Bài giảng Xây dựng cầu 2

MỤC TIÊU Bài giảng là tài liệu tóm tắt các công nghệ thi công từ đơn giản đến hiện đại đã được áp dụng thành công tại Việt Nam. Nắm vững các công nghệ thi công sẽ là chìa khóa cho các kỹ sư có thể mở ra những cánh cửa mới trong sự nghiệp làm cầu.

Đặng Huy Khánh Xây dựng cầu 2

BÀI GIẢNG XÂY DỰNG CẦU 2

(Tài liệu dành cho sinh viên khoa xây dựng_Vinh)

NỘI DUNG CHI TIẾT MÔN HỌC

CHƯƠNG I - XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP ................................................ 6

1.1. Đặc điểm về cầu thép: ................................................................................................. 6

1.2. Gia công chế tạo cầu thép: .......................................................................................... 6

1.2.1. Vật liệu: .............................................................................................................. 6

1.2.2. Các loại liên kết dùng trong gia công cấu kiện thép: ............................................ 7

1.2.3. Chế tạo, lắp ráp kết cấu nhịp trong xưởng: ........................................................... 7

1.2.4. Sơn kết cấu nhịp cầu: .......................................................................................... 8

1.2.5. Đóng gói và vận chuyển kết cấu nhịp cầu thép: ................................................... 9

1.3. Thi công kết cấu nhịp dầm thép: ............................................................................... 10

1.3.1. Đặc điểm: .......................................................................................................... 10

1.3.2. Lắp ráp kết cấu nhịp dầm trên bãi: ..................................................................... 10

1.3.3. Thi công lắp đặt dầm thép bằng cần cẩu: ........................................................... 15

1.3.4. Biện pháp lao lắp kết cấu nhịp dầm thép: ........................................................... 19

1.3.5. Thi công kết cấu nhịp dầm theo biện pháp lắp ráp tại chỗ. ................................. 25

1.3.6. Biện pháp sàng ngang dầm: ............................................................................... 29

1.3.7. Thi công bản bêtông mặt cầu ............................................................................. 30

1.3.8. Điều chỉnh nội lực trong dầm liên hợp thép - bản BTCT .................................... 35

1.4. Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép: ......................................................................... 36

1.4.1. Đặc điểm chung: ............................................................................................... 36

1.4.2. Lắp ráp giàn thép trên mặt bằng: ....................................................................... 36

1.4.3. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lắp tại chỗ trên đà giáo hoặc trụ tạm: ............................................................................................................................ 40

1.4.4. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lắp hẫng và bán hẫng: ............... 41

1.4.5 Thi công giàn thép theo phương pháp lắp bán hẫng: ........................................... 47

1.4.6. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lao kéo dọc trên đường trượt: ... 49

1.4.7. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lao kéo dọc trên trụ đỡ nổi: ....... 51

1.4.8. Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép theo biện pháp lao ngang: .......................... 54

1.4.9. Biện pháp hạ kết cấu nhịp cầu thép xuống gối: .................................................. 54

CHƯƠNG II - XÂY DỰNG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP .............................................. 56

2.1. Thi công kết cấu nhịp cầu dầm bê tông cốt thép lắp ghép: ......................................... 56

2.1.1. Đặc điểm chung cầu dầm bê tông cốt thép: ........................................................ 56

2.1.2. Chế tạo dầm BTCT thường: .............................................................................. 56

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.1.3. Chế tạo dầm BTCT dự ứng lực: ......................................................................... 56

2.1.4. Biện pháp thi công kế cấu nhịp dầm bê tông cốt thép lắp ghép: ......................... 65

2.2. Thi công kết cấu nhịp bê tông cốt thép theo biện pháp lắp ghép phân đoạn: .............. 74

2.2.1. Đặc điểm chung: ............................................................................................... 74

2.2.2. Đặc điểm công nghệ và ưu nhược điểm: ............................................................ 74

2.2.3. Chế tạo các đốt dầm: ......................................................................................... 74

2.2.4. Tổ chức thi công lắp hẫng và thiết bị lắp hẫng: .................................................. 76

2.2.5. Mối nối các đốt dầm và thực hiện các mối nối: .................................................. 79

2.3. Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo biện pháp đúc hẫng cân bằng: ......... 79

2.3.1. Đặc điểm công nghệ đúc hẫng cân bằng: ........................................................... 79

2.3.2. Tổ chức thi công đúc hẫng cân bằng: ................................................................. 80

2.3.3. Công nghệ đúc hẫng: ......................................................................................... 82

2.3.4. Đúc tại chỗ đoạn nhịp biên trên đà giáo cố định: ................................................ 91

2.3.5. Biện pháp đổ bê tông các đốt đúc hẫng: ............................................................. 93

2.3.6. Biện pháp hợp long nhịp biên: ........................................................................... 94

2.3.7. Biện pháp hợp long nhịp giữa: ........................................................................... 94

2.3.8. Quản lý hình học kết cấu nhịp trong thi công đúc hẫng: ..................................... 94

2.3.9 Ảnh hưởng của biện pháp công nghệ đến phân bố nội lực trong kết cấu nhịp: ..... 97

2.4. Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo công nghệ đúc đẩy: ......................... 97

2.4.1. Giới thiệu về công nghệ đúc đẩy:....................................................................... 97

2.4.2. Đặc điểm cấu tạo kết cấu nhịp: .......................................................................... 98

2.4.3. Phạm vi áp dụng: ............................................................................................... 99

2.4.4. Biện pháp tổ chức thi công đúc đẩy kết cấu nhịp: .............................................. 99

2.4.5. Công nghệ đúc đẩy: ......................................................................................... 101

2.5. Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo công nghệ đà giáo di động: ........... 103

2.5.1. Đặc điểm công nghệ: ....................................................................................... 103

2.5.2. Các loại đà giáo di động: ................................................................................. 104

2.5.3. Trình tự công nghệ: ......................................................................................... 106

2.5.4. Cấu tạo đà giáo di động: .................................................................................. 107

2.5.5. Một số vấn đề liên quan đến công nghệ: .......................................................... 108

2.6. Thi công kết cấu nhịp cầu bằng biện pháp đúc tại chỗ trên đà giáo cố định: ............ 109

2.6.1 Khái niệm: ....................................................................................................... 109

2.6.2. Đúc tại chỗ cầu bản và cầu dầm trên đà giáo cố định: ...................................... 109

2.6.3. Đúc tại chỗ kết cấu nhịp cầu vòm: ................................................................... 113

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

CHƯƠNG 3 – XÂY DỰNG CẦU TREO VÀ CẦU DÂY VĂNG .................................. 118

3.1. Khái niệm về cầu treo và cầu dây văng: .................................................................. 118

3.2. Thi công kết cấu nhịp cầu treo: ............................................................................... 118

3.2.1. Đặc điểm cấu tạo của cầu treo: ........................................................................ 118

3.2.2. Thi công kết cấu nhịp cầu treo: ........................................................................ 121

3.3. Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng ........................................................................ 130

3.3.1. Giới thiệu, đặc điểm và cấu tạo:....................................................................... 130

3.3.2. Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng: ................................................................ 133

CHƯƠNG 4 - HOÀN THIỆN VÀ TỔ CHỨC XÂY DỰNG CẦU ................................. 141

4.1. Công tác hoàn thiện cầu: ......................................................................................... 141

4.1.1. Khái niệm chung: ............................................................................................ 141

4.1.2. Các lớp phủ mặt cầu: ....................................................................................... 141

4.1.3. Thi công lớp bê tông bảo vệ: ........................................................................... 143

4.1.4. Thi công lớp mặt đường bê tông Astphan: ....................................................... 143

4.1.5. Thi công vạch sơn giải phân cách: ................................................................... 144

4.1.6. Thi công khe co giãn: ...................................................................................... 144

4.1.7. Thi công hệ thống thoát nước trên mặt cầu: ..................................................... 147

4.1.8. Thi công hệ thống lan can, lề bộ hành: ............................................................. 148

4.1.9. Thi công hệ thống chiếu sáng trên cầu: ............................................................ 152

4.2. Tổ chức xây dựng công trình cầu ............................................................................ 152

4.2.1. Đặc điểm công tác xây dựng cầu: .................................................................... 152

4.2.2. Những yêu cầu của công tác tổ chức xây dựng cầu: ......................................... 153

4.2.3. Nguyên tắc tổ chức xây dựng cầu: ................................................................... 153

4.2.4. Mục đích và yêu cầu của thiết kế tổ chức thi công (TK TCTC): ....................... 154

4.2.5 Nội dung thiết kế tổ chức thi công: ................................................................... 154

4.2.6. Kế hoạch, tiến độ thi công: .............................................................................. 156

4.2.7. Tổ chức công trường xây dựng cầu: ................................................................. 160

4.2.8. Tổ chức bảo hộ lao động: ................................................................................ 164

4.2.9. Bảo vệ môi trường: .......................................................................................... 164

Học liệu:  Tài liệu chính

[1] Bài giảng Xây dựng cầu 2,ThS. Đặng Huy Khánh, Khoa Xây dựng, Trường ĐH Vinh. [2] Giáo trính thi công cầu - Tập 2, tác giả ThS. Chu Viết Bình (chủ biên), Nguyễn Mạnh, Nguyễn Văn Nhậm, Nhà xuất bản giao thông vận tải năm 2009.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Tài liệu tham khảo

[1]. Tính toán thiết kế thi công cầu - Phạm Huy Chính - Nhà xuất bản Xây dựng - 2010. [2]. Các công nghệ thi công cầu - PGS.TS. Nguyễn Viết Trung - NCB Xây dựng - 2009. [3]. Giáo trình thi công cầu - ThS. Nguyễn Văn Nhậm - Trường ĐH GTVT, Hà Nội. [4]. Giáo trình thi công cầu thép, tác giả Lê Đình Tâm, Nguyễn Tiến Oanh, Nguyễn Trâm, Nhà xuất bản xây dựng 2004.

[5]. Thiết kế và xây dựng cầu dây văng đường bộ, tác giả KS. Đinh Quốc Kim, Nhà xuất bản giao thông vận tải, 2008

[6]. Thi công cầu bê tông cốt thép, tác giả Nguyễn Tiến Oanh - Nguyễn Trâm - Lê Đình Tâm, Nhà xuất bản xây dựng năm 2013.

[7] Thiết kế cầu treo dây võng, tác giả PGS.TS Nguyễn Viết Trung (chủ biên), TS. Hoàng Hà, Nhà xuất bản xây dựng năm 2008.

[8] Sổ tay thi công Cầu Cống, tác giả GS.TS Nguyễn Viết Trung (chủ biên), TS. Lê Quang Hạnh, TS. Đinh Công Tâm, Th.S Phạm Duy Anh, Th.S Trần Việt Hùng, Th.S Vũ Quang Trung, Nhà xuất bản giao thông vận tải năm 2010.

[9]. Tiêu chuẩn ngành 22TCN 272-05 "Thiết kế cầu". [10]. Tiêu chuẩn ngành 22TCN266-2000 "Cầu và cống - Quy phạm thi công và nghiệm thu".

[11]. Các bộ Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN), các bộ tiêu chuẩn nước ngoài như ASTM, ASSHTO, JIS, ... có các quy định liên quan cụ thể đến nội dung từng bài học.

[12]. Nghiên cứu, tìm hiểu các thông tin thực tế qua Báo cáo tổng kết các công trình dự án

đã thực hiện trong và ngoài nước.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

CHƯƠNG I - XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP

*) Mục tiêu:

- Có kiến thức cơ bản và các yêu cầu cần thiết về kết cấu thép trong xây dựng cầu. - Nắm được các tính chất đặc thù và các biện pháp thi công chỉ đạo kết cấu nhịp cầu dầm, dàn thép.

- Phát huy được các kỹ thuật, sáng tạo trong xử lý các tình huống thi công xây dựng cầu thép.

- Đủ kiến thức và kỹ năng để triển khai thi công một công trình thực tế.

1.1. Đặc điểm về cầu thép:

Kết cấu thép với các ưu điểm cơ bản về độ bền cao, tính ổn định và đồng nhất, trọng lượng bản thân nhỏ, dễ công nghiệp hóa chế tạo, cơ giới hóa vận chuyển, đảm bảo thi công nhanh, không cần giàn giáo, không chịu ảnh hưởng của địa chất, thủy văn và thời tiết nên các công trình bằng thép hoặc thép bê tông liên hợp đã có mặt từ rất sớm trong các công trình cầu đường phục vụ giao thông đi lại trên khắp thế giới. Ở Việt Nam, những năm đầu thế kỷ 19 các công trình cầu đường được xây dựng chủ yếu bằng thép và vẫn đang được khai thác sử dụng cho đến ngày hôm nay.

Một số loại kết cấu nhịp cầu thép đang sử dụng phổ biến hiện nay như: Cầu dầm thép đặc, dầm hộp thép, cầu giàn thép, cầu treo dây văng, dây võng, cầu cong, cầu vòm thép, trong đó các loại kết cấu nhịp có thể sử dụng là nhịp giản đơn hoặc liên tục.

Một số nhược điểm của kết cấu thép như độ bền theo thời gian kém, yêu cầu công tác duy tu bảo dưỡng thường xuyên, tốn kém chi phí phát sinh trong quá trình khai thác, chi phí đầu tư ban đầu đắt đỏ, đặc biệt khi ngành công nghiệp cơ khí phát triển, các mỏ quặng thép khan hiếm dần làm giảm sản lượng thép đưa vào xây dựng các công trình cầu đường. Do đó, người ta ưu tiên thép để phục vụ xây dựng các cầu lớn, yêu cầu kỹ thuật-mỹ quan cao, đòi hỏi các tính chất đặc biệt mà các loại vật liệu khác không đáp ứng được. Tuy nhiên, các công trình cầu bằng thép và thép liên hợp bê tông sẽ vẫn còn đóng vai trò không nhỏ trong công cuộc xây dựng mạng lưới giao thông ở nước ta trong thời gian tới.

1.2. Gia công chế tạo cầu thép:

1.2.1. Vật liệu:

Vật liệu trong cầu thép có thể là thép cán không chịu hàn ghép hoặc thép cán chịu hàn ghép. Thép thường dùng trong xây dựng là loại thép cacbon thường có tính dẻo cao nhằm tránh đứt gãy đột ngột và thép hợp kim được bổ sung thêm một số thành phần nguyên tố kim loại nhằm cải thiện một số thuộc tính của thép như tăng cường độ, chống rỉ, chống ăn mòn.

Vật liệu thép sử dụng để sản xuất cầu thép được chọn lựa trong bước thiết kế kỹ thuật, trong bước thi công sản xuất các cấu kiện cầu thép phải tuân thủ tuyệt đối. Các thành phẩm thép công nghiệp xây dựng của các nhà máy cán thép chế tạo các dạng thép cơ bản như sau:

- Thép tấm dài từ 4,5-8m; rộng từ 1,5-2,2m với độ tăng chiều rộng từ 0,1-0,2m. Chiều dày thép tấm có thể tới 60mm hoặc hơn tùy theo đơn đặt hàng.

- Thép tấm rộng vạn năng chiều dài từ 5-18m, rộng từ 1,5-2,2m với độ thay đổi chiều rộng 10-30cm, chiều dày có thể lên tới 60mm.

- Các loại thép cán định hình như thép góc đều hoặc lệch cạnh, thép chữ V, chữ I chữ H,... - Các loại thép tròn để chế tạo đinh tán, bu lông, con lăn. Khi nhập nguồn thép cần kiểm tra kỹ các thông tin xuất xứ của vật liệu thép theo đúng

tiêu chuẩn quy định của công trình, về cơ bản thép cần phải có các thông tin cơ bản sau: - Ca-ta-lô hoặc các chứng chỉ về phẩm chất của thép, nhà máy sản xuất, ....

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Phù hợp với chủng loại thép theo qui định trong thiết kế. - Không có khuyết tật ảnh hưởng đến việc gia công hoặc chất lượng của kết cấu thép. Để đảm bảo sử dụng đúng loại thép theo thiết kế cần phải xem xét mác thép phù hợp, có các loại ký hiệu thép theo các tiêu chuẩn khác nhau như sau:

- Tiêu chuẩn Việt Nam: thường ký hiệu là CT, sau chữ CT ghi giới hạn bền tối thiểu (VD: CT38 là thép có giới hạn bền tối thiểu 38KG/mm2 tương đương 380Mpa)

- Tiêu chuẩn Nhật Bản: thường ký hiệu SSxxx; SMxxx hay xxx là các số chỉ giới hạn bền

kéo tối thiểu tính bằng Mpa (VD: SS400 là thép cacbon thường có giới hạn bền 400Mpa). 1.2.2. Các loại liên kết dùng trong gia công cấu kiện thép:

Trong kết cấu thép các cấu kiện được nối với nhau bằng hai loại liên kết là: liên kết hàn và liên kết đinh (bu lông, đinh tán).

1.1.2.1. Liên kết dạng đinh: (đinh tán, bu lông): Liên kết đinh là cụm từ chung dùng để chỉ các loại liên kết có dạng thanh thép tròn xâu qua lỗ của các bộ phận cần liên kết. Như vậy, đinh đại diện cho đinh tán, bu lông, bu lông cường độ cao, chốt, …

Ưu điểm của liên kết dạng đinh là: Chịu tải trọng động tốt, thuận tiện cho việc tháo lắp. Đặc biệt hiện nay trong các công trình cầu người ta sử dụng bu lông cường độ cao rất phổ biến. Nhược điểm: Tốn vật liệu và tốn công chế tạo, gây ra hiện tượng giảm yếu tiết diện. 1.2.2.2. Liên kết hàn: Liên kết hàn là hình thức liên kết chủ yếu hiện nay trong kết cấu thép. Ưu điểm của liên kết hàn là đơn giản về cấu tạo, thiết kế và thi công, ít chi tiết và không gây giảm yếu mặt cắt. Thông thường, các cấu kiện thép được hàn nối trong nhà máy và được lắp ghép tại công trường bằng bu lông cường độ cao.

Tuy nhiên, nhược điểm của liên kết hàn là thường gây ứng suất dư, đặc biệt trong những mối hàn lớn. Ngoài ra, chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào công nghệ hàn và trình độ người thi công. Các mối hàn được thiết kế với cường độ bằng cường độ thép cơ bản, trong đó, que hàn được quy định phù hợp với từng loại thép kết cấu. 1.2.3. Chế tạo, lắp ráp kết cấu nhịp trong xưởng:

1.2.3.1. Chế tạo: Thép được tiếp nhận đến xưởng đúng quy cách và tiêu chuẩn quy định sẽ được vệ sinh sạch sẽ, tẩy gỉ, sửa chữa trước khi chế tạo thành các cấu kiện theo thiết kế.

Công tác nắn thép là khâu cơ bản trong chế tạo cấu kiện thép, thông thường người ta nắn thép theo công nghệ nắn nguội hoặc nắn nóng. Trong đó nắn nguội là sử dụng máy nắn có các con lăn bố trí xen kẽ tạo cho thép có biến dạng hình sin để nắn thẳng bản hoặc thanh thép. Nắn nóng là sử dụng nhiệt đèn khò để nung nóng phía thép bị cong vênh và quá trình nguội lạnh sẽ tự làm phẳng tấm hoặc thanh thép cần nắn.

Sử dụng các loại công cụ như kim vạch, đột nguội, đột trung tâm, đột kiểm tra, đột vạch chỉ, thước đo, thước vuông để lấy dấu trên vật liệu thép cơ bản, có thể lấy dấu trực tiếp hoặc dán tiếp thông qua các bản mẫu, việc lấy dấu trực tiếp yêu cầu tay nghề công nhân chuyên nghiệp bậc cao.

Gia công thép người ta sử dụng các loại thiết bị như dao cắt, cưa, khí cháy để cắt thép kết hợp với phay, bào hoàn thiện các chi tiết trước khi lắp ghép thành các cấu kiện thép.

Sử dụng các loại khoan, đục, khí đốt để gia công tạo lỗ liên kết các chi tiết thép tạo thành từng cấu kiện riêng.

1.2.3.2. Lắp ráp kết cấu nhịp trong xưởng: Trước khi lắp kết cấu nhịp hoàn chỉnh trên công trường, đối với các loại cầu nhỏ và cầu trung cần phải lắp ráp thử kết cấu nhịp đại diện trong xưởng để kiểm tra, nghiệm thu các tiêu chuẩn kỹ thuật. Đối với các công trình cầu lớn, việc lắp ráp thử một kết cấu nhịp hoàn chỉnh

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

trong xưởng có thể không thực hiện được, thay vào đó người ta lắp ráp các cụm cấu kiện lớn, có tính đặc thù cao để tiến hành kiểm tra, nghiệm thu trước khi xuất xưởng. Các yêu cầu cơ bản của việc lắp ráp thử kết cấu nhịp trong xưởng gồm:

- Việc lắp ráp thử phải tuân thủ bản vẽ thiết kế tổng thể kèm theo trình tự lắp ráp thử đã được chấp thuận.

- Chỉ tiến hành lắp ráp thử khi đã kết thúc toàn bộ quá trình gia công chế tạo các chi tiết kết cấu, cụm kết cấu.

- Chuẩn bị mặt bằng lắp thử kết cấu nhịp, đặt chồng nề kê đỡ, làm đường vận chuyển cung cấp cấu kiện, lắp đặt máy cẩu, đà giáo, thiết bị thi công, ... các công việc này phải được hoàn thành trước khi tiến hành lắp thử. Cần đảm bảo chồng nề đặt trên nền cứng và kê cao trên 70cm để kết cấu không bị võng lún trong quá trình lắp ráp.

- Đường tim định vị các thanh dầm cần cho lắp thử được vạch trên các chồng nề kê đỡ. Việc bố trí các tim mốc định vị này phải theo đúng yêu cầu của công tác đo đạc trong thi công. - Khi lắp ráp thử, số lõi và bu lông thi công phải đủ số lượng theo tính toán căn cứ và phương pháp lắp và vị trí các điểm kê đỡ, nhưng không được ít hơn 25% tổng số lỗ ở bản nút liên kết các thanh dầm chính và không ít hơn 15% tổng số lỗ ở mối nối liên kết bản bụng dầm đặc, trong đó số lõi phải có không ít hơn 5% số này. Dung sai chênh lệch giữa lõi và lỗ lõi là - 0,1mm, +0mm.

- Dùng kích nhỏ hoặc vam để tạo lực cần thiết xê dịch các chi tiết lại với nhau cho trúng lỗ, nhằm tránh các hư hại các lỗ bu lông khi phải dùng lõi đóng mạnh.

- Tiến hành đo đạc, kiểm tra, nghiệm thu kích thước tổng thể, độ vồng xây dựng, độ chính

xác các cấu kiện theo quy định. 1.2.4. Sơn kết cấu nhịp cầu:

Độ bền của cấu kiện và kết cấu nhịp cầu thép khi thi công và trong quá trình sử dụng phụ thuộc rất nhiều vào bề mặt sơn phủ để bảo vệ cấu kiện khỏi các tác động của môi trường. Các cấu kiện được sơn 1 lớp sơn lót chống gỉ và các lớp sơn màu với màu sắc phụ thuộc yêu cầu của chủ đầu tư. Thông thường lớp sơn ngoài cùng được sơn ngay tại xưởng và có các giải pháp đảm bảo không xây xước khi vận chuyển đến lắp ráp tại công trường, riêng đối với các cầu nhỏ hoặc cầu giao thông nông thôn có thể tiến hành sơn ngay tại công trường sau khi lắp ráp kết cấu nhịp hoàn chỉnh nếu đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đề ra.

1.2.3.1. Chất lượng sơn: - Trừ loại sơn gốc êpôxy sơn bảo vệ cầu thép được sản xuất thành bộ, mỗi bộ bao gồm từ hai đến ba loại sơn.

+ Sơn lót. + Sơn phủ trung gian. + Sơn phủ ngoài cùng.

Trong mọi trường hợp đều phải có sơn lót và sơn phủ ngoài cùng. - Bộ sơn bảo vệ cần phải đạt các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Màng sơn phải có tính cách ly cao. + Sơn lót phải có độ dính bám trên mặt thép cao. + Sơn phủ phải phù hợp với sơn lót và phù hợp giữa các lớp phủ và có độ dính bám cao với lớp trong, chịu được tác động của thời tiết và bền màu.

+ Bộ sơn phải tạo thành màng phủ có đủ chiều dày và bọc kín bề mặt thép, ngoài ra còn chịu được axit, khí CO2 và một số hóa chất khác.

+ Thời hạn bảo vệ mặt thép phải đạt trên 4 năm (hoặc quy định khác theo tiêu chuẩn riêng của công trình).

- Bộ sơn bảo vệ cầu thép phải đạt các tính năng vật lý và cơ học như quy định trong Mục 7.1 của Tiêu chuẩn TCVN8789-2011 “Sơn bảo vệ kết cấu thép-yêu cầu kỹ thuật và phương

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

pháp thử”.

1.2.3.2. Kiểm tra bề mặt sơn: - Phải làm sạch bề mặt cần sơn bằng phun cát, phun hạt gang, bàn chải điện và các dụng cụ cơ giới hóa khác, chỉ cho phép làm bằng tay khi khối lượng công tác ít.

- Chỉ được làm sạch bề mặt bằng phương pháp hơ nóng hoặc hoá học khi có sự đồng ý của cơ quan chủ quản. Khi hơ nóng không để cho thép bị đốt nóng, khi dùng phương pháp hoá học phải loại trừ hoàn toàn lớp phản ứng ở trên bề mặt.

- Phải làm sạch bề mặt ngay trước khi sơn để tránh bẩn lại. Nếu điều kiện nào đó mà sau khi làm sạch bề mặt không sơn lót ngay trong cùng ngày cần bôi một lớp dầu sơn lên bề mặt đã gia công. Nếu để cách quá 3 ngày đêm thì phải cạo gỉ làm sạch lại.

- Khi làm sạch bề mặt cho phép để lại các bộ phận có lớp sơn cũ còn tốt nghĩa là khi lớp sơn đó không có các hư hỏng sau:

+ Các vết rạn nứt trên mặt xuyên suốt bề dày của lớp sơn đến bề mặt thép . + Gỉ thép nổi lên trên mặt lớp sơn. + Có gỉ dưới lớp sơn hoặc lớp sơn bị rộp lên. + Lớp sơn cũ bị dòn và dễ vụn. + Lớp sơn cũ dính bám vào thép không tốt.

1.2.3.3. Phương pháp sơn: - Nên dùng máy xì sơn để sơn kết cấu. Chỉ sơn bằng tay nếu khối lượng công tác ít hoặc có nhiều bộ phận tiết diện nhỏ khi đó sơn theo phương pháp cơ giới sẽ hao phí sơn nhiều.

- Phải sơn thành từng lớp mỏng, đều, không để sót. Qua lớp sơn phủ không được nhìn thấy bề mặt thép, lớp sơn lót và lớp sơn trước. Trước khi sơn lót bề mặt kim loại phải được lau khô. Chỉ sơn lớp sau khi lớp trước đã khô (không dính).

- Sau khi lớp sơn lót đã khô lấy bột dẻo trát và miết mặt cho phẳng các chỗ lõm và các khe nhỏ của kết cấu.

- Khi dùng máy sơn xì bằng hơi ép không khí phải được lọc sạch dầu bằng cách cho qua bộ phận lọc khí. Trước khi cho sơn vào bình phải lọc sơn qua sàng 1.600 lỗ trên 1cm2 và phải khuấy kỹ sơn trong bình theo đúng chu kỳ.

- Khi sơn máy cần phải di động mỏ sì một cách điều hòa, khoảng cách đến bề mặt cần sơn khoảng 260mm đến 360mm và thẳng góc với bề mặt sơn. Khi đưa mỏ xì từ giải này sang giải khác phải đóng mỏ lại.

- Không được phép sơn khi trời mưa, trời có sương mù hoặc khi nhiệt độ không khí thấp hơn 10 C.

- Nhiệt độ của sơn không được chênh lệch nhiều với nhiệt độ bề mặt cần sơn, do vậy trước khi sơn nên để sơn đã pha một thời gian ngoài trời bên cạnh bề mặt cần sơn.

- Trước khi sơn phải nghiệm thu chất lượng làm sạch bề mặt, đặc biệt chú ý kiểm tra các chỗ khe hẹp khó làm sạch.

- Phải kiểm tra và nghiệm thu sau khi mỗi lớp sơn đã khô. Trước khi sơn lớp sơn phủ thứ nhất phải nghiệm thu chất lượng làm nhẵn bề mặt. Một đến hai ngày đêm sau khi sơn lớp cuối cùng phải kiểm tra và nghiệm thu toàn bộ công tác sơn.

- Phương pháp thử nghiệm chất lượng sơn xem trong Tiêu chuẩn sơn dùng cho cầu thép và kết cấu thép (TCVN8789-2011). Hiện tại ngoài phương pháp sơn để bảo vệ cầu thép còn có các phương pháp khác như mạ kẽm v.v... 1.2.5. Đóng gói và vận chuyển kết cấu nhịp cầu thép:

Kết cấu nhịp và các chi tiết cầu thép sau khi gia công lắp đặt xong trong công xưởng, đã được các bên có liên quan nghiệm thu chất lượng cần tiến hành phân loại, đóng gói và vận chuyển để công trường xây dựng. Việc phân chia các chi tiết và cụm chi tiết hoặc tổ hợp kết

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

cấu đã gia công lắp đặt hoàn chỉnh trong xưởng cần tuân thủ theo đúng thiết kế, và trình tự lắp ráp kết cấu nhịp tại công trường. Kiểm tra phương thức vận chuyển, cung đường vận chuyển để có giải pháp vận chuyển và phân chia cấu kiện hợp lý. Về cơ bản công tác đóng gói vận chuyển kết cấu nhịp cầu thép phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Tất cả cấu kiện thép sau khi sơn xong phải được đánh dấu mã hiệu theo đúng bản vẽ thiết kế. Dấu mã hiệu phải ghi ở đầu thanh, ngoài vị trí mối nối lắp ráp, trường hợp cần thiết có thể bổ sung mã hiệu nhưng sau đó phải ghi vào hồ sơ hoàn công. Trên những chi tiết không được phép sơn phải dùng thẻ nhãn ghi mã hiệu và buộc vào chi tiết.

- Các cấu kiện nhỏ phải được đóng gói trong hòm gỗ, hoặc cùm lại bằng bu lông, thép góc, v.v... tùy thuộc điều kiện vật liệu và yêu cầu của Chủ đầu tư.

- Tập kết các chi tiết ở kho cần phải: + Phân loại theo hạng mục công trình, theo chủng loại mác thép, và thứ tự lắp ráp. + Kiểm tra lại, nếu có hư hỏng phải sửa chữa. + Đánh dấu điểm móc cẩu để tránh bị biến dạng kết cấu. + Đảm bảo chắc chắn trên các tấm hoặc bệ kê lót, khoảng cách giữa các tấm kê lót phải đảm bảo không gây biến dạng dư cho kết cấu. Trong các đống xếp nhiều tầng, giữa các cấu kiện phải dùng các tấm vật liệu thích hợp để ngăn kê theo tầng và theo phương đứng.

+ Các chi tiết thép có dạng uốn phải được bảo quản ở vị trí đứng. + Đặt cấu kiện ở xa mặt đất. + Kê xếp sao cho dễ thoát nước mặt và thông gió. - Đối với các cấu kiện dễ bị hư hại trong khi vận chuyển thì phải đóng gói cẩn thận và có giải pháp đảm bảo chắc chắn trước khi vận chuyển.

- Việc phân gói cấu kiện cần đảm bảo các nguyên tắc: + Chặt chẽ khi xếp kho và vận chuyển. + Trọng lượng phù hợp với thiết bị cẩu chuyển và phương tiện vận chuyển đồng thời phù hợp yêu cầu tiêu chuẩn kết cấu công trình.

- Hoàn chỉnh các hồ sơ hoàn công, tài liệu, nhật ký gia công lắp ráp, các bản vẽ chi tiết, ... kèm theo cấu kiện khi xuất xưởng phục vụ công tác kiểm tra, kiểm định theo đúng quy định.

1.3. Thi công kết cấu nhịp dầm thép:

1.3.1. Đặc điểm:

Kết cấu nhịp cầu dầm thép là một trong những kết cấu cầu thép được sử dụng khá rộng rãi trong các công trình giao thông do tính chất cấu tạo đơn giản, dễ sản xuất và thi công lắp dựng. Do khả năng vượt nhịp trên chi phí đầu tư là khá lớn, công tác bảo dưỡng tốn kém nên cầu dầm thép thường sử dụng trong các công trình cầu nhỏ, cầu cạn trong thành phố. Ngày nay sử dụng phổ biến là các dạng dầm thép đặc, dầm hộp thép hoặc dầm thép chữ U. Trình tự thi công chủ đạo đối với loại kết cấu nhịp dầm thép như sau:

B1: Sản xuất các bộ phận của kết cấu nhịp cầu thép trong xưởng. B2: Lắp đặt các bộ phận thành kết cấu tại công trường hoặc trong xưởng. B3: Vận chuyển, lắp đặt kết cấu nhịp lên mố - trụ cầu. B4: Hoàn thiện các liên kết ngang dọc và kết cấu mặt cầu. B5: Sơn hoặc sửa chữa thẩm mỹ dầm thép đặc và hoàn thiện cầu đưa vào sử dụng. B6: Lập kế hoạch và tiến hành duy tu bảo dưỡng cầu thường xuyên.

1.3.2. Lắp ráp kết cấu nhịp dầm trên bãi:

1.3.2.1. Lựa chọn vị trí lắp và kích thước bãi lắp dầm: - Vị trí bãi lắp dầm được bố trí ngay trên nền đường đắp đầu cầu, hoặc khu vực dưới chân cầu phụ thuộc vào phương pháp thi công kết cấu nhịp sau này.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Nếu thi công kết cấu nhịp theo phương pháp lao dọc bằng cần cẩu ta chọn vị trí lắp dầm ngay trên đường đầu cầu với cao độ thiết kế của nền đường đầu cầu sau này.

 Nếu thi công kết cấu nhịp theo phương pháp cẩu ngang thì bãi lắp được bố trí tại khu vực bãi dưới chân của nền đường đắp đầu cầu hoặc tại một bãi sông gần đó với cao độ bằng với cao độ của bãi sông để tạo điều kiện thuận lợi trong việc vận chuyển kết cấu nhịp ra vị trí đứng của cần cẩu.

 Nếu lao dầm lên nhịp theo phương pháp lao kéo dọc trên hệ đường trượt con lăn thì bãi lắp đầu cầu được bố trí tại nền đắp đầu cầu với cao độ bãi bằng với cao độ của xà mũ mố để tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình kích kéo kết cấu nhịp. Sau khi thi công xong kết cấu nhịp thì mới tiến hành đổ bê tông phần tường đỉnh của mố.

- Kích thước của bãi lắp kết cấu nhịp: Kích thước bãi lắp kết cấu nhịp, tùy theo tình hình thực tế để tính toán làm sao đảm bảo đủ không gian để lắp đặt kết cấu nhịp dầm thép theo các biện pháp thi công sau này cộng với không gian hoạt động và đường di chuyển của thiết bị cẩu lắp cấu kiện dầm và không gian để làm việc của công nhân.

Theo đó, sơ bộ kích thước bãi lắp kết cấu nhịp có thể tham khảo như sau:

 Chiều dài bãi: L = Lnhịp + Lmui dẫn + 5 (m)

Trong đó:

 Lnhịp: là chiều dài kết cấu nhịp lớn nhất trong trường hợp lắp dọc kết cấu nhịp bằng cần cẩu hoặc là tổng chiều dài của 2-3 nhịp trong trường hợp lao dọc có mui dẫn.

 Lmui dẫn: là chiều dài của mui dẫn trong trường hợp lao kéo dọc kết cấu nhịp hoặc không tính chiều dài này trong trường hợp lắp dọc kết cấu nhịp bằng cần cẩu.

 5m: là chiều rộng hoạt động tiêu chuẩn của cần cầu.

 Chiều rộng bãi: B = Bnhịp + Bcẩu + Bcông vụ

Trong đó:

 Bnhịp: là bề rộng phủ bì của cụm dầm lớn nhất. Thông thường trong quá trình thi công để đảm bảo ổn định trong quá trình lao kéo ta thường ghép thành các cụm dầm, mỗi cụm từ 2 3 dầm bằng hệ liên kết ngang.

 Bcẩu: bề rộng đường di chuyển của cần cẩu khi lắp ráp nhịp, thường là 3,5m.

 Bcông vụ: bề rộng đường phục vụ thi công, thường là 1m.

Trong trường hợp nền đường đầu cầu không đủ bề rộng yêu cầu của bãi thì ta sẽ phải tiến hành đắp thêm sang một hoặc sang cả hai bên. Các dầm được liên kết thành cụm, tối thiểu là 2 dầm và tối đa tuỳ thuộc vào trọng lượng cẩu.

1.3.2.2. Các yêu cầu đối với bãi lắp kết cấu nhịp: - Yêu cầu về cấu tạo kết cấu bề mặt của bãi.

 Nền đường đầu cầu và mặt của bãi lắp dầm phải được đầm kỹ, tạo dốc và thoát nước ngang tốt.

 Trên bề mặt bãi phải được rải đá dăm để tạo phẳng và phân phối đều áp lực xuống nền đường.

 Mặt đường di chuyển của cần cẩu phải được rải cấp phối chống lầy lội khi gặp thời tiết xấu.

- Các thiết bị phục vụ trong quá trình lắp ráp kết cấu nhịp.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Cần cẩu 16  25 tấn  Kích răng 3  5 tấn, kích thuỷ lực 10  20 tấn  Chồng nề, tà vẹt, gỗ kê đệm khi cần thiết.  Các dụng cụ cầm tay phục vụ cho quá trình thực hiện liên kết đinh tán hoặc bu lông như: búa, cờ lê, khoan tay...

 Máy hàn điện.

1.3.2.3. Trình tự và phương pháp lắp ráp kết cấu nhịp: - Trình tự lắp ráp kết cấu nhịp.

 Chế tạo các bộ phận của kết cấu trong nhà máy và vận chuyển đến công trường.  Tiến hành đo, đánh dấu vị trí tim các dầm và vị trí mối nối.  Dùng cần cẩu cẩu các đoạn dầm đặt lên chồng nề.  Gá tạm một số thanh liên kết ngang giữa các đoạn dầm để chống lật.  Lắp gá tạm mối nối, hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang.  Thực hiện nối ghép hoàn chỉnh tại vị trí mối nối.

- Dầm được chia thành từng đoạn để vận chuyển, các đoạn này nối lại với nhau bằng mối nối công trường đồng thời là mối nối tạo vồng. Những đoạn dầm trong cùng một cụm được cẩu đặt lên tất cả các điểm kê chồng nề.

 Mỗi một đầu đoạn dầm kê lên một chồng nề.  Chồng nề tà vẹt có chiều cao 5070cm và đặt tránh ra ngoài không được nằm trong phạm vi mối nối, đồng thời tạo khoảng trống giữa hai chồng nề là 70cm để có thể kích và thao tác lắp ráp mối nối.

 Khi đặt lên chồng nề cần phải giữ ổn định bằng cách lắp tạm một số thanh liên kết ngang giữa các dầm trong cụm.

 Các loại chồng nề:

 Chồng nề tà vẹt gỗ: Dùng các thanh tà vẹt gỗ xếp từng lớp ngang, dọc kê lên nhau và cố định bằng các đinh đỉa .

Hình 1.1.Cấu tạo các loại chồng nề

 Chồng nề thép: các đoạn thép chữ I bó từng đôi một xếp chồng “cũi lợn”

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết bu lông tinh chế:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 1.2. Kê chồng nề lắp ráp dầm thép

Gá lắp các bản vào mối nối: lắp các bản nối cánh dưới trước, lắp vào một đầu dầm đặt nằm ngang trước và chốt tạm bằng các con lõi hình trụ, để lắp vào đầu kia dùng con lõi hình côn đóng kết hợp kích hoặc hạ thấp điểm kê tại gối (nếu cần) sẽ có tác dụng kéo cho các lỗ đinh ở trên cánh dầm và trên bản nối so trùng khớp vào với nhau. Khi các lỗ đinh đã trùng khớp, dùng các con lõi hình trụ chốt lại. Tiếp đó lắp bản nối bụng. Cuối cùng lắp bản cá trên và chốt lại bằng các con lõi.

 Dùng con lõi hình côn đóng để làm trùng khớp các lỗ đinh.  Chốt tạm (chống cắt) bằng các con lõi hình trụ. Số lượng 25% số lỗ đinh trong mỗi phía của mối nối.

 Dùng bu lông thi công xiết ép chặt khít các bản thép trong liên kết. Số lượng bu

lông thi công chiếm 40% số lượng con lói.  Thực hiện liên kết chính thức, tháo dần các bu lông thi công và con lói nhưng phải bảo đảm số con lói không được nhỏ hơn 25% số lỗ đinh còn lại chưa tán đinh hoặc lắp bu lông CĐC.

Loại a- Con lói hình côn, làm bằng thép mềm CT2. Đường kính chỗ lớn nhất =  lỗ+2mm. Loại b- Con lói hình côn làm bằng thép cứng CT5. Đường kính thân lói nhỏ hơn đường kính lỗ đinh một chút và bằng  lỗ - 0,2mm.

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết hàn

Hình 1.3.Cấu tạo các loại con lõi

 Trên bản cánh ở mỗi đầu mối nối bố trí

các tai định vị. Các tai này nằm ngang chìa ra hai bên hoặc thẳng đứng vuông góc với cánh dầm.

 Các tai định vị có khoan lỗ để liên kết.  Dùng bản nối có khoan lỗ để liên kết các tai định vị ở hai phía mối nối lại với nhau bằng chốt lói và bu lông thi công.

 Cặp bộ gá tăng cường cho sườn dầm chống ứng suất nhiệt trong khi hàn.  Sau khi thực hiện xong mối hàn, tháo bỏ liên kết gá tạm.

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết đinh tán:

 Đinh tán làm bằng thép CT2. Đường kính d= lỗ-1mm. Đinh được tạo sẵn một mũ hình chỏm cầu. Chiều dài thân đinh còn lại được tính toán sao cho khi tán đầu còn lại thân đinh bị chùn ngắn lại để ép sát bề mặt các bản thép: L=1,18.(+d)

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

(mm), với : chiều dày các bản tệp bản thép tán ép với nhau.

 Các đinh được nung ở 100011000 C, dùng kìm gắp lắp vào lỗ đinh, phía mũ đinh có cối giữ, đầu chưa có mũ được dập bằng búa hơi ép, mặt búa có khuôn hình chỏm cầu.

 Mối nối được gá lắp và bó chặt bằng bu lông thi công, tán đến đâu tháo bỏ bu lông bó và lói đến đó, đảm bảo số lượng con lói không nhỏ hơn 25% số lỗ đinh còn lại.

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết bu lông cường độ cao:

 Liên kết bu lông cường độ cao làm việc nhờ ma sát giữa hai mặt bản thép tiếp xúc với nhau. Do đó, công tác vệ sinh bề mặt tiếp xúc giữa hai cấu kiện rất quan trọng. Có nhiều phương pháp để tẩy sạch bề mặt tiếp xúc trước khi lắp ráp như: phun cát, phun hạt gang, sơn mạ kẽm hoặc keo ma sát, ngọn lửa, chổi sắt. Phải tiến hành kiểm tra chặt chẽ bề mặt tiếp xúc trước khi lắp ráp.

 Sự làm việc của liên kết với một bulông trong liên kết ma sát cho một mặt tiếp xúc xác định theo công thức: T = k.m.N.f, trong đó:

 T: lựa ma sát do bu lông cương độ cao tạo ra trong liên kết.  f: hệ số ma sát, được xác định tùy thuộc vào phương pháp vệ sinh bề mặt tiếp xúc (tra bảng 2 Tiêu chuẩn 22TCN 24-1984).

 k: hệ số đồng nhất, được xác định tùy thuộc vào phương pháp vệ sinh bề mặt tiếp xúc (tra bảng 3 Tiêu chuẩn 22TCN 24-1984).

 m: hệ số điều kiện làm việc, lấy m=1 trong thi công và m = 0,95 trong thiết kế để tính từ biến và tự chùng ứng suất trọng khai thác.

 N: lực căng trong bu lông cường độ cao.

Có nhiều phương pháp siết bu lông để tạo ứng lực N trước, trên thực tế ta hay dùng phổ biến phương pháp Cờ lê lực (loại cờ lê có đồng hồ đo lực, mô men xoắn được xác định như sau:

Mx = N.d.k

Trong đó:

 d - đường kính thân bulông (mm).  k - hệ số mômen xoắn, k được quyết định trong thiết kế cho từng loại bulông và phương pháp bôi trơn. Có thể xác định hệ số k theo thực nghiệm, thông thường k = 0,17.

 N - lực căng trong thân bulông (tấn).

 Mối nối ghép đã được bó chặt bằng lói và bu lông thi công, tiết hành kiểm tra, lắp ráp bu lông cường độ cao theo trình tự sau:

 Tiến hành lắp cụm trước khi lắp vào kết cấu nhịp.  Các lỗ đinh của tập bản phải đồng tâm. Định vị bằng các con lói thi công.  Lắp đủ số bulông đảm bảo sự làm việc của liên kết theo từng giai đoạn chịu lực của quá trình thi công và dùng cờ-lê lực xiết tới trị số từ 50% đến 90% lực căng tiêu chuẩn. Kiểm tra kích thước và độ khép kín của tập bản nếu đạt yêu cầu tiến hành trám kín các khe ghép ở liên kết.

 Xiết chặt số lượng bulông này đến đúng lực căng tiêu chuẩn. Đầu tiên dùng cờ-lê gió để xiết bulông nhưng sau đó phải dùng cờ-lê lực có bộ phận chỉ thị chính xác để xiết lại kiểm tra. Xiết từ từ không giật cục, sau khi xiết xong bulông phải được đánh dấu bằng sơn để tránh nhầm lẫn.

 Lắp các bulông vào các lỗ còn trống và xiết ngay đến lực căng tiêu chuẩn.  Rút từng con lói thi công và thay bằng bulông, thay đến đâu xiết đến lực

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

căng tiêu chuẩn đến đó.

 Để tránh cong bản thép thì xiết bu lông từ giữa đám đinh dồn ra hoặc xoắn ốc từ trong ra ngoài, đảm bảo các bu lông ngoài cùng được xiết cuối cùng.

 Luôn phải kiểm tra hình dạng và kích thước của kết cấu sau khi đã lắp ráp. Sai số phải nằm trong quy định như trong Phụ lục 1 và Phụ lục 4 của Quy trình thi công và nghiệm thu dầm cầu thép liên kết bằng bulông cường độ cao.

1.3.3. Thi công lắp đặt dầm thép bằng cần cẩu:

1.3.3.1. Lựa chọn cần cẩu.

Hình 1.4. Lựa chọn cần cẩu

- Cần cẩu sử dụng trong quá trình cẩu dọc kết cấu nhịp phải đảm bảo các điều kiện sau:

 Sức nâng của cần cẩu phải lớn hơn trọng lượng của cụm dầm lớn nhất:

Q > Pmax

 Tầm với L (m): Phải đảm bảo cần cầu có thể lấy được cụm dầm và đặt lên nhịp an toàn.

 Chiều cao tối đa của móc cẩu H (m).

- Xác định tầm với của cẩu: Căn cứ vào vị trí đứng của cần cẩu để xác định được khoảng cách từ vị trí cẩu đến điểm lấy dầm và điểm đặt dầm lên nhịp. Lấy giá trị lớn nhất trong hai khoảng cách này đó chính là tầm với của cần cẩu L (m).

- Xác định sức nâng của cẩu: Từ giá trị tầm với L đã chọn => tra đường đặc tính tương ứng với từng loại cẩu để chọn sức nâng của cẩu.

Q > Pmax

1.3.3.2. Treo dầm lên cần cẩu. - Đối với kết cấu nhịp có trọng lượng lớn, thiết kế riêng tai cẩu để móc cáp. - Đối với trọng lượng nhịp không lớn (khoảng ≤ 40 T ) buộc cáp vào vị trí hai dầm kích đầu nhịp.

- Cách buộc cáp vào dầm ngang kích

 Dùng dây số 8 hoặc đây vạn năng để làm quai xách tại hai dầm ngang kích  Đệm gỗ vào những chỗ dây cáp tì vào thép dầm.  Dùng ma ní hãm các nhánh cáp ép chặt vào dầm ngang.  Dùng dây treo 2 nhánh móc vào quai xách và treo lên cần cẩu.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

S 

P sin.2

- Dây cáp treo được chọn phụ thuộc vào sức căng của dây.

- Biện pháp treo cụm dầm lên cẩu.

Buộc sai Buộc đúng Ma ní

Hình 1.5. Treo cụm dầm

1.3.3.3. Lắp đặt bằng cẩu dọc: - Đặc điểm:

 Tiến độ thi công nhanh chóng rút ngắn thời gian thi công, tính kinh tế cao.  Đảm bảo liên kết giữa các đoạn và các cụm dầm tốt do quá trình lắp ráp được tiến hành tại bãi lắp đầu cầu.

- Phạm vi áp dụng:

 Không phải xây dựng hệ đà giáo trụ tạm.  Tốn chi phí lắp dựng bãi lắp đầu cầu.  Cần cẩu phải có đủ sức nâng cần thiết.  Có vị trí đứng cho cần cẩu để lấy các cụm dầm và đặt lên nhịp.  Khi thi công kết cấu nhịp giản đơn.

