp trong cu dây vng. Tp chí
Giao thông vn ti tháng 03/2005.
3. Lê Vn Nam, V Hng Nghip. ng
dng
mô hình dây vng bng phn t dây mm trong
phân tích, tính toán cu dây vng. Tp chí Giao
thông vn ti tháng 04/2005.
4. Lê Vn Nam, V Hng Nghip. Mô hình
phn t cáp trong phân tích điu chnh trc dc

Ngun: Tuyn Tp Hi Ngh Khoa Hc & Công Ngh Ln th 9, Trng i Hc Bách Khoa Tp. HCM
www.cauduongonline.com.vn