MNTC

- Tổ chức thi công:

Hình 1.6. Sơ đồ bố trí thi công lắp dọc.

tự lắp đặt nhịp biên: - Trình

 Lắp ghép các cụm dầm trên bãi lắp đầu cầu.  Lắp dựng hệ thống đường ray di chuyển.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Di chuyển các cụm dầm đến vị trí đứng bên cạnh cần cẩu. Không được đặt các cụm dầm ở phía sau cần cẩu vì trong quá trình thi công cần cẩu chỉ có thể quay được một góc tối đa là 150o. Như vậy, ta phải giành chỗ đứng cho cần cẩu nên chỉ có thể lắp từng cụm dầm, sau khi đặt lên nhịp mới tiến hành lắp cụm tiếp theo.  Cần cẩu đứng trên đỉnh mố, mép dải xích hoặc mép chân đế của chân cần cẩu chống cách tường đỉnh 1m và quay cần lấy cụm dầm rồi đặt lên nhịp.

 Tiến hành lắp cụm dầm gần vị trí cẩu trước, cụm ở xa lắp đặt sau. Trước tiên đặt dầm lên các chồng nề. Kích, sàng điều chỉnh cho từng cụm dầm đứng đúng vị trí trên gối.

 Thực hiện liên kết ngang và các liên kết dọc (nếu có) giữa các cụm dầm trước khi hạ xuống gối cầu.

 Kích, tháo bỏ chồng nề. Hạ kết cấu nhịp xuống gối cố định trước sau đó hạ xuống gối di động. Khi đặt gối di động cần dự trù biến dạng của dầm do chênh lệch nhiệt độ tại thời điểm lắp gối với nhiệt độ trung bình trong năm.

- Trình tự lắp đặt các nhịp tiếp theo.

 Làm đường goòng nối từ bãi lắp dầm ra hết nhịp 1.  Làm mặt đường tạm cho cần cẩu di chuyển từ nền lên đứng được trên nhịp 1.  Cụm dầm sau khi lắp ráp trên bãi dùng cần cẩu đặt lên hai xe rùa và đẩy ra đứng trên nhịp 1.

 Di chuyển cần cẩu lên nhịp 1 và đứng ở vị trí thoả mãn với yêu cầu tầm với khi cẩu đặt nhịp xa nhất.

 Cẩu cụm dầm đặt lên các chồng nề kê trên hai đỉnh trụ  Thực hiện tương tự cho những cụm dầm còn lại.  Điều chỉnh vị trí và thực hiện liên kết giữa các cụm dầm.  Hạ kết cấu nhịp xuống gối.  Tiếp tục lắp các nhịp sau theo biện pháp tương tự.

- Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu:

 Di chuyển cần cẩu ra khỏi vị trí nhịp.  Tháo bỏ kết cấu đường goòng.  Bố trí các neo liên kết (nếu có).  Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông mặt cầu.  Tháo dỡ ván khuôn.  Tháo dỡ hệ thống đường ray, tà vẹt chồng nề tại bãi lắp đầu cầu.  Hoàn thiện cầu và nền đường đầu cầu.

1.3.3.4. Lắp đặt bằng cẩu ngang: - Đặc điểm:

 Tiến độ thi công nhanh, có thể vừa lắp dầm vừa thi công bản mặt cầu.  Các cụm dầm được vận chuyển ra đứng ngay trước vị trí cần cẩu đồng thời cần cẩu đứng ở vị trí giữa nhịp do đó giảm được tầm với và sức nâng của cẩu.

 Giảm được chi phí làm mặt cầu tạm cho sự di chuyển của cẩu trên các nhịp đã lắp. Tuy nhiên, lại phải làm đường di chuyển cho cẩu và cho xe goòng vận chuyển các cụm dầm trong khu vực bãi sông.

 Khó khăn hơn biện pháp cẩu dọc: cần cẩu phải với cao, tập kết dầm đến vị trí cần cẩu khó khăn và điều khiển hệ nổi phức tạp.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Phụ thuộc vào địa hình bãi sông, chế độ thuỷ văn trên sông.  Lắp những nhịp khẩu độ nhỏ, dùng cần cẩu thông dụng tự hành hoặc đặt trên hệ nổi có sức nâng vừa phải.

 Hoặc áp dụng để lắp đặt nhịp có trọng lượng lớn, bao gồm cả hệ mặt cầu đã hoàn chỉnh, dùng cần cẩu nổi có trọng tải hàng ngàn tấn.

- Áp dụng:

 Cầu có nhiều nhịp, các nhịp là nhịp giản đơn.  Khi thi công các nhịp dẫn trong phạm vi bãi sông cạn và điểu kiện địa chất tương đối tốt đồng thời không bị ngập nước để cần cẩu có thể đứng được trên bãi.

 Khi cần giảm ngắn tầm với để tăng sức nâng của cần cẩu.  Có thể tập kết các cụm dầm đã lắp đến vị trí đứng của cần cẩu.

- Tổ chức thi công trên cạn.

 Tiến hành bóc bỏ lớp đất hữu cơ, đất bùn nhão trong phạm vi thi công tại khu vực bãi sông.

 Rải cấp phối đá dăm làm lớp mặt cho bãi và tiến hành lắp đặt hệ chồng nề, tà vẹt, đường ray di chuyển các cụm dầm và di chuyển cẩu.

 Các cụm dầm được lắp ráp trên bãi lắp có cao độ ngang với cao độ địa hình bãi sông.

 Vận chuyển từng cụm dầm đến gần vị trí đứng của cần cẩu theo đường goòng chạy dọc theo hướng tim cầu hoặc vận chuyển các đốt dầm ra vị trí nhịp và tiến hành lắp ráp từng cụm dầm ngay trên mặt bằng phía dưới nhịp.

Hình 1.7. Lắp dầm trên bãi bằng phương pháp cẩu ngang

 Cẩu đặt từng cụm dầm lên nhịp, kê trên các chồng nề. Lắp các cụm dầm ở xa so với vị trí đứng của cần cẩu trước.

 Kích, sàng dầm điều chỉnh các cụm dầm cho đúng với vị trí gối. Thực hiện liên kết giữa các cụm dầm.

 Kích nhịp, rút chồng nề hạ nhịp xuống gối.

- Tổ chức thi công nhịp trên sông:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Tiến hành xây dựng hệ cầu tạm (mũi nhô) nhô ra phía mặt sông. Mũi nhô được đặt ở phía hạ lưu cách vị trí cầu > 50m. Đồng thời mũi nhô phải đảm bảo cho hệ nổi có thể di chuyển vào và lấy các cụm dầm mà không bị mắc cạn.

Hình 1.8. Lắp ngang kết cấu nhịp trên sông  Tiến hành lắp ráp các cụm dầm trên bờ sau đó di chuyển ra mũi nhô hoặc có thể lắp đặt ngay trên mũi nhô nếu diện tích cho phép.  Di chuyển hệ nổi đến vị trí mũi nhô, neo giữ và dùng cần cẩu để lấy các cụm dầm.

 Di chuyển hệ nổi đến vị trí cầu sau đó dùng cần cẩu đặt cụm dầm xuống chồng nề.

 Tiến hành kích và sàng ngang điều chỉnh các cụm dầm vào vị trí tim gối.  Liên kết các cụm dầm với nhau bằng hệ liên kết dọc và ngang.  Kích và hạ các cụm dầm xuống gối.  Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu.

- Cẩu lắp ngang bằng cần cẩu nổi:

 Thi công lắp ráp toàn nhịp hoặc một đoạn nhịp trên bến lắp dầm .  Đưa cần cẩu nổi vào sát bến, nâng kết cấu nhịp đặt xuống hệ nổi.  Chở nổi kết cấu nhịp ra vị trí lắp.  Dùng cần cẩu nổi cẩu đặt kết cấu nhịp lên trụ.

Hình 1.9. Cẩu nổi lắp nhịp dầm trên sông

1.3.4. Biện pháp lao lắp kết cấu nhịp dầm thép:

1.3.4.1. Phương pháp lao kéo dọc bằng con lăn. - Đặc điểm:

 Không vi phạm thông thuyền trong quá trình thi công kết cấu nhịp.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Toàn bộ kết cấu nhịp được lắp ráp trên bãi lắp đầu cầu nên đảm bảo chất lượng tốt.

 Phải xây dựng hệ thống trụ tạm, đường trượt con lăn phục vụ trong quá trình lao kéo rất phức tạp và tốn kém.

 Phải chuẩn bị hệ thống dây cáp, tời múp và hố thế trong quá trình lao kéo.  Việc tính toán kiểm soát nội lực và biến dạng của KCN theo từng bước thi công rất phức tạp.

- Áp dụng:

 Khi thi công tại sông phải đảm bảo vấn đề giao thông đường thủy và không cho phép thu hẹp dòng chảy.

 Khi thi công KCN liên tục hoặc nhiều nhịp giản đơn.

- Các biện pháp lao kéo dọc.

 Điều kiện đảm bảo ổn định trong quá trình lao kéo: Trong quá trính lao kéo thì KCN sẽ bị hẫng gây mất ổn định cho KCN do đó chiều dài đoạn hẫng tối đa phải

L  h

L Z 3

Lh < 1/3 Lz

MNTC

nhỏ hơn 1/3 chiều dài nhịp lao:

Hình 1.10. Sơ đồ lao kéo dọc

 Các biện pháp lao dọc KCN trên đường trượt: trong quá trình lao kéo ta có thể bố trí kết cấu trụ tạm hoặc sử dụng mũi dẫn để làm giảm chiều dài và giảm trọng lượng của phần hẫng KCN do đó giảm được nội lực, biến dạng và đảm bảo ổn định cho KCN. Khi đó ta có các biện pháp thi công như sau:

 Lao dọc có mũi dẫn - không có trụ tạm.  Lao dọc không có mũi dẫn - có trụ tạm.  Lao dọc có cả mũi dẫn và trụ tạm.

- Tổ chức thi công:

CÇn cÈu phôc vô thi c«ng

NhÞp ®ang lao

Têi kÐo

Móp di ®éng

Móp cè ®Þnh

C¸p thi c«ng

Hè thÕ

§êng trît díi

§µ gi¸o më réng mè

§µ gi¸o më réng trô

MNTC

 Sơ đồ bố trí thi công.

Hình 1.11. Sơ đồ bố trí thi công tổng thể

- Trình tự thi công:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Liên kết các cụm dầm của các nhịp giản đơn thành liên tục và sẽ cùng lao trong một đợt.

 Lắp dựng kết cấu mở rộng trụ trên trụ chính. Nếu sử dụng trụ tạm thì chiều rộng của trụ tạm phải bằng với chiều rộng của trụ chính cộng thêm phần mở rộng.  Tiến hành lắp tà vẹt, hệ thống đường trượt dưới trên bãi lắp và trên đỉnh trụ chính, trụ tạm. Đồng thời lắp hệ thống đường trượt trên dọc theo hai bên đáy dầm ngoài cùng của cụm dầm.

 Đặt các con lăn trên đường trượt dưới.  Hạ nhịp lao xuống đường trượt.  Lắp hệ thống tời (tời kéo, tời hãm), múp...  Tiến hành kéo KCN chuyển động từ từ. Trong quá trình kéo phải thường xuyên kiểm tra tính đúng tim của KCN để từ đó điều chỉnh góc lệch của các con lăn cho phù hợp.

 Tiếp tục kéo KCN cho đến khi mũi dẫn gác được lên đỉnh trụ. Tiến hành kê nhịp lao lên chồng nề.

 Lắp nối tiếp nhịp sau với nhịp trước và tiếp tục chu trình kéo KCN cho đến khi lắp hết toàn bộ chiều dài nhịp lao.

 Tiến hành kéo dọc toàn bộ KCN lao trên các đường trượt - con lăn cho đến khi mũi dẫn nằm trên nền đắp phía bờ bên kia và đầu dầm đã gối lên đỉnh mố.

 Kê nhịp lao lên chồng nề, tại mỗi vị trí gối kê có một chồng nề. Mũi dẫn cũng được kê trên chồng nề, điều chỉnh cao độ các điểm kê sao cho nội lực tại mối nối dầm với mũi dẫn bằng 0 thì tháo rời mũi dẫn ra khỏi nhịp lao.

 Tháo bỏ đường trượt dưới ra khỏi đáy dầm và tháo bỏ các mối nối tạm giữa các nhịp giản đơn.

 Tiến hành sàng từng cụm dầm vào vị trí trên gối và kê lên các chồng nề tại vị trí sát gối.

 Tiếp tục lao các cụm dầm tiếp theo.  Thực hiện liên kết các cụm dầm với nhau thông qua hệ liên kết dọc và ngang. Sau đó kích và hạ KCN xuống gối.

 Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu

- Kỹ thuật lao kéo.

 Tốc độ di chuyển của nhịp lao v = 3÷5 m/phút và không được tiến hành lao kéo khi có gió vượt quá cấp 5.

 Để thuận tiện cho quá trình lao kéo thì đường trượt dưới được bố trí trên xà mũ của mố - trụ do đó khi thi công KCN theo phương pháp lao kéo dọc KCN thì tường đỉnh của mố được đặt cốt thép chờ và sẽ được đổ bê tông sau khi đã lao xong KCN.

 Cao độ của đường trượt dưới phải tính toán sao cho khi đầu hẫng của nhịp lao vươn ra đến nơi, sau khi bị võng xuống thì vừa đủ tựa lên con lăn đầu tiên. Trong trường hợp đầu mũi dẫn bị võng xuống dưới và không tựa được lên con lăn thì phải dùng kích để kích nâng đầu mũi dẫn lên tựa vào đường trượt dưới.

 Khi có những con lăn bị chèn sát vào nhau chúng không quay được và nhịp lao không di chuyển được. Để gỡ các con lăn ra thì ta phải dùng tời hãm kéo nhịp lao lùi lại sau đó dùng xà beng để tách các con lăn ra xa nhau.

 Trong quá trình lao kéo phải thường xuyên kiểm tra và điểu chỉnh để cho các con lăn không bị lệch hướng. Nếu nhip lao bị lệch khỏi hướng tim của đường trượt

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

dưới thì phải dừng kéo và dùng búa đánh điều chỉnh tất cả các con lăn trên đường trượt phía trước xoay về vuông góc với hướng tim của đường trượt dưới rồi tiếp tục kéo.

- Thiết bị phục vụ cho lao kéo dọc KCN.

 Mũi dẫn: Dùng để đưa KCN lao sớm kê thên chồng nề, giảm mômen uốn trong nhịp, thường chọn chiều dài mui dẫn Lmd = (0.4  0.6) Lh. Các loại mũi dẫn:

 Mũi dẫn dùng dầm I định hình: có chiều cao thấp, tận dụng được vật liệu nhưng chịu lực không hiệu quả do chiều cao mặt cắt không thay đổi. Khi liên kết với dầm chính phải chồng thêm một đoạn dầm để chiều cao mũi dẫn bằng chiều cao dầm chính. áp dụng cho nhịp dầm có khẩu độ L  30m.

 Mũi dẫn bằng dầm tổ hợp hàn: Có chiều cao thay đổi, chịu lực hợp lý, phù hợp với cấu tạo của dầm chính. Tuy nhiên phải chế tạo riêng do đó giá thành cao. Áp dụng khi lao dầm thép có chiều cao H = 1.5  2.0 m.

 Mũi dẫn dạng giàn: Cấu tạo từ các thanh thép định hình, có chiều cao thay đổi, trọng lượng bản thân nhẹ. Để có thể cấu tạo đường trượt trên liên tục thì thanh biên dưới của giàn phải sử dụng thanh biên cứng (sử dụng thép I, [ ).

 Trụ tạm: trụ tạm được bố trí nhằm giảm chiều dài hẫng trong quá trình lao kéo KCN để nhịp lao sớm gối được lên đường trượt trên đỉnh trụ mà không gây ra mômen lớn tại mặt cắt ngàm và độ võng tại đầu mút thừa của nhịp lao.

Hình 1.12. Cấu tạo trụ tạm

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Trụ tạm được cấu tạo từ kết cấu vạn năng UYKM hoặc MYK ... Vị trí của trụ tạm:  Đối với KCN giản đơn nhiều nhịp có khẩu độ bằng nhau thì khi lao kéo ta nên sử dụng trụ tạm vì ta chỉ cần tính toán lao kéo qua một nhịp thì cũng sẽ đảm bảo khi lao qua các nhịp khác.

 Đối với KCN liên tục có Lnb = (0,7÷0.8) Lng nên khi lao kéo ta sẽ phải tính toán với chiều dài hẫng tối đa Lh = Lng do đó sẽ rất khó đảm bảo điều kiện ổn định và nội lực trong dầm khi thi công sẽ rất lớn. Trong trường hợp này ta nên sử dụng trụ tạm và vị trí trụ tạm được chọn sao cho chiều dài hẫng, khi lao kéo bằng với chiều dài nhịp mà khi lao không cần trụ tạm (nhịp biên), Lh = Lnb.  Hệ thống đường trượt.

1- Nhịp lao, 2- Tà vẹt của đường trượt trên, 3- Con lăn thép nhồi bê tông, 4- Tà vẹt của đường trượt dưới, 5- Đường trượt trên, 6- Đường trượt dưới, 7- Đá dăm đệm.

 Đường trượt trên: Làm bằng dầm I định hình hoặc thanh ray tàu hỏa kết hợp với tà vẹt gỗ, bố trí liên tục dọc suốt chiều dài nhịp lao.

Hình 1.13. Cấu tạo đường trượt trên

 Đường trượt dưới: Cấu tạo từ thép hình I hoặc đường ray tàu hỏa kê trên chồng nền gỗ hoặc thép dùng để đỡ các con lăn hoặc bàn trượt. Đường trượt bố trí liên tục cho đoạn trên nền đường và gián đoán trên các đỉnh trụ.

Hình 1.14. Cấu tạo đường trượt dưới

 Con lăn: Cấu tạo bằng ống thép nhồi bê tông có đường kính = 80  140 mm. Chiều dài tối thiểu của con lăn Lcl = 60cm đồng thời phải đảm bảo ở mỗi đầu con lăn nhô ra khỏi ray dưới 20cm. Khoảng cách giữa các con lăn  20cm để đảm bảo con lăn không bị kẹt và có thể dùng búa đánh để điều chỉnh cho chúng lăn thẳng hướng.

 Hệ thống tời, múp, cáp và hố thế.

- Các sơ đồ tổ chức thi công:

 Cầu dầm giản đơn nhiều nhịp có khẩu độ bằng nhau.

Sơ đồ bố trí thi công.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

MNTC

Hình 1.15. Sơ đồ lao kéo dọc không sử dụng trụ tạm

Trình tự thi công:

 Lắp ráp các nhịp trên bãi lắp đầu bờ.  Xây dựng hệ đường trượt - con lăn và đà giáo mở rộng trụ, mố.  Nối tạm các cụm dầm của mỗi nhịp thành liên tục sau đó tiến hành lao kéo dọc có sử dụng mũi dẫn.

 Cầu dầm liên tục không có nhịp dẫn.

MNTC

Sơ đồ bố trí thi công:

Hình 1.16. Sơ đồ lao kéo dọc có sử dụng trụ tạm

Trình tự thi công.

 Lắp ráp KCN liên tục trên bãi lắp đầu bờ.  Xây dựng trụ tạm phục vụ công tác lao kéo.  Xây dựng hệ đường trượt - con lăn và đà giáo mở rộng trụ, mố.  Tiến hành lao kéo dọc có sử dụng mũi dẫn và trụ tạm.

 Cầu dầm liên tục có nhịp dẫn ở một phía bờ.

MNTC

Sơ đồ bố trí thi công.

MNTC

Hình 1.17. Sơ đồ lao kéo nhịp chính và dắt theo nhịp dẫn

Hình 1.18. Lao kéo nhịp chính sau đó thi công nhịp dẫn bằng cần cẩu

Trình tự thi công.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Nếu nhịp dẫn là dầm thép thì nối nhịp dẫn với nhịp chính và khi lao nhịp chính sẽ dắt theo cả nhịp dẫn.

 Nếu nhịp dẫn là dầm bê tông thì ta không thể nối dầm được nên ta lao nhịp chính trước sau đó thi công nhịp dẫn bằng cần cẩu theo phương pháp lắp dọc hoặc ngang.

 Cầu dầm liên tục có nhịp dẫn ở cả hai phía bờ

Trình tự thi công.

 Lắp ráp KCN liên tục trên bãi lắp đầu bờ.  Xây dựng trụ tạm phục vụ công tác lao kéo.  Xây dựng hệ đường trượt - con lăn và đà giáo mở rộng trụ, mố.  Tiến hành lao kéo dọc có sử dụng trụ tạm:

 Trong trường hợp lao không sử dụng mũi dẫn thì ta tiến hành lao kéo nhịp chính sau đó thi công nhịp dẫn bằng cần cẩu. Hoặc thi công nhịp dẫn trước bằng phương pháp cẩu lắp sau đó lao kéo nhịp chính trên nhịp dẫn.

 Trong trường hợp có sử dụng mũi dẫn thì tiến hành lao dọc nhịp chính sau đó dùng cần cẩu đứng trên bãi sông hoặc trên hệ nổi để tháo dỡ mũi dẫn. Hoặc thi công nhịp dẫn hai bờ trước bằng cần cẩu, lao kéo nhịp chính và tháo dỡ mui dẫn trên nhịp dẫn.

1.3.4.2. Phương pháp lao lắp kết cấu nhịp cầu thép bằng kích đẩy: Tương tự như phương pháp lao kéo dọc dầm thép bằng con lăn, ở đây thay hệ thống tời kéo và đường trượt con lăn bằng hệ thống kích đẩy và ụ trượt. Phương pháp này mới được đưa vào sử dụng rộng rãi thời gian gần đây khi năng lực hoạt động của kích tăng lên đáng kể và vật liệu có hệ số ma sát rất bé như tấm nhựa Teflon, Polimer, graphene, ... làm cho việc kích đẩy kết cấu nhịp một cách dễ dàng và thuận tiện trong việc kiểm soát điều chỉnh hướng trượt, đặc biệt là trong các cầu cong. 1.3.5. Thi công kết cấu nhịp dầm theo biện pháp lắp ráp tại chỗ.

- Đặc điểm:

 Phải xây dựng hệ đà giáo - trụ tạm phức tạp.  Không đảm bảo thông thuyền trong quá trình thi công.

- Các phương pháp lắp đặt kết cấu nhịp tại chỗ:

 Lắp đặt tại chỗ trên trụ tạm.  Lắp tại chỗ theo phương pháp hẫng. 1.3.5.1. Biện pháp lắp tại chỗ trên các trụ tạm. a. Nguyên tắc chung: - Chia dầm chủ thành các đốt tại các mối nối thi công, các mối nối này được thực hiện tại chỗ trên các trụ tạm.

- Đối với các dầm dài và mảnh thì phải liên kết các dầm thành cụm trên bãi lắp đầu bờ trước khi vận chuyển ra vị trí cần cẩu.

- Các đốt dầm:

 Có chiều dài không lớn: để rời từng đốt  Có chiều dài lớn, không đảm bảo ổn định: liên kết thành từng cụm gồm 2 hoặc 3

dầm. - Trình tự thi công:

 Vận chuyển ra vị trí nhịp và cẩu đặt lên trên trụ tạm.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Gá các đốt dầm thành kết cấu nhịp, điều chỉnh vị trí và thực hiện liên kết theo qui trình công nghệ.

 Tháo hẫng các trụ tạm khỏi đáy dầm. Hạ kết cấu nhịp xuống gối.

- Phạm vi áp dụng:

 Chiều cao cầu không lớn.  Các nhịp dẫn nằm trên cạn, mặt bằng thuận lợi.  Điều kiện thủy văn không phức tạp.  Lưu lượng thuyền bè ít.

- Tiến hành tổ chức thi công lắp dầm theo 2 sơ đồ:

 Sơ đồ lắp dọc.  Sơ đồ lắp ngang. b. Tổ chức thi công lắp dọc. - Sơ đồ tổ chức thi công:

Hình 1.19. Sơ đồ thi công lắp dọc

- Trình tự thi công:

 Tiến hành lắp ráp các dầm và liên kết thành cụm dầm trên bãi lắp đầu cầu.  Xây dựng hệ trụ tạm: Trụ tạm được xây dựng tại vị trí có mối nối thi công.  Cần cẩu đứng trên nền đường đầu cầu, cẩu từng cụm dầm của đoạn dầm số 1 và đặt lên chồng nề trên xà mũ trụ và trên trụ tạm. Sau đó sàng ngang, liên kết các cụm dầm và hạ đoạn dầm số 1 xuống gối.

 Làm mặt cầu tạm, di chuyển và liên kết đường ray trên mặt cầu tạm.  Di chuyển cần cẩu lên đoạn dầm số 1, đứng tại vị trí trụ tạm số 1.  Di chuyển các cụm dầm của đoạn dầm số 2 lên mặt cầu tạm.  Dùng cần cẩu để cẩu và đặt các cụm dầm lên chồng nề của trụ tạm, sàng ngang, liên kết các cụm dầm và hạ đoạn dầm số 2 xuống gối.

 Các đoạn dầm tiếp theo được tiến hành tương tự.  Di chuyển cần cẩu ra khỏi cầu và tháo dỡ hệ dầm mặt cầu tạm.  Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu.

c. Tổ chức thi công lắp ngang.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Sơ đồ tổ chức thi công:

Hình 1.20. Sơ đồ thi công lắp ngang

- Trình tự thi công:

 Tiến hành lắp ráp các dầm và liên kết thành cụm dầm trên bãi lắp đầu cầu.  Xây dựng trụ tạm tại vị trí có mối nối thi công.  Làm đường di chuyển cho cần cẩu trên khu vực bãi sông và chuẩn bị hệ nổi để thi công trong khu vực ngập nước.

 Đối với đoạn nhịp gần bờ thì dùng cần cẩu đứng trên đường tạm trong khu vực bãi sông để cẩu lắp từng cụm dầm và đặt lên nhịp. Đối với đoạn nhịp trong khu vực ngập nước thì dùng cần cẩu đứng trên hệ nổi để cẩu lắp các cụm dầm.  Tiến hành sàng ngang và liên kết các cụm dầm bằng hệ liên kết dọc, ngang.  Hạ kết cấu nhịp xuống gối.  Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu.

d. Nguyên tắc sử dụng trụ tạm khi thi công lắp ráp tại chỗ KCN.

- Vị trí: Trụ tạm được bố trí tại các mối nối thi công.

- Cấu tạo: Trụ tạm được làm bằng kết cấu vạn năng UYKM và MYK ...

- Số trụ tạm: Nếu trụ thấp từ 4-6m nên bố trí 1 dầm một trụ tạm làm việc độc lập, trường hợp trụ cao trên 6m thì nên sử dụng trụ tạm có xà mũ để giảm tối đa số lượng móng và trụ tạm phải xây dựng đồng thời làm tăng tính ổn định của trụ.

Sử dụng MYK cho trụ thấp

Sử dụng UYKM cho trụ cao

Hình 1.21. Cấu tạo đà giáo trụ tạm

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Móng trụ: ở trên cạn ta sử dụng móng rọ đá đặt trên đá dăm đệm còn tại nơi ngập nước thì ta sử dụng móng cọc thép từ các thanh thép định hình I hoặc [ , ...

- Biến dạng của trụ tạm gồm 2 thành phần: Biến dạng dư và biến dạng đàn hồi.

 Biến dạng dư là do lún không đàn hồi của nền, do co ép của các điểm kê và độ rơ rão của liên kết trong trụ tạm bởi các bu lông thi công. Biến dạng này rất khó kiểm soát nên phải khử bằng biện pháp chất tải đồng thời kết hợp với công tác thử tải trụ tạm trước khi lắp ráp kết cấu nhịp.

 Biến dạng đàn hồi và độ lún của móng được xác định theo các lý thuyết tính toán của sức bền vật liệu và nền móng.

Hình 1.22. Sơ đồ thi công lắp hẫng

1.3.5.2. Biện pháp lắp tại chỗ theo phương pháp lắp hẫng: a. Nguyên tắc chung. - Dầm chủ chia thành nhiều đốt và thực hiện mối nối tại công trường. - Phạm vi áp dụng :

 Cầu dầm liên tục có chiều cao thay đổi.  Cầu cao.  Sông thông thuyền. b. Tổ chức thi công lắp hẫng: - Sơ đồ tổ chức thi công (Hình 1.22): - Trình tự thi công:

 Trên các đỉnh trụ chính, dựng kết cấu đà giáo mở rộng trụ .  Trên đà giáo mở rộng trụ lắp các đốt K0 và K1 tạo mặt bằng cho lắp hẫng.  Neo tạm các đốt đỉnh trụ vào trụ chính hoặc trụ tạm của kết cấu đà giáo.  Đưa cần cẩu lắp hẫng lên mặt bằng các đốt đỉnh trụ .  Dùng cần cẩu lắp hẫng lắp từng đốt dầm (hoặc từng đốt cụm dầm) nối dài ra hai phía trụ.

 Hợp long nhịp giữa.  Lắp hẫng tiếp hai phía nhịp biên cho đến khi gối lên trụ biên.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Tháo liên kết tạm.

- Kết cấu đà giáo mở rộng trụ: dạng dầm gác trên trụ tạm và dạng chống xiên

Hình 1.23. Cấu tạo đà giáo mở rộng trụ

- Cần cẩu chân cứng cho lắp hẫng:

Hình 1.24. Cần cẩu chân cứng dùng trong lắp hẫng nhịp cầu thép

1.3.6. Biện pháp sàng ngang dầm:

1.3.6.1. Đặc điểm công tác sàng ngang: - Công tác sàng ngang trong thi công kết cấu nhịp cầu là di chuyển kết cấu nhịp hoặc một nhóm dầm theo phương ngang trên phạm vi đỉnh trụ, mố.

- Trong quá trình thi công lao kéo dọc ta phải sàng ngang nhằm đưa các cụm dầm từ đường trượt sang vị trí kê trên gối. Ngoài ra, trong các biện pháp thi công lắp đặt khác, khi kết cấu nhịp bị lệch khỏi vị trí tim gối đều phải áp dụng biện pháp sàng ngang để đưa về đúng vị trí điểm kê.

- Do phải di chuyển trên cự ly ngắn trong điều kiện mặt bằng thi công chật hẹp nên biện pháp thi công phải gọn và chính xác với tốc độ di chuyển chậm.

1.3.6.2. Cấu tạo đường trượt ngang - Đường trượt dưới:

 Được cấu tạo từ các đoạn ray đôi ngắn nối với nhau để có thể tháo rời một cách dễ dàng.

 Đường trượt được bố trí trên đỉnh trụ nối từ vị trí đường trượt dưới lao dọc đến hết chiều dài xà mũ trụ.

 Cao độ của đường trượt ngang bằng với cao độ của đường trượt dưới lao dọc.

- Đường trượt trên: gọi là “Bàn máp”

 Được cấu tạo từ các đoạn thép chữ U, uốn cong hai đầu như chiếc thuyền, lòng

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

chữ U úp xuống mặt ray.

 Trên bề mặt tiếp xúc với mặt các thanh ray được bôi mỡ để giảm ma sát.  Trên lưng của đoạn thép chữ U hàn 2 đoạn thép góc làm điểm chặn giữ đoạn tà

vẹt kê giữ kết cấu nhịp lên trên. - Đường trượt ngang được bố trí ở hai đầu nhịp. 1.3.6.3. Thi công sàng ngang kết cấu nhịp. - Sơ đồ bố trí thi công:

Hình 1.25. Cấu tạo đường sàng ngang dầm

- Trình tự thi công:

 Lao kéo dọc cụm dầm trên hệ đường trượt, con lăn.  Lắp dựng hệ đường trượt ngang dưới.  Dùng kích đặt trên xà mũ trụ, mố để kích nâng dầm lên.  Lắp tà vẹt kê và bàn máp vào đáy của 2 dầm biên của cụm dầm.  Hạ kết cấu nhịp xuống đường trượt ngang dưới.  Dùng palăng xích để kéo cụm dầm. Một đầu palăng móc vào móc kéo của bàn máp, một đầu móc vào một điểm neo cố định liên kết với kết cấu mở rộng trụ. Phải tiến hành kéo ca 2 đầu KCN cùng một lúc.

 Khi sàng ngang đến vị trí, dùng kích thuỷ lực đặt dưới dầm ngang kích nâng dầm

và kê lên các chồng nề đặt phía dưới đáy các dầm biên.  Tiến hành tháo bỏ đoạn ray ngang nằm phía dưới cụm dầm.

1.3.7. Thi công bản bêtông mặt cầu

1.3.7.1. Các loại bản bê tông mặt cầu - Bản bê tông mặt cầu được chia thành 2 loại:

 Bản bê tông đổ tại chỗ.  Bản bê tông lắp ghép.

- Bản mặt cầu đổ tại chỗ:

 Đảm bảo tính liền khối cao.  Thiết bị thi công phổ biến và kỹ thuật thi công đơn giản.  Dễ bị nứt ngay trong giai đoạn thi công.  Kéo dài thời gian thi công.  Áp dụng cho dầm liên hợp. Giữa dầm và bản bê tông có bố trí trước hệ thống neo chống trượt. Sử dụng hệ dầm thép làm đà giáo để ghép ván khuôn và đổ bê tông

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

tại chỗ. Sau khi bê tông đông cứng liên kết neo có tác dụng nối bản bê tông cùng làm việc với dầm thép dưới tác dụng của tĩnh tải giai đoạn hai và tải trọng khai thác.  Ưu điểm:

 Bê tông liền khối, làm việc có độ tin cậy cao.  Không đòi hỏi thiết bị thi công chuyên dụng.

 Nhược điểm :

 Tăng chi phí cho ván khuôn.  Tiến độ thi công kéo dài.

 Những yêu cầu đối công tác thi công:

 Bê tông được đổ liên tục, liền khối.  Không bị nứt vỡ do ảnh hưởng của biến dạng đà giáo và do chịu lực không hợp lý.

 Đảm bảo đủ chiều dày bảo vệ cốt thép.  Tổ chức đổ bê tông phù hợp với biện pháp điều chỉnh nội lực trong dầm

- Bản bê tông lắp ghép:

 Tiến độ thi công nhanh.  Đòi hỏi phải có các phương tiện cẩu lắp chuyên dụng.  Tại vị trí mối nối và hố neo phải có phụ gia trương nở và đông cứng nhanh.  Bản bê tông được đúc sẵn thành từng tấm. Các tấm chia theo mối nối ngang cầu và có thể cả mối nối dọc cầu. Mối nối ướt có để cốt thép chờ, mối nối khô không có cốt thép. Đối với dầm không liên hợp, bản kê lên mặt dầm, không có neo. Đối với dầm liên hợp, bản có vút và để lỗ chờ cho neo liên kết chống trượt.

 Ưu điểm:

 Tiến độ thi công nhanh.  Giảm chi phí ván khuôn.

 Nhược điểm:

 Có nhiều mối nối, chất lượng khó kiểm soát.  Đòi hỏi thiết bị cẩu lắp có tầm với lớn.  Khó thực hiện liên kết neo vào bản.

 Những yêu cầu đối công tác thi công:

 Lắp đặt chính xác, giữa mặt dầm và đáy bản phải được gắn vữa mác cao.  Mối nối và lỗ chờ neo phải được lấp đầy và chặt bằng bê tông ít co ngót.  Thi công mối nối và lỗ chờ neo phải phù hợp với biện pháp điều chỉnh nội lực trong dầm.

1.3.7.2. Cấu tạo ván khuôn đổ bê tông bản mặt cầu.

a. Trường hợp dầm chủ thấp, liên kết ngang bằng dầm ngang

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 1.26. Thi công bản mặt cầu sử dụng dầm ngang

b. Trường hợp dầm chủ cao, dầm ngang đặt thấp

Hình 1.27. Thi công bản mặt cầu có liên kết ngang đặt thấp

c. Trường hợp liên kết ngang dạng giàn với liên kết dọc trên đặt thấp

Hình 1.28. Thi công bản mặt cầu có liên kết ngang dạng giàn đặt thấp

d. Trường hợp dầm liên kết ngang dạng giàn với liên kết dọc trên đặt trên cao

Hình 1.29. Thi công bản mặt cầu liên kết ngang dạng giàn đặt cao

1.3.7.3. Tổ chức đổ bê tông bản mặt cầu đổ tại chỗ. a. Yêu cầu đối với công tác đổ bê tông bản mặt cầu. - Đổ bê tông liên tục để đảm bảo tính liền khối của bản mặt cầu. - Bản mặt cầu không bị nứt vỡ do ảnh hưởng của các biến dạng đà giáo. - Tổ chức đổ bê tông phù hợp với sơ đồ chịu lực của kết cấu. - Đảm bảo chiều dày bảo vệ đối với cốt thép. b. Tổ chức thi công đối với các nhịp giản đơn. - Tiến hành đổ bê tông lần lượt từng nhịp. Đối với cầu có ít nhịp thì có thể bắt đầu từ một phía bờ và đổ lùi dần về phía bờ bên kia. Đối với cầu có nhiều nhịp và do yêu cầu đẩy nhanh tiến độ thi công thì có thể tiến hành đổ từ giữa cầu lùi về hai phía bờ.

- Nếu cấp vữa bằng máy bơm:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 1.30. Thi công bê tông mặt cầu bằng máy bơm

- Nếu trộn vữa tại chỗ

Hình 1.31. Thi công bê tông mặt cầu bằng trộn vữa tại chỗ c. Tổ chức thi công đối với các nhịp giản đơn mút thừa và nhịp liên tục. - Đặc điểm chung trong quá trình đổ bê tông bản mặt cầu.

 Xuất hiện mômen âm tại mặt cắt gối trong quá trình đổ bê tông.  Khi đổ bê tông nhịp này sẽ xuất hiện mômen ở những nhịp khác.

- Đối với dầm giản đơn mút thừa khi chất tải tại đầu mút thừa thì sẽ gây ra mômen âm tại nhịp giữa do đó ta không thể đổ bê tông nhịp giữa trước mà phải đổ bê tông từ hai đầu mút thừa vào giữa. Tuy nhiên, việc thi công như vậy sẽ phức tạp nên biện pháp hợp lý nhất là đổ bê tông từ một đầu mút thừa đến hết nhịp giữa thì dừng lại, chờ cho bê tông đạt cường độ (80%Ru) thì tiến hành đổ bê tông từ vị trí dừng đến hết đầu mút thừa còn lại.

- Đối với kết cấu nhịp liên tục: Tiến hành đổ bê tông nhịp giữa trước trong phạm vi giới hạn 0,8Lg. Sau đó đổ bê tông nhịp biên. Tuy nhiên, khi đổ bê tông nhịp bên này sẽ gây ứng suất nén nhịp bên kia nên nếu ta đổ khi bê tông chưa đạt cường độ sẽ làm cho bản bê tông nhịp đổ trước bị vỡ do phá hoại. Để khắc phục sự cố này khi đổ bê tông trên hai nhịp biên có 3 cách giải quyết sau đây:

 Tiến hành đổ bê tông đồng thời trên cả 2 nhịp.  Đổ bê tông từng nhịp, chờ cho bê tông đạt cường độ thì mới tiến hành đổ tiếp nhịp còn lại.

 Đổ bê tông cả 2 nhịp theo sơ đồ cuốn chiếu, khi đổ bê tông nhịp trước thì chất tải trọng dằn trên nhịp sau. Khi đổ bê tông nhịp sau thì dỡ dần tải trọng dằn và thay

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

thế bằng tải trọng vữa bê tông.

Bước 1: Đổ bê tông nhịp biên trái. Bước 2: Đổ bê tông nhịp biên phải và xếp tải trọng dằn.

Bước 3: Đổ bê tông nhịp giữa và tháo bỏ tải trọng dằn.

Bước 4: Đổ bê tông phần bản trên đỉnh trụ.

1.3.7.4. Tổ chức thi công bản mặt cầu lắp ghép. a. Chế tạo bản bê tông đúc sẵn.

Hình 1.32. Chế tạo bản bê tông đúc sẵn b. Lắp các bản BTCT lên mặt dầm thép.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Neo cứng:

- Neo mềm:

c. Thực hiện mối nối - Thi công mối nối dọc:

- Thi công mối nối ngang:

1.3.8. Điều chỉnh nội lực trong dầm liên hợp thép - bản BTCT

1.3.8.1. Mục đích của việc điều chỉnh nội lực.

M tại mặt cắt gối, do đó thớ trên của dầm chịu kéo. Ứng suất kéo trong bản bê tông làm cho bản bị nứt làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu cầu. Để hạn chế ứng suất kéo và chống nứt cho bản bê tông thì ta phải dự ứng lực trước cho bản bằng các biện pháp điều chỉnh nội lực trong quá trình thi công.

- Trong kết cấu cầu liên tục khi khai thác có xuất hiện mômen âm

- Mục đích của việc điều chỉnh nội lực:

 Tạo ứng suất trước trong bản bê tông mà không cần dùng cốt thép cường độ cao. Đảm bảo cho bản không bị nứt trong quá trình khai thác.

 Phát huy tối đa hiệu ứng của mặt cắt liên hợp, tức là mặt cắt liên hợp sẽ chịu cả tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải do đó giảm được chiều cao của dầm thép.

 Đối với nhịp giản đơn và mút thừa: để tiết diện liên hợp cùng tham gia làm việc với tĩnh tải phần 1.

 Đối với nhịp liên tục và mút thừa: vừa để tiết diện liên hợp tham gia chịu tĩnh tải phần một vừa tạo ra ứng suất nén trước ngược dấu với ứng suất gây ra trong khai thác trong bản bê tông ở vùng chịu kéo để chống nứt cho bản.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Các biện pháp điều chỉnh nội lực:

 Biện pháp sử dụng trụ tạm tạo mômen âm trong dầm thép giai đoạn thi công.  Biện pháp kích gối đỉnh trụ hoặc chất tải trọng thi công.  Xếp tải trọng dằn trên nhịp giữa.  Nén trước bản bê tông bằng cốt thép cường độ cao.  Tháo bỏ neo liên kết bản bê tông với dầm thép tại vị trí chịu mômen âm, giải pháp này nhằm giảm thiểu nứt bê tông mặt cầu trên gối tuy nhiên phải tăng cường mặt cắt dầm thép để chịu lực.

1.4. Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép:

1.4.1. Đặc điểm chung:

Giàn là một hệ kết cấu, trong đó mỗi phần tử chính là một thanh được cấu tạo sao cho chịu lực dọc là chủ yếu. Giàn được ứng dụng trong các sơ đồ kết cấu: Hệ dầm, Hệ khung, Hệ vòm, Hệ hỗn hợp.

Đặc điểm của kết cầu giàn là dễ dàng thay đổi kích thước chung, đặc biệt là chiều cao mà không làm thay đổi đáng kể trọng lượng kết cấu, dễ dàng tạo độ cứng theo phương ngang, tính ổn định cao, dễ dàng tiêu chuẩn hóa và mô đun hóa, vượt nhịp lớn hơn kết cấu dầm thép.

Ưu điểm của kết cấu cầu giàn là tiết kiệm vật liệu hơn cầu dầm trong cầu nhịp lớn, chịu lực ngang tốt, có hình dáng đẹp đảm bảo mỹ quan. Tuy nhiên, do cầu giàn có nhiều chi tiết nên công tác gia công phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao, phải bảo dưỡng thường xuyên, giá thành đắt hơn đáng kể so với cầu bê tông cốt thép. Thông thường cầu giàn áp dụng cho các nhịp có khẩu độ 80m trở lên, các khẩu độ nhỏ hơn cần so sánh tính kinh tế - kỹ thuật giữa dầm và giàn để lựa chọn kết cấu thích hợp.

Tại Việt Nam những năm trước đây đã xây dựng rất nhiều cầu giàn, đặc biệt là trong giao thông đường sắt do tính ưu việt của nó về độ cứng, ổn định, vượt nhịp lớn, độ võng bé. Một số công trình cầu giàn đã đi vào lịch sử như: Cầu Chương Dương, Cầu Long Biên, Cầu Thăng Long, Cầu Bến Thủy, … 1.4.2. Lắp ráp giàn thép trên mặt bằng: 1.4.2.1. Bãi lắp kết cấu nhịp. a. Vị trí bãi lắp. Vị trí bãi lắp dầm được bố trí ngay trên nền đường đắp đầu cầu. Bãi lắp đầu cầu được bố trí tại nền đắp đầu cầu với cao độ bãi bằng với cao độ của xà mũ mố để tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình lao kéo KCN. Sau khi thi công xong KCN thì mới tiến hành đổ bê tông phần tường đỉnh của mố.



10

bai

nhiplao

muidan

b. Kích thước của bãi lắp.  - Chiều dài của bãi: (m)

Trong đó:

 Lnhiplao : là chiều dài lớn nhất của các nhịp cần lao.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Lmuidan : là chiều dài của đoạn mũi dẫn sử dụng khi lao kéo.  10m : là phạm vi đứng của cần cẩu và xe goòng phục vụ trong thi công.

- Chiều rộng của bãi. Bbãi = Bgiàn + bcẩu + blề (m)

Trong đó :

 Bgiàn : là bề rộng phủ bì của giàn.  blề : là bề rộng đường người đi phục vụ trong quá trình thi công.  bcẩu : là đường di chuyển cho cần cẩu: bcẩu = 3.5 m.

 Trong trường hợp nền đường đầu cầu không đủ bề rộng yêu cầu của bãi thì ta sẽ phải tiến

hành đắp thêm sang một hoặc sang cả hai bên. - Yêu cầu về cấu tạo kết cấu bề mặt của bãi.

 Nền đường đầu cầu và mặt của bãi lắp dầm phải được đầm kỹ, tạo dốc và thoát nước ngang tốt.

 Trên bề mặt bãi phải được rải đá dăm để tạo phẳng và phân phối đều áp lực xuống nền đường.

 Mặt đường di chuyển của cần cẩu phải được dải cấp phối chống lầy lội khi gặp thời tiết xấu.

c. Các thiết bị phục vụ trong quá trình lắp ráp KCN - Cần cẩu tự hành, cẩu bánh xích, cẩu bánh lốp, cẩu long môn, ... - Kích răng 3÷5 tấn, kích thuỷ lực 10÷20 tấn. - Chồng nề, tà vẹt, gỗ kê đệm khi cần thiết. - Các dụng cụ cầm tay phục vụ cho quá trình thực hiện liên kết đinh tán hoặc bu lông như: búa, cờ lê, khoan tay, lò nung, kềm, ...

- Máy hàn điện, …. 1.4.2.2. Trình tự lắp ráp kết cấu nhịp. a. Phương pháp lắp theo tầng. - Kết cấu nhịp được chia thành 2 tầng:

 Tầng dưới: các thanh biên dưới, hệ liên kết dọc, ngang dưới và hệ dầm mặt cầu.  Tầng trên: các thanh xiên, thanh đứng, các thanh biên trên và hệ liên kết dọc, ngang trên.

L¾p tÇng 1

Híng l¾p

PhÝa ®Ønh mè

L¾p tÇng 2

Híng l¾p

- Bố trí thi công.

Hình 1.33. Bố trí thi công lắp giàn trên bãi

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Trình tự thi công:

 Định vị trí tim giàn: đường tim mặt phẳng giàn trùng với tim các gối cầu trên mố, trụ. Do đó trong quá trình thi công ta bố trí 2 máy kinh vĩ hoặc thuỷ bình để ngắm hướng định vị trí tim mặt phẳng giàn.

 Định vị trí tim các nút giàn: Lấy mép tường đỉnh làm mốc, dùng máy kinh vĩ ngắm thẳng đồng thời đo lùi về phía sau để đánh dấu vị trí các tiếp điểm của giàn và của mũi dẫn. Mũi dẫn được bố trí cách mép của tường đỉnh 2m.

 Dùng cọc gỗ đóng, đánh dấu các điểm đo.  Tiến hành kê chồng nề, tà vẹt tại các nút giàn. Chồng nề được kê tại vị trí đầu mỗi thanh biên dưới và đầu dầm ngang. Chiều cao của chồng nề là: H = 70cm, chiều cao của nền đá dăm là H = 30cm.  Liên kết tạm các đầu thanh vào bản tiếp điểm bằng các con lói và bu lông thi công. Số lượng con lói và bu lông thi công  1/3 số lỗ đinh trong bản tiếp điểm. Trong đó có 2/3 là con lói + 1/3 là bu lông thi công. Không được dùng bu lông CĐC thay cho bu lông thi công.

 Tiến hành lắp tầng 1 cho đến hết chiều dài nhịp giàn.  Tiến hành lắp tầng 2 theo trình tự: Lắp thanh dưới trước - thanh trên sau, thanh trong trước - thanh ngoài sau. Lắp kín từng tam giác cơ bản để kết cấu ổn định không biến hình.

 Đối với KCN giàn có lề đi bộ được bố trí phía ngoài giàn thì lắp các dầm công son của phần lề người đi bộ cùng với khi lắp các thanh đứng và thanh treo.

 Theo sơ đồ lắp cứ 2 khoang giàn chủ thì tiến hành lắp hệ liên kết dọc trên. Khi đó cần cẩu đứng ở một vị trí lắp và lắp luôn cho cả 2 khoang.

1- đường chuẩn. 2,3 - Vị trí đo được sau khi lắp giàn. Hình 1.34. Đo vẽ sơ đồ trắc dọc nút giàn

 Đo và dựng trắc dọc và bình đồ của hai mặt phẳng giàn theo tỉ lệ cao bằng 10xtỉ lệ dài. Căn cứ vào mức độ lệch của các nút so với đường chuẩn, dùng kích đặt dưới mỗi nút giàn để điều chỉnh tạo độ vồng thiết kế cho cả 2 bên mặt phẳng giàn, đồng thời chỉnh vị trí các thanh biên dưới cho cùng nằm trên một đường thẳng sau đó đóng nêm và tháo kích ra khỏi nút.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Thay thế các liên kết nút tạm bằng các liên kết nút chính thức.

- Phương pháp lắp theo tầng đảm bảo độ chính xác cao nhưng tốc độ thi công chậm. Khi lắp tầng dưới thì các dầm ngang chỉ kê lên các chồng nề mà không lắp ngay được vào nút đến khi lắp các thanh đứng và thanh treo thì mới lắp dầm ngang cùng.

b. Phương pháp lắp cuốn chiếu. - Kết cấu nhịp được lắp ráp hoàn chỉnh từng khoang theo thứ tự:

 Các thanh biên dưới, hệ liên kết dọc dưới.  Dầm dọc, dầm ngang.  Thanh đứng, thanh xiên, thanh biên trên.  Hệ liên kết dọc trên.

- Cần cẩu di chuyển trên đường ray dọc theo tim kết cấu nhịp, chạy lùi dần về phía sau còn các cấu kiện được cung cấp trên xe goòng từ phía sau.

- Bố trí thi công:

Hình 1.35. Sơ đồ thi công lắp cuốn chiếu

- Trình tự thi công:

 Xác định vị trí đường tim của mặt phẳng giàn.  Xác định vị trí tim các nút giàn.  Kê chồng nề - tà vẹt tại các vị trí nút giàn.  Tiến hành lắp tuần tự các khoang theo sơ đồ như hình vẽ.  Đo kiểm tra và dựng biểu đồ độ vồng của giàn ở vị trí kê trên chồng nề.  Đặt kích dưới các nút giàn để kích và điều chỉnh cao độ theo độ vồng thiết kế, đồng thời chỉnh các thanh biên dưới nằm trên cùng một đường thẳng, sau đó đóng nêm và hạ kích.

 Thay thế các liên kết tạm bằng liên kết chính thức.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Chữ số La mã là chỉ vị trí đứng của cần cẩu.

Chữ số ả rập chỉ thứ tự lắp các thanh tại mỗi vị trí đứng của cần cẩu. Hình 1.36. Sơ đồ trình tự lắp các thành giàn

1.4.3. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lắp tại chỗ trên đà giáo hoặc trụ tạm:

1.4.3.1. Lắp trên trụ tạm: - Điều kiện áp dụng: Nhịp thuộc phần bãi, xây dựng trụ tạm dễ dàng, địa chất tốt có thể dùng móng khối bằng rọ đá hoặc cấu tạo đơn giản.

- Tại mỗi vị trí nút giàn bố trí một trụ tạm, có vai trò đỡ hai đầu thanh biên tại nút và một đầu dầm ngang.

- Cấu tạo trụ tạm: Lắp bằng các thanh vạn năng dạng UYKM hoặc MYK. Trên đỉnh trụ tạm có hệ thống dầm kê để truyền lực lên đầu các thanh đứng và tạo mặt bằng kê chồng nề.

- Cần cẩu di chuyển trên mặt bằng, cẩu đặt thanh mạ hạ gác lên các điểm kê trên đỉnh trụ tạm.

Hình 1.37. Lắp giàn trên trụ tạm

1.4.3.2. Lắp trên đà giáo : - Khi điều kiện xây dựng trụ tạm khó khăn, có thể giảm số lượng trụ và dùng nhịp gác qua các trụ tạm trung gian làm thành đà giáo tạo mặt bằng lắp ráp giàn tại chỗ. Cần cẩu di chuyển trên mặt sàn đà giáo.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Tiến hành lắp cuốn chiếu như trên bãi. Sau khi lắp xong tháo hẫng đà giáo khỏi đáy giàn, kê giàn lên hộp cát trên hai đỉnh trụ. Sau khi dỡ đà giáo thì hạ giàn xuống gối.

Hình 1.38. Lắp giàn trên đà giáo

1.4.4. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lắp hẫng và bán hẫng:

1.4.4.1. Đặc điểm: - Phương pháp hẫng dựa vào một đoạn nhịp đã lắp sẵn trước làm nhịp neo để lắp nối tiếp kéo dài nhịp mà không cần trụ tạm hoặc đà giáo đỡ dưới cho đến khi nó đạt đến trạng thái ổn định cho phép.

- Đoạn nhịp neo được bắt đầu từ vị trí trụ hoặc ở giữa nhịp, từ đó lắp hẫng về hai phía cho nên phương pháp lắp hẫng còn gọi là lắp hẫng cân bằng để phân biệt với phương pháp lắp bán hẫng là chỉ lắp hẫng về một phía.

- Khi nhịp đã đạt đến trạng thái giới hạn về ổn định, cần phải bổ sung trụ tạm để đỡ lấy đầu hẫng mới lắp tiếp.

- Lắp hẫng cho 1 hoặc 2 nhịp, điểm nút cuối cùng là gối lên đỉnh trụ chính nên không có bước hợp long.

- Lắp hẫng cho 3 nhịp liên tiếp thì sẽ có điểm gặp nhau ở giữa nhịp và phải tiến hành bước hợp long.

1.4.4.2. Sơ đồ lắp hẫng hai nhịp giàn giản đơn: - Nếu sử dụng biện pháp lắp hẫng đối xứng về hai phía đỉnh trụ thì có những điểm bất lợi:

 Khoang neo là khoang neo tạm, lắp từ các thanh tăng cường, kém ổn định.  Nếu sử dụng hai khoang neo, điểm tỳ sẽ là tiếp điểm phụ, thanh đứng tại tiếp điểm này sẽ bị quá tải trong quá trình lắp hẫng, phải có biện pháp tăng cường.

 Nếu khắc phục bằng cách mở rộng thêm mỗi nhịp hai khoang neo sẽ phải chi phí thêm cho kết cấu đà giáo.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Sơ đồ công nghệ:

Hình 1.39. Sơ đồ công nghệ lắp hẫng cân bằng

1.4.4.3. Sơ đồ lắp hẫng cân bằng về hai phía đỉnh trụ: - Giàn được lắp từ hai đỉnh trụ. Trước tiên lắp khoang neo trên đà giáo mở rộng trụ, sau đó lắp ráp cần cẩu chân cứng đứng trên mạ thượng của các khoang này và lắp hẫng đối xứng bằng các cần cẩu chân cứng.

- Khi hai nửa chuẩn bị gặp nhau, tiến hành lắp hợp long nhịp giữa. - Sau đó lắp hẫng về một phía các khoang còn lại của hai nhịp biên. - Sơ đồ này áp dụng cho trường hợp lắp ba giàn liền nhau hoặc cho giàn liên tục ba nhịp.

Hình 1.40. Công nghệ lắp hẫng cân bằng về hai phía đỉnh trụ

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

1.4.4.4. Sơ đồ lắp hẫng cân bằng từ giữa nhịp: - Giàn được lắp hẫng từ khoang giữa về hai phía đầu giàn và tựa lên chồng nề đặt trên hai đỉnh trụ.

- Khoang neo được lắp trên đà giáo dựng ở giữa nhịp chính. - Dùng cần cẩu nổi lắp các thanh của các khoang neo trên đà giáo và lắp ráp cần cẩu chân cứng trên giàn mạ thượng của khoang neo. Sử dụng cần cẩu chân cứng để tiếp tục lắp hẫng cân bằng các khoang còn lại.

- Áp dụng: Chỉ có một nhịp giàn, tốt nhất nhịp đó lớn và có nhiều nhịp dẫn. - Nhược điểm:

 Cản trở thông thuyền.  Chi phí xây dựng đà giáo lớn.

Hình 1.41. Sơ đồ lắp hẫng từ giữa nhịp

1.4.4.5. Các công nghệ trong lắp hẫng: a. Trình tự lắp các thanh: - Nguyên tắc: Cấu kiện dưới lắp trước, cấu kiện trên lắp sau, cấu kiện trong lắp trước, cấu kiện ngoài lắp sau, thanh chịu lực trước, thanh treo trước thanh ngang sau, nhanh chóng khép kín tam giác cơ bản để kết cấu không cho phép hệ biến hình và tham gia chịu lực để lắp các bộ phận tiếp theo. Giảm thiểu tĩnh tải cho sơ đồ lắp hẫng.

- Trình tự lắp không giống như lắp trên đà giáo vì trong quá trình lắp cấu kiện chưa khép kín tam giác bị võng có xu hướng tách rời điểm lắp nên phải đảo lại nguyên tắc dưới trước trên sau, trong trước ngoài sau.

- Sơ đồ lắp: Xem hình 1.41 b. Chuẩn bị các thanh trước khi lắp: - Những công tác chuẩn bị gồm: gia công bề mặt thép để liên kết bu lông cường độ cao (công nghệ Nga); vệ sinh bề mặt sơn chống rỉ (công nghệ Nhật bản).

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 1.42. Sơ đồ lắp hẫng - Lắp cụm: những chi tiết rời vào đầu các thanh, như bản tiếp điểm lắp vào đầu các thanh biên, thép góc liên kết vào đầu dầm ngang và đầu dầm dọc.

- Lắp sẵn đà giáo và thang lên vào những thanh ở trên cao.

Hình 1.43. Sơ đồ lắp sẵn các các chi tiết

c. Biện pháp lắp từng thanh vào nút: - Dùng dây treo 2 nhánh để cẩu treo các thanh. Buộc cáp vào vị trí đã đánh dấu bằng sơn. Điểm tì cáp vào cấu kiện phải dùng mảnh ván mỏng đệm, bảo vệ cho lớp sơn chống rỉ. Cẩu treo các thanh, móc cẩu và cáp phải luôn ở vị trí thẳng đứng. Dùng dây chão để dắt đầu thanh đưa vào vị trí tiếp điểm.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Đưa đầu thanh vào mang cá giữa hai bản tiếp điểm, dùng lói hình côn đóng để so trùng khớp các lỗ đinh.

- Dùng lói hình trụ để chốt giữ tạm, số lượng con lói đảm bảo an toàn cho thanh khi tháo móc cẩu. Số lượng con lói 10% số lỗ đinh.

- Dùng bu lông thi công xiết ép sát các bản thép vào với nhau, số lượng bu lông thi công  40% số con lói. Con lói và bu lông bố trí đều trên đám đinh liên kết.

- Bỏ móc cẩu ra khỏi thanh để thanh tự treo vào nút do con lói giữ. - Sau khi khép kín tam giác khoang giàn, kiểm tra vị trí nút trên bình diện và cao độ, điều chỉnh vị trí nếu có sai lệch. Có thể lắp khoang tiếp theo mà chưa cần thực hiện liên kết chính thức nhưng số khoang liên kết tạm không vượt quá 3 khoang và phải được kiểm tra tính toán.

- Thực hiện liên kết chính thức thay thế cho lói và bu lông thi công. - Cao đạc vị trí nút và ghi vào vị trí thi công, trước khi tiến hành lắp các khoang tiếp theo. d. Kiểm soát độ võng khi lắp hẫng: - Mục đích công tác kiểm soát độ võng:

 Khắc phục sai số để đạt độ vồng thiết kế.  Đảm bảo hợp long chính xác.

- Biện pháp điều chỉnh khi có sự cố khi hợp long:

 Vị trí trên mặt bằng: dùng kích thuỷ lực và palăng xích để nâng và kéo cho nút giàn vào đúng vị trí tim thanh biên. Dùng tời kéo dọc, di chuyển trên một cự ly nhỏ trong khi hợp long.

 Chỉnh cao độ: khi liên kết các đầu thanh trong khoang còn là liên kết bằng lói, dùng móc cẩu kéo nâng lên; hoặc dùng tời kết hợp ròng rọc chuyển hướng để vít xuống sau đó thực hiện liên kết chính thức.

 Chỉnh vị trí hợp long: Dùng kích thuỷ lực nâng và kê lại điểm kê của phía thấp hơn, khắc phục sai số do độ võng vượt quá dự kiến. Hạ thấp điểm kê để đầu hẫng của nhịp tựa lên điểm kê đỉnh trụ đối với lắp hẫng một phía.

 Để mối nối cuối cùng của thanh hợp long được thực hiện dễ dàng, các lỗ khoan trên bản nút để nối với thanh hợp long được lấy dấu tại chỗ và khoan theo vị trí thực tế.

a- Võng của nhịp khi lắp hẫng một phía. b- Võng của nhịp khi lắp hẫng hai phía. I- trong quá trình lắp hẫng ; II- Sau khi hạ xuống gối ; III- đường thiết kế Hình 1.44. Kiểm soát võng trong lắp hẫng

e. Kiểm tra chất lượng và sai số cho phép khi lắp ráp giàn thép: - Kiểm tra chất lượng liên kết: vị trí các hàng đinh và vị trí các đinh trong hàng phải đồng tâm, sai số cho phép không quá 20% số đinh bị lệch hướng trục và độ lệch tối đa không quá 0,02 tổng chiều dày các bản thép đồng thời không quá 2mm. Kiểm tra khuyết tật của đinh và kiểm tra lực xiết.

- Kiểm tra vị trí và kích thước hình học của các bộ phận giàn.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

TÊN CÁC SAI SỐ TRỊ SỐ CHO PHÉP

Độ cong của đường tim thanh có chiều dài l

0,001l 0,0015l  Các thanh của giàn chủ  Các thanh trong hệ liên kết

Chênh cao giữa hai nút giàn thượng và hạ lưu, khoảng cách B

0,001B 0,002B  Tại gối  Trong nhịp

0,002L Độ lệch trên mặt bằng của các nút giàn so với tim thanh mạ của giàn có khẩu độ là L

0,0015H Độ nghiêng của thanh đứng, thanh treo có chiều cao H so với phương thẳng đứng

5mm Độ lệch trên mặt bằng của các nút giàn so với đường thẳng nối hai nút kề bên

Sai số của tung độ nút giàn có độ vồng chế tạo, sau khi đặt giàn lên gối

4mm 8%  Đối với tung độ 50mm  Đối với tung độ >50mm

Vị trí bệ kê gối:

10mm 0,002B  Trên mặt bằng so với thiết kế  Sai lệch cự ly giữa tim hai gối

f. Tính toán trong lắp hẫng:

 m

M M

- Điều kiện ổn định chống lật.

 m- hệ số điều kiện làm việc, m=0,8 lắp hẫng một phía và 0,85 lắp hẫng cân bằng.  ML - Mô men lật do trọng lượng bản thân phần hẫng lớn nhất, trọng lượng cần cẩu có hệ số xung kích 1,1 và tải trọng thi công 200 KG/m2.







R 0

 MG - Mô men giữ trọng lượng nhịp neo, tải trọng thi công và kết cấu neo tạm. - Một số thanh giàn trong thi công có thể từ chịu kéo thành chịu nén (thanh biên dưới của giàn giản đơn) và nội lực trong con lói thay đổi trong quá trình thi công nên phải tiến hành kiểm tra.

 =



R 0

N F th N tc  . F

- Tính duyệt theo cường độ và ổn định của thanh chịu nén:

Trong đó: Ntc nội lực tính toán do tải trọng tại thời điểm thi công hẫng.  Hệ số triết giảm cường độ của thanh chịu nén. Fth diện tích tiết diện thực của thanh Fng diện tích tiết diện nguyên của thanh





cat

4 1, 25 x xN 2  xmx d . 2

2,5 N  mx d .

- Tính duyệt điều kiện chống cắt của lói:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Trong đó:  N- nội lực tính toán trong thanh tại nút chưa thay lói do trọng lượng của các

khoang liên kết tạm và trọng lượng cần cẩu, tải trọng thi công.  1,25 - Hệ số xét đến sự làm việc không đồng đều giữa các con lói.  m- Số lượng con lói trong một bên nút.  Rcat cường độ chịu cắt của con lói hình trụ làm bằng CT5 là 2.300KG/m2.

- Tính thanh nối tạm: sơ đồ giàn ở trạng thái hẫng tối đa (chuẩn bị lên gối tạm trung gian hoặc chuẩn bị hợp long), tải trọng trọng lượng bản thân, thi công, cần cẩu và gió 50KG/m2.

- Tính trụ tạm: tải trọng thẳng đứng truyền từ giàn xuống (thay đổi trong thi công), trọng lượng bản thân trụ tạm và lực gió ngang. Nếu sử dụng một trụ tạm thì sơ đồ hẫng tối đa sẽ bất lợi nhất cho trụ tạm, nếu nhiều trụ tạm thì xét sơ đồ dầm liên tục để chọn giá trị lớn nhất. Ngoài ra còn phải xét đến kích nâng vì áp lực lên trụ tạm đặt kích sẽ tăng lên do giàn thép bị nâng lên khỏi điểm kê trên các trụ khác.

- Tính độ võng của đầu hẫng:

 Xét hai trường hợp: giai đoạn hợp long và giai đoạn đầu nhịp gối lên đỉnh trụ.  Sơ đồ tính: dầm giản đơn mút thừa.  Tải trọng thẳng đứng: trọng lượng bản thân, cần cẩu, thi công.

1.4.4.6. Những biện pháp tăng cường cho giàn khi lắp hẫng: - Mở rộng thêm kết cấu mở rộng trụ để lùi điểm tỳ ra xa. - Chồng lên các thanh biên trên giàn tăng cường (giàn phụ). - Nối liên tục các nhịp giản đơn bằng thanh chữ T. - Dùng kết cấu dây văng.

Hình 1.45. Biện pháp tăng cường cho giàn khi lắp hẫng

1.4.5 Thi công giàn thép theo phương pháp lắp bán hẫng:

1.4.5.1. Đặc điểm: - Trong phương pháp lắp bán hẫng tiến hành lắp hẫng về một phía, dựa vào một đoạn nhịp hay cả một nhịp đã lắp sẵn làm đối trọng. Phải sử dụng rất nhiều kết cấu phụ trợ để đảm bảo ổn định chống lật cho nhịp lắp.

- Khi đạt trạng thái giới hạn về ổn định phải bổ sung trụ tạm để đỡ kết cấu nhịp. - Có 3 dạng đối trọng cho phần lắp hẫng:

 Đoạn nhịp lắp trên đà giáo hoặc trụ tạm.  Là nhịp dầm và thanh neo vào mố.  Là một đoạn nhịp lắp tạm trên nền đắp đầu cầu.

- Trong phương pháp lắp bán hẫng có thể có hợp long nếu tiến hành lắp hẫng từ hai đầu lại. Nếu tiến hành lắp từ một phía thì không có hợp long.

- Trong lắp hẫng cân bằng cũng có giai đoạn lắp bán hẫng.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

1.4.5.2. Sơ đồ sử dụng nhịp neo và trụ tạm: - Dùng cần cẩu thông dụng chạy trên ray để lắp tại chỗ nhịp neo trên các trụ tạm - Thực hiện lắp theo tầng, tầng 1 gồm mạ hạ và liên kết dọc dưới cùng hệ dầm mặt cầu. Cần cẩu lắp theo hướng tiến lên phía trước, đường ray đặt trên hệ dầm mặt cầu vừa lắp xong. Tầng 2 lắp các thanh còn lại và cần cẩu di chuyển lùi về phía nền đường.

Hình 1.46. Sơ đồ lắp bán hẫng sử dụng nhịp neo và trụ tạm - Số lượng khoang neo đảm bảo ổn định chống lật khi lắp hẫng các khoang tiếp theo của nhịp cho đến khi đầu nhịp gối lên chồng nề trên đỉnh trụ.

- Sau khi lắp các khoang neo, đưa cần cẩu chân cứng leo lên giàn mạ thượng và dùng cần cẩu này lắp hẫng các khoang còn lại.

- Khi lắp tiếp nhịp 2, dùng thanh chữ T nối tạm hai nhịp thành sơ đồ liên tục và căn cứ vào điều kịên ổn định của nhịp 2 để bố trí thêm trụ tạm.

1.4.5.3. Sơ đồ lắp hẫng có dây neo tạm:

Hình 1.47. Sơ đồ lắp hẫng có dây neo

- Ngoài neo để ổn định người ta bố trí thêm dây cáp neo và neo về phía mố hoặc trụ. - Phần khoang neo được lắp tại chỗ trên đà giáo, sau khi lắp cáp neo thì đưa cần cẩu chân cứng lên giàn mạ thượng để lắp hẫng các khoang còn lại. Có thể dùng trụ tạm trung gian để ổn định.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

1.4.5.4. Sơ đồ lắp hẫng sử dụng khoang neo tạm - Trường hợp nhịp biên là giàn thép, có thể lắp một số khoang trên bãi đầu cầu và nó làm nhịp neo, dựa vào nó để lắp những khoang chính thức của nhịp biên bằng biện pháp hẫng một phía, cho đến khi nào không đảm bảo ổn định chống lật thì kê đầu hẫng lên trụ tạm trung gian. - Tháo từng thanh của khoang neo tạm đưa lên phía trước để lắp những khoang tiếp theo.

Hình 1.48. Sơ đồ lắp bán hẫng dùng khoang neo tạm

1.4.6. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lao kéo dọc trên đường trượt:

1.4.6.1. Đặc điểm và phạm vi áp dụng. - Đặc điểm:

 Không vi phạm thông thuyền trong quá trình thi công kết cấu nhịp.  Kết cấu nhịp được lắp ráp trên bãi lắp đầu cầu nên đảm bảo chất lượng tốt.  Phải xây dựng hệ thống trụ tạm, đường trượt con lăn phục vụ trong quá trình lao kéo rất phức tạp và tốn kém.

 Phải chuẩn bị hệ thống dây cáp, tời múp và hố thế trong quá trình lao kéo.  Việc tính toán kiểm soát nội lực và biến dạng của kết cấu nhịp theo từng bước thi công rất phức tạp.

- Áp dụng:

 Khi thi công tại sông phải đảm bảo vấn đề giao thông đường thủy và không cho phép thu hẹp dòng chảy.

 Khi thi công kết cấu nhịp cầu giàn liên tục hoặc giản đơn.

1.4.6.2. Biện pháp tổ chức thi công: - Sơ đồ bố trí thi công.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 1.49. Sơ đồ thi công lao kéo dọc

- Trình tự thi công:

 Lắp ráp hoàn chỉnh kết cấu nhịp giàn và mui dẫn trên bãi lắp đầu cầu.  Lắp hệ thống đường trượt trên, đường trượt dưới, hệ thống tời múp và hố thế để lao kéo dọc.

 Tiến hành lao kéo dọc kết cấu nhịp cầu giàn tiến lên phía trước và gác lên trụ tạm và trụ chính sao cho KCN ở vị trí ổn định chống lật.

 Lắp ráp tiếp nhịp tiếp theo và liên kết với nhịp trước thành KCN liên tục bằng các thanh liên kết tạm.

 Tiếp tục lao kéo KCN cho đến khi toàn bộ nhịp giàn gác lên đỉnh trụ, mố thì hạ xuống chồng nề.

 Tháo bỏ hệ thống đường trượt, mũi dẫn, hệ thống tời múp.  Tháo rời các nhịp và sàng ngang nhịp vào đúng vị trí kê trên gối.  Hạ từng nhịp xuống gối theo thứ tự hạ xuống gối cố định trước và gối di động sau.  Tháo bỏ hệ đường trượt.  Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu.

- Thiết bị phục vụ lao kéo dọc giàn thép: Tương tự như công tác lao kéo dọc cầu dầm thép, chỉ khác một điểm là đường trượt trên đối với cầu dầm thép là liên tục còn cầu giàn thép là gián đoạn do đó chiều rộng đường trượt dưới phải đảm bảo chiều dài L = 1,25dkhoang đủ để đường trượt trên tiếp xúc liên tục vào đường trượt dưới.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

1.4.7. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lao kéo dọc trên trụ đỡ nổi:

- Điều kiện áp dụng: Thi công kết cấu nhịp trên sông có mực nước thi công cao, đảm bảo đủ mớn nước để hệ phao đặt trụ tạm có thể hoạt động nâng hạ kết cấu nhịp.

- Sơ đồ thi công:

- Trình tự thi công:

 Lắp giàn thép trên bãi lắp đầu cầu theo phương pháp bán hẫng.

T¨ng cêng thanh treo

Xe rïa

 Đặt một đầu giàn lên xe rùa. Đưa trụ nổi số 1 vào đỡ đầu hẫng của giàn. Do kê vào tiếp điểm phụ nên phải tăng cường cho thanh treo

 Kéo hệ nổi bằng tời và dắt giàn thép theo cho tới khi đầu nhịp gác lên chồng nề trên đỉnh trụ P1

 Lùi trụ nổi về một khoang, nổi lên đỡ lấy giàn và đưa giàn tiếp tục tiến lên phía trước

 Khi đầu nhịp vợt ra khỏi đỉnh trụ sang nhịp bên, đưa trụ nổi số 2 vào đỡ lấy đầu nhịp và hạ trụ số 1 xuống, lùi về phía sau.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Trụ 2 dắt giàn vượt qua đỉnh trụ P1. Khi tiếp điểm chính giữa nhịp tiến đến đỉnh trụ, dừng lại và kê giàn lên chồng nề trên đỉnh trụ P1

 Lùi trụ nổi số 1 về tiếp điểm chính cuối giàn. Dùng tăng đơ neo giàn với trụ nổi số 1 để làm đối trọng. Hạ chìm trụ nổi 2 xuống khỏi đầu nhịp và lùi về phía tiếp điểm chính phía sau

 Khi trụ nổi số 2 đỡ vào tiếp điểm chính, cả hai trụ nổi lên nâng giàn lên khỏi đỉnh trụ P1 và tiếp tục dắt giàn tiến qua đỉnh trụ

 Khi tiếp điểm cuối giàn đến vị trí mũ mố, kê tiếp điểm này lên chồng nề trên mũ mố. Hạ chìm trụ nổi 1 xuống và lùi về phía sau, kê vào tiếp điểm phụ.

 Lùi trụ nổi 1 về đỡ tiếp điểm phụ, nâng giàn lên khỏi đỉnh trụ. Cả hai trụ nổi chở giàn tiếp tục vượt qua đỉnh trụ.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Kê tiếp điểm chính lên chồng nề trên đỉnh trụ P1, hạ chìm trụ nổi 1 xuống khỏi giàn, lùi về đỡ vào tiếp điểm cuối giàn.

 Hai trụ nổi 1 và trụ nổi 2 nâng giàn lên khỏi đỉnh trụ P, tiếp tục lao giàn vượt qua đỉnh trụ cho đến khi tiếp điểm phụ đến vị trí đỉnh trụ P1 thì dừng lại.

 Kê giàn trên đỉnh trụ P1 thông qua tiếp điểm phụ. Trụ nổi số 1 lùi ra và vòng qua trụ P1 sang nhịp chính để đỡ giàn vào tiếp điểm chính.

 Dùng hai trụ nổi dắt giàn vào vị trí nhịp chính

 Hạ giàn xuống chồng nề trên hai đỉnh trụ P1 và P2

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Điều chỉnh giàn cho đúng vị trí gối trên chồng nề, hạ giàn xuống gối bằng kích. Hạ xuống gối cố định trước, xuống gối di động sau.

 Thi công nhịp dẫn.

1.4.8. Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép theo biện pháp lao ngang:

1.4.8.1. Lao ngang trên hệ nổi: - Áp dụng cho cầu dàn chỉ có 1 nhịp, sông thông thuyền. - Hệ nổi phía hạ lưu cách tim cầu 100m. - Dàn thép được lắp song song với dòng chảy, sau đó đẩy nhô ra ngoài mép nước gối trên mũi nhô.

- Cấu tạo chở nổi dàn thép:

Hình 1.50. Cẩu tạo hệ nổi lao ngang

 Phải đảm bảo mực nước khi nghiêng > 0,2m.  Phải đảm bảo ổn định, không chao đảo.  Phải tính toán lượng nước trong hệ nổi.

1.4.8.2. Lao ngang trên đường trượt: - Áp dụng để thay thế cầu cũ nhưng vẫn đảm bảo giao thông. - Dùng hệ thống thanh nối ngang cặp 2 nhịp lại với nhau đồng thời kích lên để đặt lên hệ thống đường trượt ngang và dùng tời kéo.

- Khi nhịp mới vào đúng vị trí thì tháo bỏ hệ thống kẹp nối. Kích dầm tháo bỏ đường trượt trên, đường trượt dưới rồi hạ xuống.

- Có hai loại đường trượt ngang: đường trượt con lăn và đường trượt bàn trượt.

1.4.9. Biện pháp hạ kết cấu nhịp cầu thép xuống gối:

1.4.9.1. Hộp cát:



MPa

P F

- Hộp cát phải có đủ diện tích để chịu áp lực thẳng đứng truyền xuống:

- Bên trong hộp cát đổ cát khô sạch, có khoét lỗ 10, có chốt không cho cát chảy. Bên trên là lõi bê tông. ở xung quanh có gioăng bằng matít nhựa đường để tránh nước xâm nhập.

- Muốn hạ hộp cát thì rút chốt cho cát chảy ra ngoài.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 1.51. Hạ giàn bằng hộp cát - Hộp cát có cấu tạo nhiều tầng, liên kết với nhau bằng mặt bích. Khi tháo thì rút từng tầng một trước, các tầng trên sau.

1.4.9.2. Kích Sử dụng kích răng hoặc kích thủy lực để hạ giàn thép. Lưu ý khi sử dụng kích cần bố trí chồng nề kê đỡ tạm tránh hiện tượng tụt kích gây mất an toàn lao động.

Hình 1.52. Kích ren

*) Tài liệu học tập:

[1] Giáo trình thi công cầu - Tập 1 và 2, Tác giả: Chu Viết Bình (chủ biên) - Nguyễn Mạnh - Nguyễn Văn Nhậm. Nhà xuất bản giao thông vận tải Hà Nội 2009.

[2] Giáo trình thiết kế và thi công cầu thép - Nguyễn Văn Nhậm - ĐH GTVT Hà Nội. [3] Thi công cầu thép, Tác giả: Lê Đình Tâm-Nguyễn Tiến Oanh-Nguyễn Trâm [4] Tiêu chuẩn 22TCN 272-05 “Tiêu chuẩn thiết kế cầu” [5] Tiêu chuẩn 22TCN 24-1984 “Quy trình thi công và nghiệm thu dầm cầu thép liên kết bằng bu lông cường độ cao”.

[6] Tiêu chuẩn cơ sở TCCS 02:2010/TCĐBVN “Tiêu chuẩn thi công cầu đường bộ -

AASHTO LRFD. *) Câu hỏi, nội dung ôn tập thi và thảo luận

Câu 1: Phân biệt các loại liên kết sử dụng trong lắp ráp cấu kiện cầu thép. Câu 2: Lựa chọn vị trí bãi lắp dầm và các yêu cầu cơ bản của bãi lắp dầm cầu thép. Câu 3. Các điều kiện lựa chọn cần cẩu trong biện pháp thi công cẩu lắp dầm thép. Câu 4: So sánh đặc điểm, phạm vi áp dụng của biện pháp cẩu lắp dọc và ngang kếu cấu nhịp cầu thép.

Câu 5: Cấu tạo và đặc điểm của đường trượt trên và đường trượt dưới trong biện pháp lao kéo dọc cầu dầm thép đặc bằng con lăn.

Câu 6: Nguyên tắc bố trí trụ tạm trong biện pháp thi công lắp đặt kết cấu nhịp dầm thép tại chỗ.

Câu 7: Biện pháp tổ chức đổ bê tông bản mặt cầu đối với cầu dầm thép liên tục. Câu 8: Trình tự lắp ráp các thanh giàn thép biện pháp lắp theo tầng và lắp cuốn chiếu. Câu 9: Các biện pháp tăng cường cho giàn khi thi công theo công nghệ lắp hẫng cân bằng. Câu 10: Phân biệt biện pháp lao dọc trên trụ đỡ nổi và biện pháp chở nổi.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

CHƯƠNG II - XÂY DỰNG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

*) Mục tiêu:

- Có kiến thức cơ bản về cấu tạo các loại dầm bê tông cốt thép (BTCT) và bê tông cốt thép dự ứng lực.

- Nắm vững các nguyên tắc, yêu cầu cơ bản trong thi công xây dựng cầu bê tông cốt thép. - Hiểu và chủ động phân tích áp dụng được các biện pháp tổ chức thi công các loại kết cấu cầu bê tông cốt thép phù hợp với điều kiện thực tế.

- Chủ động, sáng tạo vận dụng các kỹ năng để áp dụng vào các công trình cầu thực tế.

2.1. Thi công kết cấu nhịp cầu dầm bê tông cốt thép lắp ghép:

2.1.1. Đặc điểm chung cầu dầm bê tông cốt thép:

Hiện nay, công nghệ thi công kết cấu nhịp dầm bê tông cốt thép lắp ghép đang được sử dụng rất rộng rãi trong phần lớn các công trình cầu. Dầm BTCT được sử dụng làm dầm chính trong các công trình cầu nhỏ, cầu trung và làm nhịp dẫn trong các công trình cầu lớn. Các loại dầm BTCT đúc sẵn phổ biến hiện nay là dầm I33, Super-T, dầm T, dầm bản, dầm hộp, về cơ bản công nghệ chế tạo các loại dầm đều tuân thủ theo một trình tự thống nhất phù hợp với giải pháp thi công được lựa chọn.

Công nghệ chế tạo dầm có hai loại đó là dầm bê tông cốt thép thường và dầm bê tông cốt

thép dự ứng lực. 2.1.2. Chế tạo dầm BTCT thường:

Dầm BTCT thường làm việc theo nguyên tắc kết hợp giữa cốt thép và bê tông thông thường, loại kết cấu dầm này có nhược điểm lớn là không phát huy hết khả năng làm việc của vật liệu bê tông, tuổi thọ thấp, vượt nhịp nhỏ. Do đó, chỉ được sử dụng làm các công trình cầu nhỏ vượt khe, suối trên đường giao thông nông thôn hoặc miền núi với chiều dài nhịp từ 6-10m, tải trọng khai thác nhỏ. Ưu điểm của loại dầm này là dễ chế tạo, không đòi hỏi kỹ thuật công nghệ cao. Trình tự chế tạo một phiến dầm cơ bản như sau:

- Xây dựng bãi đúc dầm và tập kết các vật liệu trong phạm vi bãi đúc. - Uốn nắn, chặt cốt thép: Cốt thép dọc chủ, cốt xiên, cốt dọc cấu tạo, cốt đai, ... - Bố trí cốt thép tạo thành khung dầm. - Lắp dựng ván khuôn. - Tiến hành đổ bê tông và bảo dưỡng bê tông dầm. - Tháo dỡ ván khuôn và hoàn thiện dầm. Để đảm bảo chất lượng chế tạo dầm, người kỹ sư thi công phải tuân thủ tuyệt đối chỉ dẫn kỹ thuật dự án, các tiêu chuẩn kỹ thuật, trình tự công nghệ. Phải kiểm tra, báo cáo tư vấn giám sát nghiệm thu trong từng bước chế tạo dầm trước khi chuyển giai đoạn. 2.1.3. Chế tạo dầm BTCT dự ứng lực:

Để phát huy khả năng làm việc của vật liệu bê tông, hạn chế các nhược điểm của dầm BTCT thường không hiệu quả ở các thớ bê tông chịu kéo, trong quá trình phát triển công nghệ chế tạo dầm người ta đã nghiên cứu tạo trước ứng lực trong bê tông dầm nhằm giải phóng ứng kéo tác dụng vào bê tông gây nứt. Loại dầm này thường được gọi là dầm BTCT ứng suất trước (ƯST), hoặc là dầm BTCT Dự ứng lực (DƯL), hay còn gọi với tên khác là dầm BTCT tiền áp (ít gặp). Có một số giải pháp tạo ứng suất trước trong dầm bê tông như sau:

- Sử dụng xi măng đặc biệt có tính trương nở cao, hoặc bổ sung phụ gia trương nở aluminat và thạch cao khi sử dụng xi măng Pooc Lăng. Xi măng nở làm tăng thể tích, các cốt thép trong bê tông sẽ ngăn cản sự dãn nở của xi măng, kết quả là trong bê tông có một lực nén khoảng

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

600-700Mpa. Loại này thường được dùng để chế tạo các kết cấu như bể chứa, cầu tàu, cọc, dầm, panen mái che cho nhà công nghiệp. Phương pháp này còn gọi là phương pháp hoá học để tạo ứng lực trước.

- Sử dụng kích để nén ép hai đầu dầm BTCT tạo ra một ứng suất nén trước trong bê tông, sau đó kê chèn hoặc neo giữ đầu dầm vào gối tựa để duy trì ứng lực trong dầm BTCT.

- Sử dụng thép cường độ cao để tạo ứng suất trước trong dầm BTCT, phương pháp này được phát triển từ năm 1926 do Freyssinet (Pháp) nghiên cứu phát triển đến nay. Hiện tại, đây là phương pháp phổ biến áp dụng trong chế tạo dầm BTCT sử dụng trong các công trình cầu đường. Có hai giải pháp để tạo ứng suất trước là căng trước và căng sau cáp thép cường độ cao, trình tự chế tạo dầm theo hai công nghệ này chi tiết như sau.

2.1.3.1. Chuẩn bị mặt bằng công trường: - Mặt bằng gia công cốt thép đảm bảo khô ráo, sạch sẽ, nằm trên nền đất ổn định. - Mặt bằng lắp đặt lồng thép nằm song song với bệ đúc dầm, đảm bảo khô ráo, sạch sẽ. Tính toán đủ diện tích để lắp hoàn thiện một lồng cốt thép kích thước quy định.

- Mặt bằng bệ đúc dầm, yêu cầu đặt trên nền đất ổn định, cao ráo đảm bảo thuận tiện thi công dầm.

- Mặt bằng chứa ván khuôn trong, được bố trí song song với bệ đúc dầm, ván khuôn trong phải được đặt trên hệ đỡ chắc chắn (sử dụng cho dầm Super-T).

- Mặt bằng đường xe vận chuyển bê tông, được bố trí song song với bệ đúc dầm, đường được đắp cao đảm bảo có thể đổ bê tông trực tiếp từ máng xe mix vào dầm.

- Mặt bằng bố trí các công trình phục vụ thi công khác, bao gồm các trạm cung cấp nước để bảo dưỡng và điện chiếu sáng phục vụ thi công, mặt bằng này được bố trí tập trung xung quanh bệ đúc.

- Bãi chứa dầm, được bố trí song song với bệ đúc dầm và trên nền đắp cao 20-30cm, đầm chặt K=95, dầm được đặt trên bệ đỡ BTCT tại vị trí gối, có trang bị các thiết bị và dụng cụ giữ ổn định dầm (thanh chống đứng và giằng ngang).

2.1.3.2. Thiết bị phục vụ thi công: - Một cần cẩu di động 60T dùng để phục vụ thi công bãi đúc dầm và lắp dựng cần cẩu trục. Ngoài ra cần cẩu này còn sử dụng để cẩu cốt thép và cáp nằm ngoài phạm vi hoạt động của cẩu trục.

- Hai cẩu trục được dựng lắp trên đường ray, chúng được sử dụng chủ yếu để nâng dầm sau khi đúc xong từ bệ đúc đến bãi chứa dầm. Ngoài ra chúng còn được dùng để cẩu dầm lên xe goòng ra vị trí đặt dầm trên nhịp.

- Cần cẩu trục còn được sử dụng hàng ngày để cẩu lồng thép cũng như ván khuôn trong vào vị trí bệ đúc.

- Tất cả các cần cẩu trục trước khi đưa vào sử dụng đều phải thử tải kiểm tra năng lực cẩu.

2.1.3.3. Vật liệu chế tạo dầm: - Bê tông: Được sản xuất bằng trạm trộn hoặc bê thương phẩm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật quy định theo chỉ dẫn kỹ thuật của dự án. Bê tông chở đến công trường bằng xe Mix loại 3m3 hoặc 6m3, bê tông đảm bảo độ sụt 14 ÷15 ±2, tùy thuộc yêu cầu của dự án về số lượng lấy mẫu bê tông, thông thường 1,5m3 bê tông lấy một mẫu. Bảo dưỡng mẫu tại công trường, sau 48 giờ vận chuyển đến phòng thí nghiệm, tiếp tục bảo dưỡng và xác định cường độ bê tông sau 72 giờ để cắt cáp hoặc căng cáp và cẩu dầm. Trường hợp mẫu bê tông 28 ngày không đạt yêu cầu ta có thể khoan lấy mẫu trực tiếp từ dầm hoặc sử dụng công nghệ bắn bê tông để kiểm tra, nghiệm thu trước khi lắp đặt chính thức.

- Cốt thép:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Sử dụng loại cốt thép có gờ với cường độ theo đúng yêu cầu kỹ thuật của dự án, trước khi đưa vào sử dụng phải được thí nghiệm kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý theo tiêu chuẩn của dự án.

- Vật tư thiết bị dự ứng lực: Tất cả các vật tư và thiết bị dự ứng lực đều phải được thí nghiệm trước khi đưa vào sử dụng. Thiết bị căng kéo (kích, trạm bơm), cáp dự ứng lực, các vật tư dự ứng lực khác (nêm, neo, …) đều được kiểm định định kỳ hoặc đột xuất khi có nghi ngờ. Cáp dự ứng lực, nêm, neo phải được thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý theo tiêu chuẩn kỹ thuật dự án.

2.1.3.4. Ván khuôn dầm và bệ đúc dầm. a. Ván khuôn dầm: - Ván khuôn dầm được chế tạo bằng tôn 6mm, các sườn tăng cường bằng hệ thép hình. Chúng được liên kết cố định vào ván khuôn đáy bệ đúc dầm.

- Để đảm bảo độ bằng phẳng của bề mặt ván khuôn, yêu cầu người tham gia chế tạo phải có tay nghề cao, có kinh nghiệm hàn (sang phanh, hàn đứt đoạn..).

- Trước khi lắp đặt ván khuôn ngoài cần phải kiểm tra đảm bảo tất cả các mặt cắt được kê lên bệ đúc.

- Toàn bộ các kích thước, độ bằng phẳng ván khuôn đảm bảo đúng hồ sơ thiết kế. - Phải được các bên nghiệm thu xác nhận trước khi đổ bê tông dầm. b. Bệ đúc dầm: Tuỳ theo điều kiện địa chất, để chọn kết cấu nền móng cho bệ đúc dầm. Nền móng phải đảm bảo độ chặt không nén lún, rải lớp đá dăm đầm chặt K95. Hai đầu dầm đúc khối bê tông làm móng kê gối, đắp cấp phối đá dăm đầm chặt K95, chất tải khử lún. Bệ đúc dầm được láng vữa tạo phẳng và thoát nước, lắp đặt hệ sàn lát ván khuôn thi công đáy dầm bằng thép định hình, liên kết chặt chẽ với nhau và liên kết với ván khuôn dầm bằng chốt quay.

2.1.3.5. Sản xuất và lắp đặt lồng thép và cáp dự ứng lực. - Lồng thép được chế tạo tại bệ đúc dầm hoặc tại mặt bằng gia công lồng thép sau đó cẩu lắp vào bệ đúc dầm.

- Cốt thép được gia công và lắp dựng theo đúng hồ sơ thiết kế. - Lắp đặt cáp DƯL và các chi tiết tạo hình theo đúng vị trí thiết kế. - Định vị lồng thép, đảm bảo chiều dày lớp BT bảo vệ và vị trí chính xác cáp DƯL (Lưu ý cường độ mẫu vữa bê tông con kê tương đương với cường độ bê tông dầm)

- Đặt ván khuôn đầu dầm. Cáp DƯL được xuyên qua các lỗ có sẵn trên ván khuôn này. - Đảm bảo các kích thước, vị trí chính xác theo đúng thiết kế, tổ chức nghiệm thu chuyển giai đoạn thi công.

2.1.3.6. Đổ bê tông dầm: - Trước khi đổ bê tông, đơn vị thi công cùng Tư vấn kiểm tra lại lần cuối toàn bộ công tác ván khuôn, cốt thép, vị trí cáp DƯL cũng như các công tác chuẩn bị trước khi đổ bê tông. Hai bên cùng xác nhận vào biên bản "Kiểm tra trước khi đổ bê tông".

- Sử dụng tối thiểu 2 xe mix để vận chuyển bê tông, thể tích bê tông mỗi xe ít nhất 3 m3, vận chuyển lần lượt từng xe một, đảm bảo cấp bê tông không bị gián đoạn.

- Tất cả các mẻ bê tông đều được kiểm tra độ sụt trước khi đổ (Độ sụt theo yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật dự án).

- Bê tông được đổ trực tiếp từ xe Mix thông qua máng. - Từng lớp BT sau khi đổ được đầm lèn nhờ các đầm rung gắn vào ván khuôn với khoảng cách 2m/1đầm và các đầm dùi 30cm.

- Trong quá trình đổ bê tông, hai bên tiếp tục xác nhận vào "Biên bản quá trình đổ BT". - Thời gian đổ bê tông cho mỗi phiến dầm khoảng 2 giờ, tùy thuộc vào chiều dài dầm và kích thước dầm.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Sau khi kết thúc đổ bê tông, các bên ký "Biên bản sau khi đổ bê tông" để chuyển sang bước bảo dưỡng.

- Bảo dưỡng bê tông dầm theo đúng quy định. Trong 7 ngày đầu, ban ngày tưới 3 giờ 1 lần, ban đêm ít nhất 1 lần. Sau đó phải tưới ít nhất 3 lần mỗi ngày đêm. Công việc bảo dưỡng phải duy trì đều đặn trong vòng một tuần lễ sau ngày đổ bê tông. Nếu trời mát hoặc hơn và có thể giảm bớt, nhưng dưới trời nắng nóng, phải thường xuyên và kéo dài hơn.

2.1.3.7. Chế tạo dầm BTCT DƯL căng trước: - Đặc điểm:

 Cốt thép DƯL sử dụng là loại bó sợi song song: 20p5, 24p5 hoặc bó cáp 7 tao xắn 12,7 hoặc 15,2, hoặc sợi đơn 12,7 hoặc 15,2

 Vị trí các điểm uốn cốt thép DƯL: 1 - Đối với dầm có L  18m thì bố trí 2 điểm uốn trên toàn dầm. 2 - Đối với dầm có L > 18m thì bố trí 4 điểm uốn trên toàn dầm.  Khoảng cách từ điểm uốn đầu tiên đến tim gối 0.2Ltt và khoảng cách giữa các điểm uốn  2m.

- Ưu điểm:

 Công tác kéo cốt thép DƯL được tiến hành nhanh chóng và đảm bảo độ chính xác

cao do quá trình căng kéo được thực hiện trên bệ căng.  Đảm bảo tính dính bám giữa bê tông và cốt thép DƯL.  Có tính công nghiệp cao, thích hợp cho công tác chế tạo dầm trong nhà máy

- Nhược điểm:

 Phải chế tạo bệ căng rất phức tạp.  Chỉ thích hợp với công nghệ chế tạo dầm giản đơn. Rất khó áp dụng cho kết cấu cầu lớn thi công theo phương pháp đúc đẩy, đúc hẫng hoặc đúc trên đà giáo di động.

- Các vật liệu chính trong công nghệ căng trước:

 Cốt thép thường: Tuân thủ quy định tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án.  Cốt thép CĐC: bó sợi song song 5, 20 5, 245, 485, tao xoắn 7 sợi 12,7 hoặc 15,2. Riêng đối với các dầm không có bản bụng sử dụng sợi đơn 12,7 hoặc 15,2 để căng trước.

Hình 2.1. Cấu tạo bó sợi song song và tao xoắn  Neo quả trám: Trong trường hợp sử dụng bó cáp để căng trước, nhằm tăng khả năng dính bám với bê tông người ta bố trí neo quả trám hai đầu cáp. Căng cáp đơn không sử dụng neo quả trám.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 2.2. Cấu tạo neo quả trám

 Bộ kẹp: Được gắn vào đáy bệ đúc bằng bu lông liên kết, bộ kẹp được sử dụng để tạo điểm uốn thép dự ứng lực. Phần liên kết với bệ đúc sẽ được tháo rời sau khi bê tông đạt 80% cường độ thiết kế.

Hình 2.3. Bộ neo kẹp điều hướng cáp DƯL

1-Thanh tì kích

2-Đầu nối

3-Vỏ kích

4-Ty kích

5-Pit tông

6- Đầu nối ống dầu kéo kích

7- Đầu nối ống dầu hồi kích

8- Vòng treo kích

 Kích: Sử dụng loại kích thông tâm thủy lực để căng kéo cáp, kích phải được kiểm định ngay trước khi đưa vào sử dụng nhằm đảm bảo độ chính cao.

Hình 2.4. Cấu tạo kích căng cáp DƯL

 Ván khuôn: Sử dụng ván khuôn thép liên kết khớp với bản đáy bệ đúc nhằm tạo điệu kiện thuận lợi trong việc căn chỉnh, tháo lắp ván khuôn dầm. Trường hợp chế tạo dầm trong xưởng, toàn bộ dầm được đúc trong hộp thép phục vụ cho công tác bảo dưỡng gia nhiệt sau này. Trường hợp đúc trên công trường, không cần hộp kín gia nhiệt mà người ta bảo dưỡng dầm bằng phương pháp tưới nước trực tiếp để làm ẩm.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Trình tự thi công.

 Sơ đồ bố trí thi công:

Thanh c¨ng

DÇm BTCT

Bé kÑp ®Þnh vÞ

6 Bé xe chë dÇm

BÖ c¨ng cèt thÐp D¦L 3 Neo ngÇm trong bª t«ng

Hình 2.5. Bệ căng cố định trên mặt đất

Hình 2.6. Bệ căng đặt trên bộ toa xe di động

 Trình tự công nghệ:

 Xây dựng bệ căng cốt thép.  Lắp đặt hệ thống neo, kẹp định vị.  Lắp đặt cốt thép, các ống ghen và cốt thép DƯL.  Kéo căng cốt thép DƯL bằng phương pháp cơ học hoặc bằng phương pháp nhiệt.

 Tiến hành đổ bê tông và bảo dưỡng bê tông dầm.  Tiến hành bão dưỡng bằng tưới ẩm theo quy định hoặc gia nhiệt bằng hơi

nước nóng với 3 giai đoạn:  Giai đoạn tăng nhiệt 4h.  Giai đoạn đẳng nhiệt 36h với nhiệt độ ổn định.  Gai đoạn hạ nhiệt cho đến nhiệt độ môi trường, hạ thấp dần trong vòng 6h.

 Khi bê tông đạt 80% cường độ thì tiến hành buông cốt thép DƯL khỏi bệ căng và neo chuyển hướng. Sử dùng đèn khò oxy-acetylene để cắt cáp truyền dự ứng lực, đảm bảo các sợi cáp được giảm tiết diện từ từ và truyền lực một cách dần dần vào bê tông. Quá trình cắt cáp thực hiện cẩn thận, trình tự cắt cáp giống như trình tự căng kéo. Vị trí cắt cáp được thực hiện cách mép đuôi dầm tối thiểu 300mm, đánh dấu vị trí cách mép dầm 100mm để kiểm tra độ tụt cáp.

 Cốt thép có xu hướng co ngắn lại thông qua hệ thống neo cố định trong bê tông và lực ma sát giữa bê tông và cốt thép tạo ra lực nén trước trong dầm bê tông tại thớ chịu kéo, dầm bị vồng lên và tự động tách khỏi ván khuôn.

 Tháo dỡ ván khuôn chuẩn bị cho chu trình chế tạo dầm tiếp theo.

2.1.3.8. Chế tạo dầm BTCT DƯL kéo sau: - Đặc điểm:

 Cốt thép DƯL sử dụng là các bó tao xoắn 7 sợi có đường kính một tao: 12.7; 15.2;

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

15.7; 17.8mm.

 Cốt thép DƯL được bố trí theo đường cong Parabol hoặc đường cong tròn.

- Ưu điểm:

 Không cần chế tạo bệ căng, neo chuyển hướng.  Phương pháp kéo sau ngoài sử dụng cho thi công KCN dầm giản đơn còn thích hợp với cả các KCN lớn thi công theo công nghệ đúc hẫng, đúc đẩy hoặc đúc trên đà giáo di động.

- Nhược điểm:

 Tính công nghiệp trong công tác chế tạo dầm không cao.  Tính dính bám giữa bê tông và cốt thép không được tốt.

- Các vật tư, thiết bị chính:

 Cốt thép thường: Tuân thủ quy định kỹ thuật của dự án.  Cốt thép CĐC: sử dụng thép tao xoắn 7 sợi. Bó 7 tao, 9T, 12T, 17T, 19T, 23T,…, 40T.

Hình 2.7. Bó cáp  Neo: Thường sử dụng neo chóp cụt với hệ thống nêm neo được kiểm định chất lượng an toàn trước khi sử dụng. Neo bố trí cố định tại hai đầu dầm, mặt neo vuông góc với phương của cáp DƯL.

Hình 2.8. Cấu tạo neo chóp cụt và neo tổ ông

 Kích: Sử dụng kích thủy lực thông tâm với đầy đủ các trang thiết bị phục vụ kích kéo cáp dự ứng lực. Kích phải được kiểm tra, kiểm định chất lượng và hiệu chỉnh sai số kỹ thuật trước khi đưa vào sử dung.

- Trình tự thi công:

Gi¸ treo kÝch

DÇm BTCT

KÝch kÐo c¸p D¦L

Cap D¦L

6 M¸y b¬m dÇu vµ ®ång hå ®o ¸p lùc

èng ghen chøa c¸p

 Sơ đồ bố trí thi công:

Hình 2.9. Sơ đồ chế tạo dầm BTCT DƯL kéo sau

 Trình tự công nghệ chế tạo dầm:

 Lắp đặt cốt thép thường và bố trí các ống ghen theo đường cáp thiết kế, đồng thời bố trí các ống nhựa PVC để sau khi kéo cáp DƯL sẽ bơm vữa lấp lòng ống ghen.  Lắp đặt ván khuôn.  Tiến hành đổ bê tông dầm, bảo dưỡng theo quy định.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Khi bê tông đạt 80% cường độ thì tiến hành kéo cáp DƯL.  Tiến hành bơm vữa lấp lòng ống ghen qua các ống nhựa PVC đã bố trí.  Đổ bê tống lấp đầu neo và hoàn thiện dầm.

- Trình tự căng kéo các bó cáp DƯL căng sau:

 Đặt kích tại cả hai đầu của cáp để tiến hành căng kéo từng bó cáp DƯL.  Căng kéo các bó theo thứ tự từ trên xuống dưới để tránh gây ra ứng suất kéo làm nứt bê tông thớ trên của dầm, đồng thời kéo các bó nằm gần trục tim của mặt cắt dầm trước sau đó mới kéo các bó ở xa để tránh gây ra mômen uốn ngang dầm.  Tiến hành căng kéo theo từng cấp tải trọng nhằm kiểm soát được độ dãn dài đồng thời khử các biến dạng đàn hồi và hiện tượng chùng dão của cáp DƯL. Ta có thể kéo theo các cấp như sau:

 Cách 1: 0,1Pk; 0,25Pk; 0,5Pk; 0,8Pk; 1,0 Pk; 1,05 Pk

 Cách 2: 0,2Pk; 0,4Pk; 0,6Pk; 0,8Pk; 1,0 Pk; 1,05 Pk

Ở đây Pk là lực kéo tính toán theo thiết kế trong mỗi bó cáp DƯL.

 Trình tự căng kéo các bó cáp DƯL:

 Bước 1: Kéo so dây: Căng từ 0,0Pk đến 0,1Pk  Bước 2: Tiến hành kéo theo các cấp lực, 0,1Pk ; 0,25Pk ; 0,5Pk ; 0,8Pk; 1,0 Pk hoặc 0,2Pk ; 0,4Pk ; 0,6Pk ; 0,8Pk ; 1,0 Pk

 Sau mỗi cấp lực thì dừng kéo từ 3÷5 phút và đo độ dãn dài ở mỗi cấp lực.  Khi căng đến 1,0 Pk thì đo tổng độ dãn dài của cáp tại hai đầu căng là l.

 Bước 3: Lập biểu đồ quan hệ lực căng và độ dãn dài: P và l.  Bước 4: Lập bảng tính độ dãn dài của cáp ứng với các cấp áp lực căng kéo  Bước 5: Kiểm tra độ dãn dài theo tính toán bằng công thức:

l2 = l - l1

Trong đó:

 l1: Là độ tụt cáp khi đóng neo được lấy theo thí nghiệm của quá trình đóng thử trong phòng thí nghiệm ứng với loại cáp và loại nêm sử dụng.

 l: Tổng độ dãn dài đo được tại cấp lực cuối cùng.

 Nếu l2 có sai số đạt  5% so với l0 (độ dãn dài theo tính toán thiết kế) thì dừng căng và tiến hành đóng neo, hạ áp suất dầu để cả hai kích hồi về 0.

 Nếu l2 < l0 quá 5% thì tiến hành kéo tiếp đến 1,05Pk và tiếp tục kiểm tra điều kiện l2 có sai số đạt  5% và tiến hành đóng neo, hạ áp suất dầu để cả hai kích hồi về 0.

 Trong mọi trường hợp không được căng quá 1,05Pk và độ dãn dài của cáp sau khi đóng neo không được sai số quá từ (-5%  +7%) so với giá trị thiết kế.

 Nếu độ l2 có sai số đạt > 5% sau khi đã kéo đến 1,05Pk thì phải hiệu chỉnh lại

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

thiết bị hoặc thí nghiệm lại vật liệu để tìm ra nguyên nhân và đề xuất giải pháp xử lý. - Kiểm tra lực kéo:

 



pF c Pt

S F d

 Kiểm tra lực kéo thông qua áp lực đồng hồ bơm kích:

Trong đó:



   1





L d

 S- lực kéo tác dụng lên bó cáp.  p- áp lực đọc trên đồng hồ bơm kích  Fpt- diện tích tiết diện pitông kích.  c- hệ số mất mát 0.95  Fd- diện tích tiết diện bó cốt thép - Kiểm tra lực kéo thông qua độ dãn dài của bó cốt thép: 

Trong đó:

 1, 2 là độ dãn dài đo ở mỗi đầu đặt kích.  Ld là khoảng cách giữa hai điểm chuẩn “0” đánh dấu trên cáp.  E là mô đuyn đàn hồi của cáp. 2.1.3.9. Vận chuyển các phiến dầm BTCT: a. Dầm BTCT thường: - Móc cẩu được chôn sẵn trên dầm, hoặc sử dụng giá cẩu. - Sử dụng cần cẩu, cáp, ma ní cẩu nhấc dầm ra khỏi bệ đúc. - Tiến hành vệ sinh, sơn sửa và hoàn thiện dầm, tạo nhám các vị trí liên kết ngang, thép chờ liên kết bê tông mặt cầu.

- Sử dụng xe goong, cẩu chuyển, hoặc ô tô vận chuyển để chuyển dầm đến vị trí tập kết. - Tiến hành kê chống tạm, đảm bảo an toàn, ổn định trong thời gian chờ lắp đặt lên kết cấu nhịp.

- Không kê chồng các dầm lên nhau, rất dễ gây tai nạn mất an toàn lao động, và thiệt hại nặng nề khi có sự cố xảy ra.

- Tiếp tục công tác bảo dưỡng bê tông để phát triển đủ cường độ R28 đạt yêu cầu, nghiệm

thu đưa vào lắp đặt kết cấu nhịp. b. Dầm BTCT dự ứng lực: - Dầm được chế tạo trong nhà máy hoặc có bãi đúc dầm quá xa công trường thì dầm được vận chuyển bằng các thiết bị chuyên dụng, thường là ô tô vận chuyển dầm.

- Dầm đúc tại công trường thì sử dụng cẩu giá Long Môn, giá cẩu chữ A, hoặc hai cẩu có đủ năng lực mỗi cẩu > 50T (tổi thiểu phải sử dụng hai cầu hai đầu vì dầm DƯL thường dài, không đảm bảo ổn định nếu sử dụng một cẩu), móc cẩu vào vị trí chế tạo sẵn nhấc dầm tập kết vào vị trí.

- Sau khi hoàn thành công tác cắt cáp dự ứng lực (đối với căng trước) và căng cáp DƯL (đối với căng sau), sử dụng các thiết bị chuyên dụng cẩu chuyển dầm ra khỏi bệ đúc và tập kết tại bãi tạm để sửa chữa hoàn thiện dầm. Sử dụng vữa keo Epoxy để bịt các đầu neo với độ dày che phủ tối thiểu 6mm.

- Vận chuyển dầm tập kết vào bãi phải tuân thủ các yêu cầu đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh môi trường, kê chống, gia cố ổn định đảm bảo an toàn tuyệt đối.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Tiếp tục bảo dưỡng bê tông liên tục tối thiểu 7 ngày tiếp theo, và bảo dưỡng định kỳ thời gian còn lại.

- Tạo nhám các vị trí xây dựng liên kết ngang tại hiện trường. - Vệ sinh cốt thép chờ neo bản bê tông mặt cầu.

2.1.4. Biện pháp thi công kế cấu nhịp dầm bê tông cốt thép lắp ghép:

2.1.4.1. Lao lắp KCN bằng giá pooctic. - Đặc điểm:

 Quá trình thi công lắp ghép KCN được thực hiện trên đà giáo - trụ tạm nên đảm bảo an toàn và chất lượng của công trình.

 Tốn chi phí xây dựng đà giáo - trụ tạm, kết cấu mở rộng trụ đồng thời kéo dài thời gian thi công.

 Không đảm bảo vấn đề thông thuyền trong quá trình thi công.  Tính công nghiệp hóa thấp, phải tháo lắp hệ giá Pooctic mỗi khi thi công nhịp mới.

 Tính ổn định giá Pooctic không cao.

- Phạm vi áp dụng:

 Cầu có nhiều nhịp, các nhịp là nhịp giản đơn có chiều dài L ≤ 40m.  Khi không có các thiết bị chuyên dụng để lao lắp KCN.  Thi công tại nơi không yêu cầu về vấn đề thông thuyền.

MNTC

- Tổ chức thi công.

Hình 2.10. Sơ đồ thi công lao dọc KCN bằng xe con trên đà giáo .

Hình 2.11. Sơ đồ lắp dọc và ngang các phiến dầm

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 2.12. Mặt bằng công trường thi công

- Trình tự thi công:

 Chế tạo các phiến dầm trong công xưởng sau đó vận chuyển đến công trường bằng ôtô hoặc tiến hành đúc dầm ngay tại bãi đúc đầu cầu.

 Xây dựng hệ đà giáo - trụ tạm phục vụ thi công.  Lắp dựng giá pooctíc trên mố và trụ để sàng ngang các phiến dầm.  Lắp hệ thống đường ray, xe goòng và di chuyển các phiến dầm ra vị trí nhịp.  Dùng giá pooctíc để sàng ngang phiến dầm đã di chuyển ra nhịp và hạ xuống gối cố định trước, gối di động sau.

 Đổ bê tông mối nối giữa các dầm đã đặt được lên gối cầu để tăng cường độ cứng theo phương ngang.

 Tiếp tục lao các phiến dầm và đặt lên các phiến dầm bê tông đã liên kết với nhau bằng mối nối bản mặt cầu.

 Di chuyển cụm dầm thép dùng để lao dầm tiến lên nhịp tiếp theo.  Dùng giá pooctíc để sàng ngang các phiến dầm còn lại.  Tiến hành đổ bê tông các dầm ngang để liên kết các phiến dầm.  Tiếp tục thi công các nhịp tiếp theo.  Làm lớp phủ mặt cầu và hoàn thiện cầu.

- Tính toán giá Pooctic:

 Để đảm bảo ổn định, giá Pooctic và hệ thống dầm dẫn cần được kiểm toán, thiết kế sơ bộ trước khi đưa vào thi công. Hồ sơ biện pháp thi công cần được lập đầy đủ, được Tư vấn giám sát chấp thuận trước khi triển khai thực hiện.

 Các nội dung chính cần tính toán gồm:

 Kiểm tra khả năng lao dầm dẫn, tính toán mui dẫn, khả năng chịu lực, … theo phương pháp dầm giản đơn chịu tải trong phân bố đều gồm trọng lượng bản thân, tải trọng thi công, trọng lượng dầm phải chở, thiết bị thi công (nếu có). Kiểm tra các mặt cắt chịu tải bất lợi đảm bảo nằm trong giới hạn an toàn theo Tiêu chuẩn áp dụng cho dự án.

 Kiểm tra ổn định, khả năng chịu lực của giá Pooctic, xác định tải trọng bản thân, thiết bị và dầm chính. Mô hình theo sơ đồ khung ngàm để tính toán các mặt cắt chịu lực bất lợi.

 Có thể sử dụng các phần mềm tính toán như Sap, RM, Midas, … để mô hình và kiểm toán.

2.1.4.2. Lao lắp KCN bằng giá lao ba chân. - Đặc điểm:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Thời gian thi công nhanh và giảm được chi phí xây dựng do không phải xây dựng hệ đà giáo trụ tạm.

 Không gây cản trở giao thông đường thuỷ trong quá trình thi công.  Giữ ổn định trong thi công lao giá ba chân là rất quan trọng.

- Phạm vi áp dụng: Khi thi công cầu có các nhịp giản đơn có:

 Chiều dài nhịp L33m.  Trọng lượng dầm : P  60T.  Mặt cầu có bề rộng : Bcau 11m  Đối với cầu có bề rộng: Bcau > 11m thì phải cấu tạo lại kết cấu sàng ngang của giá ba chân cho phù hợp.

MNTC

-. Tổ chức thi công.

Hình 2.13. Sơ đồ thi công giá ba chân

- Trình tự thi công:

 Chế tạo các phiến dầm trong công xưởng sau đó vận chuyển đến công trường bằng ôtô hoặc tiến hành đúc dầm ngay tại bãi đúc đầu cầu.

 Lắp hệ thống đường ray, xe goòng để di chuyển giá ba chân và các phiến dầm ra vị trí nhịp.

 Lắp giá ba chân trên nền đường đầu cầu. Sau đó di chuyển trên đường ray ra ngoài sông cho đến khi kê được chân trước lên đỉnh trụ.

 Di chuyển dầm bằng xe goòng trên đường ray.  Dùng bộ múp của xe trượt số 1 treo đỡ đầu trước của dầm sau đó tiếp tục di chuyển cho đến khi đầu sau của dầm đến bên dưới của xe trượt thứ 2. Treo dầm bằng cả

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2 xe trượt sau và tiếp tục di chuyển dầm vào vị trí.

 Tiến hành sàng ngang và hạ phiến dầm xuống gối: hạ xuống gối cố định trước và gối di động sau.

 Tiến hành đổ bê tông các dầm ngang để liên kết các phiến dầm.  Tiếp tục thi công các nhịp tiếp theo bằng cách di chuyển giá ba chân trên hệ đường ray được lắp trên kết cấu nhịp đã lắp ra vị trí nhịp kế tiếp.

Hình 2.14. Trìh tự thi công lắp dầm bằng giá ba chân

Tµ vÑt gç

Xe trît 2

8 Ray di chuyÓn xe trît

KÕt cÊu dµn Ch©n tríc 3 Ch©n gi÷a

Ch©n sau 5 §èi träng Xe trît 1 6

Ray di chuyÓn gi¸ ba ch©n

- Cấu tạo của bộ giá lao ba chân.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 2.15. Cấu tạo của bộ giá lao ba chân bằng kết cấu YUKM

- Tính toán giá giá ba chân:

 Tiến hành mô hình hóa giá ba chân như kết cấu khung, liên kết ngàm. Tính toán các trường hợp bất lợi trong thi công lắp giá ba chân cũng như trong quá trình thi công kết cấu nhịp, đảm bảo an toàn theo yêu cầu tiêu chuẩn của dự án.

 Sử dụng phần mềm tính toán như Sap, RM, Midas để mô phỏng tính toán, kiểm toán kết cấu.

2.1.4.3. Lao lắp KCN bằng giá lao hai chân. - Cấu tạo giá hai chân

Hình 2.16. Sơ đồ lắp đặt giá lao hai chân

- Lao dầm BTCT:

Hình 2.17. Sơ đồ lắp dầm BTCT

2.1.4.4. Lao lắp KCN bằng giá long môn. - Đặc điểm:

 Quá trình thi công lắp ghép KCN được thực hiện trên đà giáo nên đảm bảo an toàn và chất lượng của công trình.

 Tốn chi phí xây dựng đà giáo đồng thời kéo dài thời gian thi công.  Gây cản trở giao thông đường thuỷ trong quá trình thi công.

- Phạm vi áp dụng:

 Cầu có nhiều nhịp, các nhịp là nhịp giản đơn có chiều dài L  40m.  Khi không có các thiết bị chuyên dụng để lao lắp KCN.

- Tổ chức thi công trên cạn

Hình 2.18. Sơ đồ bố trí thi công

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Trình tự thi công:

 Chế tạo các phiến dầm trong công xưởng sau đó vận chuyển đến công trường bằng

ôtô hoặc tiến hành đúc dầm ngay tại bãi đúc đầu cầu.

 Tiến hành bóc bỏ lớp đất hữu cơ, đất bùn nhão trong phạm vi thi công tại khu vực bãi sông.

Hình 2.19. Lắp dọc và sàng ngang dầm

 Dải cấp phối đá dăm làm lớp mặt cho bãi và tiến hành lắp đặt hệ chồng nề, tà vẹt, đường ray di chuyển các phiến dầm và di chuyển cẩu.

 Lắp dựng giá long môn và hệ dàn thép liên tục để di chuyển dầm.  Lắp hệ thống đường ray, xe goòng và di chuyển các phiến dầm ra vị trí nhịp.

 Dùng giá long môn để sàng ngang phiến dầm đã di chuyển ra nhịp và hạ xuống gối.

 Tiến hành đổ bê tông các dầm ngang để liên kết các phiến dầm.  Sau khi đã thi công xong nhịp thứ nhất thì di chuyển giá long môn trên đường ray

sang nhịp tiếp theo và tiếp tục thi công.  Làm lớp phủ mặt cầu và hoàn thiện cầu.

MNTC

- Tổ chức thi công trong điều kiện ngập nước.

Hình 2.20. Sơ đồ bố trí thi công

- Trình tự thi công:

 Chế tạo các phiến dầm trong công xưởng sau đó vận chuyển đến công trường bằng ôtô hoặc tiến hành đúc dầm ngay tại bãi đúc đầu cầu.

 Xây dựng các trụ tạm tại vị trí trụ chính để tạo chỗ đứng cho giá long môn.  Lắp dựng giá long môn và hệ dàn thép liên tục để di chuyển dầm.

Hình 2.21. Lắp dọc và sàng ngang dầm

 Lắp hệ thống đường ray, xe goòng và di chuyển các phiến dầm ra vị trí nhịp.  Dùng giá long môn để sàng ngang phiến dầm đã di chuyển ra nhịp và hạ xuống gối.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Tiến hành đổ bê tông các dầm ngang để liên kết các phiến dầm.  Sau khi đã thi công xong nhịp thứ nhất thì di chuyển giá long môn trên kết cấu dàn thép sang nhịp tiếp theo và tiếp tục thi công.

 Làm lớp phủ mặt cầu và hoàn thiện cầu.

2.1.4.5. Lao lắp dầm BTCT bằng cần cẩu: a. Thi công theo phương pháp lắp dọc. - Đặc điểm:

 Tiến độ thi công nhanh, rút ngắn thời gian thi công, tính kinh tế cao.  Không phải xây dựng hệ đà giáo trụ tạm.  Chỉ lắp được dầm ngắn, hạn chế tầm với cảu cẩu.

- Phạm vi áp dụng:

 Kết cấu nhịp là nhịp giản đơn.  Cần cẩu phải có đủ sức nâng cần thiết.  Có vị trí đứng cho cần cẩu để lấy các cụm dầm và đặt lên nhịp.  Kỹ thuật công nhân lái cẩu cao.

MNTC

- Tổ chức thi công.

Hình 2.22. Sơ đồ thi công lắp dọc KCN bằng cẩu

- Trình tự thi công:

 Chế tạo các phiến dầm trong công xưởng sau đó vận chuyển đến công trường bằng ôtô hoặc tiến hành đúc dầm ngay tại bãi đúc đầu cầu.

 Lắp dựng hệ thống đường ray và xe goòng để di chuyển các phiến dầm.  Di chuyển từng phiến dầm đến vị trí đứng bên cạnh cần cẩu. Không được đặt các cụm dầm ở phía sau cần cẩu vì trong quá trình thi công cần cẩu chỉ có thể quay được một góc tối đa là 150o.

 Cần cẩu đứng trên đỉnh mố, mép dải xích hoặc mép chân đế của chân cần cẩu chống cách tường đỉnh 1m và quay cần lấy từng phiến dầm rồi đặt lên nhịp.

 Tiến hành lắp các phiến dầm gần vị trí cẩu trước, phiến dầm ở xa lắp sau.  Đặt các phiến dầm lên chồng nề sau đó dùng kích hạ KCN xuống gối: hạ xuống gối cố định trước và gối di động sau. Trong trường hợp cần cẩu có sức nâng lớn thì có thể hạ trực tiếp KCN xuống các gối cầu mà không cần đặt lên chồng nề.

 Tiến hành đổ bê tông các dầm ngang để liên kết các phiến dầm.  Làm lớp phủ mặt cầu và hoàn thiện cầu.

Lưu ý: Việc lựa chọn cần cẩu đảm bảo sức nâng và tầm với phù hợp. - Biện pháp treo dầm lên cần cẩu.

 Sử dụng một hoặc một cặp dầm I làm đòn gánh nhằm hạn chế lực nén lệch tâm

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

cho dầm chủ trong quá trình cẩu lắp (lực này không được tính toán trong thiết kế).  Dùng dây xích hoặc dây cáp luồn qua lỗ chờ đổ bê tông dầm ngang để treo dầm

S 

P sin.2  Biện pháp treo phiến dầm lên cẩu.

chủ lên dầm gánh. Sau đó treo dầm gánh lên móc cẩu.  Dây cáp treo được chọn phụ thuộc vào sức căng của dây.

Hình 2.23. Biện pháp treo dầm trong cẩu dọc

b. Thi công theo phương pháp lắp ngang. - Đặc điểm:

 Tiến độ thi công nhanh.  Các phiến dầm được vận chuyển ra đứng ngay trước vị trí cần cẩu đồng thời cần cẩu đứng ở vị trí giữa nhịp do đó giảm được tầm với và sức nâng của cẩu.

 Giảm được chi phí làm mặt cầu tạm cho sự di chuyển của cẩu trên các nhịp đã lắp. Tuy nhiên, lại phải làm đường hoặc hệ nổi di chuyển cho cẩu và cho xe goòng vận chuyển các phiến dầm trong khu vực bãi sông hoặc trên sông.

 Có thể sử dụng hai cẩu đối đầu để cẩu lắp các phiến dầm có chiều dài lớn.

- Phạm vi áp dụng:

- Thi công trong điều kiện trên cạn:

Hình 2.24. Sơ đồ cẩu ngang KCN khi thi công trên cạn

- Trình tự thi công:

 Tiến hành bóc bỏ lớp đất hữu cơ, đất bùn nhão trong phạm vi thi công tại khu vực

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

bãi sông.

 Rải cấp phối đá dăm làm lớp mặt cho bãi và tiến hành lắp đặt hệ chồng nề, tà vẹt,

đường ray di chuyển các phiến dầm và di chuyển cẩu.  Di chuyển các phiến dầm ra trước vị trí đứng của cần cẩu.  Cần cẩu nhấc và đặt các phiến dầm lên chồng nề sau đó dùng kích hạ KCN xuống

gối. Đặt các phiến dầm ở xa trước và ở gần sau.  Đổ bê tông dầm ngang để liên kết các phiến dầm.  Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu.

MNTC

- Thi công trong điều kiện ngập nước:

MNTC

Hình 2.25. Lấy dầm từ mũi nhô

Hình 2.26. Đặt các phiến dầm lên nhịp

- Trình tự thi công:

 Tiến hành xây dựng hệ cầu tạm (mũi nhô) nhô ra phía mặt sông. Mũi nhô được đặt ở phía hạ lưu cách vị trí cầu > 50m. Đồng thời mũi nhô phải đảm bảo cho hệ nổi có thể di chuyển vào và lấy các phiến dầm mà không bị mắc cạn.

 Chế tạo các phiến dầm trong công xưởng và di chuyển ra mũi nhô.  Di chuyển hệ nổi đến vị trí mũi nhô, neo giữ và dùng cần cẩu để lấy các phiến dầm.

 Di chuyển hệ nổi đến vị trí cầu sau đó dùng cần cẩu đặt từng phiến dầm lên chồng nề tại vị trí gối tương ứng. Sau đó dùng kích hạ dầm xuống gối.

 Đổ bê tông dầm ngang để liên kết các phiến dầm.  Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.2. Thi công kết cấu nhịp bê tông cốt thép theo biện pháp lắp ghép phân đoạn:

2.2.1. Đặc điểm chung:

Trong số rất nhiều công nghệ thi công cầu BTCT, công nghệ thi công lắp ghép phân đoạn có nhiều ưu điểm và đã được ứng dụng rộng rãi trên khắp thế giới cũng như ở Việt nam. Từ những năm 1977, phương pháp lắp ghép phân đoạn cầu khung T - dầm đeo thuộc hệ sơ đồ tĩnh định đã được áp dụng tại Việt Nam để thi công các cầu: Rào, Niệm, An-Dương ở Hải Phòng. Sự cố sập cầu Rào là một bài học kinh nghiệm lớn cho kỹ sư ngành cầu về triển khai thực hiện công nghệ.

Những năm gần đây, cùng với sự phát triển vượt bậc của công nghệ xây dựng, kỹ sư cầu Việt Nam đã nắm bắt được các công nghệ thi công tiên tiến, trong đó đã làm chủ được công nghệ dự ứng lực bằng thép cường độ cao để ứng dụng trong thi công các công trình cầu lớn. Một số công trình cầu lớn thi công theo công nghệ lắp ghép phân đoạn đã được thực hiện trong thời gian gần đây như: Cầu Kiền - Hải Phòng áp dụng công nghệ lắp hẫng hệ dầm cứng BTCT và đã hoàn thành đưa vào khai thác năm 2003, Cầu trên tuyến Metro Bến Thành - Suối Tiên và cầu Tân Vũ - Lạch Huyện áp dụng công nghệ lắp ghép phân đoạn trên đà giáo. 2.2.2. Đặc điểm công nghệ và ưu nhược điểm:

- Đặc điểm: Phương pháp lắp ghép phân đoạn là phương pháp chia kết cấu nhịp thành nhiều đốt, từng đốt được đúc sẵn và chở đến công trường lắp nối lại với nhau tại vị trí nhịp nhờ cốt thép DƯL kéo sau cùng với mối nối chống cắt. Có ba biện pháp thi công chính trong công nghệ lắp ghép phân đoạn là: Lắp hẫng hoặc bán hẫng; cắt khúc xâu táo; nối ghép trên đà giáo trụ tạm.

- Ưu điểm:

 Kiểm soát tốt chất lượng các đốt dầm do được đúc ngay trên bãi.  Không cản trở giao thông dưới cầu trong quá trình lắp ghép.  Tiến độ thi công nhanh.

- Nhược điểm:

 Yêu cầu kỹ sư và nhân công có tay nghề cao.  Trong quá trình lắp dầm cần điều chỉnh dầm với công nghệ cao.  Khi lắp dầm phải đảm bảo ổn định cho toàn bộ kết cấu nhịp và từng bộ phận kết cấu nhịp.

 Mối nối giữa các khối lắp ghép có thể là mối nối khô, mối nối ướt và cốt thép dự ứng lực phải đảm bảo đúng yêu cầu thiết kế đề ra.

 Yêu cầu thiết bị thi công chuyên dụng, khả năng mang tải lớn.

2.2.3. Chế tạo các đốt dầm:

Các đốt dầm thi công theo công nghệ lắp ghép phân đoạn (đối với biện pháp lắp hẫng và cắt khúc xâu táo) đòi hỏi ăn khớp với độ chính xác cao giữa đốt sau với đốt trước. Hiện nay, có hai biện pháp phổ biến đúc các đốt dầm là: Kề đầu gián đoạn và Xen kẽ kế tiếp.

2.2.3.1. Biện pháp kề đầu gián đoạn (Segment - Short line): - Các đốt dầm được đúc trong xưởng hoặc trên bãi đúc tại công trường theo một dây chuyên cố định.

- Các đốt dầm được đúc trên một bệ đúc cố định được cấu tạo từ các thanh thép hình đảm bảo chắc chắn, ổn định trong quá trình đúc các đốt dầm.

- Bệ đúc được gắn cố định trên nền bãi hoặc di động trên hệ thống trượt chắc chắn. Ván khuôn đáy gắn liền với bệ đúc và có thể điểu chỉnh cao độ bằng các kích thủy lực, ván khuôn thành gắn khớp cố định với bệ đúc để có thể tháo lắp dễ dàng, ván khuôn trong được tháo lắp thủ công theo tiến trình thi công đốt đúc. Bệ đúc gắn cố định một bên ván khuôn đầu, một đầu còn lại sử dụng đốt đúc trước đó để làm ván khuôn.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Sau khi đúc hoàn thành đốt đúc đầu tiên, sử dụng kích hoặc các thiết bị tời kéo gắn trên bệ đúc để vận chuyển đốt đúc lên phía trên trừ một khoảng rộng đủ để đúc đốt dầm tiếp theo. Căn chỉnh đốt dầm đã đúc vào vị trí ván khuôn đầu theo đúng thiết kế để tiến hành đổ bê tông đốt mới nhằm đảm bảo chuẩn xác mối nối liên kết.

- Sau khi đúc xong, lần lượt các đốt dầm được cẩu chuyển sang bãi tập kết chờ lắp ghép lên kết cấu nhịp cầu chính.

- Ưu điểm: Tổ chức mặt bằng thi công gọn, phù hợp với điều kiện công xưởng và trên công trường.

- Nhược điểm: Phương pháp này đòi hỏi việc căn chỉnh với độ chính xác cao, đặc biệt khó đối với dầm có chiều cao thay đổi, việc điều chỉnh ván khuôn đáy chính xác gặp nhiều khó khăn.

- Biện pháp này đã được áp dụng thành công tại công trường xây dựng cầu Kiền - Hải Phòng khi đúc các đốt đúc phân đoạn cho dầm cứng cầu dây văng.

Hình 2.27. Bệ đúc đốt dầm theo biện pháp kề đầu gián đoạn

2.2.3.2. Biện pháp xen kẽ kế tiếp (Long line precasting beds): - Các đốt dầm được đúc ngay trên công trường bãi đúc dầm. - Biện pháp này áp dụng cho loại kết cấu nhịp có mặt cắt thay đổi chiều cao, trên mặt bằng bãi đúc ta xây dựng một bệ đúc có chiều dài đúng bằng chiều dài nhịp cần lắp ghép, nền

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

đúc được tạo độ dốc và đường cong theo đúng thiết kế của đáy dầm.

- Tiến hành chia đốt đúc và đánh số thứ tự từ 0, 1, ..., n nếu có cả đốt K0 và từ 1, 2, ...n nếu không đúc khối K0 trên bãi. Tiến hành định vị, xác định vị trí các đốt dầm trên bệ, tiến hành đặt ván khuôn đúc các đốt đầm chẵn hoặc lẻ trước tùy vào vị trí đốt đầu và đốt cuối. Các đốt dầm đúc lần đầu cần bố trí đầy đủ ván khuôn trong, ngoài, hai đầu, sau khi hoàn thành giữ nguyên vị trí trên bệ đúc. Tiến hành bôi dầu chống dính hoặc dán nhựa chống dính lên bề mặt hai đầu các đốt dầm đã đúc để làm ván khuôn thành cho các đốt đúc sau. Cẩu chuyển các đốt dầm đến bãi tập kết theo thứ tự từ ngoài vào trong.

- Bệ đúc thường có hai loại: Sử dụng đất nện đầm kỹ để đắp bệ đúc theo đường cong đáy dầm, sau đó đổ một lớp bê tông mặt làm ván khuôn đáy, mặt bê tông đủ rộng để lắp đặt ván khuôn thành. Loại này chế tạo ván khuôn ngoài phải điều chỉnh độ cao theo độ cao của dầm, chiếm dụng mặt bằng lớn nhưng chi phí thấp. Hoặc xây dựng hai bệ bê tông hoặc khung thép theo hình dạng đáy dầm đặt dọc theo cạnh dầm BTCT, lát ván khuôn đáy và ván khuôn thành để thi công các đốt dầm, loại này tiện cho lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn ngoài do không phải điều chỉnh độ cao, chiếm dụng mặt bằng ít tuy nhiên giá thành đắt.

Hình 2.28. Bệ đúc dầm theo biện pháp xen kẽ kế tiếp

2.2.4. Tổ chức thi công lắp hẫng và thiết bị lắp hẫng:

Lắp hẫng cân bằng là công nghệ chia dầm BTCT thành các đốt đúc và lần lượt nối lại với nhau một cách đối xứng qua mặt cắt trụ nhờ căng kéo cốt thép DƯL chịu mô men âm và liên kết chống cắt giữa các đốt. Dựa vào phương tiện thiết bị sử dụng để lắp hẫng ta chia ra làm ba phương pháp cơ bản như sau:

 Lắp hẫng bằng cần cẩu công xon.  Lắp hẫng bằng giá lao.  Lắp hẫng bằng cần cẩu tay với.

2.2.4.1. Thi công lắp hẫng cân bằng sử dụng cần cẩu công xon: - Sử dụng cẩu công xon để lắp hẫng dầm BTCT được áp dụng phổ biến nhất, phù hợp với tất thảy các điều kiện thi công trên cạn cũng như dưới nước với các chiều dài nhịp khác nhau. Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là các đốt dầm được vận chuyển đến vị trí dưới nhịp, cẩu công xon sẽ cẩu đốt dầm lên và điều chỉnh lắp đốt dầm vào kết cấu nhịp.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 2.29. Cẩu công xon chế tạo từ xe đúc 1- dầm ray, 2- neo dầm ray, 3- dầm chủ cần cẩu, 4- neo cần cẩu, 5- dầm dọc của sàn ngang, 6- dầm gánh, 7- bộ kích cáp, 8- bánh xe chuyển hướng, 9- đòn gánh cẩu, 10- thanh treo tạm, 11- kích thủy lực, 12- thang và sàn công tác

- Cần cẩu công xon được cấu tạo từ hai thanh dầm chính, chạy trên dầm ray của phần dầm đã đúc trước đó. Chân cẩu công xon được neo bằng các thanh Bar chắc chắn vào dầm đã đúc, phần hẫng lắp đặt các thiết bị tời, kích, cáp, thanh Bar, ... để phục vụ cẩu lắp các đốt dầm vào nhịp. Sau khi hoàn thành lắp đặt một đốt đúc, cẩu công xon lại tiếp tục dịch chuyển lên phía trước trên hệ dầm ray để thực hiện chu trình lắp dầm tiếp theo. Để đảm bảo an toàn trong thời gian liên kết khối đúc với nhịp dầm, người ta tháo cáp treo mà thay bằng các thanh Bar tạm giữ đốt dầm tại vị trí thi công.

- Để nâng đốt dầm lắp ghép vào nhịp kết cấu người ta sử dụng hệ thống kích thủy lực thông tâm với bộ neo cáp hai chiều để cẩu đốt dầm vào vị trí lắp ghép. Hoặc có thể sử dụng bộ tời điện công suất lớn với hệ ròng rọc chuyển hướng để kích nâng đốt dầm vào vị trí lắp đặt.

Hình 2.30. Công xon dạng giàn tời kéo

1- giàn chủ, 2- dầm ray, 3- neo dầm ray, 4- neo giàn chủ, 5- ròng rọc chuyển hướng, 6- tời điện, 7- đòn gánh cẩu, 8- dầm công xon, 9- kích thông tâm, 10- thanh macalloy, 11- sàn công tác treo

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Một loại cần cẩu công xon khác không dựa trên cấu tạo của xe đúc là cần cẩu CPK-65 của Nga, hoạt động theo nguyên lý mầm quay phẳng và ròng rọc, tời múp để trục nâng dầm và căn chỉnh vào bị trí, loại này ít thấy sử dụng phổ biến trong thi công các công trình cầu ở Việt Nam.

Hình 2.31. Cần cẩu CPK-65

2.2.4.2. Thi công lắp hẫng cân bằng sử dụng giá lao dầm: - Biện pháp lắp hẫng bằng giá lao đầm được áp dụng khi mặt bằng thi công không cho phép cấp dầm đến vị trí thi công, hoặc sông có thông thuyển, hoặc mặt bằng dưới kết cấu nhịp vẫn phải khai thác giao thông. Giá lao có nhiệm vụ lấy dầm ở một vị trí khác, vận chuyển đến vị trí lắp và căn chỉnh lắp đặt vào kết cấu.

- Giá lao dầm có cấu tạo dạng giàn chuyên dụng hoặc lắp ráp từ kết cấu vạn năng, giá đứng trên hai chân chống chính và hai chân kích phục vụ cho quá trình di chuyển giá. Xe cẩu chạy trên đường ray trên không vướng vào chân giá, chân giá bằng thép có thể liên kết vào nhịp dầm hoặc trụ để đỡ giá. Khi chân phụ hạ xuống thì chân chính dược nhấc lên và tời kéo đến vị trí đặt chân chống và liên kết chắc chắn, sau đó nhấc chân phụ để kết cấu giàn làm việc trên hai chân chính theo mô hình dầm giản đơn mút thừa. - Trình tự công nghệ thi công như sau:

 Bước 1: Lắp khối K0 trên điểm trụ P1, neo tạm vào đỉnh trụ bằng thanh thép cường độ cao.

 Bước 2: Di chuyển giá lao dầm lên đứng trên nhịp N1, một chân đứng ở đỉnh mố, một chân đứng trên khối K0, giá lao vươn hẫng ra quá 1/2 nhịp N2.

 Bước 3: Sử dụng hai xe cẩu để cẩu lấy các đốt đúc tiến hành lắp đối xứng qua trụ. Cùng thời gian có thể tiến hành lắp khối dầm nhịp biên trên đà giáo cố định hoặc sử dụng giá lao và lắp dầm kiểu xâu táo.  Bước 4: Hợp long nhịp biên trên đà giáo treo.  Bước 5: Lắp và kéo cốt thép thớ dưới nhịp biên, di chuyển giá lên khối K0 trên trụ P2 đã được neo tạm vào đỉnh trụ. Tháo đà giáo đốt biên (nếu có).

 Bước 6: Di chuyển giá lao lên nhịp N2, một chân đứng trên trụ P2 vươn dài ra quá nửa nhịp N3.

 Bước 7: Tháo liên kết neo tạm trên đỉnh trụ P1, cẩu nhấc dầm thi công hẫng hai bên trụ P2.

 Bước 8: hợp long nhịp N2.  Bước 9: Kéo cốt thép cường độ cao thớ dưới nhịp N2 và tiếp tục chu trình di chuyển giá lao đến nhịp tiếp theo.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.2.4.3. Thi công lắp hẫng cân bằng sử dụng cần cẩu tay với: - Đây là biện pháp đặc biệt trong thi công lắp hẫng cân bằng, lợi dụng điều kiện thuận lợi của địa hình để bố trí cần cẩu di chuyển dọc nhịp cầu để lắp ghép các khối dầm.

- Trình tự công nghệ như sau: Sử dụng một cần cẩu đủ năng lực được kiểm định chất lượng phục vụ thi công lắp ghép dầm cả hai bên trụ. Mỗi bên tiến hành lắp ghép một lần 2 đốt dầm, trong đó 1 đốt được neo và căng kéo thép DƯL, đốt còn lại được gián keo và gá tạm vào khối trước đó thông qua dầm treo để cẩu di chuyển sang phía đối diện lắp các đột dầm tương tự. Tiến trình thực hiện cho đến khi hợp long.

- Lắp ghép nhịp biên trên đà giáo, tổ chức thi công hợp long và căng kéo thép DƯL trước khi hạ đà giáo và neo tạm đỉnh trụ. Công tác hợp long các nhịp tiếp theo sử dụng biện pháp dầm hợp long. 2.2.5. Mối nối các đốt dầm và thực hiện các mối nối:

Trong lắp hẫng cân bằng, liên kết giữa các khối thực hiện bằng cốt thép DƯL căng sau

với hai loại mối nối khô và ướt. 2.2.5.1. Mối nối ướt: Là mối nối thi công tại chỗ kết cấu nhịp bằng vữa có tính năng cao, có các loại mối nối ướt như sau:

- Mối nối khe rộng 20÷50cm gọi là mối nối rộng, yêu cầu phải có thép chờ nếu không phải khoan cấy cốt thép bằng keo Epoxy.

- Mối nối khe rộng 10÷20cm là mối nối không có thép chờ nhưng phải bố trí cốt thép mối nối để chống co ngót.

- Mối nối khe hẹp nhỏ hơn 10cm gọi là mối nối hẹp, không cần sử dụng cốt thép, có thể sử dụng vữa bê tông mác cao tự đầm để liên kết. Nếu khe hở nhỏ hơn 5cm thì sử dụng vữa keo Epoxy nhồi khe có ván khuôn giữ.

Biện pháp thi công: Tạo nhám mối nối, lắp nối các ống ghen luồn cáp, dùng con kê bê tông hoặc thép để cố định khe hở mối nối, treo đốt đúc lên giá treo dầm công xon đồng thời kéo ép hai thanh PC luồn trong nắp và đáy dầm hộp để cố định khối dầm. Tiến hành lắp dựng khung cốt thép (nếu có) sau đó tiến hành đổ vữa liên kết mối nối, sau khi vữa đạt cường độ tiến hành căng kéo cáp và tháo dỡ các thanh PC liên kết tạm.

Mối nối ướt chỉ để liên kết khối K1 với K0 đúc tại chỗ trên đỉnh trụ, nếu K0 đúc chính xác hoặc lắp ghép thì có thể không cần dùng mối nối ướt.

2.2.5.2. Mối nối khô: Được sử dụng phổ biến trong lắp hẫng, mối nối có mộng chống cắt và dán keo, bề mặt liên kết ép sít vào nhau, lớp keo dán chỉ dày khoảng 2÷3mm.

Keo được sử dụng để dán liên kết dầm là keo Epoxy, loại biến tính và loại đã xử lý biến tính. Tuân thủ chỉ dẫn kỹ thuật của dự án để mua loại kéo Epoxy thích hợp.

Biện pháp thi công: Sau khi cẩu dầm vào vị trí lắp ghép, tiến hành vệ sinh sạch sẽ mối nối bằng dung dịch Axetol rồi quét đều keo lên hai mặt mối nối. Để đảm bảo an toàn công nhân làm việc phải đứng trên khối dầm đã lắp ghép. Đưa đốt dầm vào mối nối và thay thế hệ treo bằng các thanh treo, lắp các thanh cường độ cao bằng các cút nối trên dầm đã lắp, dùng kích thông tâm kéo các thanh thép ép sát mối nối với áp lực 0,3Mpa để keo tràn đều ra hai bên. Trong thời gian chờ keo đông kết (30 phút đến 1 tiếng) đốt dầm vẫn được treo trên hệ treo. Sau đó luồn cáp và căng kéo mới tháo hệ treo để kết cấu nhịp làm việc theo sơ đồ công xon. Hợp long các nhịp trên hệ dầm treo kết hợp điều chỉnh vị trí hợp long.

2.3. Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo biện pháp đúc hẫng cân bằng:

2.3.1. Đặc điểm công nghệ đúc hẫng cân bằng:

Trong số rất nhiều công nghệ thi công cầu BTCT, công nghệ thi công đúc hẫng có nhiều ưu điểm và đã được ứng dụng rộng rãi trên khắp thế giới cũng như ở Việt nam. Sau khi tiếp

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

nhận công nghệ lắp hẫng cân bằng với những thất bại tại cầu Rào, cầu Niệm, các kỹ sư cầu Việt Nam đã vượt qua các khó khăn để tiếp nhận công nghệ đúc hẫng và triển khai thành công công trình đầu tiên cầu Phú Lương nhịp 102m hoàn thành năm 1994, và cầu sông Gianh nhịp 120m hoàn thành sau đó 2. Và bắt đầu tư đó là khúc khải hoàn cho công nghệ đúc hẫng được áp dụng rộng rãi trong nước như cầu Tiên Cựu (Hải Phòng), Cầu Lạc Quần (Nam Định), cầu Bình Triệu (TP. Hồ Chí Minh), ... Đặc trưng của công nghệ cơ bản như sau:

- Đặc điểm:

 Việc tiến hành đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí xây dựng đà giáo. Đồng thời bộ ván khuôn được sử dụng nhiều lần với cùng một thao tác lặp đi lặp lại do đó tăng năng suất lao động. Khi đúc xong mỗi đốt thì kéo căng cốt thép dự ứng lực và neo ở cuối mỗi đốt và bố trí qua trục tim dầm. Nhờ cáp thép ƯST đặt vào thớ trên mà vươn dài và treo hẫng ván khuôn. Các đốt này được nối với nhau bằng đốt hợp long nhịp biên để nối với đốt đã đúc trên đà giá cố định và đốt hợp long nhịp giữa để nối với hai phần công xon.

 Đảm bảo giao thông đường thuỷ đồng thời không gây thu hẹp dòng chảy trong quá trình thi công.

 Việc đúc hẫng các đốt dầm được tiến hành trong điều kiện kém ổn định đồng thời mặt bằng thi công chật hẹp, do đó đòi hỏi người chỉ huy thi công phải có trình độ tổ chức tốt, trang thiết bị đồng bộ và đội ngũ công nhân phải có trình độ mới có thể đảm bảo được chất lượng công trình.

- Phạm vi áp dụng:

 Khi thi công trong điều kiện phải đảm bảo vấn đề thông thuyền, thông xe và không được phép thu hẹp dòng chảy.

 Phương pháp đúc hẫng phù hợp với các dạng KCN có chiều cao mặt cắt thay đổi khi đúc các đốt dầm chủ cần điều chỉnh cao độ ván khuôn đáy theo thiết kế. Mặt cắt KCN có thể là hình hộp, hình chữ nhật hoặc dầm có sườn.

 Đối với cầu có sơ đồ hợp lý thì thi công theo phương pháp đúc hẫng còn tạo ra sự phù hợp về trạng thái làm việc của kết cấu trong giai đoạn thi công với giai đoạn khai thác. Điều này làm giảm được số lượng bó cáp phục vụ thi công dẫn đến hạ giá thành công trình vì không phải bố trí và căng kéo các bó cáp tạm thời.

 Các dạng cầu có biểu đồ M- ở đỉnh trụ: cầu dầm liên tục có nhiều nhịp, cầu khung T dầm đeo, cầu dầm mút thừa, cầu khung, dầm cứng của cầu dây văng.

2.3.2. Tổ chức thi công đúc hẫng cân bằng:

- Những điều kiện thi công: Trên cơ sở hồ sơ thiết kế kỹ thuật công trình ta có được các điều kiện thi công sau:

 Sơ đồ, bố trí chung cầu, số lượng nhịp liên tục, khẩu độ nhịp, số lượng nhịp dẫn,

số lượng hộp dầm trên mặt cắt ngang, kích thước hộp.  Chiều cao cầu tại vị trí nhịp biên và tại các vị trí đỉnh trụ.  Đặc điểm cấu tạo nhịp: có dự ứng lực ngoài hay không có dự ứng lực ngoài.  Điều kiện tự nhiên: địa hình, địa chất, thuỷ văn.  Khả năng sử dụng của thiết bị và những công trình phụ trợ sẵn có.

- Tổ chức thi công bao gồm:

 Chọn hình thức tổ chức dây chuyền thi công: song song hay tuần tự tức là tiến hành đồng thời hai phía bờ, đồng thời ở tất cả các đỉnh trụ hay lần lượt từ phía một. Cầu liên tục nhiều nhịp có thể tổ chức theo hình thức hỗn hợp.

 Chọn trình tự hợp long trên cơ sở phù hợp với sơ đồ chịu lực phù hợp với cấu tạo của nhịp hoặc do thiết kế quy định.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Chọn biện pháp hợp long phù hợp với hình thức tổ chức dây chuyền thi công đúc hẫng.

 Tổ chức hình thức vận chuyển vật tư, vật liệu phục vụ cho mỗi vị trí thi công và

trong mỗi giai đoạn thi công, đặc biệt biện pháp cấp vữa bê tông.  Tổ chức mặt bằng thi công trên mỗi vị trí và toàn bộ kết cấu nhịp.  Sắp xếp trình tự thi công trong mỗi dây chuyền và từng bước trong mỗi công đoạn của dây chuyền đó.

- Biện pháp thi công đúc hẫng (phổ biến cho cầu dầm liên tục 3 nhịp):

HìHình 2.32. Sơ đồ hợp long nhịp biên trước

 Hợp long nhịp biên trước, nhịp giữa sau:

 Vận chuyển bê tông bằng xe bơm theo đường công vụ, mố nhô.

 Vận chuyển bằng máy bơm bê tông - phục vụ thi công dùng hệ nổi.

 Dỡ bỏ neo tạm và hạ dần xuống gối chính trước khi hợp long nhịp giữa: KCN trước lúc hợp long nhịp giữa làm việc như dầm giản đơn mút thừa.

 Dỡ bỏ neo tạm và hạ dần xuống gối chính sau khi hợp long nhịp giữa: KCN trước lúc hợp long nhịp giữa làm việc như dầm khung mút thừa, sơ đồ rất ổn định nhưng sẽ phân phối lại mô men chịu tĩnh tải phần 1. Phần chịu M- trong giai đoạn thi công bị thừa và cốt thép chịu M+ phải tăng cường nhiều.  Hợp long nhịp giữa trước: tháo neo tạm sau khi hợp long nhịp biên: giá trị M+ rất lớn và cốt thép chịu M- nhịp giữa thừa.

Hình 2.33. Sơ đồ hợp long nhịp giữa trước

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Biện pháp bố trí mặt bằng thi công và biện pháp cấp vữa

 Thi công đồng thời hai nửa KCN:

 Hợp long hai xe đúc: phổ biến hiện nay, nhưng khi dỡ xe đúc thì hiệu ứng dỡ tải làm xuất hiện M- ở giữa nhịp.

 Hợp long một xe đúc: ít áp dụng, chỉ áp dụng khi thiếu thiết bị và cần phải chất đối trọng.

 Thi công từng nửa cầu: hợp long một xe đúc, áp dụng khi thiết bị hạn chế.

- Trình tự thi công đúc một đốt dầm hẫng:

 Kích hạ tháo ván khuôn xe đúc tách khỏi đốt đúc.  Di chuyển xe đúc lên đốt đúc tiếp theo.  Định vị vị trí xe đúc, gông xe đúc vào đốt vừa đúc bằng các thanh Bar.  Căn chỉnh, định vị vị trí, cao độ ván khuôn.  Lắp đặt cốt thép, bát neo, ván khuôn bịt đầu dầm.  Tiến hành đổ bê tông, lấy mẫu thử.  Bảo dưỡng bê tông, kiểm tra mẫu thử bê tông đạt cường độ Rmẫu = 80%Rtk.  Tiến hành luồn cáp dự ứng lực xuyên suốt hai đầu đốt đúc.  Tiến hành căng kéo cáp dự ứng lực.  Bơm vữa lấp lòng và hoàn thiện khối đúc để tiếp tục đúc đốt tiếp theo.

2.3.3. Công nghệ đúc hẫng:

2.3.3.1. Thép cường độ cao: - Cáp, bó cáp dự ứng lực: Thường sử dụng loại tao xoắn 7 sợi có độ tự chùng thấp với đường kính chuẩn là 0,5 inches (12,7mm) hoặc 0,6 inches (15,2mm) được bó thành các bó cáp có từ 3, 7, 12, … tao cáp.

- Thanh thép cường độ cao: Thường được sử dụng trong các công trình tạm hơn là công trình chính. Thanh cường độ cao thường được dùng để nối cứng tạm thời đốt K0 với trụ cầu trong thi công đúc hẫng cân bằng, có đường kính danh định là D32, D38, D40, …. Ví dụ đặc tính của thanh cường độ cao D32:

+ Đường kính danh định : 32 mm

+ Khối lượng danh định : 6,31 kG/m

+ Diện tích mặt cắt danh định : 804,2 mm2

+ Giới hạn chảy : 95 kG/mm2 = 950Mpa

+ Giới hạn bền : 120 kG/mm2 = 1.200Mpa

+ Độ dãn dài tối thiểu : 5%

+ Độ tự chùng tối đa : 1,5%

+ Tải trọng phá hoại tối thiểu : 96,5 T

Kèm theo các phụ kiện khác như đai ốc, bản đệm, ốc hãm, cút nối. Khi sử dụng thanh cường độ cao phải lưu ý: Không được hàn, không được để chạm mát khi hàn, không được uốn cong thanh, va chạm mạnh làm vỡ ren, không để rỉ, do thanh chỉ chịu lực kéo đúng tâm. Phải kiểm tra kéo thử trước khi đưa vào sử dụng với tải trọng thử 60% lực kéo đứt, trong mọi trường hợp đều không được sử dụng quá 80% tải trọng phá hoại tối thiểu.

- Mấu neo, kích, ống chứa cáp, bát neo, ống bảo vệ cáp ngoài HDPE, máy luồn cáp: Tất cả các thiết bị này cần phải thí nghiệm, kiểm tra chặt chẽ theo đúng tiêu chuẩn của dự án trước khi đưa vào sử dụng. Các yêu cầu nghiêm ngặt được quy định cụ thể trong Tiêu chuẩn thiết kế

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

cầu 22TCN272-05 hoặc các Tiêu chuẩn riêng khác theo quy định của dự án.

2.3.3.2. Xe đúc: - Vai trò: treo đà giáo để đúc hẫng các đốt đúc. Nó chịu tải trọng của đốt đúc và tải trọng thi công. Các xe đúc được thiết kế có trọng lượng xe và ván khuôn khoảng 80T, trong đó: bộ ván khuôn có trọng lượng 2030T và trọng lượng xe đúc khoảng 5560T

- Những dạng xe đúc:

 Dạng khung giàn (hình thoi, thuộc dạng dàn treo trên ):

Hình 2.34. Cấu tạo xe đúc giàn hình thoi

 Kết cấu chịu lực chính gồm hai mặt phẳng dàn hình thoi vươn hẫng phía trước đà giáo, hai dàn chủ liên kết với nhau bằng liên kết dọc trên và liên kết dọc dưới.

 Trên thanh biên trên gác hai dầm ngang để lắp các thanh treo.  Dàn chủ di chuyển trên một khung sàn gọi là dầm ray vì trên khung này có hàn bốn vệt đường ray để dàn chủ chạy trên đó.

 Dàn chủ xe đúc cùng với dầm ray được neo vào bê tông nắp hộp nhờ các thanh Bar (thường gọi là Maccaloy).

 Loại giàn tam giác chạy trên (thuộc dạng dàn treo trên ): tương tự dàn hình thoi

Hình 2.35. Cấu tạo xe đúc giàn tam giác

 Kết cấu chịu lực và nguyên lý hoạt đông tương tự như xe đúc giàn hình thoi nêu trên.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Xe đúc dạng dầm công xon:

Hình 2.36. Cấu tạo xe đúc dạng dầm công xon

 Kết cấu chịu lực chính là hai dầm công xon di chuyển trên ray dọc theo chiều dài dầm đúc, khi làm việc thì neo vào bê tông dầm.

Hình 2.37. Cấu tạo xe đúc dạng giàn đỡ dưới

 Đà giáo treo vào phần hẫng của xe bằng hệ thống thanh neo và kích.  Xe đúc còn làm việc như một cần cẩu công xon. Dạng giàn đỡ dưới: 

 Kết cấu chịu lực là một dàn thép có biên đa giác đỡ dưới đáy dầm.  Dàn được treo lên mặt dầm bê tông bằng hai thanh treo ở hai bên và điều chỉnh bằng một hệ thống kích

 Khi di chuyển đuôi dàn lăn theo đáy dầm, khi làm việc thì các bánh xe được thay thế bằng các điểm kê.

 Cấu tạo xe đúc dạng khung giàn:

Hình 2.38. Cấu tạo xe đúc dạng khung giàn

 Loại xe đúc này thường gặp trong các cầu có bề rộng cầu lớn, nguyên lý hoạt động giống xe đúc hình thoi.

- Di chuyển xe đúc:

 Khi làm việc xe đúc được cố định nhờ dầm ray neo vào dầm bê tông.  Khi di chuyển: tháo neo, kích thuỷ lực đặt ở 2 ổ trục nâng khung lên đồng thời nâng dầm ray lên, dầm ray neo trên khung do đó phải neo khung lại, đẩy dầm ray lên phía trước. Sau đó, hạ dầm ray xuống rồi neo dầm ray xuống dầm bê tông và lấy kích thuỷ lực đẩy khung.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.3.3.3. Đà giáo mở rộng trụ: - Đà giáo mở rộng trụ được lắp về hai phía thân trụ theo phương dọc cầu để đúc tại chỗ đốt trên đỉnh trụ Ko của dầm bê tông.

- Kích thước đà giáo mở rộng trụ:

 Chiều dài đà giáo theo phương ngang cầu: bằng chiều rộng đáy hộp dầm cộng thêm về mỗi bên 2m.





 (m)

 Chiều rộng đà giáo theo phương dọc cầu: toàn bộ chiều rộng đà giáo phải đủ để đúc tại chỗ toàn bộ chiều dài đốt Ko và chiều rộng dành cho làm sàn công tác mỗi phía 2m. Độ mở rộng về mỗi phía đỉnh trụ của đà giáo xác định theo công thức:





L 0

1 2

Trong đó:

 L0 - Chiều dài đốt K0  BTr - chiều rộng đỉnh trụ.

- Các dạng kết cấu đà giáo mở rộng trụ:  Dạng dầm đỡ gác trên trụ tạm:

Hình 2.39. CHình 2.39. Các dạng kết cấu mở rộng trụ

 Sử dụng MIK làm trụ tạm và các thanh dầm I định hình làm dầm kê vì vậy kết cấu phải gia công chế tạo.

 Sơ đồ đơn giản dễ kiểm toán được nội lực trong kết cấu, ổn định chống lật tốt.  Nhược điểm: khối lượng vật liệu lớn, chi phí móng tạm lớn, biến dạng của trụ tạm và móng tạm lớn và khó kiểm soát.

 Phạm vi sử dụng: cầu thấp, móng đơn giản hoặc trong thời gian thi công không bị ngập nước.

 Dạng công xon có thanh chống xiên xuống bệ móng

 Bộ phận chịu lực chính là thanh ngang và thanh chống xiên đỡ thanh ngang và chống xuống tựa lên đỉnh bệ trụ.

 Chi tiết chôn sẵn trong thân trụ chỉ chịu cắt, thanh chống xiên chịu nén và chiều dài tự do lớn nên thường sử dụng thanh dầm I.

 Độ cứng lớn, biến dạng nhỏ và dễ kiểm soát, trụ cầu không chịu mô men trong giai đoạn thi công Ko.

 Nó có cấu tạo riêng biệt, đơn chiếc nên khó sử dụng cho công trình có trụ cao hơn hoặc thấp hơn vì thế giá thành cao, thời gian gia công và chế tạo lâu.

 áp dụng: trụ mảnh, mức nước thi công thấp, móng nổi trên mặt nước.

 Dạng công xon lắp hẫng vào thân trụ

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Có hai kiểu: loại chế tạo theo thiết kế riêng, ít chi tiết và thanh ngang có khả năng chịu uốn, và loại được lắp ráp bằng các thanh vạn năng UYKM.

 Liên kết vào thân trụ bằng các tiếp điểm chôn sẵn. Bản tiếp điểm trên liên kết bằng thanh Maccaloy vào thân trụ vì nó chịu kéo, nút dưới cũng có thể bằng thanh CĐC nếu ma sát do ƯST do thanh này tạo ra lực ma sát lớn hơn lực cắt do thanh xiên truyền xuống. Để dễ kiểm soát nút dưới nên cho tựa lên đoạn dầm chôn sẵn vào trong thân trụ.

 Để tạo mặt bằng đà giáo các công xon phải ghép từ 34 mặt phẳng dàn và các mặt phẳng này liên kết với nhau bằng các liên kết ngang và giằng chéo. Trên thanh ngang kê các dầm dọc để phân bố nội lực cho các mặt phẳng. Bên trên các dầm dọc lát sàn để lắp dựng ván khuôn hộp dầm và tạo mặt bằng thi công.

- Thiết kế đà giáo mở rộng trụ

 Tính toán đà giáo theo sơ đồ phẳng, tải trọng tác dụng lên đà giáo phải được phân cho một mặt phẳng dàn theo hệ số phân bố ngang theo phương pháp đòn bẩy. Tính nội lực tập trung tại nút rồi tính nội lực các thanh.

 Tải trọng tác dụng:

 Trọng lượng bản thân  Trọng lượng bê tông và trọng lượng khung cốt thép của đốt dầm (trừ phần

thẳng với đỉnh trụ).  Trọng lượng ván khuôn.  Tải trọng do vữa rơi.  Tải trọng thi công.  Tải trọng gió ngang (0,125 kN/m2 và 0,5 kN/m2).

 Sơ đồ tính:

Hình 2.40. Sơ đồ tính kết cấu mở rộng trụ

 Nội dung tính duyệt:

 Tính theo cường độ vật liệu kết cấu đà giáo.  Tính duyệt độ võng của đà giáo.  Tính duyệt liên kết đà giáo với thân trụ.  (không duyệt võng: vì phải khử biến dạng dư trước).

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.3.3.4. Ván khuôn hộp dầm:

Ván khuôn hộp thành đứng Ván khuôn hộp thành xiên

Hình 2.41. Cấu tạo ván khuôn hộp dầm

- Ván khuôn ngoài

 Ván đáy được chế tạo có kích thước cố định, ván đáy là sàn.  Ván thành kẹp vào ván đáy, khi đến vị trí thay đổi chiều cao dầm thì phải thay đổi một số mảnh.

- Ván khuôn trong

 Kết hợp với trình tự đổ bê tông, chia bê tông nhịp dầm thành nhiều phần: đúc bê tông ở ván đáy trước. Dựa vào tấm ván đáy để dựng tấm bên trong, chống ván khuôn bên trong lên ván đáy.

 Để ghép ván khuôn bên trong và bên ngoài ta dùng bu lông xuyên táo xiết hai mặt, có ống chống phía trong, có bọc nhựa để dễ tháo.

C¸t ®Öm

Khèi kª t¹m

- Ván đáy tại đỉnh trụ.

Gèi cÇu

 Dùng gạch, cát, vữa mác thấp để lót.  Đảm bảo dễ phá bỏ sau khi thi công dầm.

 Phần giữa ở mặt đáy của khối bê tông kê tạm là lớp vữa dày tối thiểu 3,5cm. lớp vữa này sẽ được khoan phá để tháo dỡ các khối bê tông kê tạm. Mặt trên của khối bê tông kê tạm được phủ một lớp vải nhựa dày 2mm để ngăn cách khối với khối bê tông đỉnh trụ.

2.3.3.4. Đảm bảo ổn định kết cấu nhịp trong quá trình đúc hẫng: - Đặc điểm: Việc thi công đúc hẫng kết cấu nhịp vươn dài ra hai phía trụ luôn tiềm ẩn nguy cơ mất cân bằng trong suốt quá trình thi công do không thể đảm bảo tải trọng hai phía luôn cân bằng nhau, những tai biến trong thi công có thể gây sập đổ hoàn toàn kết cấu nhịp. Vì thế, chúng ta phải neo giữ kết cấu nhịp vào đỉnh trụ để đảm bảo ổn định trong quá trình đúc hẫng cân bằng.

- Phương pháp giữ ổn định kết cấu nhịp:

 Sử dụng kết cấu cầu khung T, trụ và kết cấu nhịp là liên kết ngàm.  Sử dụng kết cấu đà giáo mở rộng trụ, hoặc trụ tạm kê đỡ (ít sử dụng do tốn kém chi phí, mức độ ổn định thấp).

 Sử dụng thanh Bar (Macaloy) neo tạm kết cấu nhịp vào trụ (phổ biến).

- Tính toán ổn định kết cấu nhịp:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Các giải thiết trong tính toán ổn định:

 Quá trình thi công không xảy ra sự cố rơi ván khuôn, xe đúc, đốt đúc.  Chỉ cho phép thi công lệch nhau tối đa một đốt đúc.  Quy ước dấu mômen

  (+): mômen gây lật (-): mômen giữ

Cánh hẫng bên phải

Cánh hẫng bên trái

Vị trí thanh neo

Tim trụ

Sơ đồ tính: Sơ đồ tính thanh neo đỉnh trụ được mô hình theo sơ đồ dầm mút thừa kê trên hai gối trùng với vị trí thanh neo đỉnh trụ, dưới tác dụng của các tải trọng theo quy định tại điều 5.14.2.3 của Tiêu chuẩn 22TCN 272-05.

a. Tải trọng không cần bằng giai đoạn đúc hẫng (U) và hệ xe đúc ván khuôn (CE): Trong quá trình thi công các đốt đúc hẫng, giải sử tiến độ thi công của hai cánh hẫng lệch nhau một đốt đúc (tính cho đốt đúc cuối cùng), cụ thể:

3x3000=9000

4x3000=1200

12000

8x2500=20000

K12

K10

K11

8x2500=20000 K5 K6

K8 K9

0 K11

Trọng tâm xe đúc+ván khuôn

Chi tiết

Vị trí thanh neo

35750 (Cánh hẫng bên tráii)

2500

32750 (Cánh hẫng bên phải))

 Cánh hẫng bên trái thi công đến đốt n  Cánh hẫng bên phải thi công đến đốt n-1

2000

T¶i träng xe ®óc

vµ v¸n khu«n

 Vị trí trọng tâm ván khuôn xe đúc: giả thiết đặt cách mép khối đã đúc 2m

 Xác định mômen gây lật tác dụng của tải trọng U và CE:

+ = pn.Lh n xe + = Pxe.Lh

n: chiều dài cánh hẫng bên trái của đốt đúc thứ n đến điểm lật (giả thiết

MU MCE

xe: chiều dài cánh hẫng bên trái tính từ trọng tâm xe đúc đến điểm lật.

Trong đó:  pn: là tải trọng đốt đúc lệch cuối cùng thứ n.  Lh trọng tâm đốt đúc n cách mép đốt n-1 là 2m).

 Pxe: trọng lượng xe đúc và ván khuôn.  Lh

= Pị.

Xác định mômen gây giữ do tác dụng của tải trọng U và CE:

M c 2

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- = Pxe.Lh

MCE

Trong đó:

 Pnhịp: trọng lượng toàn bộ kết cấu nhịp cân bằng cả hai cánh hẫng

Pị = 2 p

Với:

xe: chiều dài cánh hẫng bên phải tính từ trọng tâm xe đúc đến vị trí neo bên

 pi: trọng lượng từng đốt đúc  n: tổng số đốt đúc trên một cánh hẫng.

 c: khoảng cách giữa hai hàng thanh neo đỉnh trụ.  Lh trái.

= 2%. p. l

b. Tải trọng chênh lệch (DIFF): Trong thi công đúc hẫng cân bằng, lệch tải ngẫu nhiên được xác định bằng 2% tải trọng tĩnh tác dụng lên một cánh hẫng (mục 5.14.2.3.2). Do đó, tải trọng này chỉ gây ra mômen lật được xác định như sau:

Trong đó:

 pi: trọng lượng các đốt đúc.  li: khoảng cách từ trọng tâm đốt đúc thứ i đến điểm lật.

= q. B.

c. Hoạt tải thi công phân bố (CLL): Tải trọng này gồm các phụ kiện thi công, máy móc và thiết bị khác ngoài thiết bị lắp dựng chuyên dùng chủ yếu, được lấy bằng q1 = 4,8x10-4Mpa trên một cánh hẫng và trên cánh kia lấy bằng q2 = 2,4x10-4Mpa. Xác định mômen gây lật:

L 2

Trong đó:

 B: chiều rộng cầu  L1: chiều dài toàn bộ một bên cánh hẫng bất lợi tính đến điểm lật.

= q. B.

Xác định mômen gây giữ:

L 2

Trong đó:

+ = Q.L

 L2: chiều dài toàn bộ một bên cánh hẫng giữ ổn định tính đến điểm lật.

d. Tải trọng thiết bị thi công theo hướng dọc cầu (CLE): Tải trọng này gồm các tải trọng tập trung do người, kích, và các thiết bị phục vụ thi công khác, để gây ra sự bất lợi giả thiết tải trọng này tập trung ở cách mép đốt đúc cuối cùng 1,5m với giả trị giả định là Q = 100kN. Tải trọng này gây là mômen lật với giá trị xác định như sau: Mcle

Trong đó:

 L: khoảng cách từ điểm đặt lực Q đến điểm lật.

e. Lực nâng của gió trên một cánh hẫng (WUP):

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

= qó. B.

Trong thi công hẫng tải trọng này được lấy bằng qgió = 2,4x10-4 Mpa tác dụng trên diện tích sàn của một bên cánh hẫng. Tải trọng này chỉ gây ra mômen lật, được xác định như sau:

L 2

Mó

- Tổ hợp tải trọng: Các mômen gây lật và gây giữ do tác động của cùng một loại tải trọng thì được cộng với nhau (giữ nguyên dấu của mômen) để xác định tác động cuối cùng của tải trọng đó lên kết cấu công trình, sau đó tổ hợp lại với nhau theo hệ số và các dạng tổ hợp như bảng dưới đây.

Hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng (bảng 5.14.2.3.3-1)

Hệ số tải trọng

Tĩnh tải Hoạt tải Gió Tổ hợp tải trọng DIFF CLL CLE U CE WUP

a 1,1 0 1,0 1,3 0 0

b 0 1,0 1,0 1,3 0 0

c 1,1 0 0 0 0 0,7

d 1,1 0 1,0 1,3 0 1,0

e 0 0 1,0 1,3 1,0 0

- Tính toán xác định số lượng thanh neo đỉnh trụ: Giá trị mômen lớn nhất được xác định trên cơ sở các tổ hợp tải trọng nêu trên:

M = max(a, b, c, d, e)

Số lượng thanh Bar trên một phía cần để neo giữ kết cấu nhịp:

n = M c. A. 0,6. f Trong đó:

fu: là cường độ của thanh Bar neo.

 A: diện tích mặt cắt ngang một thanh Bar   0,6: là chỉ khai thác thanh Bar đến 60% cường độ.

- Tính toán chiều sâu chôn thanh Bar neo vào đỉnh trụ: Thanh Bar được chôn sẵn trong thân trụ bằng êcu và bản đệm ở đầu thanh Bar, toàn bộ thanh Bar được bọc trong ống thép không dính bám với bê tông trụ nhằm thu hồi lại sau khi sử dụng. Vị trí chôn neo thanh Bar được xác định như sau:

x = M c. Aụ. γ

Trong đó:

 x: chiều sâu tôi thiểu chôn thanh Bar vào trụ.  Atrụ: diện tích mặt cắt ngang thân trụ.  bt: trọng lượng riêng của bê tông, thường lấy bằng 25kN/m3.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Cấu tạo hệ thống thanh Bar neo tạm kết cấu nhịp:

Hình 2.42. Bố trí thanh neo kết cấu nhịp

 Để đảm bảo ổn định cho KCN khi đúc hẫng ta dùng các thanh Maccaloy có =3238 xuyên qua đỉnh trụ.

 Các thanh được neo thông qua êcu và tấm đệm.  Các thanh được chia làm 2 đoạn: một đoạn chôn sẵn trong thân trụ đầu dưới có ren, một đoạn luồn qua mặt dầm.

 Cả đoạn trong thân trụ nằm trong ống ghen, chỉ có phần đầu neo dính bám.  Có bộ phận ống nối nằm sâu trong đỉnh trụ để nối hai đoạn, ống được tiện ren hai đầu: ren phải và ren trái.

 Khi ghép ván khuôn đổ Ko thì phải đặt ống ghen trước, đảm bảo khi đổ vữa không chảy vào. Để ống ghen đúng vị trí phải bố trí lưới thép nằm ngang để định vị ống ghen.

 Phải bố trí lưới thép cục bộ để chống ứng suất cục bộ tại đầu trên của thanh Maccaloy.

 Có hai loại thanh: thanh dài và thanh ngắn.  Đúc xong Ko thì tiến hành kéo căng các thanh neo tạm bằng kích thông tâm.  Đặc trưng thanh Macaloy: ví dụ thanh bar D36 có đường kính danh định là 36mm, diện tích mặt cắt ngang A = 1.018mm2, cường độ chịu kéo fu = 1035Mpa.

2.3.4. Đúc tại chỗ đoạn nhịp biên trên đà giáo cố định:

- Đặc điểm: Để đảm bảo sơ đồ nội lực của kết cấu nhịp liên tục tối ưu với sơ đồ vật liệu người ta thường phân chia chiều dài nhịp có tỷ lệ nhịp biên bằng 0,6-0,7 nhịp chính, do đó quá trình đúc hẫng cân bằng sẽ không thể gác được nhịp biên lên trụ hoặc mố cầu nên người ta cần phải thi công một đoạn dầm đúc tại chỗ trên đà giáo và hợp long với cánh hẫng để đảm bảo đủ chiều dài nhịp biên theo đúng tính toán thiết kế. Phần kết cấu nhịp này thường được thi công bằng biện pháp đúc dầm tại chỗ trên đà giáo cố định.

- Các loại đà giáo thường sử dụng để thi công đoạn nhịp đổ tại chỗ: có 3 dạng

 Trường hợp 1: Nhịp biên tiếp giáp mố cầu

 Xử lý móng (đắp nền hoặc gia cố): có thể dùng bao tải cát, đất đắp, hoặc đá

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

dăm sau đó dùng các tấm bê tông đúc sẵn lát mặt để kê chân đà giáo.

 Dùng kết cấu MYK làm trụ, bên trên dùng dầm I xếp dày.  Trên mặt dầm làm dầm ngang để làm ván đáy.

Hình 2.43. Dạng đà giáo hoặc trụ tạm rải dày

 Trường hợp 2: Nhịp biên tiếp giáp với các nhịp dẫn.

 Dạng dầm kê trên trụ tạm: trụ tạm được đóng trên móng cọc đủ ổn định.  Dạng công xon mở rộng trụ: khi chiều dài đoạn đúc trên đà giáo nhỏ. Dùng thanh PC liên kết bản tiếp điểm. Thanh chống ốp sát vào thân trụ.

Hình 2.44. Dạng trụ tạm và dạng công xon mở rộng trụ

- Tổ chức thi công:

 Sơ đồ bố trí mặt bằng thi công:

Hình 2.45. Sơ đồ thi công khối đúc tại chỗ

 Trình tự thi công

 1- Chất tải đà giáo (khử lún nền và biến dạng dư của đà giáo).  2- Lắp ván khuôn đáy trên đà giáo và trên xà mũ.  3- Lắp đặt cốt thép bản đáy và thành hộp, lắp các ống ghen cho cốt thép DƯL.  4- Dựng ván khuôn thành ngoài .  5- Đổ bê tông bản đáy và một phần thành hộp trên suốt chiều dài đoạn dầm.  6- Lắp ván khuôn trong lòng hộp.  7- Lắp cốt thép nắp hộp.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 8- Đổ bê tông thành hộp còn lại và nắp hộp.

2.3.5. Biện pháp đổ bê tông các đốt đúc hẫng:

- Biện pháp cấp vữa:

 Vận chuyển bằng xe bơm bê tông theo đường công vụ.  Dùng máy bơm bê tông: đặt ở vị trí thuận lợi và dùng ống dẫn bê tông đặt trên sàn đạo dẫn ra trụ. Tại vị trí trụ dựng đà giáo vạn năng để vận chuyển vật tư và là nơi để đường ống tựa vào.

 Ngoài ra có thể dùng gàu đổ hoặc xe bơm chuyên dụng, tuy nhiên trong thực tế ít sử dụng do tốn kém chi phí, tiến độ chậm.

- Phương pháp chia khối đổ bê tông:  Phân đợt đổ bê tông đốt Ko:

 Đợt 1: Đổ bê tông bản đáy và một phần thành bên của hộp.

 Đợt 2: Đổ bê tông phần tường ngăn.  Đợt 3: Đổ bê tông cho các thành bên của hộp dầm đến cao độ cách đáy bản mặt cầu khoảng 20cm.

 Đợt 4: Đổ bê tông phần bản mặt cầu.

 Chia khối đốt đúc hẫng:

 Đợt 1: Đổ bê tông bản đáy và một phần thành bên của hộp.  Đợt 2: Đổ bê tông cho các thành bên của hộp dầm đến cao độ cách đáy bản mặt cầu khoảng 20cm.

 Đợt 3: Đổ bê tông phần nắp hộp.

 Đốt hợp long: đổ 1 đợt (hoặc 2 đợt) tùy thuộc khả năng cung cấp bê tông.  Bê tông được đổ theo một hướng thành từng lớp có chiều dày từ 20÷30cm. b. Khi hộp dầm có H ≤ 3m a. Khi hộp dầm có H > 3m  Bảo dưỡng bê tông trong thời gian 3 ngày.  Khi bê tông đạt 80% cường độ Rtk thì tiến hành luồn các bó cáp và căng kéo các bó cáp DƯL tại vị trí đốt Ki theo trình tự thiết kế.

 Bơm vữa lấp lòng ống ghen.

- Phụ gia dùng cho bê tông đúc hẫng: thường hay sử dụng phụ gia Sikament NN

 Là loại phụ gia dạng lỏng.  Sử dụng như một chất siêu hoá dẻo.  Giảm nước đưa đến cường độ sớm và tăng cường độ.  Liều lượng từ 0,8  1,5 lit/100kg xi măng.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.3.6. Biện pháp hợp long nhịp biên:

- Hợp long trên đà giáo cố định: khi đến giai đoạn hợp long thì nối dài đà giáo cố định ra một đoạn rồi tiến hành lắp ván khuôn đổ khối hợp long. Đây là biện pháp tốt, ổn định nhưng rất khó lắp đà giáo vì vướng thiết bị đúc hẫng.

- Hợp long bằng xe đúc: đến giai đoạn hợp long thì tiến xe lên để làm đà giáo treo đổ khối hợp long, biện pháp này thuận tiện nhưng thường bị vướng đà giáo nên khó di chuyển xe nên phải tháo bỏ một số bộ phận không cần thiết. 2.3.7. Biện pháp hợp long nhịp giữa:

- Thường sử dụng một xe đúc treo ván khuôn để hợp long nhịp giữa. - Khi hợp long cần tiến hành các điều chỉnh nếu có sai khác:

 Điều chỉnh vị trí đầu dầm hẫng:

 Nếu nửa đối diện cao hơn, dùng kích và cột chống đẩy xuống. Nếu thấp hơn dùng thanh neo cường độ cao và kích thông tâm kéo lên cho bằng nhau.  Chèn chân cột bằng vữa Sikagrout và neo giữ bằng thanh PC38 để cố định vị trí đã điều chỉnh.

 Nếu hai nửa cánh hẫng lệch nhau theo phương ngang thì dùng thanh PC căng chéo thông qua các ụ bê tông tạm trên mặt cầu hoặc dùng thép hình chống giữa hai đốt đúc rồi tiến hành căng 2 bó cáp dương để điều chỉnh vị trí.

 Giữ ổn định hai đầu hẫng trong quá trình hợp long:

1- cột chống; 2- thanh

neo; 3- thanh giằng chéo; 4- ụ chặn bằng bê

tông; 5- thanh chống ngang bằng dầm chữ H;

6- cốt thép “dắt mũi” ƯST

 Chống hai văng hai nửa bằng những thanh dầm chữ H tì vào mặt bê tông ở phía trên và ụ chặn trong lòng hộp.

 Trên mặt cầu kéo hai thanh PC giằng chéo hình chữ X , phía dưới căng và kéo hai bó cốt thép ƯST lên đến 70% lực kéo kiểm tra.

2.3.8. Quản lý hình học kết cấu nhịp trong thi công đúc hẫng:

2.3.8.1. Tạo độ vồng của cánh dầm trong quá trình đúc hẫng: - Mục đích là để khắc phục độ võng. - Độ vồng thiết kế theo đường cong đứng. - Chênh cao giữa mặt cầu tại đầu đốt thứ i so với mặt cầu trên đỉnh trụ: hi - Độ võng do trọng lượng bản thân dầm bê tông (tĩnh tải giai đoạn 1) tính tại đầu đốt thứ i : fp1,i – tính theo sơ đồ dầm mút thừa.

- Độ võng cũng tại vị trí trên do tĩnh tải giai đoạn 2: fp2,i và do hoạt tải fq,i tính theo sơ đồ dầm liên tục.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Độ vồng lên do kéo các bó cốt thép ƯST thớ trên yi, tính đối với dầm công xon. - Độ võng của cánh dầm đúc hẫng do xe đúc gây ra ở giai đoạn kết thúc thi công vxe,i.

- Độ vồng trước của dầm - vị trí đường cong đích trong giai đoạn đúc hẫng cân bằng (Các giá trị lấy theo dấu, cao hơn 0 - 0 là (+), thấp hơn là (-))





f



f



0, 4

f



v



v i

h i

p i 1,

p i 2,

xe i ,

y i

q i ,

- Độ vồng lên do hiệu ứng dỡ tải xe đúc sau khi hợp long nhịp giữa fdt,i, tính đối với sơ đồ dầm liên tục.

Hình 2.46. Tính độ vòng do hiệu ứng dỡ tải - Độ võng của cánh dầm đúc hẫng do xe đúc gây ra ở giai đoạn kết thúc thi công vxe,i được tổng hợp qua các trạng thái:

v



f



f



f



f

, ixe

2.3.8.2. Thành phần độ võng của cánh dầm trong quá trình đúc hẫng: - Nguyên lý tính:

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Sơ đồ tính: dầm công xon  Tải trọng: tĩnh tải do trọng lượng bản thân từng đốt, trọng lượng xe đúc, trọng lượng ván khuôn và đà giáo treo, tải trọng thi công. Chỉ có trong lượng bản thân mới tạo nên độ vồng còn lại sẽ mất đi khi nó không còn trên các nhịp đúc.

 Công thức

 Độ võng do trọng lượng bản thân dầm bê tông (tĩnh tải giai đoạn 1) tính tại đầu đốt thứ i : p1,i- tính theo sơ đồ công xon.

 Độ võng cũng tại vị trí trên do trọng lượng xe đúc và tải trọng thi công Xe,i tính theo sơ đồ công xon.

   



  

 

H H v i

h c

p i 1,

Xe i ,

 Độ võng của của cánh hẫng tại mỗi vị trí cuối đốt đúc thứ i:

- Vị trí của ván khuôn đáy đốt thứ i:

Hi- cao độ của ván khuôn mặt cầu đốt thứ i. H0-cao độ mặt cầu tại đỉnh trụ. vi - độ vồng của đốt thứ i. i- độ võng của cánh dầm khi đúc đốt thứ i. hc- chiều cao hộp tại mặt ngoài đốt thứ i trừ đi chiều dày bản đáy hộp.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.3.9 Ảnh hưởng của biện pháp công nghệ đến phân bố nội lực trong kết cấu nhịp:

Mh - Mô men trong giai đoạn đúc hẫng cân bằng ;

M1 - Mô men giai đoạn hợp long nhịp giữa; Mdt - Mô men do hiệu ứng dỡ tải; M2 - Mô men tĩnh tải phần 2; Mq - Đường bao mô men do hoạt tải; Mtt - Đường bao mô men tính toán

Thông qua các biểu đồ bao mô men nội lực, chúng ta cũng có thể nhận thấy được ảnh hưởng lớn của biện pháp công nghệ đến phân phối nội lực trong kết cấu dầm liên tục. Do đó, trong quá trình thiết kế cũng như thi công cần phải tuân thủ các trình tự, thủ tục nhằm đảm bảo kiểm soát được nội lực trong dầm theo đúng kết quả tính toán.

2.4. Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo công nghệ đúc đẩy:

2.4.1. Giới thiệu về công nghệ đúc đẩy:

Công nghệ thi công kết cấu nhịp cầu theo biện pháp đúc đẩy đã được ứng dụng từ lâu trên thế giới, đến năm 1995 công nghệ mới được chuyển giao sang Việt Nam thông qua dự án cầu Hiền Lương do các chuyên gia Nga đào tạo. Nguyên lý cơ bản của công nghệ là toàn bộ kết cấu nhịp cầu được đổ bê tông trên nền đường đầu cầu, sau đó sử dụng kích nâng đẩy toàn bộ kết cấu nhịp lao lắp lên các đỉnh mố trụ cầu. Ưu điểm lớn nhất của công nghệ là có thể quản lý được chất lượng bê tông, công tác đúc dầm thuận tiện, tuy nhiên nhược điểm lớn lại là khả năng vượt nhịp kém, mất nhiều cốt thép chủ chịu lực thi công mà không dùng đến trong khai thác, mặt cắt ngang dầm chủ không thay đổi được. Vì thế, công nghệ này đã không phát triển rộng rãi trong xây dựng cầu mà chủ yếu chỉ áp dụng khi thi công các công trình cầu cạn, yêu cầu mỹ quan, cầu nằm trên đường cong và yêu cầu vượt nhịp không lớn. Ở Việt Nam chỉ đưa vào ứng dụng trong các cầu Hiền Lương, nhịp dẫn cầu Quán Hàu và cầu Hà Nha, đến nay công nghệ

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

này không phát triển ở nước ta nữa.

Bãi, Bệ đúc, các ụ trượt

Kích dùng để kéo đẩy

ụ trượt trên đỉnh trụ

Sơ đồ nguyên lý công nghệ như sau:

Đẩy đốt đúc ra khỏi bệ đúc

Đúc nối đốt tiếp theo với kết cấu nhịp

Hình 2.47. Sơ đồ nguyên lý công nghệ đúc đẩy

2.4.2. Đặc điểm cấu tạo kết cấu nhịp:

- Đường bao mô men uốn trong giai đoạn thi công: một mặt cắt bất kỳ đều trượt qua đỉnh trụ và giữa nhịp nên nó tồn tại M - và M+, trừ những đường bao những nhịp cuối.

- Phải tổng hợp đường bao mô men ở cả giai đoạn thi công và khai thác. - Phải vẽ đường bao vật liệu ở cả hai giai đoạn. - Do vậy dầm có các đặc điểm:

 Đáy dầm phẳng (để đẩy được), dầm có chiều cao không đổi.  Chiều dài nhịp hợp lý L <55m.  Để thuận tiện thi công thì tiết diện nên dạng hình hộp (nhẹ), vì trong quá trình đẩy dầm bị xoắn vặn mất ổn định ngang.

 )lmhip: vì các cốt thép tháo bỏ phải bỏ từng đốt, phạm vi tác dụng của cốt

 Kết cấu nhịp được chia thành nhiều đốt, chiều dài mỗi đốt 6 21m, hợp lý nhất là

1 4

( 1 3 thép kéo phải đủ dài.

 Cốt thép ƯST phải bố trí chạy suốt theo chiều dài cầu ở cả đáy và nắp hộp nên phải có biện pháp nối (sau này có thể tháo ra). Sau một đợt đúc cốt thép phải được kéo căng, quá trình kéo căng liên tục.

 Chiều cao dầm nên 2,42,5m (dễ thi công).

 Cốt thép DƯL được neo ở cuối đốt, có một số bó xuyên thẳng và để chờ. Hình 2.48. Bộ nối cáp đơn

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Để tháo được các bó thi công thì cần có bộ nối.

Hình 2.49. Biểu đồ nội lực công nghệ đúc đẩy

2.4.3. Phạm vi áp dụng:

- Các sơ đồ kết cấu nhịp có thể áp dụng biện pháp đúc đẩy:

 Cầu dầm liên tục nhiều nhịp.  Tiết diện dầm có chiều cao không đổi.  Chiều dài nhịp áp dụng từ 30-80m, tối ưu nhất là khoảng 40-60m, tỷ lệ giữa nhịp ngắn và nhịp dài 0,6-0,75, nếu đẩy từ hai phía thì có thể áp dụng tỷ lệ 0,5 (ví dụ cầu Sampini ở Pháp).

- Điều kiện địa hình

 Cầu thấp, cần giảm chiều cao kiến trúc đảm bảo yêu cầu thông thuyền.  Cầu vượt qua khe, qua vực.  Cầu cạn.

 )lmhip

2.4.4. Biện pháp tổ chức thi công đúc đẩy kết cấu nhịp:

1 4 - Nhịp biên thường ít hơn nhịp giữa 1 đốt do thường chọn chiều dài nhịp biên ngắn hơn nhịp chính khoảng Lbiên = (0,6-0,75)Lnhịp chính để điều chỉnh mô men âm trong dầm giai đoạn thi công.

2.4.4.1. Chọn chiều dài đốt đúc: - Căn cứ vào chiều dài nhịp chọn: ldot = ( 1 3

- Căn cứ vào đốt đúc để bố trí bãi và tổ chức thi công.

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.4.4.2. Chuẩn bị bãi:

Hình 2.50. Bãi đúc đầu cầu - Vị trí: Một phía bờ, hoặc cả hai bờ trên nền đắp đầu cầu. - Cao độ bằng cao độ mũ mố. - Có độ dốc xuôi về phía sau. - Những hạng mục công trình phụ trợ thi công :

 Bệ đúc và hệ thống ván khuôn.  Các ụ trượt trước mố.  Các ụ trượt trên bệ đúc.  Thiết bị cung cấp bê tông.  Hệ thống căng kéo cốt thép.  Hệ thống đẩy.  Cần cẩu phục vụ thi công.

2.4.4.3. Biện pháp đẩy: - Đẩy tập trung bằng kích thuỷ lực.

 Đẩy ngang: phải xây bệ để tỳ kích.  Đẩy nghiêng: kích có hệ thống bám vào đường ray và đẩy dầm

- Kéo + đẩy tập trung: dùng kích thông tâm, dùng cáp DƯL làm cáp kéo nối vào cuối mỗi đốt.

- Nâng + đẩy trên các ụ trượt: Dùng kích nâng và kích ngang để đẩy kích này thì KCN được đẩy theo.

Hình 2.51. Các biện pháp đẩy dầm

100

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.4.4.4. Tổ chức đổ bê tông đốt dầm: - Biện pháp cấp vữa

 Bố trí trạm trộn tại chỗ.  Dùng máy bơm cấp từ trạm trộn trung tâm.  Dùng xe chở bê tông chuyên dụng.

- Biện pháp lắp ván khuôn trong

 Lắp dựng tại chỗ, dựa trên bản đáy.  Lắp sẵn rồi rút, đẩy về phía sau bằng xe rùa.

- Trình tự đổ bê tông đốt dầm:

 Lắp dựng cốt thép và ống ghen trên bản đáy, tiến hành đổ bê tông bản đáy hộp trước.

 Dựng ván khuôn trong và ván khuôn đáy nắp dầm hộp trên bản đáy.  Lắp dựng cốt thép, ống ghen và đổ bê tông thành hộp, nắp hộp.

2.4.5. Công nghệ đúc đẩy:

2.4.5.1. Mui dẫn, trụ tạm, hệ cột tháp - dây xiên: a. Mui dẫn: - Mui dẫn có thể làm bằng thép hoặc BTCT dự ứng lực, có thể làm việc độc lập hoặc kết hợp với trụ tạm, hệ cột tháp - dây xiên. Trên thực tế chủ yếu sử dụng mui dẫn thép vì các ưu điểm sau:

 Dễ chế tạo, có thể sử dụng các kết cấu định hình sẵn có, tháo lắp sử dụng lại nhiều lần cho các công trình cầu khác nhau.

 Giá thành thấp, dễ vận chuyển, sử dụng nhiều lần.  Dễ nối ghép và tháo dỡ với dầm BCTC dự ứng lực cần lao dọc.  Không cần bảo dưỡng trong quá trình lao đẩy.

- Mui dẫn có vai trò làm cho đầu hẫng của dầm sớm tựa lên đường trượt dưới nhằm giảm mô men và độ võng dầm trong thi công lao dọc. Thông thường chiều dài mui dẫn được chọn khoảng 0,5-0,7)Lnhịp

- Mui dẫn thường được làm bằng dầm thép đặc, bụng dầm tăng cường các sườn đứng và sườn ngang, liên kết với nhau bằng hệ dầm ngang, khảng cách lấy theo chiều rộng đường trượt dưới.

- Mui dẫn có cấu tạo chiều cao thay đổi, có chiều cao bằng dầm chính tại vị trí liên kết, vát dần về phía mui dẫn với tỷ lệ hợp lý khoảng 1/12÷1/18. Độ cứng mui dẫn nên lấy khoảng 1/9÷1/15 độ cứng dầm chính để phân phối mô men dương cho dầm thép khi gác lên đường trượt.

- Mối nối mui dẫn với dầm bê tông chịu mô men và lực cắt lớn, cấu tạo mối nối phải đảm bảo chịu lực và đáp ứng yêu cầu đơn giản dễ thực hiện, không ảnh hưởng đến kết cấu dầm bê tông, tháo dỡ dễ dàng. Thường đặt sẵn bản thép ở đầu dầm để liên kết bu lông với mui dẫn và kéo cáp ƯST để neo giữ mui dẫn phục vụ thi công.

- Mui dẫn được tính toán theo hai sơ đồ: một là khi mui dẫn hẫng chưa kê lên đường trượt và chịu mô men âm lớn nhất; hai là khi mui dẫn tựa lên đường trượt và được đẩy lên một đoạn, lúc này mui dẫn chịu mô men dương lớn nhất. Tính toán mui dẫn cần xác định độ võng của đầu hẫng khi chuẩn bị gối vào đường trượt để tính toán độ vồng.

b. Trụ tạm: - Trong trường hợp chiều dài nhịp lớn, từ 50m trở lên, việc không sử dụng trụ tạm có thể gây ra nhiều khó khăn trong thiết kế cấu tạo mui dẫn và đặc biệt là mối nối với dầm BTCT do cần giảm bớt chiều dài hẫng của dầm. Do đó, phụ thuộc vào điều kiện địa hình thi công người

101

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

ta bố trí các trụ tạm trung gian trong quá trình lao kéo trên đường trượt. Trụ tạm thường đặt ở vị trí khoảng (0,5÷0,7)L phụ thuộc vào chiều cao trụ tạm và địa chất tại vị trí đặt trụ. Việc sử dụng trụ tạm có thể có hiệu quả đến mức không cần phải bố trí cáp DƯL thi công mà chỉ cần thép thường là đủ chịu lực.

- Trong trường hợp các nhịp cầu có khẩu độ lớn, từ 80 đến hơn 100m, người ta thường kết hợp giữa mui dẫn và trụ tạm trong quá trình thi công lao dầm BTCT trên đường trượt.

- Các trụ tạm có cấu tạo dạng khung thép, khi tính toán cần xét đến trường hợp trụ chịu tải lệch tâm, nên mô hình hóa kết cấu không gian.

- Ngày nay, các kết cấu mui dẫn với các loại thép tinh chế đã có thể đảm bảo lao nhịp cầu lớn nên việc sử dụng trụ tạm hoặc kết hợp trụ tạm cần so sánh bài toán kinh tế do chi phí xây dựng trụ tạm khá đắt đỏ.

c. Hệ cột tháp - dây treo xiên tăng cường: - Để điều chỉnh mômen phát sinh trong dầm BTCT trong quá trình lao kéo trượt trên đường trượt đối với các dầm khẩu độ lớn, người ta còn sử dụng biện pháp kết hợp mui dẫn và hệ cột tháp – dây xiên tăng cường. Lắp đặt hệ cốt tháp ngay trên dầm BTCT tại vị trí hẫng lớn nhất của dầm BTCT, sau đó kéo cáp xiên liên kết đỉnh tháp với đầu dầm BTCT, trong quá trình lao kéo dầm sẽ điều chỉnh lực căng trong dây xiên tương ứng với biến thiên nội lực trong dầm. - Trên thực tế, giải pháp này ít được áp dụng trong thi công do hiệu năng của nó mang lại không cao, như không có tác dụng trong đoạn dầm không bố trí dây xiên, việc giảm mômen âm phát sinh trong dầm lúc thi công không đáng kể so mới việc sử dụng mui dẫn, hơn nữa việc sử dụng hệ dây xiên làm phân bố lại đột ngột lực cắt trong suốt chiều dài dầm BTCT nên cần phải xét đến trong tính toán thiết kế. 2.4.5.2. Bãi chuẩn bị: - Mặt bằng tổ chức thi công các đốt dầm và đẩy ra nhịp được gọi là bãi chuẩn bị, gồm những hạng mục chính như sau:

 Bệ đúc để đúc các khối dầm và căng kéo cốt thép.  Các ụ trượt để đẩy các khối dầm vào đường trượt.  Hệ thống kích đẩy.  Các vật tư thiết bị khác như: ván khuôn, gia công cốt thép, vữa, kích, ...

- Bệ đúc đặt ở vị trí cách ụ trượt trên mố cầu một khoảng bằng chiều dài mui dẫn (0,5÷0,7)L.

- Bệ đúc đỡ toàn bộ tải trọng đốt dầm và các thiết bị thi công nên phải đảm bảo ổn định, không nén lún trong quá trình thi công và đẩy dầm. Thường bệ đúc được chế tạo trên nền móng cọc và chất tải khử lún, nghiệm thu các bên trước khi đưa vào sử dụng.

- Ụ trượt đảm bảo chịu được tải trọng thẳng đứng các đốt dầm và tải trọng ngang khi đẩy các đốt dầm trên đường trượt, để tạo độ vồng đường trượt sau mố thường có độ dốc 10÷15%. - Bố trí đủ không gian để thi công đúc dầm BTCT, lắp đặt mái che đảm bảo an toàn, chất lượng trong thi công.

2.4.5.3. Ván khuôn: - Bộ ván khuôn đúc dầm gồm ván khuôn ngoài, ván khuôn đáy và ván khuôn trong được ghép lại với nhau.

- Ván khuôn ngoài liên kết khớp với bệ đúc dầm để thuận tiện trong việc tháo lắp thi công các đốt tiếp theo.

- Ván khuôn đáy được đặt trên hệ dầm I có gắn kích hoặc tăng đơ nâng hạ để hạ ván khuôn đáy khỏi dầm. Tại các vị trí đặt ụ trượt, ván khuôn đáy được khoét lỗ và đặt các tấm tôn đảm bảo kín khít không làm hỏng ụ trượt.

- Ván khuôn trong được thiết gồm nhiều mảnh ghép độc lập và liên kết với nhau thành 5

102

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

mảnh đặc trưng tùy thuộc vào cấu tạo hình học của lòng dầm hộp miễn sao tiện lợi trong việc tháo, di chuyển và lắp đặt từng cụm ván khuôn cho khối đúc tiếp theo.

2.4.5.4. Gối trượt: - Gối trượt tạm thời đỡ dầm tại những vị trí ụ trượt, trụ chính, và trụ tạm, gối trượt phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Chịu được áp lực tại gối kê.  Có hệ số ma sát nhỏ.  Cho phép dầm có chuyển vị xoay.  Cố định vào đỉnh trụ hoặc ụ trượt.

- Mặt gối trượt bố trí tấm nhựa trượt bằng cao phân tử Ftoplast hoặc Teflong có cường độ

chịu ép mặt 45÷50Mpa, hệ số ma sát f1 = 0,03÷0,05. 2.4.5.5. Bộ phận điều chỉnh hướng đẩy: - Trong quả trình đẩy trượt, để đảm bảo cho kết cấu nhịp di chuyển thẳng hướng cần phải có bộ phận khống chế hướng đẩy.

- Cấu tạo bộ điều chỉnh hướng đẩy gồm một kích thủy lực và bánh xe lăn bằng thép, toàn bộ được bố trí trên đà giáo mở rộng trụ và hướng vuông góc với thành dầm. Trong quá trình lao đẩy, bánh xe thép lăn dọc theo thành ngoài dầm hộp, chỉ khi nào xảy ra trường hợp lệch hướng mới sử dụng kích đẩy để điều chỉnh hướng dầm.

2.5. Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo công nghệ đà giáo di động:

2.5.1. Đặc điểm công nghệ:

a. Khái niệm: Cũng tương tự như công nghệ đúc đẩy kết cấu nhịp, để khai thác tối đa các ưu điểm của công nghệ đẩy và hạn chế các khuyết điểm của nó, người ta đã thay thế việc đẩy kết cấu nhịp chính bằng cách đẩy hệ đà giáo thi công trượt dọc theo kết cấu nhịp cầu để đúc dầm.

Công nghệ này thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ, phân đoạn có chiều dài phân đốt bằng chiều dài nhịp. Sau khi lắp dựng đà giáo di động (MSS - Movable scaffolding System), tiến hành đúc đốt dầm biên đầu tiên trên đà giáo (dầm biên có chiều dài lớn hơn một nhịp, đoạn dầm nhô ra bằng 1/5 nhịp nối tiếp). Sau khi dúc xong tiến hành căng cốt thép DƯL để dầm tự chịu tải và tiến hành di chuyển đà giáo lên thi công ở nhịp tiếp theo. Chu tình cứ tiếp tục cho đến khi hoàn thành công trình cầu.

b. Đặc trưng: - Tính công nghiệp cao, có thể sử dụng lại từ công trình này đến công trình khác. - Dễ dàng áp dụng cho các cầu với các kiểu sơ đồ nhịp và mặt cắt ngang dầm chủ (hộp đơn, hộp kép, TT, ...).

- Thời gian thi công trung bình một nhịp khoảng 7÷9 ngày. - Có khả năng áp dụng đối với các cầu nằm trên đường cong với bán kính nhỏ nhất Rmax = 250m.

- Độ dốc dọc lớn nhất của cầu: imax = 5%. - Độ dốc ngang lớn nhất: imax = ±5%. - Độ võng lớn nhất của hệ thống MSS là 1/400. c. Phạm vi áp dụng: - Cầu càng dài áp dụng công nghệ MSS càng hiệu quả, có thể tổ chức thi công song song nhiều bộ đà giáo nhằm đẩy nhanh tiến độ xây dựng cầu.

- Công nghệ MSS có thể áp dụng cho nhịp cầu dài từ 18÷80m, trong đó hợp lý nhất là 35÷60m.

- Khi công trình yêu cầu tĩnh không cho giao thông thủy bộ, điều kiện địa chất, địa hình,

103

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

thủy văn khu vực thi công phức tạp, khó khăn trong việc lắp dựng đà giáo.

d. Ưu nhược điểm: - Ưu điểm:

 Ưu điểm lớn nhất của công nghệ là tính công nghiệp hóa cao.  Luân chuyển sử dụng lại cho nhiều công trình cầu.  Kiểm soát tốt chất lượng thi công kết cấu nhịp cầu.

- Nhược điểm:

 Công trình phụ trợ rất công kềnh: Giàn đẩy, trụ tạm, mui dẫn, ...  Công tác vận hành đòi hỏi chuyên môn cao, yêu cầu thiết bị đảm bảo hoạt động tốt.

 Phụ thuộc vào dự án thiết kế kết cấu nhịp có thể vận dụng công nghệ MSS.  Chi phí chế tạo cao, do đó đòi hỏi có nhiều công trình mới khấu hao hết nên khó tính toán đầu tư.

2.5.2. Các loại đà giáo di động:

Dựa trên việc bố trí cao độ của hệ thống MSS so với cao độ kết cấu hệ ván khuôn, công nghệ được chia làm 3 loại như sau:

 Hệ thống MSS loại chạy dưới.  Hệ thống MSS loại chạy giữa.  Hệ thống MSS loại chạy trên.

a. Hệ thống MSS loại chạy dưới: - Cấu tạo:

 Hệ dầm chính được bố trí dưới hệ ván khuôn và các kết cấu phụ trợ của chúng, dầm chủ được kê trên hai công xon mở rộng trụ về phía thượng và hạ lưu nối với mui dẫn phía trước và mui đỡ phía sau, kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm giản đơn mút thừa. Dầm chính được cấu tạo từ dầm thép đặc, giàn hoặc dầm hộp thép.  Liên kết giữa hai dầm chính là hệ dầm ngang đỡ ván khuôn đáy, loại kết cấu dầm ngang này có các khớp quay bố trí cùng với các kích thủy lực để có thể xếp gọn vào hai bên dầm chủ trước khi lao sang thi công nhịp mới.

Hình 2.52. Cấu tạo hệ đà giáo di động chạy dưới

- Chu trình hoạt động:

104

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Đổ bê tông kết cấu nhịp, căng kéo cốt thép DƯL, hạ dầm chính bằng các kích tại các công xon để tháo ván khuôn ngoài.

 Tách mở đôi và tiến hành quay gập hệ dầm ngang vào hai bên dầm chủ, kéo hạ ván khuôn đáy gập xuống bên dầm chủ.

 Kích đẩy dầm chủ rời xa khỏi trụ một khoảng cách đủ để hệ ván khuôn đáy và dầm ngang vừa gập có thể di chuyển qua trụ.

 Tiến hành lao hai dầm chính sang nhịp tiếp theo bằng hệ thống kích thủy lực đặt trên các công xon mở rộng trụ. Có thể lao đồng thời hoặc lao lần lượt từng dầm.  Căn chỉnh vị trí dầm chính đúng thiết kế, đẩy dầm chính vào sát hai bên trụ với vị trí đảm bảo lắp đặt ván khuôn đáy theo đúng thiết kế.

 Kích nâng ván khuôn đáy và quay hệ dầm ngang đỡ ván khuôn đáy, căn chỉnh cao độ và kích thức đúng thiết kế.

 Lắp dững cốt thép và thi công nhịp dầm tiếp theo.

b. Hệ thống MSS loại chạy giữa: - Cấu tạo:

 Hệ ván khuôn của kết cấu phần trên được bố trí ở giữa hai dầm chính của hệ thống MSS, kết cấu phụ trợ được giữ theo phương ngang của dầm chính, để di chuyển lên phía trước hệ dầm ngang được tách làm hai nửa cùng với dầm chính di chuyển ra xa trụ.

 Loại này không yêu cầu không gian thực hiện công nghệ rộng bằng loại chạy dưới, trường hợp sử dụng dầm đặc thì mặt trong dầm chính có thể được sử dụng như là một phần của ván khuôn.

Hình 2.53. Cấu tạo hệ đà giáo di động chạy giữa

- Chu trình hoạt động: Tương tự như công nghệ đà giáo di động chạy trên, chỉ khác nhau ở công đoạn hạ ván khuôn đáy. Sử dụng công nghệ quay hạ hoặc sàng ngang ván khuôn đáy sang hai bên dầm chính trước khi lao hệ đà giáo lên thi công nhịp tiếp theo.

c. Hệ thống MSS loại chạy trên: - Cấu tạo:

105

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Hệ dầm chính được bố trí ở phía trên kết cấu nhịp dầm đã được xây dựng, một đầu kê trên chân chống đặt trên đỉnh trụ. Hệ gồm một dầm dạng giàn chính chạy giữa, trên đó bố trí các giàn ngang để treo đỡ hệ ván khuôn ngoài và đáy.

 Loại kết cầu này không phổ biến do tính vận hành phức tạp, nên chỉ ưu tiên áp dụng tại các vị trí đồi núi khó thi công, không gian bên dưới chật hẹp, hoặc cầu trên đường cong bán kính nhỏ.

- Chu trình hoạt động: Chu trình hoạt động tương tự như các hệ MSS chạy dưới và giữa, chỉ khác nhau đặc trưng ở công nghệ tháo lắp ván khuôn ngoài và di chuyển hệ lên nhịp tiếp theo. Với loại MSS chạy trên này, ván khuôn ngoài liên kết với đáy được treo trên các giàn ngang thi công theo kiểu quay mở hoặc hạ xuống đất tháo lắp vận chuyển sang vị trí mới. Khó khăn lớn nhất của loại này là kết cấu trụ tạm kê dầm chính của hệ MSS, trụ này thường phải để lại trong mặt cắt dầm nên gây ra sự hao phí và xử lý kỹ thuật phức tạp.

Hình 2.54. Cấu tạo hệ đà giáo di động chạy trên

2.5.3. Trình tự công nghệ:

- Di chuyển đà giáo bằng biện pháp lao dọc trên đường trượt với đường trượt trên gắn cố định ở đáy dầm chủ và đường trượt dưới bố trí tại công xon mở rộng trụ hoặc các kết cấu đỡ trực tiếp dầm chủ.

- Hệ thống đường trượt hay sử dụng tấm nhựa trượt Teflon có hệ số ma sát nhỏ hoặc đường trượt con lăn (ít dùng), mặt dưới đường trượt trên mạ kẽm.

- Sử dụng nguồn động lực để tạo lực đẩy là các kích thủy lực gắn trên các vị trí gối đỡ, một đầu kích gắn cố định và một đầu chốt vào đường trượt trên dưới đáy dầm. Mỗi hành trình kích sẽ đẩy dầm tiến lên một đoạn, sau đó tháo chốt hồi kích về để kích đẩy đoạn tiếp theo.

- Sau khi đưa hệ MSS đến vi trí nhịp chính, sử dụng các kích đơn để điều chỉnh cao độ và vị trí ván khuôn đáy, ván khuôn thành ngoài.

- Tiến hành lắp dựng cốt thép, nối thép DƯL, hoàn thiện khung cốt thép của nhịp dầm. - Lắp dựng ván khuôn trong bằng thủ công, kê trên các con kê bê tông kê trực tiếp trên mặt ván khuôn đáy, sau này được chôn trong bê tông đáy dầm.

- Tiến hành đổ bê tông theo 02 hoặc 03 đợt, trước tiên đổ bê tông từ sườn để bê tông chảy xuống bản đáy nhằm tránh đọng khí gây rỗ trong góc vát dầm. Sau đổ đổ bê tông sườn dầm và cuối cùng đổ bê tông bản mặt cầu.

- Hoàn thiện, bảo dưỡng bê tông, căng kéo cáp dự ứng lực, di chuyển đà giáo đến thi công

106

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

nhịp tiếp theo.

Hình 2.55. Sơ đồ trình tự công nghệ

2.5.4. Cấu tạo đà giáo di động:

Các phần cơ bản của hệ đà giáo gồm: Dầm chính; Mui dẫn; Dầm ngang; Hệ thống bàn trượt lao dầm; Khung treo; Trụ đỡ; Hệ đỡ công xon; Hệ ván khuôn; Sàn công tác; Thiết bị lao; Thiết bị thủy lực.

a. Dầm chính: Thông thường được cấu tạo từ ba loại kết cấu chính là hệ dầm thép hình, bản tổ hợp, hệ giàn thép và hệ dầm hộp thép. Đây là bộ phận được chế tạo sẵn trong nhà máy theo từng phân đoạn để vận chuyển và lắp ghép tại hiện trường. Tùy quy mô công trình và điều kiện thi công cụ thể để lựa chọn kết cấu phù hợp.

b. Mui dẫn: Phần kéo dài của kết cấu dầm chính là phần mui dẫn, gồm hai đầu được uốn cong theo chiều đứng tạo góc theo phương ngang một góc 40÷50, khả năng quay ngang của bàn trượt cho phép điều chỉnh hướng dầm MSS.

Mui dẫn thường được chế tạo dạng giàn thép với mặt cắt chữ H hoặc tam giác, liên kết chắc chắn với dầm chính bằng bu lông cường độ cao tại hiện trường, khớp nối giữa mui dẫn và dầm chính có thể điều chỉnh để điều khiển hướng lao dầm MSS, mui dẫn gắn đầy đủ hệ thống đường ray trượt trên với dầm chính. c. Hệ thống bàn trượt lao dầm: Hệ thống bàn trượt lao dầm là hệ thống đỡ định hướng cho hệ thống đà giáo di động MSS và là phần cốt yếu của hệ thống, tùy theo loại đà giáo mà hệ thống trượt được đặt trên trụ đỡ hoặc trên công xon mở rộng trụ.

Hệ bàn trượt thường sử dụng hai loại phụ thuộc vào hệ thống lao bằng mô tơ thủy lực hay kích thủy lực. Đối với hệ lao bằng mô tơ ta dùng hệ bàn trượt là các bánh xe thép chủ động và bị động, đối với hệ lao bằng kích thủy lực ta sử dụng bàn trượt là các tấm Teflon có hệ số ma sát nhỏ (có thể sử dụng hệ bánh xe thép song ít thấy trên thực tế).

d. Khung treo: Hệ khung treo đối với loại đào giáo di động chạy dưới là hệ khung chịu lực gồm một khung thép hình và các thanh thép cường độ cao xuyên qua các lỗ chờ sẵn trong bê tông dầm để neo giữ phần cuối hệ đà giáo. Khung neo được sử dụng khi thiết kế dầm chính dài bằng dầm BTCT, khi đổ bê tông một phần mui dẫn phía sau sẽ tham gia chịu lực nên cần có khung treo để đảm bảo nội lực và độ võng trong hệ đà giá. Tuy nhiên, thực tế người ta thiết kế dầm chính MSS dài hơn dầm BTCT và khi đúc dầm toàn bộ hệ dầm chính được kê trên trụ do đó không cần hệ khung treo nữa, chỉ sử dụng thanh thép cường độ cao để ép ván khuôn đáy dầm tại vị trí nối dầm.

Đối với hệ chạy trên, khung treo là các thanh thép hình và thép cường độ cao, liên kết với dầm ngang để treo đỡ hệ ván khuôn ngoài và đáy phục vụ thi công dầm BTCT.

107

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

e. Hệ đỡ công xon: Hệ đỡ công xon được bố trí kẹp hai bên trụ bằng các thanh thép cường độ cao, hệ cấu tạo từ thép hình hoặc thép tổ hợp hàn bên trên gắn các hệ thống bàn trượt, kích lao đẩy dầm.

Có thể bố trí 02 bộ công xon mở rộng trụ và trong mỗi lần di chuyển hệ MSS tiến hành treo phần đuôi hệ MSS để tháo lắp giá công xon phía sau lên trụ tiếp theo. Việc làm này thường gây mất nhiều thời gian, gây chậm tiến độ nên thông thường thiết kế 03 bộ để trong quá trình thi công nhịp dầm BTCT thì đã lắp sẵn hệ công xon ở trụ tiếp theo cho công tác lao đẩy dọc.

f. Trụ đỡ: Trụ đỡ được chế tạo từ thép hình hoặc thép tổ hợp hàn, bố trí trên đỉnh trụ và liên kết với khối đỉnh trụ thông qua các thanh thép cường độ cao để đảm bảo ổn định. Trụ đỡ thường được sử dụng cho loại đà giáo chạy trên, gắn đầy đủ các thiết bị phục vụ lao đẩy hệ MSS.

g. Hệ ván khuôn: Hệ thống MSS có khả năng phục vụ đổ bê tông mặt cắt dầm bất kỳ, kể cả dầm đặc hoặc chiều cao thay đổi. Đối với mặt cắt hình hộp nên yêu cầu chiều cao dầm không thay đổi để cơ giới hóa ván khuôn dầm. Cấu tạo ván khuôn phức tạp nhất là đối với dầm hộp rỗng lòng gồm bộ ván khuôn ngoài và bộ ván khuôn trong.

Hệ ván khuôn ngoài bao gồm: Ván khuôn sườn (kể cả ván khuôn đỡ bản cánh dầm), ván khuôn đáy và hệ thống phụ trợ. Ván khuôn ngoài được liên kết với dầm chính, dầm ngang hệ đà giáo MSS bằng các kích thủy lực thông qua các khớp quay, ván khuôn được phân đoạn khoảng 6m đảm bảo hoạt động của các kích thủy lực, hệ khung đỡ, độ ổn định, vững chắc của ván khuôn dầm. Trong quá trình thi công dầm BTCT, hệ ván khuôn ngoài luôn liên kết và đi theo hệ dầm chính.

Bộ ván khuôn trong bao gồm: Ván khuôn trần, ván khuôn thành bên, hệ thống phụ trợ. Ván khuôn trong độc lập so với hệ thống MSS, có thể được chế tạo định hình thành từng cụm có chiều dài khoảng 4÷6m tùy thuộc vào mặt cắt dầm, các cụm được điều chỉnh thu gọn hoặc mở ra theo mặt cắt dầm bằng các khớp quay kích thủy lực. Các đốt ván khuôn trong có thể di chuyển từ nhịp này sang nhịp khác bằng hệ ray và bánh goòng bố trí trên mặt đáy dầm BTCT. Trên thực tế, việc thiết kế ván khuôn trong như vậy sẽ phải thi công dầm ngang sau, do đó người ta thường sử dụng bộ ván khuôn tháo lắp thủ công với các miếng ván khuôn nhỏ, khung đỡ gọn gàng, lắp dựng ván khuôn ngay khi lắp xong cốt thép bản đáy để tiến hành đổ bê tông một lần toàn dầm.

h. Thiết bị lao, thiết bị thủy lực: Hệ dầm MSS được kê trên 4 kích thủy lực chính có khả năng nâng tải trên 600 tấn, kích này được sử dụng để nâng hạ hệ MSS và điều chỉnh cao độ hệ MSS vào đúng cao độ thiết kế. Các loại kích kéo và đẩy khác được sản xuất và lắp ghép sẵn trong hệ, công nhân có thể

vận hành theo đúng quy trình quy định. 2.5.5. Một số vấn đề liên quan đến công nghệ:

- Mối nối thi công dầm: Dầm BTCT liên tục nhiều nhịp khi thi công trên hệ đà giáo luôn phải yêu cầu đúc phân đoạn, và vấn đề về mối nối thi công là một điểm yếu trong kết cấu công trình. Nơi đây vừa là vị trí nối cáp DƯL nên việc tập trung ứng suất là đáng kể, hơn nữa việc chiếm diện tích của các bát neo cũng làm giảm yếu đáng kể mặt cắt bê tông dẫn đến chịu ảnh hưởng của quá trình co ngót bê tông do đó cần phải bố trí cốt thép dày hơn, ngoài ra việc tập trung ứng suất sau neo cũng dẫn đến hạn chế biến dạng do từ biến bên trong các đoạn trước dễ gây ra hiện tượng nứt kết cấu, nên việc bố trí cốt thép thường ở vị trí mối nối đặc biệt được coi trọng.

- Mối nối cáp DƯL: Cáp nhịp mới sẽ được nối với cáp nhịp đã đổ bê tông trước đó thông qua bộ nối cáp tại mối nối thi công. Khi tiến hành căng kéo cho nhịp dầm mới thi công thông qua bộ nối cáp sẽ phát sinh một lực kéo đối với phần bê tông tại bát neo dầm trước, tại mối nối tập trung một ứng

108

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

suất trái chiều đáng kể có thể gây nứt bê tông, tuy nhiên lực kéo này nhỏ và sẽ được xử lý bằng việc bố trí tăng cường cốt thép thường tại đây. Tốt nhất là nên bố trí mối nối cáp không tập trung trên một mặt cắt, tuy nhiên đây là yêu cầu khó khăn cho thi công.

2.6. Thi công kết cấu nhịp cầu bằng biện pháp đúc tại chỗ trên đà giáo cố định:

2.6.1 Khái niệm:

Biện pháp thi công đúc dầm tại chỗ trê đà giáo cố định là một trong những giải pháp thi công đã có từ lâu đời và vẫn còn được áp dụng ngày nay. Tại các địa hình thi công thuận lợi, việc thi công đúc dầm trên đà giáo cố định được ưu tiến áp dụng do tính đơn giản, thuận tiện trong tổ chức thi công và hơn nữa kết cấu nhịp luôn đảm bảo tính liền khối. Ngày nay, biện pháp này vẫn được áp dụng rộng rĩa trong thi công các công trình cầu nhỏ, nhịp dẫn trong các công trình cầu lớn, đặc biệt là trong xây dựng cầu vòm. 2.6.2. Đúc tại chỗ cầu bản và cầu dầm trên đà giáo cố định:

2.6.2.1. Đặc điểm và phạm vi áp dụng: - Ở giai đoạn thi công KCN không hoàn toàn chịu lực mà dựa vào đà giáo. Nó chỉ chịu lực khi bê tông đã đạt giá trị thiết kế và đã căng kéo cốt thép dự ứng lực. Trong giai đoạn KCN chưa có khả năng chịu lực thì mọi biến dạng của đà giáo đều ảnh hưởng và gây nứt cho dầm.

- Biến dạng của đà giáo làm biến dạng kết cấu nhịp. - Đà giáo phải được lắp dựng ngay tại chỗ và được tháo dỡ khi KCN có khả năng chịu lực. Đà giáo này phải tháo lắp và lắp nhiều lần cho nên chi phí về công tác lắp dựng là rất lớn. - Đà giáo gánh đỡ toàn bộ trọng lượng KCN cùng với tải trọng thi công nên nó có kích thước rất lớn, thực chất nó như là 1 cầu tạm.

- Khối lượng vật liệu phụ trợ lớn nên làm tăng chí phí công trình. - Áp dụng cho trường hợp nhịp ngắn, số lượng nhịp ít: cầu bản, cầu BTCT thường, trọng lượng nhỏ đảm bảo dễ lắp dựng, kết cấu không phức tạp, mặt cắt của dầm đơn giản.

- Dùng cho những dạng kết cấu có hình dáng kiến trúc phức tạp mà biện pháp lắp ghép không đáp ứng được: cầu vòm, cầu khung. Những nhịp biên hoặc nhịp dẫn của cầu liên tục.

2.6.2.2 Cấu tạo đà giáo cố định: a. Kết cấu: - Yêu cầu:

 Phải tháo dỡ dễ dàng.  Sử dụng nhiều lần.  Tận dụng vật liệu tại chỗ.

- Kết cấu gỗ: Tận dụng vật liệu tại chỗ, áp dụng cho cầu nhỏ ở trung du miền núi.

 Đà giáo gỗ dạng trụ palê và dầm dọc rải dày

Hình 2.56. Cấu tạo đà giáo gỗ

109

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Đà giáo dạng trụ palê gỗ-dầm thép

Hình 2.57. Cấu tạo đà giáo trụ pale gỗ - dầm thép

- Kết cấu thép:

 Dạng dầm thép trên đà giáo UYKM: Sử dụng kết cấu đà giáo định hình UYKM để xây dựng lắp đặt các trụ tạm và kết cấu mở rộng trụ làm điểm kê gác hệ thống dầm thép đỡ ván khuôn thi công kết cấu nhịp cầu.

Hình 2.58. Dạng dầm thép trên trụ tạm định hình  Dạng dầm thép rải dày trên đà giáo MYK: Sử dụng kết cấu vạn năng MYK để lắp dựng hệ đà giáo dày trên nền đất ổn định có các bản bê tông kê đỡ cột đà giáo, phía trên rải dày hệ dầm thép I200-300 để làm mặt bằng lắp dựng ván khuôn thi công kết cấu nhịp cầu.

Hình 2.59. Dạng dầm thép rải dày trên đà giáo MYK

b. Thiết kế đà giáo cố định: - Tải trọng và hệ số tải trọng:

 Trọng lượng KCN: n=1,1.  Trọng lượng bản thân: n=1,3.  Tải trọng thi công: lấy bằng 0,2T/m2, n=1,3.  Lực xung kích do đầm và vữa rơi.  Tải trọng gió lấy bằng 1,25 T/m2.

- Sơ đồ tính: Căn cứ vào kết cấu để mô hình hoá theo tầm quan trọng của những trạng thái xét mô hình

110

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

đơn giản hay phức tạp, nói chung mô hình hoá theo sơ đồ đơn giản, thiên về an toàn. Thường đưa sơ đồ không gian về sơ đồ phẳng có tính đến hệ số phân bố ngang.

- Tính duyệt:

 Tính duyệt cường độ.  Tính duyệt ổn định.

2.6.2.3 Ván khuôn: - Ván khuôn đáy là mặt sàn của đà giáo. Nó phải kín, nhẵn và phẳng có thể bọc tôn thép. - Ván thành được chia thành từng tấm, từng mảng ghép và lắp dựng với nhau thành khuôn. - Ván khuôn dầm có sườn không phải lắp ghép cùng một lúc mà nó kết hợp với lắp dựng khung cốt thép: lắp 1 mặt ván thì buộc khung cốt thép rồi mới đóng ván.

- Ván khuôn phải có những cửa sổ để kiểm tra và vệ sinh ở trong lòng khuôn. 2.6.2.4. Tổ chức thi công đúc tại chỗ:

Hình 2.60. Sơ đồ tổ chức thi công đúc dầm tại chỗ

- Các bước thi công:

 Xây dựng móng trụ tạm, hoặc nền móng lắp dựng hệ đà giáo thi công.  Lắp rải hệ dầm dọc và ngang trên trụ tạm hoặc hệ đà giáo.  Lắp dựng hệ ván khuôn ngoài.  Căn chỉnh cao độ đáy ván khuôn thông qua hệ tăng đơ điều chỉnh.  Lắp dựng cốt thép dầm cầu, ván khuôn trong (nếu có).  Đổ bê tông dầm.  Bảo dưỡng bê tông.  Dỡ ván khuôn thành.  Căng và kéo cốt thép DƯL.  Bơm vữa lấp lòng.  Hạ đà giáo, dỡ ván khuôn đáy và đồng thời hạ KCN xuống gối.

- Yêu cầu:

 Đổ bê tông liên tục, thời gian đổ bê tông 4h  Đà giáo phải biến dạng đều và đối xứng không bị xoắn vặn.  Nếu thời gian đổ bê tông > 4h thì phải tổ chức đổ bê tông như sau:

 Chia khối đổ thành nhiều đốt, thành các khúc đối xứng, các khúc phải có mối nối với nhau, vị trí mối nối ở chỗ đà giáo xuất hiện M –

 Xẻ dọc: cắt thành các dải.  Xẻ ngang: cắt thành từng lát, đổ từ dưới lên.

- Dùng tải trọng dằn xếp lên đà giáo trước tương đương vữa bê tông dầm, bê tông đổ đến đâu gỡ tải trọng đến đấy nhằm để biến dạng của đà giáo không ảnh hưởng đến ninh kết.

111

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

2.6.2.5. Tính độ vồng của đà giáo: Để dầm bê tông sau khi tháo dỡ ván khuôn có độ vồng như thiết kế, cao độ mặt sàn đà giáo phải có độ vồng được xác định theo công thức:

hg = htk + fg + t + co

Trong đó:

 htk: độ vồng thiết kế của dầm. 

fg: độ võng của đà giáo do trọng lượng của dầm đúc và của ván khuôn dầm, xác định bằng cách mô hình hóa sơ đồ làm việc của dầm trên các trụ tạm theo sơ đồ giản đơn để xác định độ võng khi chịu tải trọng dầm đúc, ván khuôn và các thiết bị thi công (có thể sử dụng phần mềm Midas hoặc Sap để tính toán).  t: độ co ngắn đàn hồi của trụ tạm hoặc đà giáo do trọng lượng dầm, ván khuôn và các thiết bị thi công. Thông thường chỉ số này được xác định bằng cách chất tải khử lún, sử dụng thiết bị đo đạc xác định cao độ đà giáo trụ tạm tại thời điểm ban đầu, thời điểm chất tải cuối cùng và thời điểm dỡ tải. Hiệu cao độ giữa lần đo tải cuối cùng với sau khi dỡ tải được xem là độ co ngắn đàn hồi của đà giáo.

 co: tổng các biến dạng không đàn hồi do co ép tại những vị trí kê, thông thường mỗi điểm kê đệm lấy bằng 2mm, tuy nhiên cũng có thể xác định sơ bộ qua số liệu đo đạc khi chất tải khủ lún công trình tạm.

2.6.2.6. Biện pháp hạ đà giáo: a. Nguyên tắc cơ bản: - Yêu cầu các điểm kê phải bố trí đối xứng nhau để kết cấu chịu lực đều và êm thuận không có xung kích đột ngột.

- Khi hạ chia thành nhiều cấp và hạ từng cấp một, hạ từ điểm có độ tháo hẫng lớn nhất trước rồi hạ dần về 2 đầu nhịp đối xứng với tim cầu.

- Biểu đồ độ tháo hẫng phải phù hợp với đường cong đàn hồi (dầm liên tục), đường độ võng (dầm giản đơn).

b. Thiết bị hạ đà giáo: Với công nghệ đúc dầm trên đà giáo cố định thì trong giai đoạn thi công cho đến khi hạ dầm xuống gối toàn bộ kết cấu được nâng đỡ bởi hệ đà giáo trụ tạm do đó việc tháo hạ ván khuôn đáy và đà giáo là một công việc khó khăn do bị ép chặt bở tải trọng dầm BTCT.

Để có thể hạ ván khuôn đáy và giàn giáo, trong giai đoạn lắp dựng chúng ta phải lắp đặt sẵn các thiết bị hạ giàn giáo, thông thường sử dụng các loại như: nêm hai mảnh, nêm 4 mảnh, ghế gỗ, hộp cát (các loại này thường bố trí cho những kết cấu có chiều cao hạ nhỏ). Đối với các kết cấu nhịp có độ võng lớn, cần chiều sâu hạ lớn ta thưởng sử dụng con đội thép dạng bu lông tinh chế để hạ giàn giáo.

2.6.2.7. Chất thử tải đà giáo: - Trước khi triển khai đúc dầm BTCT trên hệ đà giáo cần phải tiến hành chất tải khử lún đồng thời thử tải hệ đà giáo, việc chất tải đà giáo nhằm đạt được những mục đích sau:

 Khử biến dạng dư của đà giáo.  Phát hiện kịp thời các điểm đà giáo lỏng, hẫng cần điều chỉnh.  Phát hiện những vị trí xung yếu của đà giáo để kịp thời có giải pháp xử lý.  Phát hiện kịp thời lún sụt móng trụ tạm để xử lý.  Lường trước các sự cố có thể xảy ra để có giải pháp khắc phục.  Trong một số trường hợp tải trọng chất tải được sử dụng làm tải trọng dằn trong thi công dầm.

112

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Tải trọng chất tải tương đương tải trọng dầm BTCT thực nhân với hệ số vượt tải 1,25 cộng với tải trọng ván khuôn và thiết bị thi công đồng thời trên đà giáo.

- Sử dụng các vật liệu sẵn có tại công trường để làm đối trọng như bao xi măng, cuộn cốt thép, ... hoặc sử dụng phao quân dụng chứa nước để gia tải.

- Tiến trình gia tải được tăng dần theo 3 cấp, cấp 1 tương đương 50% tải trọng, cấp 2 tương đương 30% tải trọng và cấp 3 tương đương 20% tải trọng thiết kế, trong suốt quá trình chất tải phải kiểm soát tình hình đà giáo thông qua việc bố trí các điểm đo.

- Thời gian chất tải thông thường từ 5-7 ngày, thời gian chính thức tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án.

2.6.2.8. Lắp dựng khung cốt thép và ván khuôn dầm: Trước khi đổ bê tông kết cấu dầm cần hoàn thành công tác lắp dựng khung cốt thép và hệ thống ván khuôn đúc dầm. Đối với mặt cắt kết cấu nhỏ hẹp tiến hành dựng khung cốt thép và các chi tiết chìm trong bê tông dầm trước sau đó mới lắp dựng hệ ván khuôn. Đối với mặt cắt kết cấu rộng, ta tiến hành dựng ván khuôn trước, sau đó mới dựng cốt thép khung dầm, tuy nhiên cần phải đảm bảo bề mặt ván khuôn kín khít, sạch và được bôi dầu chống dính.

Cốt thép phải được lắp dựng đúng thiết kế, bố trí các thanh thép và liên kết với nhau bằng thép buộc, đặt các con kê vữa xi măng mác cao đảm bảo chiều dày bê tông bảo vệ cốt thép.

Cần có giải pháp lắp dựng ván khuôn tại vị trí đặt gối cầu, tránh để vữa bê tông chảy vào gối cầu.

Tất cả đều phải được nghiệm thu xác nhận trước khi tiến hành đổ bê tông. 2.6.2.9. Tổ chức đổ bê tông dầm trên đà giáo cố định và tháo hạ đà giáo: a. Biện pháp đổ bê tông toàn khối: Đối với các dầm có khối lượng đổ bê tông không quá lớn, thời gian đổ nằm trong thời hạn ninh kết cho phép của bê tông thì ta tiến hành đổ toàn khối dầm từ đầu nhịp đến cuối nhịp. Tiến hành đổ bê tông theo sơ đồ cuối chiếu từng lớp vữa nghiêng 350 đến hết chiều cao dầm hoặc đổ phần tầng, tầng dưới đổ trước kéo dài vượt tầng trên khoảng từ 1,5÷2m, đổ bê tông đối xứng tim dầm để tránh vặn xoắn. b. Biện pháp đổ bê tông phân đoạn: Đối với các dầm có khối lượng đổ bê tông lớn, vượt quá năng lực cấp bê tông hoặc khả năng kéo dài của hệ đà giáo ván khuôn, ta có thể tiến hành đổ bê tông phân đoạn.

Các vị trí mối nối thi công cần bố trí cốt thép chờ để liên kết cốt thép liền mạch với khối đổ tiếp theo, kể cả thép DƯL, trước khi đổ khối tiếp theo cần phải vệ sinh tạo nhám tăng khả năng dính kết với khối đúc trước đó. Tùy theo yêu cầu thiết kế và quy định riêng của dự án và khối lượng bê tông cần đổ ta sử dụng mối nối ướt hoặc không. Trong trương hợp không sử dụng mối nối ướt cần có biện pháp neo cốt thép DƯL tại các mối nối thi công và nối thép DƯL cho các đoạn tiếp theo.

c. Hạ đà giáo và tháo ván khuôn dầm: Để truyền tải trọng dầm lên gối sau khi đúc dầm BTCT đạt cường độ yêu cầu, ta tiến hành tháo hạ đà giáo ra khỏi đáy dầm một cách êm thuận và hạ xuống từng nấc một phù hợp với đường cong đàn hồi của dầm. 2.6.3. Đúc tại chỗ kết cấu nhịp cầu vòm:

2.6.3.1. Đặc điểm: Thi công cầu vòm đòi hỏi kỹ thuật cao, tiến độ thi công kéo dài. - Đà giáo phải có thiết kế chi tiết, cấu tạo phức tạp như kết cấu dạng giá vòm. - Kích thước và hình dạng yêu cầu độ chính xác cao. - Thân vòm dễ bị nứt do biến dạng của đà giáo. - Là công trình yêu cầu cao về kiến trúc.

113

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Điều kiện thi công rất khó khăn.

2.6.3.2. Đà giáo đổ bê tông tại chỗ cầu vòm: a. Giá vòm lắp dựng đơn chiếc: - Giá vòm dạng dàn có biên đa giác:

Hình 2.61. Cấu tạo đà giáo dạng giàn biên đa giác

1- Thanh biên của đà giáo; 2- tấm gỗ độn vành lược; 3- xà ngang ; 4- ván đáy.

 Tầng dưới là đà giáo phẳng rải dày như đà giáo đúc dầm bình thường, phía trên cấu tạo các biên đa giác theo đường cong của cầu, bố trí các thiết bị hạ giáo, kê chèn tạo cong, rải xà ngang để lát ván khuôn đáy.

 Nhược điểm lớn nhất là chắn dòng, chi phí nhiều vật liệu.  Ưu điểm lớn nhất là dễ tạo mặt vòm.

- Giá vòm dạng dầm gác xiên

Hình 2.62. Cấu tại dạng dầm gác xiên

 Biên dầm thành hình thang bằng cách dùng 3 đoạn dầm I được đỡ bằng trụ tạm.  Để tạo thành đáy cong dùng gỗ độn đơn cắt theo đường phóng đại hoặc tăng đơ điều chỉnh.

 Áp dụng cho cầu nhịp > 25m.  Ưu điểm là cho phép thông thuyền song rất khó tạo vòm.

114

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Giá vòm kết cấu hình nan quạt:

Hình 2.63. Cấu tại dạng hình nan quạt

 Dựng 2 trụ tạm, trên đó đặt 2 hộp cát hoặc tăng đơ để tháo dỡ dễ dàng.  Chia vòm thành nhiều phần nhỏ. Dựng các thanh chống chia vòm thành những đa giác có cạnh bằng nhau.

 Tại mỗi đỉnh mỗi cạnh đặt 1 xà mũ chạy suốt theo chiều rộng của thân vòm.  Xà mũ được hàng loạt thanh chống đội xiên lên theo hình nan quạt.  Các thanh chống được giằng trên đỉnh và 1 số thanh giằng ngang, giằng theo phương ngang cầu.

 Nhược điểm lớn là cấu tạo rất phức tạp. Ưu điểm là tháo giỡ giá vòm đơn giản.

b. Giá vòm chuyên dụng: - Giá vòm đượcc lắp từ các khung giá vòm định hình có dạng hình thang lật ngửa, tiết diện là các thanh thép chữ [30.

Hình 2.64. Cấu tạo khung giá vòm YAK - Ở hai đầu có bản liên kết chốt. Các bản cài răng lược với nhau và ở giữa người ta đặt 1 ống khống chế, lắp bu lông qua.

- Để lắp giá vòm các khung liên kết với nhau thành đa giác. - Kết cấu khoá vòm và chân vòm:

Hình 2.65. Cấu tạo khoá vòm ba chốt

115

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Kết cấu chân giá vòm:

Hình 2.66. Cấu tạo chân giá vòm

- Biện pháp lắp dựng giá vòm:

 Biện pháp lắp giá vòm trên mặt bằng sau đó cất lên:  Sử dụng dây văng để neo lại kết hợp với mố neo.  Chân vòm đặt 2 đĩa xoay, trên đĩa xoay có chốt, xoay ngang trước sau đó cất lên

 Biện pháp lắp hẫng:

 Dùng cần cẩu thông dụng lắp 2 khung đầu tiên và sử dụng đoạn trụ kết cấu trên vòm để neo.

 Sau đó lắp cần cẩu chân cứng lên trên dàn mạ thượng, dùng cần cẩu chân cứng để lắp các khoang còn lại.

 Do cần cẩu chân cứng không chạy được nên cần chế tạo 1 sàn công tác là 1 khung thép trên đó lắp thiết bị gắn vào thanh biên trên, còn cần cẩu được lắp vào sàn trên, thanh biên trên phải có đường trượt.

 Khi thiết kế sàn cần lưư ý: thanh chuyển hướng luôn song song với phương tiếp tuyến.

2.6.3.3. Tính toán thiết kế giá vòm: Xác định các loại tải trọng thi công tác dụng lên giá vòm, các hệ số tải trọng theo quy định trong tiêu chuẩn ngành 22TCN272-05 và các tổ hợp tải trọng để xác định nội lực. Khuyến khích sử dụng các phần mềm tính toán kết cấu thông dụng như Midas, Sap2000, RM để tính toán nội lực và kiểm toán các trạng thái giới hạn theo quy định của tiêu chuẩn được duyệt của dự án.

2.6.3.4. Biện pháp đổ bê tông thân vòm: Với thân vòm có khẩu độ nhỏ, thân vòm được đổ bê tông liên tục từ chân vòm lên đến khóa vòm, trừ lại ba khe nối ở hai chân vòm và ở khóa vòm rộng từ 0,8÷1m để thi công sau bằng bê tông trương nở nhằm tránh nứt thân vòm do biến dạng đà giáo và co ngót bê tông. Nếu kết cấu có nhiều thân vòm song song thì tiến hành đổ từng cặp đối xứng qua tim. Với những thân vòm có khẩu độ hơn 60m cần chia đốt đổ bê tông hợp lý, đối xứng qua đỉnh vòm, số đốt là chẵn, để khe nối thi công hình nêm giữa các đốt đúc và thi công sau khi bê tông thân dầm đạt cường độ R7. Mối nối chân vòm thi công cùng với lắp đặt gối cầu.

Đặc trưng trong thi công bê tông thân vòm là ván khuôn chân vòm trong khoảng cách 1/4L phải bố trí tấm ván khuôn nắp để không bị chảy bê tông. Tại các khe nối thi công phải bố trí ván khuôn bịt đầu và để chờ cốt thép thi công.

2.6.3.5. Tháo giá vòm: - Tháo đà giáo vòm thông qua các thiết bị hạ đà giáo đặt tại điểm kê giữa tầng đà giáo phẳng và tầng vòm, hạ tụt các điểm kê theo phương thẳng đứng để tách giá vòm ra khỏi thân

116

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

vòm.

- Có ba biện pháp tháo giá vòm như sau:

 Hạ tụt giá vòm theo phương thẳng đứng thông qua các điểm kê tại chân vòm.  Quay hai nửa giá vòm vào nhau bằng tháo hạ điểm kê tại khóa giá vòm.  Nâng hai nửa thân vòm cất lên khỏi giá vòm bằng cách đặt ở đỉnh khóa vòm các kích thủy lực. Sau khi thân vòm rời khỏi mặt giá vòm, đổ bê tông chèn mối nối khóa vòm. Biện pháp này kết hợp vừa dỡ giáo vừa điều chỉnh nội lực trong thân vòm.

*) Tài liệu học tập:

[1] Giáo trình thi công cầu - Tập 2, Thầy Chu Viết Bình (chủ biên), Nguyễn Mạnh, Nguyễn Văn Nhậm, Nhà xuất bản giao thông vận tải Hà Nội năm 2009.

[2] Tham khảo giáo trình thi công Cầu - Cống, GS.TS Nguyễn Viết Trung, trường Đại học GTVT Hà Nội.

[3] Các công nghệ thi công cầu, GS.TS Nguyễn Viết Trung - KS. Phạm Huy Chính, Nhà xuất bản Xây Dựng Hà Nội năm 2003

[4] Tiêu chuẩn 22TCN272-05 "Tiêu chuẩn thiết kế cầu". [5] Tiêu chuẩn 22TCN 266-2000 “ Quy phạm thi công và nghiệm thu cầu cống”.

*) Câu hỏi, bài tập, nội dung ôn thi và thảo luận:

Câu 1: Đặc điểm chế tạo dầm bê tông cốt thép dự ứng lực theo công nghệ căng sau và căng trước cáp cường độ cao.

Cầu 2: Đặc điểm, phạm vi áp dụng và trình tự thi công kết cấu nhịp dầm BTCT bằng giá Pooctic?

Câu 3: Đặc điểm, phạm vi áp dụng và trình tự thi công kết cấu nhịp dầm BTCT bằng giá lao ba chân.

Cầu 4: Đặc điểm biện pháp thi công kết cấu nhịp dầm BTCT lắp ghép bằng giá long môn. Câu 5: Đặc điểm, phạm vi áp dụng và trình tự thi công lắp ghép dầm BTCT bằng cần cẩu. Câu 6: So sánh đặc điểm chế tạo các đốt dầm xen kẽ kế tiếp và kề đầu gián đoạn trong biện pháp thi công theo công nghệ lắp ghép phân đoạn.

Câu 7: Đặc điểm các loại mối nối thi công trong công nghệ lắp ghép phân đoạn kết cấu nhịp.

Câu 8: Các loại xe đúc, đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động Câu 9: Trình tự thi công đúc một đốt dầm hẫng bằng xe đúc. Câu 10: Biện pháp neo giữ ổn định kết cấu nhịp trong công nghệ đúc hẫng cân bằng kết cấu nhịp.

Câu 11: Đặc điểm và phạm vi áp dụng của công nghệ đúc đẩy kết cấu nhịp cầu dầm bê tông cốt thép.

Câu 12: Công nghệ đà giáo di động MSS, đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại đà giáo di động.

Câu 13: Cấu tạo các loại đà giáo cố định, đặc điểm và phạm vi áp dụng của từng loại. Câu 14: Trình tự thi công đúc kết cấu nhịp dầm trên đà giáo cố định. Câu 15: Mục đích, yêu cầu của công tác chất thử tải đà giáo trong biện pháp thi công đúc dầm tại chỗ trên đà giáo.

117

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

CHƯƠNG 3 – XÂY DỰNG CẦU TREO VÀ CẦU DÂY VĂNG

*) Mục tiêu:

- Có hiểu biết căn bản về cấu tạo và công nghệ thi công cầu treo dây văng, dây võng. - Nắm bắt được các trình tự công nghệ thi công cầu treo dây văng và dây võng. - Phân tích, đánh giá lựa chọn biện pháp thi công và có thể bình luận, nhận xét về một giải pháp thi công.

- Đủ kiến thức cơ bản để tự nghiên cứu, đọc hiểu các tài liệu chuyên môn liên quan đến công nghệ thi công cầu hệ dây, và có thể chủ động phối hợp tổ chức thi công trên hiện trường.

- Rèn luyện thái độ, kỹ năng của một kỹ sư xây dựng cầu.

3.1. Khái niệm về cầu treo và cầu dây văng:

Cầu treo đã xuất hiện rất sớm trong lịch sử, từ những năm đầu của thế kỷ 19. Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ nhất là công nghệ luyện kim cầu treo đã đạt được những thành tựu to lớn mà điển hình là cầu treo Akashi-Kaikyo ở Nhật Bản, chiều dài nhịp chính là 1.991 m (kỷ lục thế giới hiện nay). Sự hấp dẫn của cầu treo thể hiện qua các đặc điểm sau:

- Cầu treo có thể vượt được nhịp rất dài do đó có thể tận dụng hết khả năng chịu kéo của vật liệu cáp cường độ cao.

- Trọng lượng bản thân của cầu treo nhỏ so với các loại cầu khác cùng nhịp nên có giá thành nhỏ nhất.

- Công nghệ thi công cầu treo ít phụ thuộc vào chế độ thuỷ văn, địa hình địa chất của lòng sông.

Cầu treo là một hệ liên hợp giữa dầm cứng và dây chịu lực rất phức tạp dưới tác dụng của tải trọng xe và dao động do gió nên trong quá trình thiết kế, thi công, khai thác vẫn không tránh khỏi những sai sót mà điển hình là vụ sụp đổ cầu treo Tacoma ở Mỹ năm 1940. Hiện nay, các nhà bác học, các công trình sư vẫn còn đang nghiên cứu để hoàn chỉnh lý thuyết tính cầu treo về tính toán tĩnh, động, ổn định khí động và công nghệ thi công.

Cầu treo nói chung là hệ siêu tĩnh trong đó dây chịu lực chủ yếu, dầm chỉ tham gia chịu lực một phần cùng với dây và chịu lực cục bộ là chủ yếu. Có thể thấy cầu treo gồm có các loại sau:

- Cầu treo dây võng; - Cầu dàn dây; - Cầy treo dây văng dầm cứng. Ngày nay, do sự phát triển đa dạng của cầu dây văng mà người ta có thể tạm phân ra 2 loại chính là: Cầu treo và cầu dây văng.

3.2. Thi công kết cấu nhịp cầu treo:

3.2.1. Đặc điểm cấu tạo của cầu treo:

- Dựa vào cấu tạo của dầm dọc người ta phân ra hai loại cầu treo là Cầu treo dầm cứng là cầu treo vào hệ dầm dọc chính và Cầu treo dầm mềm là cầu treo vào hệ dầm ngang (loại này áp dụng cho cầu có khẩu độ nhỏ).

- Đối với cầu treo dầm cứng, theo phương thức neo cáp chính người ta phân ra hai loại: Cầu treo dầm cứng không có lực đẩy ngang hay còn gọi là cầu treo neo ngoài (Hình 10.1.a) và Cầu treo dầm cứng có lực đẩy ngang hay còn gọi là cầu treo tự neo (Hình 10.1.b).

118

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 3.1. Các loại neo cáp chủ: a. Neo ngoài; b. Tự neo - Cầu treo dầm cứng thường có cấu tạo tối ưu là 3 nhịp với tỷ lệ chiều dài hợp lý là 0,25÷0,5 chiều dài nhịp chính.

- Bộ phận chịu lực chính là cáp chủ được neo vào hai mố và vắt qua đỉnh tháp cầu với đường tên khoảng (1/8÷1/10)Lnhịp. Sử dụng cáp thép cường độ cao với giới hạn bền từ 1.500÷1.800 Mpa gồm nhiều sợi bó lại với nhau thành tiết diện hình tròn hoặc hình lục giác. Với chiều dài cầu nhỏ hơn 700m người ta thường dùng loại dây cáp tao xoắn, chiều dài cầu lớn hơn thường dùng các loại sợi song song. Trong cầu treo dầm cứng, thường sử dụng các loại cáp chủ như sau:

 Cáp chế tạo sẵn, gồm 4 loại tiết diện:  Cáp sợi song song có vỏ bọc.  Cáp bện nhiều lớp.  Cáp ép kín.  Bó cáp nhiều tao.

Hình 3.2. Tiết diện cáp chế tạo sẵn a. Bó sợi song song có vỏ bọc; b. Cáp bện nhiều lớp quanh lõi giữa; c. Cáp ép kín biến dạng được; d. Bó cáp nhiều tao

 Cáp chế tạo tại chỗ trực tiếp trên công trường, gồm 4 loại tiết diện như sau:

Hình 3.3. Tiết diện cáp chế tạo tại chỗ a. Bó gồm các tao xoắn 7 sợi; b. Bó gồm các nhóm sợi song song; c, d. Bó các sợi song song ép chặt hình lục giác và hình tròn.

- Các bộ phận cấu tạo chính trong cầu treo:

119

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 3.4. Cấu tạo các bộ phận chính trong cầu treo

- Hệ dầm chủ là kết cấu dạng dầm cứng, phổ biến sử dụng các dạng mặt cắt như hình dưới đây:

Hình 3.5. Cấu tạo dầm cầu treo a. Hệ dầm I liên hợp bản BTCT; b. Dầm hộp đơn bản trực hướng; c. Dầm hộp thép bản trực hướng; d. Giàn chạy trên; e. Giàn hai tầng chạy chung sắt bộ.

- Hệ neo cáp chủ và liên kết với dây treo: Nhánh cáp ở nhịp biên có đường tên nhỏ gần như đi xiên thẳng vào bên trong lòng mố, tại đây các sợi cáp được chia thành các nhóm để phân tách neo cố định vào lòng mố.

Vị trí chia tách được gọi là điểm chia cáp có hình lòng máng để chứa cáp, đường kính lòng máng vuốt tròn đường kính khoảng 400 lần đường kính cáp nhằm tránh các sợi cáp chèn ép nhau.

Thông thường có hai loại neo cáp là neo dạng mui rùa dùng cho các loại tao xoắn và neo dạng guốc cáp có mặt cong trong đường kính bằng 50 lần đường kính sợi cáp sử dụng cho các loại cáp sợi song song.

Tùy theo cấu tạo của hệ mố neo ta có hai loại neo trọng lực và neo ngầm. Trên mỗi đỉnh tháp có gối yên ngựa để các sợi cáp tựa lên và uốn góc khi chuyển nhịp, cấu tạo dạng máng cong lồi đường kính bằng 400 lần đường kính sợi cáp, được chia rãnh để cố định từng nhóm sợi và được siết hãm bằng một hàng bu lông.

120

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

c. Neo mui rùa

a. Neo trọng lực cầu Akashi Kaikyo

d. Neo guốc

b. Neo ngầm cầu George Washington

f. Gối yên ngựa trên đỉnh trụ

e. Liên kết dây treo với cáp chủ

Các dây treo sử dụng loại cáp tao xoắn có hãm mẫu neo ở hai đầu rồi vòng qua cáp chủ và thả xuống treo dầm, có thể sử dụng các thanh thép để làm thanh neo. Vị trí liên kết với cáp chủ là một đai thép bán nguyệt kẹp chặt vào cáp chủ bằng bu lông.

Hình 3.6. Cấu tạo Neo, gối và dây treo

3.2.2. Thi công kết cấu nhịp cầu treo:

Thi công kết cấu nhịp cầu treo gồm 4 bước chính: Lắp cáp chủ, lắp các dây treo, lắp dầm

121

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

cứng và thi công mặt cầu. a. Lắp cáp chủ: Cáp chủ có hai loại, loại chế tạo sẵn và loại bện tại chỗ. Loại chế tạo sẵn đã hoàn thiện dây cáp nên chỉ kéo lắp một lần, loại bện tại chỗ tạo thành dây cáp có đường kính lớn nên phải lao lắp từng sợi nhiều lần.

b. Cấu tạo đường cáp treo và dây thiên tuyến: Để lắp cáp chủ ta phải sử dụng đường cáp treo hoặc dây thiên tuyến nối giữa hai mố neo. Để phục vụ kéo dây cáp chủ hoặc bện cáp tại chỗ cần có một hệ đà giáo treo chạy dọc theo đường dây cáp chủ. Đây là hai công trình phụ tạm quan trọng cần phải thi công đầu tiên trước khi lắp cáp chủ.

Đường cáp treo là đường đi của dây cáp nối từ mố neo bên này, vắt qua hai trụ tạm trên đỉnh tháp, đến mố bên kia. Dây cáp chịu tải đi theo đường cáp treo được gọi là dây dẫn, dây dẫn mang theo xe treo hoặc xe cẩu để phục vụ việc lắp ráp cáp cầu.

Khi dây dẫn được nối với nhau thành một vòng khép kín làm nhiệm vụ vận chuyển vật nặng theo đường cáp chịu tải được gọi là dây tuần hoàn. Dây này có nhiệm vụ kéo các xe treo hoặc móc cẩu chở vật nặng chạy trên cáp chịu lực đã được neo cố định vào hai tháp cầu (Hình 3.7). Đường cáp treo có thể bố trí hai tầng, một tầng là cáp chịu lực và một tầng là dây dẫn tuần hoàn gắn cố định xe treo trên dây và chạy dựa vào đường cáp chịu tải thông qua các thanh đỡ ròng rọc chuyển hướng (Hình 3.8).

Hình 3.7. Sơ đồ bố trí đường dây treo một tầng

1- Cáp chịu tải 18÷25; 2- Xe treo; 3- Dây tuần hoàn 12; 4- Trống quay đảo chiều của tời; 5- Ròng rọc chuyển hướng.

Hình 3.8. Sơ đồ bố trí đường dây treo hai tầng

1- Cáp chịu tải; 2- Xe treo; 3- Dây tuần hoàn; 4- Trống quay đảo chiều của tời; 5- Ròng rọc chuyển hướng; 6- Thanh treo có ròng rọc chuyển hướng.

Dây thiên tuyến có chức năng nhiệm vụ giống đường cáp treo tuy nhiên phạm vi hoạt động chỉ ở giữa hai trụ tháp và có khả năng nâng hạ khi cẩu trục. Dây thiên tuyến sử dụng trong lắp đặt dây cáp chủ có đường kính nhỏ, trong quá trình lắp không cần đà giáo.

122

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

c. Lắp đường cáp treo hoặc dây thiên tuyến: Thi công cầu treo luôn phải có hệ thống cần cẩu tháp và vận thăng lồng lắp hai bên trụ tháp, tuy nhiên các thiết bị này chỉ phục vụ xây dựng hệ tháp tạm trên tháp chính và các hệ đà giáo trụ tạm mở rộng trụ tháp. Để lắp đường cáp treo hoặc dây thiên tuyến, thường sử dụng 4 phương pháp sau:

- Dùng tời bố trí ở chân tháp và mố bên kia thông qua dây cáp mồi để kéo đường cáp treo hoặc dây thiên tuyến vắt ngang qua đỉnh trụ tháp. Tại vị trí trụ tháp sử dụng cần cẩu tháp để nâng đầu cáp và vắt qua đỉnh tháp, đầu cáp được nối với dây mồi để kéo về mố bên kia. Phương pháp này chỉ áp dụng với cầu nhịp nhỏ, phù hợp cho việc lắp dây thiên tuyến.

- Biện pháp kéo bằng hệ nổi: Khi đầu cáp vượt qua đỉnh tháp thứ nhất, để vận chuyển cáp đến tháp bên kia ta phải sử dụng hệ nổi có gắn các puli đỡ cáp để kéo cáp sang đến tháp bên kia. Sau đó nối với dây mồi của tời bên kia mố để kéo dây cáp treo vượt qua trụ tháp neo tạm vào mố cầu.

- Biên pháp kéo bằng cần cẩu nổi: Khi tĩnh không từ mặt nước đến đường dây treo khá cao hoặc không thể sử dụng phao đơn để đỡ cáp, ta sử dụng cần cẩu nổi để kéo cáp vượt qua nhịp chính sang tháp bên kia nối với dây mồi kéo về neo ở mố hoặc nối tuần hoàn.

- Đối với nhịp cầu lớn, sông rộng, tháp cao thì ta có thể đưa dây của đường cáp treo bằng máy bay phản lực, tương tự như các phương pháp trên, chỉ khác nhau cách đưa dây cáp qua nhịp chính.

d. Cấu tạo và lắp đặt hệ đà giáo treo: - Cấu tạo đà giáo treo:

 Đà giáo treo dùng để phục vụ công tác lắp cáp chủ và hệ thống dây treo, do đó đà giáo phải bám sát với đường đi của cáp chủ.

 Đà giáo treo có cấu tạo dạng cầu tháp được treo hoặc đỡ bởi hệ dây cáp neo ở hai đầu và lắp hệ mặt sàn. Các dây cáp neo đường kính 18÷25mm được căng theo độ võng của dây cáp chủ và mặt sàn đà giáo đặt thấp hơn cáp chủ khoảng 50÷70cm đảm bảo tĩnh không để thi công lắp đặt cáp chủ. Mặt sàn là các tấm ván gỗ hoặc tôn mắt cáo đặt trên các dầm ngang, có thể bố trí thêm các hệ khung đỡ, khung treo để thi công phù hợp với loại cáp chế tạo sẵn hoặc bện tại chỗ (Hình 3.9).  Cáp chịu lực được neo vào đỉnh tháp và mố neo, một đầu cố định và một đầu có tăng đơ điều chỉnh để cho các sợi cáp song song nhau. Có thể nối cáp nếu không đủ chiều dài theo yêu cầu tuy nhiên phải đảm bảo độ chắc chắn và an toàn như cáp nguyên bản.

1- Dây cáp chịu lực; 2- Dầm ngang; 3- Dầm dọc; 4- Tấm lát sàn; 5- Bàn lăn đỡ dây; 6- Cáp chủ trong giai đoạn kéo lắp; 7- Cáp chủ ở vị trí thiết kế; 8- Khung chia dây; 9- Thanh treo; 10- Đường cáp treo;

Hình 3.9. Cấu tạo đà giáo treo, a. Kiểu sàn gác; b. Kiểu sàn treo

123

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

11- Xe thoi kéo dây; 12- Tăng đơ treo máng gom cáp; 13- Máng gom cáp; 14- Lưới bảo hiểm; 15- Tay vịn lên dốc; 16- Dây néo chống xoắn.

- Lắp đặt đà giáo treo:

 Sau khi lắp đặt xong đường cáp treo hoặc dây thiên tuyến, sử dụng móc cẩu của đường cáp treo để thi công kéo các dây cáp chịu lực của đà giáo kiểu sàn gác hoặc kiểu sàn treo. Sau đó sử dụng sàn công tác treo di động để lắp dựng đà giáo từ mố ra đến giữa nhịp.

 Để thuận tiện trong thi công lắp đặt và tháo dỡ sau này, các liên kết giữa sàn công tác với cáp chịu lực và các liên kết thanh treo sử dụng các loại chốt khóa hoặc bu lông hãm đảm bảo an toàn, chắc chắn, tin cậy trong quá trình thi công.

 Hệ mặt sàn được lắp dần từ thấp lên cao, lắp đến đâu hoàn thiện ngay đến đó để tạo mặt bằng thi công các đoạn tiếp theo.

e. Lắp đặt cáp chủ: * Chế tạo cáp chủ tại công trường: - Đối với cáp chủ được chế tạo sẵn và được đúc sẵn các mấu neo ở hai đầu thì bọc kín dây cáp trước khi quấn quanh trống cáp để vận chuyển đến công trường.

- Đối với dây cáp chủ được bện tại công trường từ các sợi cáp xoắn 7 sợi hoặc sợi thép cường độ cao 5 cần quấn quanh trống cáp đường kính 3÷5m để vận chuyển đến công trường. Tại công trường các sợi cáp được so để triệt tiêu biến dạng dư, ổn định mô duyn đàn hồi để trị số đo các tao cáp thống nhất theo cùng một độ chính xác cho phép. Cáp tao xoắn thường có cường độ và mô đuyn đàn hồi nhỏ hơn cáp sợi cùng đường kính từ 10÷15%, chỉ sử dụng một loại sợi để bện cáp chủ.

- Cắt cáp bằng cưa chứ không được dùng biện pháp gia nhiệt. - Hãm đầu cáp tao xoắn bằng một trong các biện pháp sau:

 Tách sợi cáp, uốn móc và đúc nêm bằng hỗn hợp chì, thiếc, antimoan, tiện ren hoặc làm thành vòng khuyết để chốt ắc.

 Bắt cóc thành vòng khuyết ở đầu cáp.  Dùng neo côn có vòng qoai xanh.

Hình 3.10. Hãm cáp tao xoắn

* Biện pháp lắp đặt cáp chủ chế tạo sẵn: - Cáp chế tạo sẵn có đường kính nhỏ không cần sử dụng đà giáo treo mà có thể kéo lắp trực tiếp bằng dây thiên tuyến.

 Bước 1: Kéo dây vượt qua đỉnh trụ tháp thứ nhất, vận chuyển trống cáp đến gần trụ tháp, lắp đặt các gối đỡ trục lăn để đỡ cáp khi ra khỏi trống, sử dụng cẩu tháp cẩu nhấc đầu cáp lên đỉnh tháp đặt vào bánh xe chuyển hướng hoặc bố trí tời kéo phía bên kia tháp kết hợp với dây mồi để kéo cáp qua đỉnh tháp.

 Bước 2: Dùng pa lăng xích kéo đầu cáp chủ qua đỉnh tháp về móc nối vào xe treo và hệ khung đỡ cáp để kéo cáp sang tháp bờ bên kia, phải bố trí các khung đỡ cáp trung gian để tránh võng cáp quá lớn gây khó khăn trong thi công.

 Bước 3: Dùng pa lăng xích kéo đầu cáp qua bánh xe chuyển hướng trên đỉnh tháp để nối với giá treo và hệ tời kéo để kéo cáp về mố.

 Bước 4: Neo tạm các đầu cáp vào mố neo, dùng hệ thống thiết bị trên đỉnh tháp để chuyển cáp từ bánh xe chuyển hướng đặt lên gối yên ngựa.

124

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 3.11. Các bước lắp cáp theo biện pháp trực tiếp bằng dây thiên tuyến 1- Cột cáp tháp phụ; 2- Nhánh chính của dây thiên tuyến; 3- Nhánh neo của dây thiên

tuyến; 4- Xe treo; 5- Nhánh dây kéo về trống tời; 6- Nhánh dây nâng hạ móc cẩu; 7- Thanh đỡ cáp; 8- Tời điện; 9- Trống chứa cáp chủ; 10- Cáp chủ; 11- Tời và múp kéo dây

- Đối với cáp chủ chế tạo sẵn có đường kính lớn, ta phải sử dụng hệ đà giáo treo để nâng đỡ dây trong quá trình lắp cáp, các bước thực hiện tiến hành tương tự như đã nêu trên (Hình 3.12)

Hình 3.12. Lắp cáp chủ bằng biện pháp kéo lăn dây trên đà giáo treo a. Sơ đồ biện pháp thi công; b. Kéo lăn dây cáp trên mặt sàn đà giáo treo. 1- Đường cáp treo; 2- Cột tháp phụ; 3- Xe treo; 4- Đà giáo treo; 5- Trống cáp; 6- Cáp chủ; 7- Thanh đỡ cáp; 8- Dây tuần hoàn.

- Biện pháp chuyển cáp chủ vào gối yên ngựa: Sử dụng hệ tời múp cáp lắp trên đỉnh tháp nối với hai nhánh cáp chủ thông qua vòng đai

125

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

tạm để nhấc cáp chủ khỏi bánh xe chuyển hướng và hạ đặt vào gối yên ngựa trên đỉnh tháp.

Hình 3.13. Biện pháp nâng chuyển cáp chủ sang gối yên ngựa 1- Cáp chủ; 2- Dây cáp của đà giáo treo; 3- Cột tháp phụ; 4- Tời; 5- Múp nâng; 6- Xe rùa; 7- Đường cáp treo; 8- Đỉnh trụ tháp; 9- Bánh xe chuyển hướng; 10- Gối yên ngựa

* Biện pháp bện cáp chủ tại chỗ: Đối với những kết cấu nhịp lớn, tiết diện cáp chủ to và rất dài nên ta không thể chế tạo sẵn trước khi lắp lên kết cấu được, do đó ta phải bện trực tiếp tại công trường. Cáp bện thường sử dụng loại cáp sợi đơn 5mm cường độ cao (ví dụ: Cầu Cổng vàng Golden gate có đường kính cáp chủ 92,7cm bao gồm 27.572 sợi bó song song với tổng chiều dài lên đến 129.000km). Biện pháp bện cáp chủ thường sử dụng hai phương pháp như sau:

Chế tạo sẵn từng bó cáp song song có đường kính nhỏ, có thể quấn quanh trống cáp và thi công kéo lắp lên nhịp bằng giá treo, dây treo như bình thường. Sau đó các bó thép nhỏ được đặt vào khuôn theo quy luật thiết kế tạo thành hình tròn hoặc hình lục lăng và được bó lại bằng kích ép bó dây tạo thành dây cáp chủ của cầu.

Bện cáp tại chỗ từ các sợi cáp nhỏ 5mm, sợi cáp được kéo căng qua lại giữa hai mố cầu bằng biện pháp xe sợi trên không (của kỹ sư người Mỹ J.A.Roebling năm 1867 tại cầu Brooklyn), sau đó bó lại thành tiết diện của dây cáp chủ.

Hình 3.14. Sơ đồ lắp bện dây cáp chủ bằng se sợi trên không a. Sơ đồ công nghệ; b. Kích ép bó dây; c. Sơ đồ xe kéo sợi cáp. 1- Trống chứa sợi thép cường độ cao; 2- Ròng rọc chuyển hướng; 3- Trọng lực làm căng dây; 4- Dây cáp tuần hoàn; 5- Neo; 6- Guốc cáp; 7- Xe thoi; 8- Dây cáp của đà giáo; 9- Mố neo; 10- Tháp cầu; 11- Khung treo sàn công tác; 12- Dây cáp chủ; 13- Kích ép bó cáp

f. Quản lý kích thước hình học của dây cáp chủ:

126

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Kích thước hình học của dây cáp chủ gồm: tiết diện mặt cắt, chiều dài dây, đường tên, hình dạng đường cong tĩnh phải đảm bảo đúng thiết kế. Khó kiểm soát nhất là đường tên và hình dạng đường cong tĩnh.

Đối với loại cáp chế tạo sẵn đã xác định cơ bản chiều dài dây cáp nên sau khi lắp đặt vào bệ neo thì tiến hành điều chỉnh đường tên bằng kích ở hai bên neo.

Đối với cáp bện tại chỗ có đường kính lớn nên đường tên ban đầu của cáp chủ phụ thuộc vào biến dạng và chuyển vị của hệ đà giáo treo, do đó khi thiết kế hệ đà giáo treo phải bám sát đường tên và hình dạng đường cong tĩnh của cáp chủ nên phải xét đến trọng lượng bản thân và cáp chủ để tính toán phù hợp.

Sau khi căn chỉnh đường tên tiến hành hãm cố định cáp chủ và đặt vào gối yên ngựa. Gối yên ngựa đặt lệch về phía nhịp biên phụ thuộc vào chuyển vị của dây cáp về phía nhịp chính khi lắp dầm cứng.

g. Biện pháp lắp các thanh treo: Lắp dây treo có hai công đoạn chính: - Lắp vòng đai vào dây cáp: Hai nửa vòng đai được cẩu chuyển đến vị trí lắp ráp, sử dụng các bu lông thi công liên kết vòng đai vào dây cáp, trám matit các vị trí khe hở, lắp bu lông chính thức vào các lỗ còn lại và siết chặt đến lực thiết kế. Sau đó tháo các bu lông thi công để thay thế bằng bu lông chính thức, sử dụng kích thủy lực để siết các đai ốc vòng đai.

Hình 3.15. Trình tự các bước thi công lắp vòng đai của dây neo I- Cẩu nần vòng đai; II- Lắp vòng đai chụp lên dây cáp; III- Lắp bu lông thi công phía dưới; IV- Xiết hai nửa vòng đai ép chặt vào dây cáp; V- Thay thế bu lông thi công; VI- Xiết kiểm tra các bu lông 1- Móc cẩu; 2- Bu lông thi công; 3- Thanh chống định vị; 4- Dây chão hỗ trợ lắp; 5- Ma tít chống thấm; 6- Bu lông chính thức; 7- Kích căng và xiết bu lông

- Liên kết thanh treo vào vòng đai: Dây treo được vận chuyển đến vị trí lắp đặt bằng xe treo chạy trên hệ đà giáo treo từ đầu mố hoặc một điểm thuận lợi cho việc cung cấp dây cáp treo. Tháo trống sàn đà giáo treo tại vị trí lắp dây và sử dụng hai xe treo tuần tự nâng, luồn, so để vắt dây treo lên điểm tỳ trên vành đai. Hoặc bố trí một đà giáo có bánh xe chuyển hướng ngay sát vị trí treo dây để lắp dây treo, dây được đưa lên bằng xe treo và vắt qua bánh xe chuyển hướng để cho hai nhánh dây bằng nhau trước khi hạ xuống điểm tỳ trên vành đai. Trường hợp

127

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

dây treo là thanh cứng thì sử dụng móc cẩu trên xe treo kéo thanh treo từ xà làn qua lỗ thi công để lắp vào chốt neo cố định tại vòng đai bằng nhân công.

h. Biện pháp lao lắp dầm cứng: * Biện pháp lắp hẫng: Lắp hẫng bắt đầu từ hai đỉnh trụ, bắt đầu bằng việc lắp hai khoang trên đà giáo mở rộng trụ về hai phía bằng cẩu tháp hoặc cần cẩu tay với, sau đó lắp dây treo vào hai đầu khoang đỉnh trụ. Sau khi đủ khả năng chịu lực thì tiến hành lắp cần cẩu lắp hẫng để lắp các khoang còn lại tiến dần ra giữa nhịp chính và biên. Một phần nhịp biên được lắp trên đà giáo có một đầu kê trên mũ mố, chiều dài tùy thuộc vào địa hình, và chiều cao cầu. Sau khi phần lắp hẫng và phần lắp trên đà giáo gặp nhau thì tiến hành hợp long nhịp biên trước sau đó tiếp tục lắp hẫng đến khi hợp long nhịp giữa.

Cần cẩu dùng trong lắp hẫng cầu treo là cần cẩu chân cứng chạy trên dầm hoặc cần cẩu nổi đứng ở dưới cẩu lắp các cấu kiện.

Lắp hẫng có thể áp dụng cho dầm cứng dạng giàn hoặc dạng dầm đặc, đối với dầm cứng dạng giàn có ba hình thức lắp là:

 Lắp theo từng cấu kiện rời: Tiến hành như lắp cầu giàn thép chỉ khác nhau là lắp thanh biên trên trước thanh dưới sau vì phải treo lên dây treo.

 Lắp theo từng mặt phẳng: Lắp các mặt phẳng giàn chủ trước để treo vào các dây treo sau đó tiến hành lắp các liên kết ngang, dọc, hệ bản mặt cầu. Phương pháp này có ưu điểm là tiến độ thi công nhanh song việc vận chuyển mặt phẳng giàn đảm bảo ổn định hình học khá phức tạp.

 Lắp theo phân đoạn: Tiến hành lắp ráp sẵn hoàn chỉnh từng phân đoạn dầm trên công trường và chở ra vị trí lắp hẫng để cẩu lắp vào vị trí kết cấu nhịp. Phương pháp này có ưu điểm lớn là thi công nhanh, kiểm soát chất lượng tốt tuy nhiên yêu cầu phải có cẩu chuyên dụng và thiết bị đủ khả năng vận chuyển cấu kiện lớn. Hình thức này phù hợp với cầu thấp và dầm đặc.

Nếu tiến hành lắp đến đâu liên kết cứng đến đó thì gọi là mối nối cứng, loại này yêu cầu độ chính xác giữa thiết kế và thi công cao, sau khi lắp xong dầm là đạt đường cong đích thiết kế. Trong thực tế, người ta thường liên kết tạm các khối dầm bằng mối nối thi công treo hoặc chốt tạm, sau khi hợp long tiến hành điều chính các dây treo mới thực hiện mối nối chính thức.

Hình 3.16. Sơ đồ thi công dầm cứng bằng biện pháp lắp hẫng 1- Cáp chủ; 2- Dây treo; 3- Cần cẩu chân cứng; 4- Thiết bị kéo nâng đặt trên đỉnh tháp; 5- Xe treo di chuyển để nâng sàn công tác; 6- Dây treo sàn công tác; 7- Sàn công tác; 8- Đà giáo cố định; 9- Bến đưa các phân đoạn xuống hệ nổi; 10- Phân đoạn đưa lên từ dưới chân trụ tháp và vận chuyển bằng xe chạy trên mặt cầu.

* Biện pháp lắp treo:

128

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Biện pháp này thực hiện theo hình thức lắp treo từng phân đoạn dầm từ giữa nhịp và hai mố về hai trụ tháp bằng giá cẩu chuyên dụng chạy trên cáp chủ, hợp long ở đốt gần với mặt cắt trên đỉnh trụ.

Hình thức này có thể tiến hành lắp song song dây treo và dầm cứng để sử dụng đà giáo treo và đường cáp treo lắp cáp chủ. Bộ phận cẩu lắp dầm chạy trên hệ cáp chủ và treo lắp dầm đến cao độ mặt cầu, sau khi căn chỉnh vị trí và neo vào dây treo mới tháo móc cẩu do đó xe cẩu phải có bộ hãm tốt.

Phương pháp này nếu tiến hành lắp hai khoang dầm với mối nối ở giữa và treo bằng hai cặp dây treo thì không cần liên kết giữa các khoang dầm ngày. Còn lắp từng khoang đơn lẻ treo trên một cặp dây treo thì cần phải thực hiện mối nối thi công, sau này mới nối chính thức khi điều chỉnh dây treo và đường cong trắc dọc cầu.

Lắp đốt trên đỉnh trụ cần sử dụng hai xe cẩu của nhịp chính và nhịp biên kéo xiên nâng dầm lên cao hơn vị trí xà mũ mới căn chỉnh dầm vào giữa trụ tháp và đặt lên gối, cần phải trừ một khoảng đủ rộng để lắp đoạn dầm trên trụ.

Trong trường hợp ngập nước, ta có thể vận chuyển các đốt dầm bằng hệ nối, nếu không cần phải xây dựng mố nhô và lắp đặt các tời hãm để đảm bảo ổn định khi đưa các đốt dầm vào vị trí lắp.

Tại ví trí gần mố, khoảng các giữa cáp chủ và mặt cầu thấp nên không thể lắp bằng giá cẩu, do đó ta lắp dựng hệ đà giáo sàn đạo để lắp dầm và treo lên dây treo.

Hình 3.17. Sơ đồ thi công dầm cứng bằng biện pháp lắp treo a. Giai đoạn thi công từ giữa nhịp chính và hai nhịp biên; b- Thi công đốt đỉnh trụ; c- Giai đoạn hợp long

1- Giá cẩu; 2- Bàn tời; 3- Puli chuyển hướng; 4- Sàn đạo; 5- Đốt dầm.

* Biện pháp điều chỉnh các dây treo: Sau khi lắp ráp dầm chính cần điều chỉnh lại toàn bộ trắc dọc mặt cầu bằng cách điều chỉnh chiều dài các dây treo.

Cấu tạo dây neo cho phép điều chỉnh chiều dài dây trong một phạm vi nhất định tại vị trí khớp nối giữa dây treo và dầm cứng.

Việc điều chỉnh dây treo thường được tiến hành trước khi liên kết chính thức giữa các đốt dầm.

Tiến hành điều chỉnh dây neo bằng hai vòng đai phụ ốp vào dây cáp chủ treo qua đòn gánh tại vị trí dây treo chính lắp đặt bộ nối thanh Maccaloy với neo chôn sẵn trong dầm, dùng

129

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

kích để nâng dầm khỏi dây treo để tiến hành điều chỉnh đai ốc liên kết giữa dầm và dây treo. Số liệu điều chỉnh được tính toán kỹ cho từng vị trí để tiến hành điều chỉnh chung cho toàn cầu. Sau khi hoàn thành tiến hành kích hạ và thảo bỏ dây treo thi công và vòng đai phụ.

3.3. Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng

3.3.1. Giới thiệu, đặc điểm và cấu tạo:

Cầu dây văng, tiếng anh goi là Cable Stayed Bridge, là kết cấu cầu có bộ phận chịu lực chính là các dây xiên neo kết cấu nhịp dầm vào trụ tháp, gọi là dây xiên dầm cứng. Phần từ xà mũ xuống được gọi là trụ tháp và phần phía trên gọi là tháp cầu.

Cầu dây văng bắt đầu phát triển từ thế kỷ thứ 19, tuy nhiên do một số sự cố sụp đổ nhanh sau khi đưa vào khai thác như cầu Dryburgh Abbley ở Scotlen năm 1817 đưa vào khai thác đã sụp đổ 1 năm sau đó do tác động của tải trọng gió, hay cầu Saale ở Đức năm 1825 cũng bị sụp đổ sau khi đưa vào khai thác do tải trọng người tập trung trên cầu, v.v... Điều này đã làm cho loại hình kết cấu cầu dây văng bị chững lại một thời gian chủ yếu là để nghiên cứu các giải pháp tính toán, phân tích, hoàn thiện lý thuyết tính toán thiết kế cầu dây văng. Cho đến đầu thế kỷ thứ 20, nhất là sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, cùng với những tiến bộ công nghệ cầu dây văng đã phát triển rầm rộ, điển hình như cầu Stromsund ở Thụy Sỹ năm 1955, cầu Theodor Huess, cầu Severin, cầu Duisburg-Neuenkamp ở Đức những năm 1950 đến 1960, v.v... Cho đến ngày này, cầu dây văng đã phát triển mạnh mẽ cùng với công nghệ khoa học vật liệu và tối ưu hóa về hình dạng nên đã cho ra đời nhiều hình thức cấu tạo cầu dây văng, cấu tạo trụ tháp, cấu tạo mặt phẳng dây, cấu tạo tiết diện dầm cứng ngày càng tối ưu hơn.

3.3.1.1. Cấu tạo dây văng: Các dây văng được căng trước với một lực để dây luôn luôn làm việc chịu kéo trong mọi tổ hợp tải trọng, mặt phẳng dây làm việc như mặt phẳng giàn trong đó các dây coi như là các thanh xiên liên kết chốt tại tháp cầu và dầm cứng.

Dây văng là bó sợi cáp song song hoặc bó tao cáp song song tạo thành dây cáp có chiều dài và diện tích tiết diện theo thiết kế, theo công nghệ chế tạo chia thành hai nhóm là dây cáp chế tạo sẵn và dây cáp bó tại chỗ.

- Dây cáp chế tạo sẵn trong nhà máy có 3 loại:

 Dây cáp bó sợi song song PWC (parallel wires cable) gồm các sợi cáp cường độ cao 7mm chưa có lớp bảo vệ bó song song lại với nhau và được bọc trong ống nhựa HDPE, tại công trường được bơm vữa bảo vệ tròng lòng ống.

 Dây cáp bó sợ bán song song SPWC (Semi-parallel wires cable), giống loại PWC song các sợi cáp đã được bảo vệ và bó sát với thành ống, chỉ cần bơm một ít chất bảo vệ và đầu cáp được tòe ra để chia về các lỗ neo.

 Dây cáp tao song song PSC (parallel strands cable), sử dụng loại tao cáp đường kính 12,7mm hoặc 15,2mm bó song song và đặt trong ống nhựa bảo vệ được bơm chất bảo vệ chống rỉ và lão hóa cho các tao cáp.

- Dây cáp chế tạo tại chỗ: Thường sử dụng loại cáp tao xoắn 7 sợi 15,2mm và 12,7mm, các tao cáp lần lượt được luồn vào ống chứa cáp và bó lại thành dây cáp thông qua hệ thống tời múp cáp và neo bị động.

Cáp chế tạo sẵn được lắp sẵn các neo bị động và chủ động vào hai đầu dây cáp, cáp bó tại chỗ được neo ngay tại công trường từng tao cáp và căng kéo bằng kích đơn.

3.3.1.2. Cấu tạo neo: Tùy thuộc vào loại cáp dây văng sử dụng mà có hệ thống neo tương ứng, về nguyên tắc neo dùng cho cáp dây văng phải đảm bảo độ bền và khả năng chịu mỏi đồng thời phải thỏa mãn các chức năng sau:

 Truyền toàn bộ lực từ cáp dây văng xuống dầm.  Khắc phục hoặc triệt tiêu toàn bộ góc lệch cáp khi đi ra khỏi neo.

130

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

 Có thể điều chỉnh lực căng, hướng cáp trong thời gian thi công.  Có khả năng chống gỉ tốt.  Có khả năng thay thế khi cần thiết.

Theo chức năng làm việc của neo, người ta chia thành hai loại là Neo chủ động và Neo bị động, trong đó neo chủ động cho phép lắp kích để điều chỉnh lực căng trong dây cáp, neo bị động được sử dụng để cố định một đầu dây cáp.

Theo cách kẹp giữ cáp của neo người ta chia thành 4 loại chính là:

 Loại C: Kiểu nêm neo hình côn, dùng cho cáp văng dạng tao bọc được neo từng tao bằng nêm kẹp hình côn hay còn gọi là neo điểm, thích hợp với cáp chế tạo tại công trường (Hình 3.18).

 Loại S: Kiểu ống nối dập, dùng cho cáp văng dạng tao bọc với bó cáp nhiều tao (Hình 3.19).

 Loại B hoặc B+R: Kiểu neo đầu tù có thể kết hợp nhồi nhựa chuyên dụng, dùng trong cáp văng dạng sợi song song PWC, khi căng cáp thực hiện một lần cho cả bó (Hình 3.20).

 Loại F+R: Kiểu kẹp dữ đầu cáp bằng vật liệu dính bám chuyên dụng và chuyển hướng sợi cáp, dùng cho cáp văng dạng sợi chữ chữ Z bao ngoài.

Hình 3.18. Cấu tạo neo chữ C

1- Nắp bảo vệ, 2- Tao cáp 7 sợi có vỏ bọc ngoài, 3- Nêm neo. 4- Khối neo, 5- Chạc xiên, 6- Ống định cữ, 7- Vùng chuyển hướng tao cáp, 8- Hệ đai xiết, 9- Cấu kiện chuyển tiếp, 10- Cữ chuyển hướng, 11- Mối nối ống bọc cáp dây văng, 12- Ống bọc cáp dây văng.

Hình 3.19. Cấu tạo neo chữ S 1- Tấm giữ, 2- Tao cáp 7 sợi, 3- Ống kẹp chuyên dụng gia công nguội, 4- Khối neo, 5- Vùng chuyển hướng cáp, 6- Ống neo, 7- Chạc xiên, 8- Nút chuyển hướng, 9- Mối nối chuyển tiếp ống bọc cáp, 10- Ống bọc cáp, 11- Chất nhồi chống gỉ, 12- Măng xông nối

131

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 3.20. Cấu tạo neo loại B hoặc B+R

1- Nắp bảo vệ, 2- Sợi cáp tù đầu, 3- Khối neo, 4- Tấm tì, 5- Đai ốc điều chỉnh, 6- Ống điều chỉnh, 7- Ống bảo vệ, 8- Chuyển hướng, 9- Ống bọc cáp văng, 10- Chất nhồi, 11- Mối nối ống bọc

3.3.1.3. Cấu tạo liên kết dây văng với cột tháp: Để truyền lực từ dây văng đến kết cấu dầm và tháp cầu cần thông qua các thiết bị cơ học gọi là đầu neo. Đầu neo liên kết với cột tháp theo một trong ba hình thức cơ bản sau:

- Neo chìm vào bên trong cột tháp: Neo được chôn chìm trong bê tông thân tháp cầu, trong lòng tháp để trống phục vụ thi công lắp cáp và lắp đầu neo, mặt neo vuông góc với dây cáp, theo phương ngang bố trí tối thiểu khoảng cách 1,4m một đầu neo để có thể thực hiện các thao tác lắp cáp. Loại này được dùng phổ biến nhất như cầu Mỹ Thuận, Normandie, ...

- Neo hai đầu dây văng chéo qua thân tháp: Dây cáp đi xuyên qua thân tháp và được neo giữ ở mặt bên kia thân tháp, do việc bắt chéo đầu neo nên lực trong dây bị lệch tâm gây là mô men xoắn trong các đoạn thân tháp, để khắc phục điều này người ta bố trí các khung tăng cường. - Neo yên ngựa: Dây văng nối liên tục giữa hai nhịp và vắt qua điểm tựa trên tháp cầu thông qua kết cấu gối yên ngựa, hai đầu neo liên kết vào dầm cứng mỗi phía, khi căng cáp phải căng đều ở mỗi bên nhánh dây. Loại này ít sử dụng, chỉ dùng cho cầu dây văng có chiều cao tháp thấp .

3.3.1.4. Cấu tạo dầm cứng và liên kết dây văng với dầm cứng: Dầm cứng treo trên các dây vằng làm việc như dầm liên tục tựa trên gối tựa đàn hồi với khẩu độ tính toán là chiều dài khoang dầm. Dầm chịu ứng suất nén do tác dụng lực căng trong dây văng, dầm có thể làm bằng thép hoặc BTCT có ƯST hoặc không (chỉ có ƯST ngang), chiều cao nhỏ so với chiều dài nhịp.

Dầm cứng là dầm thép sẽ được chế tạo sẵn các liên kết ống dẫn hướng vỏ neo vào dầm chủ, có thể bố trí điểm neo trùng với tim dầm thông qua tai neo, hoặc bố trí bên cạnh sườn dầm thông qua ụ neo lắp trên dầm chủ. Đối với dầm hộp trực hướng có thể đặt ống neo trong lòng hộp hoặc neo dưới đáy hộp nếu lòng hộp không đủ rộng.

Hình 3.21. Cấu tạo liên kết dây văng với dầm cứng a- Liên kết thông qua tai neo, b- Liên kết bằng ống neo, c- Liên kết bằng ụ neo , 1- tai neo, 2- bê tông mặt cầu và ụ bảo vệ, 3- ống dẫn hướng, 4- đầu neo, 5- sườn tăng cường, 6- ụ neo, 7- ống neo, 8- vách ngăn.

132

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Dầm cứng là dầm BTCT và bê tông ƯST đúc tại chỗ hoặc lắp ghép, ống dẫn hướng của vỏ neo được định vị với khung cốt thép trước khi đổ bê tông, dầm đúc sẵn trong nhà máy hay tại hiện trường cũng phải chôn sẵn ống dẫn hướng. Tại vị trí neo cáp văng cần bố trí các ụ neo để chịu lực cục bộ. Đối với dầm đúc sẵn rất dễ bị sai lệch vị trí neo dây trên dầm và trên tháp. 3.3.2. Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng:

Kết cấu nhịp cầu dây văng có hai loại kết cấu dầm cứng chính là kết cấu thép và kết cấu BTCT.

Đối với kết cấu dầm cứng bằng thép có 4 phương pháp thi công là:

 Lắp trên đà giáo di động.  Lắp bán hẫng trên trụ tạm.  Lắp hẫng cân bằng.  Lao dọc trên đường trượt.

Đối với kết cấu dầm cứng bằng BTCT có 2 phương pháp thi công như sau:

 Đúc hẫng cân bằng.  Lắp hẫng cân bằng.

Các nội dung chính trong công nghệ thi công theo phân loại kết cấu dầm cứng như sau: 3.3.2.1. Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng có dầm cứng bằng thép: a. Biện pháp lắp nhịp dầm thép trên đà giáo di động: - Thi công lắp đặt trụ tạm, và hệ đà giáo trượt trên các trụ tạm. Thông thường trụ tạm và đà giáo được chế tạo từ các khung thép định hình, hệ thống kéo trượt đà giáo thực hiện giống như lao kết cấu nhịp dầm thép.

- Tiến hành lắp đặt các khoang dầm đối xứng hai bên tháp cầu trên hệ đà giáo di động. Hệ sàn đạo lắp sử dụng để lắp kết cấu nhịp được kê trên các tăng đơ giúp điều chỉnh cao độ lúc lắp dầm và hạ đà giáo để di chuyển sang lắp khoang dầm tiếp theo.

- Các khoang dầm được tính toán đủ chiều dài và trọng lượng thích hợp cho việc cẩu lắp, khi liên kết các khoang dầm với cáp văng thì chưa liên kết chính thức các khoang dầm mà chỉ liên kết tạm bằng chốt, sau khi hợp long toàn cầu tiến hành điều chỉnh nội lực và đường cong của toàn cầu mới liên kết chính thức.

Theo phương pháp này, nhịp biên có thể thi công lắp đặt đến gối neo mà không cần hợp long, chỉ hợp long nhịp chính ở giữa nhịp trên đà giáo.

Phương pháp này có ưu điểm là công nghệ thi công đơn giản, công tác lắp ráp các đốt dầm dễ dàng, kiểm soát được chất lượng, việc lắp đặt và căng kéo dây văng cũng thuận tiện do các công việc thực thi trên đà giáo cố định. Tuy nhiên, phương pháp này làm tăng đáng kể chi phí, tốn kém công lắp dựng hệ đà giáo trụ tạm, ảnh hưởng đến thông thuyền. Chỉ thích hợp trong thi công cầu có chiều cao thấp, địa chất, địa hình thuận lợi, trong thực tế ít gặp.

Hình 3.22. Lắp dầm trên đà giáo di động 1- trụ tạm, 2- đà giáo di động, 3- chồng nề kê đà giáo, 4- cần cẩu nổi, 5- đường trượt dưới trên trụ tạm, 6- dây neo trụ tam, 7- khớp thi công

b. Biện pháp lắp bán hẫng trên trụ tạm:

133

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Theo phương pháp này chia thành hai giai đoạn chính: Giai đoạn 1: Lắp kết cấu nhịp dầm biên trên đà giáo trụ tạm nhưng chưa lắp cáp dây văng. Lắp đặt nhịp biên trên đà giáo trụ tạm ta có thể tiến hành tương tự như thi công kết cấu nhịp giàn thép, sử dụng cẩu chạy hai bên để lắp dựng cấu kiện dầm khi điều kiện địa hình đoạn nhịp biên thuận lợi, hoặc sử dụng cần cẩu chân cứng lắp bán hẫng các khoang dầm trên trụ tạm khi đầu cầu đã có cầu dẫn đã thi công, dầm được cung cấp phía dưới mặt đất bằng phương tiện vận chuyển trên bộ.

Hình 3.23. Lắp bán hẫng phần trên nhịp biên 1- trụ tạm, 2- cần cẩu tay với, 3- cần cẩu chân cứng, 4- các nhịp dẫn, 5- gối neo Giai đoạn 2: lắp hẫng kết cấu nhịp chính từ tháp cầu, lắp xong khoang nào căng cáp văng khoang đó đồng thời lắp và căng cáp văng bó đối xứng phía dầm biên.

Hình 3.24. Lắp bán hẫng phần nhịp chính a- Lắp hẫng về một phía nhịp chính, b- Hợp long nhịp chính 1- gối neo, 2- trống cuốn dây, 3-dây cáp, 4- trục lăn đỡ dây, 5- cần cẩu chân cứng, 6- đà giáo thi công, 7- cần cẩu tháp

Nhịp chính của cầu được thi công theo công nghệ lắp hẫng, kết hợp đồng thời giữa lắp dầm và lắp cáp dây văng nhịp chính và nhịp biên một cách đối xứng. Trình tự tiến hành theo thứ tự: lắp dầm chủ thượng lưu, hạ lưu, liên kết ngang, hệ dầm dọc, hệ liên kết dọc. Các khoang dầm liên kết tạm với nhau bằng con lõi hoặc bu lông thi công, sau khi hợp long, điều chỉnh đường cong toàn cầu mới tiến hành liên kết chính thức.

Phương pháp này áp dụng đối với loại kết cấu nhịp dầm thép đặc đơn năng, dầm chủ tập

134

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

trung ở dưới hai mặt phẳng dây, trong giai đoạn thi công chỉ lắp các hệ liên kết, bản mặt cầu thi công sau khi đã lắp và căng chỉnh các dây văng. Phương pháp này đã được sử dụng tại một số trụ cầu Nhật Tân.

c. Biện pháp lắp hẫng cân bằng: Phương pháp này tiến hành lắp hẫng cân bằng cho cả mặt cắt hoàn chỉnh của kết cấu nhịp với chiều dài đốt lắp bằng một nửa hoặc bằng chiều dài khoang, phương pháp này thích hợp với dầm cứng tiết diện hình hộp bản trực hướng.

Quá trình thi công chia thành 4 giai đoạn chính:

 Giai đoạn 1: Lắp trên đà giáo mở rộng trụ.  Giai đoạn 2: Lắp hẫng cân bằng về hai phía của trụ tháp.  Giai đoạn 3: Lắp khoang đầu nhịp trên đà giáo và hợp long nhịp biên.  Giai đoạn 4: Tiếp tục lắp hẫng một phía nhịp chính và hợp long nhịp chính. Đà giáo mở rộng trụ phải được lắp đặt đủ chiều dài để lắp dựng được hai cần cẩu lắp hẫng, cỏ thể sử dụng kết cấu mở rộng trụ hoặc bổ sung trụ tạm tùy thuộc vào thực tế thi công. Biện pháp lắp hẫng cần bằng phụ thuộc vào năng lực của cẩu có thể cẩu lắp các đốt dầm có kích thước và trọng lượng lớn. Hơn nữa trên hệ cẩu công xon lắp dầm phải bố trí thiết bị căn chỉnh chính xác để dịch chuyển các đốt dầm vào đúng vị trí lắp ghép.

Lắp hẫng bằng cẩu công xon thì lắp dầm đến đâu lắp ngay dây văng đến đó, nên kết cấu nhịp có thể chịu được tải trọng bản thân và thiết bị thi công để tiếp tục lắp đốt tiếp theo.

Các đốt dầm được cấp đến vị trí bằng hệ nổi, dùng thiết bị móc cẩu chuyên dụng để cẩu lắp đốt dầm. Không yêu cầu phải lắp đồng thời cả hai phía đầu hẫng và có thể lắp cáp dây văng lần lượt.

Nhịp biên có cầu dẫn nên thi công trước để làm chỗ cho cẩu đứng lắp đốt dầm biên trên mố neo, hợp long nhịp biên và lắp đặt các dây văng, lắp gối neo đảm bảo chống lật khi thi công nửa hẫng nhịp chính.

Hình 3.25. lắp hẫng cân bằng a- Lắp trên đà giáo mở rộng trụ, b- lắp trên trụ tam, c- Lắp hẫng cân bằng, d- Lắp đốt nhịp biên trên đà giáo, e- hợp long biên và hẫng về 1 phía.

1- đà giáo mở rộng trụ, 2- các đốt của khoang chân tháp, 3- cần cẩu công xon, 4- dây văng, 5- đốt dầm lắp hẫng, 6- nhịp dẫn, 7- cần cẩu tay với, 8- trụ tam, 9- gối neo Trong trường hợp không có cần cẩu công xon để lắp hẫng, ta có thể sử dụng đã giáo đỡ dưới bằng một đầu neo vào đốt dầm đã lắp và một đầu treo bằng dây cáp thi công để thi công

135

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

các khối dầm hẫng.

d. Biện pháp lao dọc kết cấu nhịp: Biện pháp này được áp dụng trong trường hợp tháp cầu bằng thép, dầm đa năng và có một số nhịp dẫn.

Các nhịp dầm thép được lắp ráp trên đường dẫn hai đầu cầu, cột tháp được dựng trên nhịp chính và căng các dây văng, trong giai đoạn thi công các dây văng này có tác dụng giữ ổn định và điều chỉnh độ võng mũi dầm trong quá trình lao kết cấu nhịp.

Khi lao kết cấu nhịp đến vị trí tiến hành hạ nhịp chính lên đỉnh trụ và liên kết tháp với trụ cầu, các nhịp dẫn hạ xuống gối. Nếu điều kiện thuận lợi người ta thi công đốt hợp long bằng cách cẩu lắp thông thường, trong trường hợp khó khăn sẽ đẩy cho hai đầu dầm đến gần nhau đủ để thực hiện mối nối hợp long tại chỗ.

Trong quá trình lao đẩy kết cấu nhịp, phải bố trí các hệ trụ tạm đảm bảo ổn định cánh hẫng dầm. Trong điều kiện thời tiết khó khăn có thể phải tăng cương các biện pháp giằng chống đảm bảo ổn định.

Hình 3.26. Biện pháp lao dọc kết cấu nhịp a- lắp ráp kết cấu nhịp trên đường đầu cầu, b- đẩy ra trụ trung gian và lắp tiếp các đốt

dầm nếu có, c- đẩy ra vị trí, liên kết tháp trụ cầu và hợp long. 1- Chồng nề, 2- trụ tạm, 3- đà giáo mở rộng trụ làm sàn công tác

3.3.2.2. Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng có dầm cứng bằng BTCT: a. Biện pháp thi công đúc hẫng cân bằng: Biện pháp thi công đúc hẫng cân bằng dầm cứng cầu treo dây văng được tiến hành các bước tương tự như thi công đúc hẫng cầu dầm. Chiều dài các đốt đúc có thể bằng 1 khoang hoặc bằng một nửa khoang, trong trường hợp đúc từng nửa khoang một cần sử dụng cáp DƯL để neo giữa đốt dầm mới đúc với đốt đã hoàn thành treo lên dây văng. Nếu là dầm BTCT thường phải sử dụng thanh neo macalloy để neo tạm các đốt dầm và được tháo bỏ khi khoang dầm được treo lên dây văng.

Đúc đối xứng qua tháp cầu tiến hành đúc xong đến đâu căng dây đến đó, nếu không có

136

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

trụ neo tạm ở nhịp biên thì cần phải căng cáp tạm giữ ổn định kết cấu nhịp.

Khoang đầu nhịp hoặc các nhịp phụ được đúc trên đà giáo, sau khi nối khoang này với phần đúc hẫng bằng đốt hợp long tiến hành lắp dây văng và neo nhịp biên vào mố hoặc trụ bằng gối neo.

Phần còn lại của nhịp chính tiếp tục đúc hẫng cho đến khi hợp long ở giữa nhịp.

Hình 3.27. Thi công nhịp bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng a- Đúc đốt K0; b- Đúc các đốt dầm cầu

Một vài đặc trưng cần lưu ý giữa thi công đúc hẫng cầu dây văng và cầu dầm: Sau khi lắp dây văng khoang dầm trên đỉnh trụ, kết cấu nhịp không cần neo tạm vào trụ mà coi như được treo vào tháp cầu.

Chiều dài đốt đúc thường lớn, có khi bằng cả một khoang dầm và quá trình di chuyển không phụ thuộc khoảng cách giữa hai mặt phẳng dây nên xe đúc phải cấu tạo đặc biệt hơn cầu dầm.

Cốt thép ƯST được neo tại đầu mỗi đốt đúc nhưng được nối liên tục trên suốt chiều dài nhịp.

Khi lắp dựng cốt thép phải cố định đầu neo và ống dẫn hướng cáp theo đúng vị trí đã bố trí trên đỉnh tháp.

Căng cốt thép ƯST của dầm trước, dây văng sau, lực căng dây văng tạo ứng suất trước trong dầm gây chuyển vị lớn ở đầu hẫng.

Có thể chia đốt dầm theo mạch đứng (chia đốt) hoặc mạch ngang (không chia đốt) để đổ bê tông. Nếu chia đốt cần có cốt thép tăng cường khi chưa lắp dây văng, nếu không chia đốt thì không cần bố trí thép tăng cường mà có thể sử dụng dây văng để tăng cường bằng cách đổ bê tông thành hai đợt, đợt một đạt cường độ tiến hành căng cáp văng đến 25÷30% lực kéo tính toán, neo cả xe đúc vào cáp treo để tiến hành đổ bê tông phần còn lại của dầm.

Trình tự thi công giữa tháp và dầm cầu có thể tiến hành tháp trước, dầm sau hoặc có thể tiến hành song song. Với cầu nhịp lớn thi công song song sẽ đảm bảo ổn định hơn và việc căn chỉnh vị trí ống dẫn hướng và neo cáp văng thuận tiện hơn.

b. Biện pháp thi công lắp hẫng cân bằng: Để rút ngắn tiến độ thi công người ta áp dụng biện pháp lắp hẫng cân bằng, theo phương pháp này các đốt dầm được đúc sẵn và tiến hành lắp đồng thời với quá trình thi công tháp cầu. Các đốt dầm được phân chia sao cho đảm bảo tính ổn định, có trọng lượng đáp ứng năng lực của cẩu, có chiều dài sao cho mỗi khoang có một đốt dầm đặt neo cáp dây văng.

Công tác chế tạo các đốt dầm tương tự như chế tạo đốt dầm trong công nghệ thi công cầu dầm lắp ghép.

Mối nối giữa các đốt dầm là mối nối khô liên kết bằng keo dán.

137

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Biện pháp lắp các đốt dầm bằng cần cẩu công xon tương tự như trong lắp ghép cầu dầm, chỉ khác nhau về số lượng bó cáp hoặc thanh thép cường độ cao dùng để liên kết các đốt dầm, do trong cầu dây văng đã được tăng cường bằng dây cáp văng.

Công nghệ này đã được áp dụng thành công tại cầu Kiền ở Hải Phòng với sơ đồ nhịp 85+200+85m và do các kỹ sư Việt Nam của Tổng công ty XD Thăng Long thực hiện.

3.3.2.3. Biện pháp thi công dây văng: a. Thi công dây văng chế tạo sẵn: Dây văng chế tạo sẵn được chuyển đến công trường dưới dạng cuộn lớn chứa trong trống cáp, đặt trống cáp lên khung đỡ và lắp các hệ xe rùa hoặc bàn lăn để ra dây đảm bảo không bị trầy xước, hư hỏng dây cáp.

Với các khoang dây gần trụ tháp người ta đặt trống cáp trên xà làn và lắp đặt hệ thống giá đỡ có puli chuyển hướng để nâng đỡ và kéo cáp lên trên tháp bằng cần cẩu tháp hoặc tời kéo dọc theo một dây dẫn hướng

Hình 3.28. Lắp cáp chế tạo sẵn a- kéo dầy bằng tời, múp, b- kéo dây bằng cần cẩu tháp 1- trống cáp, 2- dây văng, 3- đòn gánh cẩu, 4- đầu neo của dây văng, 5- hướng tời, 6- múp nâng dây, 7- hướng tời kéo dây

Với các khoang dầm xa trụ tháp, người ta đặt trống cáp ngay tại vị trí neo dầm và tháo cáp trượt trên các con lăn đến gần chân tháp để được kéo lên lắp đặt vào vị trí neo trên tháp.

Trống cáp được vận chuyển đến bằng hệ nổi và được đưa lên nhịp bằng cẩu tháp để tiếp tục vận chuyển đến vị trí lắp đặt, hoặc sử dụng hệ đà giáo tay với nhấc trống cáp ngay trên hệ nổi lên vị trí lắp đặt.

Tiến hành lắp đầu dây phía trên tháp trước, sử dụng cần cẩu tháp hoặc hệ thống tời múp cáp để kéo đầu dây lên vị trí lắp đặt, đâu kia cố định tại vị trí đặt trống cáp.

Luồn đầu dây văng vào lỗ ống định hướng và ụ neo trên tháp, tiến hãnh hãm cố định đầu neo trên cột tháp bằng đai ốc hoặc các miếng chêm.

Sử dụng các thiết bị chuyên dụng để lắp luồn đầu cáp vào ống định hướng và ụ neo trên dầm cứng, tiến hành lắp kích một chiều để căng kéo cả bó đến lực thiết kế đảm bảo độ căng của dây văng.

b. Thi công dây văng bó tại chỗ: Dây văng bó tại chỗ sử dụng các tao cáp xoắn 7 sợi 15,2 được chở đến công trường dưới dạng cuộn chứa trong trống cáp.

Vỏ dây văng được lắp đặt trước nhờ các dây cáp mềm neo giữ vào tháp và dầm cứng.

138

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 3.29. Bó dây tại chỗ 1- tời kéo dây, 2- máy đẩy cáp, 3- bàn cắt tao cáp, 4- bánh xe chuyển hướng, 5- tao cáp, 6- puli chuyển hướng, 7- dây cáp kéo, 8- tời luồn dây, 9- dây treo ống bọc cáp, 10- vòng kẹp giữ ống vỏ bên ngoài, 11- vòng kẹp giữ ống vở bên trong, 12- vỏ HDPE lồng bên trong, 13- vỏ HDPE bọc ngoài, 14- goăng bảo vệ miệng ống, 15- dây kéo dẫn hướng ống bọc, 16- vỏ neo thép chôn sẵn trong bê tông, 17- neo bị động, 18- neo chủ động, 19- thiết bị kiểm soát lực căng, 20- máy bơm dầy, 21- kích kéo tao đơn, 22- sàn công tác.

Trống cáp được đặt vào đúng vị trí, luồn đầu cáp qua bánh xe chuyển hướng đến vỏ bảo vệ cáp thì được nối vào dây dẫn và được máy tời trên tháp kéo lên vị trí neo bị động. Tiến hành đo cắt chiều dài cáp theo thiết kế và nối đầu cáp với dây dẫn đã luồn từ trong bát neo chủ động và tiến hành kéo luồn đầu cáp còn lại vào bát neo. Sử dụng kích đơn chuyên dụng để căng kéo từng tao cáp đến lực kéo thiết kế đã tính toán ảnh hưởng của các tao kéo trước, sau khi căng đủ các tao cáp trong một dây thì lực căng còn lại trong các tao cáp băng nhau, kiểm soát lực căng bằng thiết bị đo lực. *) Tài liệu học tập

[1] Giáo trình thi công cầu - Tập 2, Thầy Chu Viết Bình (chủ biên), Nguyễn Mạnh, Nguyễn Văn Nhậm, Nhà xuất bản giao thông vận tải Hà Nội năm 2009.

[2] Tham khảo giáo trình thi công Cầu - Cống, GS.TS Nguyễn Viết Trung, trường Đại học GTVT Hà Nội.

[3] Thiết kế và xây dựng cầu dây văng đường bộ, tác giả KS. Đinh Quốc Kim, Nhà xuất bản giao thông vận tải Hà Nội năm 2008.

[4] Tiêu chuẩn 22TCN272-05 "Tiêu chuẩn thiết kế cầu". [5] Tiêu chuẩn 22TCN 266-2000 “ Quy phạm thi công và nghiệm thu cầu cống”. [6] Cable supported Bridges Concept and design, Niels J. Gimsing, technical university of Denmark, Lyngby, Denmark.

[7] Các báo cáo tổng kết kinh nghiệm thi công các công trình cầu dây võng, dây văng tại Việt Nam thông qua mạng internet như: Cầu Thuận Phước, Cầu Mỹ Thuận, Cầu Bãi Cháy, Cầu Kiền, Cầu Nhật Tân, ... *) Câu hỏi, bài tập, nội dung ôn thi và thảo luận:

Câu 1: Đặc điểm cấu tạo cuả cầu treo dây văng và cầu treo dây võng. Câu 2: Phân biệt giữa dây thiên tuyến, dây dẫn và đường cáp treo và ứng dụng của các

139

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

thiết bị này trong thi công cầu treo dây võng.

Câu 3: Cấu tạo, công dụng và biện pháp lắp đặt các loại đà giáo treo. Câu 4: Cấu tạo hai loại cáp chủ cầu treo dây võng và biện pháp lắp đặt của từng loại cáp chủ trên công trường.

Câu 5: Các biện pháp lắp đặt dầm cứng, đặc điểm và trình tự thi công cơ bản của từng biện pháp trong thi công cầu treo dây võng.

Câu 6: Đặc điểm cấu tạo các loại cáp dây văng chế tạo sẵn và biện pháp thi công cáp chế tạo sẵn.

Câu 7: Đặc điểm cấu tạo và biện pháp thi công cáp văng bó tại chỗ trên công trường. Câu 8: Các phương pháp neo dây văng với cột tháp, đặc điểm và phạm vi áp dụng. Câu 9: Các biện pháp thi công lắp đặt dầm cứng cầu dây văng bằng thép, đặc trưng của từng biện pháp.

Câu 10: Các biện pháp thi công dầm cứng cầu dây văng bằng bê tông cốt thép, đặc trưng của từng biện pháp.

140

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

CHƯƠNG 4 - HOÀN THIỆN VÀ TỔ CHỨC XÂY DỰNG CẦU

*) Mục tiêu:

- Người học nắm được cấu tạo cơ bản của mặt cầu. - Có đủ kiến thức về kỹ thuật thi công giai đoạn hoàn thiện công trình. - Hiểu rõ về tổ chức một công trường và lập kế hoạch triển khai thi công các hạng mục. - Có tinh thần học tập tốt, rèn luyện kỹ năng thực hành cơ bản, ý thức tự giác cao. - Đủ kiến thức để có thể chủ động điều hành triển khai một dự án thực tế.

4.1. Công tác hoàn thiện cầu:

4.1.1. Khái niệm chung:

Thi công mặt cầu bao gồm các hạng mục: lớp tạo dốc ngang cầu, lớp chống thấm nước, lớp bê tông bảo vệ, lớp bê tông nhựa Atsphan, dải phân cách, khe co giãn, lan can, lề bộ hành, hệ thống thoát nước mặt cầu, ... Các hạng mục này đều chịu tác động của tải trọng, nhiệt độ, khí hậu, môi trường, mưa nắng, ... Ngoài ra, mặt cầu cũng là bộ phận quan trọng tạo ra vẻ đẹp của công trình.

Chất lượng mặt cầu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khai thác, mặt cầu tốt, êm thuận, đủ ma sát, không đọng nước mưa, ... cho phép các phương tiện qua cầu an toàn, êm thuận.

Hơn nữa, mặt cầu cũng là công trình tác động trực tiếp vào trực quan người khai thác, do đó độ đều đặn, màu sắc đồng nhất là những yêu cầu đòi hỏi chất lượng vật liệu và đúng thiết kế. 4.1.2. Các lớp phủ mặt cầu:

4.1.2.1. Thi công lớp tạo dốc ngang mặt cầu: Lớp tạo dốc ngang cầu hay còn gọi là lớp mui luyện có nhiệm vụ tạo dốc thoát nước ngang cầu, được thiết kế với độ dốc từ 1,5 đến 2,5% tùy quy mô công trình. Thông thường người ta hay làm dốc sang hai bên để giảm chiều dài tập trung nước, riêng trong cầu cong thì thiết kế nghiêng một phía theo độ dốc siêu cao. Do lớp mui luyện không tham gia chịu lực cùng với kết cấu và có phần làm tăng thêm tĩnh tải trên cầu nên người ta thường thiết kế nghiêng ở chiều dày bản mặt cầu, cao độ đặt gối các dầm khác nhau. Trình tự thi công các bước như sau: - Vệ sinh mặt cầu, tẩy rửa sạch các bụi bẩn, dầu mỡ, ... bằng máy phun nước áp lực kết hợp bàn chải sắt, sau đó dùng hơi ép thôi khô với áp lực 3kPa trước khi thi công lớp tạo dốc.

- Đặt thanh dưỡng thép để đảm bảo độ chính xác độ dốc mặt cầu theo thiết kế, thanh dưỡng có thể dùng thép hình I hoặc U hoặc thép góc neo chắc chắn vào bản mặt cầu. Đúc bê tông tạo dốc theo từng dải chiều rộng tốt nhất là khoảng 5m, có thể chia làm nhiều giải để thi công.

- Vữa bê tông trộn tại chỗ hoặc bê tông thương phẩm theo đúng yêu cầu thiết kế, thông thường sử dụng mác bê tông 30Mpa trở lên, độ sụt 6÷8cm.

- Đổ bê tông theo đúng quy trình quy định, dùng đầm bàn để đầm đảm bảo độ chặt. - Dùng thanh cán thép thẳng, cứng gắn với một máy đầm ốp đặt trên hai thanh dưỡng để tạo phẳng lớp bê tông tạo dốc theo đúng thiết kế.

- Thực hiện các bước tương tự cho lớp rải tiếp theo, điều chỉnh các thanh dưỡng đảm bảo đúng độ dốc thiết kế.

- Bảo dưỡng bê tông theo quy định. - Trong các bước thi công cần tuân thủ các trình tự thủ tục nghiệm thu chuyển giai đoạn với đơn vị TVGS và Chủ đầu tư.

141

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 4.1. Bê tông tạo dốc mặt cầu

4.1.2.2. Thi công lớp chống thấm mặt cầu: Hiện tại, các công trình sử dụng loại vật liệu chống thấm khác nhau tùy theo yêu cầu của Chủ đầu tư như: bao tải thấm nhựa đường, giấy dầu, lớp vật liệu chống thấm, các loại sơn chống thấm gốc cao su, chất chống thấm bề mặt bê tông.

a. Thi công lớp chống thấm vải gai thấm nhựa đường: Lớp chống thấm vải gai thấm nhựa đường gồm bao tải thấm nhựa và tấm sợi gai thấm nhựa đường, trình tự thi công cơ bản gồm các bước:

- Vệ sinh bề mặt bê tông tạo dốc, sau đó làm khô tự nhiên. - Tưới nhựa nóng từ 0,5÷0,8kg/m2 bằng vòi sen kết hợp chối quét đều bề mặt. - Trải từng lớp bao tải hoặc sợi gai thấm nhựa trên lớp nhựa nóng, các lớp gối chồng lên nhau 10cm, trải từ dốc mái thấp lên cao, vỗ bề mặt để đảm bảo dính bám. Trải nhiều lớp chống thấm cho đến chiều dày thiết kế, thông thường từ 0,5÷1cm, các lớp liên kết với nhau bằng một lớp nhựa đường dính bám.

Loại này hiện nay ít gặp trên hiện trường thi công cầu, tuy nhiên vẫn có thể gặp ở các công trình cầu nhỏ trên miền núi với yêu cầu chống thấm không quá khắt khe.

b. Thi công lớp chống thấm giấy dầu: Giấy dầu là một loại bìa giấy xốp thấm nhựa có chiều rộng 1m cuộn thành từng cuộn dài 25÷40m. Trình tự thi công lớp chống thấm bằng giấy dầu tương tự như lớp bao tải thấm nhựa đã nêu ở trên, thông thường trải từ 2÷4 lớp giấy dầu để chống thấm. Hiện nay, loại này cũng ít được sử dụng trong công trình cầu.

Hình 4.2. Lớp chống thấm giấy dầu

c. Thi công lớp vải nhựa chống thấm: Lớp chống thấm vải nhựa là cách gọi thông thường của lớp chống thấm bằng tấm nhựa

Polyme có lõi là các lớp vải sợi, chiều dày thường là 4mm. Thi công lớp này như sau: - Vệ sinh sạch bề mặt lớp bê tông mặt cầu như các loại trên, phơi khô tự nhiên. - Tưới nhựa đường nóng lên mặt cầu một lớp dày từ 1÷1,5mm. - Rải tấm vải nhựa tuần tự từ mép vào tim cầu, từ thấp lên cao, mối nối chồng lên nhau 10cm. Sử dụng đèn khò để làm mềm nhựa nhằm đảm bảo tấm vải nhựa dính kết tốt với bề mặt bê tông, sử dụng đầm lăn hoặc trục cán để ép sát vào bề mặt bản bê tông. Rải nhiều lớp đến khi đạt chiều dày theo yêu cầu thiết kế.

Loại này được dùng khá phổ biến trong xây dựng dựng cầu, tuy nhiên gần đây xuất hiện một số nhược điểm của loại này là dễ bong bật cục bộ và bị rách do tác động của tải trọng khai

142

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

thác nên cũng thường được xem xét khi áp dụng trong thiết kế cầu.

Hình 4.3. Lớp chống thấm vải nhựa d. Thi công chống thấm bằng chất chống thấm bề mặt bê tông: Hiện nay phổ biến có một số chất chống thấm mặt cầu như Radcon4, Radcon7, Tamsil,… Các chất này đều ở dạng lỏng, khi sử dụng phun đều lên bề mặt bê tông sạch, một phần chất lỏng sẽ ngấm vào bê tông, phần còn lại đọng trên bề mặt bê tông và nhanh chóng khô cứng, chiều sâu thấm nhập khoảng 5÷15mm. Sau khi phun khoảng 6 giờ là có thể thi công lớp bê tông nhựa Astphan ngay mà không cần các lớp bảo vệ, nhờ đó giảm được khối lượng và giá thành công trình. Trình tự thi công loại này gồm các bước:

- Làm vệ sinh bề mặt bê tông, tẩy bò các khuyết tật mấp mô. - Thổi khô và làm sạch bề mặt bằng khí ép. - Phun chất chống thấm bằng vòi phun sương với khối lượng khoảng 0,2kg/m2 theo yêu cầu của thiết kế.

- Chờ khô sau 6 tiếng là có thể thảm bê tông nhựa trực tiếp trên lớp chống thấm. Loại này chống thấm tốt, tuy nhiên yêu cầu trình độ công nhân thi công phun rải có tay nghề cao, đảm bảo tính đồng đều và phun đủ khối lượng theo thiết kế, hơn nữa giá thành cũng là vấn đề cần xem xét khi áp dụng. Công tác thi công cần được giám sát chặt chẽ từ phía Nhà thầu thi công đến các đơn vị TVGS và Chủ đầu tư. 4.1.3. Thi công lớp bê tông bảo vệ:

Để bảo vệ lớp vật liệu chống thấm, người ta thi công một lớp bê tông bảo vệ phía trên với chiều dày khoảng 3cm. Lớp này có tác dụng giữ cho lớp chống thấm không bị phá hoại dưới tải trọng bánh xe và tránh hư hỏng lớp chống thấm khi sửa chữa thay thế lớp bê tông nhựa mặt cầu. Đối với chống thấm bằng phun chất chống thấm thì không cần lớp bê tông bảo vệ.

Lớp bê tông bảo vệ phải có lưới cốt thép để phân bố tải trọng, trình tự thi công như sau: - Làm vệ sinh mặt tiếp giáp sạch sẽ, khỏi các vết dầu mỡ, bùn đất, … - Thổi khô bề mặt. - Tẩy gỉ, làm vệ sinh cốt thép (cốt thép có thể tạo sẵn thành lưới trong xưởng hoặc buộc trực tiếp tại hiện trường).

- Đặt con kê đảm bảo vị trí cốt thép trong bê tông. - Lắp đặt dưỡng đảm bảo chiều dày bê tông bảo vệ. - Đổ bê tông, đầm, tạo phẳng, bảo dưỡng theo quy định. - Thí nghiệm mẫu bê tông đạt cường độ 75% trở lên mới thi công lớp tiếp theo. - Tổ chức kiểm tra, nghiệm thu đầy đủ các bên trong từng bước thi công.

4.1.4. Thi công lớp mặt đường bê tông Astphan:

Lớp phủ mặt đường bằng bê tông Astphan giúp cho xe chạy êm thuận, an toàn, hoặc có thể sử dụng mặt đường bê tông xi măng để thay thế. Thi công lớp phủ bê tông Astphan gồm các bước:

- Làm vệ sinh bề mặt tiếp xúc. - Làm khô bằng thổi khí và phơi khô dưới nắng.

143

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Tưới nhựa thấm bám khoảng 0,5÷0,8kg/m2 kết hợp chổi cứng tạo liên kết tốt giữa các lớp.

- Đặt các thanh dưỡng để đảm bảo chiều dày và vệt rải theo tính toán, thông thường dày 5cm, rộng 5-7m theo chuẩn của thiết bị rải.

- Ngoài ra có thể có một số lớp trên lớp bê tông Astphan như lớp tạo nhám, chống mài

mòn, chống trượt, … sẽ có quy định riêng để thi công. 4.1.5. Thi công vạch sơn giải phân cách:

Vạch sơn tạo giải phân cách được sơn bằng loại sơn đặc biệt dùng trên mặt đường. Sơn có gốc Polyme, trộn các bột màu để tạo màu và chất phản quang phù hợp với quy định của thiết kế. Sơn có tính chất rất bền, chịu được tải trọng của bánh xe, ma sát tốt, lâu mòn, không bay màu và chịu được ánh sáng mặt trời.

Sử dụng máy kẻ vạch đường chuyên dụng để thi công vạch sơn giải phân cách. Sơn được nấu ở nhiệt độ cao làm nóng chảy nhựa đường tại vị trí sơn tạo liên kết dính bám tốt, thi công vạch sơn phải chọn thời tiết kho ráo và độ ẩm dưới 80%. Trình tự thi công gồm các bước:

- Đo đạc, đánh dấu vạch sơn. - Dùng bàn chải sắt vệ sinh vị trí kẻ vạch sơn. - Dùng khí ép thổi sạch và khô bề mặt. - Đánh dấu lại chính xác vị trí vạch sơn. - Chuẩn bị máy, nấu sơn đủ nhiệt độ yêu cầu. - Đưa máy vào vị trí, căn chỉnh hướng di chuyển, điều chỉnh cự xác định chiều dày vạch sơn, rót sơn và điều chỉnh máy cẩn thận, tốc độ đúng quy định nhằm đảm bảo vạch sơn đẹp, đúng thiết kế, không cong vênh, nhòe nét. Việc điều khiển thiết bị sơn phải rất cẩn thận bởi rất khó sửa chữa mà phải bóc làm lại gây tốn kém và thiếu mỹ quan. 4.1.6. Thi công khe co giãn:

Khe có giãn là bộ phận phủ trên khe nối giữa hai đầu kết cấu nhịp cầu hoặc nối nhịp cầu với mố nhằm mục đích tạo sự êm thuận cho các phương tiện đi qua khe nối, ngoài ra còn ngăn cản nước trên mặt cầu chảy xuống mố trụ cầu. Có nhiều loại khe co giãn, cấu tạo khác nhau và thời điểm thi công cũng khác nhau, một số loại khe co giãn được thi công phổ biến ở nước ta như sau:

4.1.6.1. Thi công khe co giãn bản thép: Khe co giãn bản thép đơn giản, bền, tuy vậy không thực sự êm thuận, có thể áp dụng cho các cầu nhịp nhỏ và vừa. Loại này gồm hai phần khe co giãn và ngăn nước riêng biệt, chiều rộng khe hở khoảng 50 đến 120mm. Máng nước làm bằng thép không rỉ hoặc đồng thau dày 3÷8mm uốn thành lòng máng chôn vào bê tông bản mặt cầu với độ dốc từ 1,5÷2,5%. Tấm dẫn nước cũng làm bằng thép như máng dẫn nước và được chôn vào bê tông phía đối diện. Thi công loại khe này gồm các bước như sau:

- Phá bỏ các lớp phủ mặt cầu đến bê tông bản mặt cầu. - Đục tạo nhám, làm vệ sinh bê tông bề mặt bản mặt cầu tại vị trí lắp khe co giãn. - Lắp đặt máng nước, tấm dẫn nước, hàn gá vào các vị trí định vị. - Lắp đặt thép góc đầu bản vào vị trí, hàn gá cố định vị trí trước khi hàn cố định vào thép chờ sẵn trong bê tông.

- Làm ván khuôn bê tông khe con giãn. - Dùng vữa có độ sụt cao để thi công, có thể dùng vừa Sika Grout để đổ bê tông khe co giãn, nếu cầu có khai thác phải đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi tác động tải trọng xe.

- Bảo dưỡng bê tông đến cường độ 80% trước khi thi công các hạng mục tiếp theo. - Lắp đặt tấm bản thép đậy khe co giãn, tùy cấu tạo mà chỉ đặt lên hoặc hàn nối một bên với thép góc. Vị trí tim cầu cần hàn nối hai tấm bản thép do có độ dốc ngang cầu.

144

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Sau thi công phải đảm bảo tấm thép khe co giãn không bị cập kênh và tạo tiếng ồn do va chạm giữa tấm thép và thép góc.

Hình 4.4. Khe co giãn bản thép

4.1.6.2. Thi công khe co giãn thép chèn ống cao su: Khe co giãn thép có chèn ống cao su là khe co giãn cho các nhịp dài dưới 80m, co giãn đến 6cm, xe chạy trực tiếp qua khe nên không thực sự êm thuận. Tuy vậy có ưu điểm là độ bền cao, kín khít nước. Trình tự thi công như sau:

- Cắt đục bê tông và vệ sinh tạo nhám vị trí lắp đặt khe co giãn. - Lắp đặt ván khuôn, cốt thép và hai thanh thép góc cùng với các thép neo và thanh dưỡng đúng vị trí thiết kế.

- Đổ bê tông hai bên khe co giãn, bê tông có độ linh động cao để đảm bảo đặc chắc. - Bảo dưỡng bê tông, đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi các tác động khai thác nếu có. - Khi bê tông đạt 80% cường độ thì tiến hành thi công lắp đặt ống cao su bằng liên kết bu lông, sử dụng các keo dán hoặc epoxy đảm bảo kín khít.

- Ngay sau khi siết chặt bu lông, khe co giãn có thể khai thác được ngay.

Hình 4.5. Khe co giãn chèn thép ống cao su

4.1.6.3. Thi công khe co giãn cao su: Hiện nay, khe co giãn cao su được dùng rất phổ biến do tính êm thuận trong khai thác và kín khít của loại khe con giãn này. Cấu tạo của loại này gồm miếng cao su có gia cường các bản thép đặt trên khe nối. Có hai biện pháp thi công khe co giãn cao su: Thi công trước khi thi công lớp phủ mặt cầu và ngược lại.

a. Thi công khe co giãn trước khi thi công các lớp phủ mặt cầu: Biện pháp này phù hợp với các cầu mới xây dựng, Trình tự các bước gồm: - Vệ sinh, tạo nhám phần bê tông bản mặt cầu tại ví trí lắp khe co giãn. - Định vị các vị trí đặt bu lông neo, khoan vào bê tông mặt cầu nếu cần thiết. - Lắp đặt cốt thép và ván khuôn bê tông, ván khuôn cần đúng kích thước và kín khít. - Lắp đặt tấm cao su khe co giãn đúng vị trí thiết kế. - Đổ bê tông cả hai bên khe co giãn, bê tông có độ linh động cao để đảm bảo kín khít. - Bảo dưỡng bê tông đến cường độ 80% trước khi thi công các công đoạn khác. b. Thi công khe co giãn sau khi thi công lớp phủ mặt cầu: Thi công sau có thể áp dụng cho các cầu đang khai thác hoặc cầu mới phù hợp với trình tự tổ chức thi công. Các bước tiến hành như sau:

- Chèn kín khẻ hở giữa hai đầu nhịp hoặc giữa nhịp với mố.

145

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Thi công các lớp phủ mặt cầu. - Cắt các lớp phủ ở vị trí khe co giãn. - Lắp dựng cốt thép, bu lông neo, đặt khe co giãn cao khu và đổ bê tông như thi công trước. Thi công phân đoạn từng nửa cầu và nên lựa chọn loại bê tông có gốc polyme để không bị ảnh hưởng trong thời gian ninh kết do xe chạy trên cầu đang khai thác.

Hình 4.6. Khe co giãn cao su

4.1.6.4. Khe co giãn mô đun: Khe co giãn mô đun là loại chế tạo theo từng mô đun cho phép thích ứng tốt với các loại cầu nhịp từ nhỏ đến lớn bằng cách tăng số lượng mô đun. Cấu tạo loại khe này khá cồng kềnh, chỉ thích ứng với loại cầu có bản mặt cầu lớn 20÷30cm. Do cấu tạo phức tạp, giá thành lớn nên ít phổ biến và chỉ sử dụng cho các cầu lớn và chế tạo theo đặt hàng với đầy đủ các dưỡng đảm bảo lắp ráp đúng yêu cầu.

Các bước thi công cũng tiến hành tương tự như các loại khe co giãn đã nêu trên, loại này phải đặt cốt thép chờ trong bản bê tông để liên kết với khe con giãn trong quá trình lắp đặt.

Hình 4.7. Khe co giãn mô đun

1- Dầm thép, 2- Mô đun ray, 3- Mô đun cao su, 4- Thép cạp mép bản bê tông, 5- Gối cao su

4.1.6.5. Khe co giãn răng lược: Khe co giãn răng lược khá êm thuận, rất bền, giá thành tương đối cao, thường làm bằng thép đúc dùng cho nhịp vừa và lớn, răng lược có cấu tạo hình thang hoặc chữ nhật, có thể hẫng hoặc kê ở đầu đối diện. Thông thường loai khe này không ngăn được nước chảy qua, nếu cần có thể bố trí cấu tạo thêm. Khe này được chế tạo theo đơn đặt hàng gồm răng lược và cốt thép liên kết với bản mặt cầu.

Trình tự thi công cũng tương tự như các loại khác, gồm: vệ sinh, tạo nhám, chỉnh sửa thép chờ, định vị vị trí, lắp đặt khe co giãn, đổ bê tông cơ động cao, bảo dưỡng đạt 80% cắt bỏ các dưỡng để giải phóng khe co giãn.

146

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 4.8. Khe co giãn răng lược

4.1.7. Thi công hệ thống thoát nước trên mặt cầu:

Hệ thống thoát nước trên cầu có nhiệm vụ giữ cho bề mặt cầu không bị đọng nước để đảm bảo giao thông trên cầu. Hệ thống được lắp dặt hai bên cầu nếu dốc hai bên hoặc một bên đối với cầu cong dốc một bên. Ống thoát nước sử dụng nhựa, gang, … có đường kính tối thiểu 100mm, miệng thoát nước đặt thấp hơn đáy dầm ít nhất 10cm. Cầu qua sông có thể xả thẳng xuống sông, cầu trên đường bộ hoặc cầu vượt cần bố trí hệ thống ống dẫn về trụ và thoát xuống mương thoát nước.

4.1.7.1 Thi công ống thoát nước mặt cầu ô tô: a. Thoát nước đứng: Kiểu thoát nước đứng thường được thi công phổ biến do thoát nước nhanh, cấu tạo đơn giản, ít tắc trong quá trình khai thác, trình tự thi công gồm các bước:

- Đục lỗ qua bản mặt cầu hoặc để lỗ chờ sẵn. - Lắp đặt các đai định vị và liên kết giữ chặt ống. - Lắp ván khuôn dưới đáy bẩn mặt cầu để đổ vữa chèn khe chôn ống thoát nước vào mặt cầu.

- Bảo dưỡng bê tông đủ cứng, tiến hành trải và chèn các lớp cách nước vào giữa miệng ống thoát nước và ống chèn.

- Thi công các lớp phủ mặt cầu quanh miệng ống thoát nước. - Lắp đặt nắp chắn rác.

Hình 4.9. Thoát nước đứng

b. Thoát nước ngang: Trong một số trường hợp người ta đặt ống thoát nước ngang xuyên qua gờ chắn bánh. Loại này không phải đục bản mặt cầu, không có nắp chắn rác, song cấu tạo phức tạp để tránh nước chảy vào dầm chủ. Trình tự thi công như sau:

- Làm vệ sinh lỗ chờ lắp ông dưới gờ chắn bánh. - Đặt ống thoát nước nghiêng góc 2÷4% ra ngoài. - Đổ vữa chèn khe và và hoàn thiện miệng thu nước.

147

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Sau khi bê tông đạt cường độ thì thi công các ống phía ngoài đảm bảo không té nước vào dầm chủ.

Hình 4.10. Thoát nước ngang

4.1.7.2. Thi công ống thoát nước mặt cầu đường sắt có máng ba lát: Với cầu đường sắt có ray đặt trực tiếp trên mặt cầu thông qua tấm đệm thì cấu tạo như cầu đường ô tô.

Với cầu đường sắt có ray đặt trên máng đá ba lát thì cấu tạo của miệng ống thoát nước có phức tạp hơn nhằm không chỉ cuốn trôi đá xuống ống thoát và không bị ứ đọng nước trên cầu. Hơn nữa phải có độ bền cao do rất khó bảo dưỡng và thay thế. Ống thoát nước loại này thường làm bằng gang, có nắp đậy đúc sẵn theo thiết kế, máng đá ba lát được phân khoang thoát nước vào từng ống thoát. Ống thoát thi công dạng thoát nước đứng như cầu đường ô tô.

Hình 4.11. Thoát nước đứng đường sắt có máng ba lát

4.1.7.3. Thi công ống gom nước: Khi không thể thoát nước trực tiếp xuống phía dưới, người ta phải thiết kế hệ thống ống dẫn nước đến vị trí thoát nước trong cống ngầm dưới đường.

Ống dẫn nước thường làm bằng nhựa, hoặc thép mạ kẽm có đường kính 150÷250mm, liên kết với dầm cầu bằng các đai ốc định vị.

Ông dẫn nước phải có độ dốc để thoát nước, có cấu tạo đặc biệt tại vị trí đi qua khe co giãn tránh gãy ống.

Ống phải dẫn nước đến vị trí phù hợp như mương, rãnh, cống ngầm, không được thoát

trên mặt đường hoặc xả tràn trên nền dưới cầu. 4.1.8. Thi công hệ thống lan can, lề bộ hành: 4.1.8.1. Thi công hệ thống lan can BTCT: Lan can có hệ thống thanh ngang bằng BTCT là loại thông dụng trước đây, áp dụng cho cầu có tốc độ xe chạy dưới 60km/h và không yêu cầu mỹ quan, thường thi công theo biện pháp lắp ghép và bán lắp ghép từ các chi tiết đúc sẵn.

148

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

a. Thi công hệ thống lan can BTCT bán lắp ghép: Hệ thống lan can gồm các thanh ngang đúc sẵn và các cột bê tông đúc tại chỗ, trình tự thi công như sau:

- Đúc sẵn các thanh ngang lan can theo đúng kích thước thiết kế. - Lắp đặt cốt thép và ván khuôn cột lan can tại các vị trí đặt sẵn thép chờ trên mặt cầu. - Lắp đặt các thanh ngang lan can vào các vị trí chờ ván khuôn trên cột. - Chống đỡ, neo giữ vị trí lan can đúng thiết kế đảm bảo mỹ quan sau này. - Rót vữa, đổ bê tông thân cột lan can, liên kết cố định với các thanh ngang. - Bảo dưỡng bê tông, tháp dỡ ván khuôn, khung chống. - Tiến hành sơn thẩm mỹ theo thiết kế đảm bảo an toàn khai thác.

Hình 4.12. Lan can Bê tông bán lắp ghép

b. Thi công lan can BTCT lắp ghép: Hệ thống lan can gồm các thanh ngang và cột được đúc sẵn và liên kết với nhau và với bản mặt cầu bằng mối nối khô, trình tự thi công như sau: - Đúc sẵn các cột và thanh ngang bê tông theo đúng thiết kế, bảo dưỡng, vận chuyển tập kết đến vị trí lắp ráp.

- Tiến hành lắp lần lượt từ cột đến thanh ngang từ đầu cầu bên này đến cầu cầu bên kia. - Dựng cột đầu tiên, liên kết hàn hoặc bu lông với bản thép chờ ở chân cột, liên kết tạm để điều chỉnh tổng thể lan can.

- Lắp thanh ngang vào vị trí chờ sẵn trên cột và dựng cột tiếp theo, làm tuần tự cho đến hết một liên của lan can, thông thường là trên một nhịp giản đơn, hoặc từng nhóm theo thiết kế.

- Điều chỉnh tổng thể và hàn hoặc siết bu lông cố định. - Vệ sinh và đổ vữa bê tông bảo vệ các liên kết. - Sơn lan can theo quy định.

Hình 4.13. Lan can bê tông lắp ghép

4.1.8.2. Thi công hệ thống lan can ống thép đúc: Hiện nay, thông dụng sử dụng loại lan can có bờ bò đúc tại chỗ và bán lắp ghép. a. Kiểu lan can có bờ bò bằng BTCT đúc tại chỗ: Lan can đúc tại chỗ là lan can đổ bê tông tại chỗ với cốt thép chờ trên bản mặt cầu, trình tự thi công như sau:

149

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Vệ sinh cốt thép chờ trên bản bê tông mặt cầu vị trí liên kết với lan can.

- Lắp dựng cốt thép lan can, ván khuôn, chia đốt đúc theo đúng thiết kế.

- Lắp đặt, định vị các bu lông neo chờ lắp lan can thép đúc.

- Kiểm tra, nghiệm thu và tiến hành đổ bê tông chân lan can từng đốt theo đúng thiết kế.

- Bảo dưỡng và tháo ván khuôn khi bê tông đạt 30% cường độ.

- Lắp đặt các cột thép đúc và luôn ống thép đúc lan can vào vị trí.

- Căn chỉnh, siết cố định các bu lông neo chân lan can.

- Sơn hoàn thiện, nghiệm thu theo quy định. b. Kiểu lan can bờ bò BTCT bán lắp ghép: Loại này thường được áp dụng cho các cầu nhịp lớn, cấu tạo khá đẹp, thi công dễ, có thể bố trí chân thấp hơn đáy dầm để phần nào bảo vệ nước mưa chảy vào dầm chủ. Một phần được đúc sẵn và một phần đổ tại chỗ, các bước thi công như sau: - Đúc sẵn các khối lan can BTCT theo đúng thiết kế. - Vệ sinh mặt cầu vị trí lắp dựng lan can. - Lắp các khối bê tông từ đầu nhịp, cẩu các khối vào vị trí, căn chỉnh và xiết bu lông neo giữ.

- Lắp lần lượt các khối khác một cách tương tự, căn chỉnh để các khối thẳng hàng, tạo mỹ quan.

- Lắp dựng cốt thép phần đúc tại chỗ, ván khuôn và vật liệu chèn khe. - Tiến hành đổ bê tông, bảo dưỡng theo quy định.

Hình 4.14. Lan can BTCT bán lắp ghép

4.1.8.3. Thi công dải phân cách cứng: Dải phân cách cứng có nhiệm vụ phân chia làn xe tránh xe cơ giới đi sang làn bộ hành. Có nhiều cấu tạo giải phân cách khác nhau như loại thấp thích hợp cho đường có tốc độ khai thác dưới 60km/h, và loại cao xấp xỉ 70cm bằng BTCT hoặc thép cho đường cao tốc trên 60km/h.

a. Thi công giải phân cách thấp:

150

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Dải phân cách có chiều cao khoảng 25cm đến 30cm, rộng khoảng 25cm, có mặt vát hướng về phía xe chạy. Loại này liên kết nhờ bính bám với bê tông mặt cầu và nằm trong lớp phủ mặt cầu, thi công đơn giản bằng phương pháp đúc tại chỗ hoặc lắp ghép.

Hình 4.15. Giải phân cách thấp

b. Thi công giải phân cách BTCT cao: Loại giải phân cách có chiều cao xấp xỉ 70cm, rộng 50cm bằng BTCT cho phép chịu các va chạm hoạt tải nên cần có cốt thép chịu lực được liên kết chắc chắn với BT bản mặt cầu. Cốt thép chịu lực được liên kết với thép chờ đặt sẵn trong bê tông bản mặt cầu, trình tự thi công tương tự như đúc làn can đổ tại chỗ.

c. Thi công giải phân cách bằng thép: Dải phân các có thể làm bằng thép gồm các cột trụ thép, các tấm thép gợn sóng dọc theo chiều dài cầu và giữa chúng là tấm đệm đàn hồi thép, liên kết bằng bu lông, chiều cao khoảng 70÷80cm, trình tự thi công như sau:

- Chôn sẵn bu lông neo trong bê tông bản mặt cầu hoặc sau khi thi công xong lớp phủ mặt câu thì tiến hành khoan tạo lỗ xuống bê tông mặt cầu để liên kết chôn chân bu lông neo bằng vữa keo epoxy (chiều sâu chôn khoảng 10cm).

- Lắp dựng cột thép, dải tôn lượn sóng. - Căn chỉnh độ thẳng hàng, đảm bảo yếu tố hình học của giải. - Siết bu lông cố định lan can thép. 4.1.8.4. Thi công lề bộ hành: a. Lề bộ hành cùng mức: Lề bộ hành có mặt đường đi bộ cùng mức với mặt đường xe chạy, ta thường phân cách bằng giải phân cách cứng hoặc mềm. Thực chất là công việc thi công giải phân cách hoặc sơn phân làn để phân biệt làn xe cơ giới và làn bộ hành, chứ không có gì đặc biệt.

b. Thi công lề bộ hành khác mức: Kiểu lề bộ hành này hiện nay rất ít được áp dụng, thông thường có cấu tạo cao hơn mặt đường xe chạy khoảng 20cm để đảm bảo an toàn. Có hai phương pháp thi công loại lề bộ hành này là lắp ghép hoặc bán lắp ghép:

- Thi công lề bộ hành đúc tại chỗ: Loại này rất ít thấy do việc thi công phức tạp, phải thay đổi cấu tạo bản mặt cầu hoặc nâng dầm chủ để tạo độ chênh cao, rất bất tiện trong thi công cũng như thiết kế.

- Thi công lề bộ hành lắp ghép và bán lắp ghép:

 Loại lắp ghép: Lề bộ hành được đúc sẵn từng đốt theo thiết kế hoặc năng lực cẩu lắp của thiết bị thi công, có cấu tạo dạng bản bê tông kê trên hai chân. Liên kết hàn với bản thép để chờ trên mặt cầu, chi tiết xem hình vẽ dưới.

151

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Hình 4.16. Lệ bộ hành lắp ghép

 Loại bán lắp ghép: Lề bộ hành có các chân kê được đúc sẵn cùng với bản mặt cầu dạng ghế, có trừ khớp để liên kết với tấm bản bê tông lề bộ hành sau này. Thi công lắp ghép đơn giản tương tự như công tác lắp ghép lan BTCT.

Hình 4.17. Lề bộ hành bán lắp ghép

4.1.9. Thi công hệ thống chiếu sáng trên cầu:

Hiện nay, để đảm bảo an toàn giao thông qua cầu, hầu hết các công trình cầu đã được lắp hệ thống chiếu sáng. Ngoài ra, có các công trình cầu đặc biệt còn lắp thêm cả hệ thống đèn trang trí, nghệ thuật như cầu Nhật Tân, Cầu Rồng, … Trong quá trình thi công bản mặt cầu đã chuẩn bị sẵn các vị trí lắp đặt cột đèn, để tránh chiếm dụng diện tích, cột đèn thường được đặt trên các ụ công xon nhô ra ngoài lan can cầu.

Trình tự thi công cột đèn chiếu sáng như sau: - Vệ sinh vị trí lắp chân cột. - Cẩu cột đèn gá lắp vào vị trí, căn chỉnh, đệm vữa và siết bu lông liên kết. - Luồn dây đấu nối điện ngầm chạy dọc trong hành lang với trạm điện. - Hoàn thiện, đóng điện đưa vào sử dụng.

Hình 4.18. Chân cột đèn chiếu sáng trên cầu

4.2. Tổ chức xây dựng công trình cầu

4.2.1. Đặc điểm công tác xây dựng cầu:

Công trình cầu dù nhỏ hay lớn cũng giữ một vị trí quan trọng trong kế hoạch đầu tư của một ngành hay một địa phương. Trong quá trình thi công, công trình thu hút nhiều sự quan tâm của xã hội. Công tác xây dựng cầu có những đặc điểm sau đây:

152

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Địa bàn thi công phức tạp. Nếu cầu nằm trên tuyến mới thì giao thông chưa phát triển, địa hình không thuận lợi. Nếu nằm trên tuyến đang hoạt động thì điều kiện phức tạp ở khía cạnh xã hội như: đảm bảo giao thông, trật tự xã hội, quản lý nhân lực, giải phóng mặt bằng v.v...

- Khối lượng các công việc bao gồm đào, đắp, vận chuyển và xây lắp đều lớn, do đó dẫn đến phải quản lý và sử dụng nhân lực, vật tư nhiều về số lượng, đa dạng về chủng loại.

- Tính chất công việc mang tính phức tạp, tổng hợp, nặng nhọc và nhiều hạng mục. Vì vậy, sử dụng nhiều loại máy móc, trang thiết bị. Vào thời gian cao điểm của tiến độ, phải điều động một lực lượng lao động mật độ lớn và nhiều loại nghề.

- Điều kiện lao động khó khăn, nguy hiểm: hầu hết công việc ngoài trời, làm việc trên cao, trên sông nước.

- Hầu hết các hạng mục, công tác xây dựng đều mang tính kỹ thuật phức tạp. Nhiều loại việc đòi hỏi một quy trình công nghệ chặt chẽ như công nghệ chế tạo dầm bê tông cốt thép dự ứng lực, thi công các loại cọc ống, thi công đúc đẩy, đúc hẫng v.v... Do vậy, yêu cầu đội ngũ công nhân phải được tuyển chọn và đào tạo cơ bản có hệ thống.

- Thời gian thi công kéo dài, công việc phụ thuộc vào thời tiết và theo mùa. Mỗi công trình nhỏ thời gian là vài tháng, công trình lớn là một vài năm nhưng sau đó lại lưu động đi công trình khác. Do những đặc điểm trên để đảm bảo quá trình xây dựng được thông suốt, thuận lợi và đạt được những mục tiêu cơ bản là: chất lượng, tiến độ và kinh tế, toàn bộ công việc thi công phải được thiết kế, lập kế hoạch gọi là thiết kế tổ chức xây dựng trước khi tổ chức thực hiện dự án. Với yêu cầu về quy mô công trình, lực lượng sản xuất tập trung cao, điều kiện không mấy thuận lợi, nếu không chọn được biện pháp thi công hợp lý, điều phối chỉ đạo không đồng bộ chắc chắn sẽ dẫn đến những lãng phí và thiệt hại. Qua đó chúng ta nhận thức được ý nghĩa và tác dụng của công tác tổ chức xây dựng.

- Đặc biệt công tác thi công còn có ý nghĩa hết sức quan trọng là cung cấp tư liệu cho nghiên cứu khoa học, cải tiến quy trình - quy phạm về thiết kế và thi công. Vì vậy, với công trình quan trọng, tư liệu có thể cần và phải đưa vào lưu trữ quốc gia. Cho nên có những vấn đề phức tạp về kỹ thuật và sự cố xảy ra trong thi công đôi khi phải hàng chục năm nghiên cứu, thực nghiệm mới tìm ra kết cấu hợp lý biện pháp khắc phục. 4.2.2. Những yêu cầu của công tác tổ chức xây dựng cầu:

Phương châm của ngành xây dựng nói chung là: chất lượng, tiến độ, kinh tế, hiệu quả và an toàn, với phương châm đó việc tổ chức xây dựng cầu phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Chuẩn bị đầy đủ, kế hoạch cụ thể, sát thực tế. - Thi công đúng thiết kế cả về hình thức và chất lượng. - Sớm đưa công trình vào khai thác sử dụng. - Tăng năng suất lao động, khai thác được nhiều tiềm năng, giảm giá thành xây dựng. - Đảm bảo an toàn. Những yêu cầu trên là rất thiết thực, nhưng để đảm bảo được đầy đủ các yêu cầu đó, ở mỗi công trình đòi hỏi một sự đầu tư rất lớn về tri thức và tổ chức thực hiện. Các yêu cầu phải được quán triệt trong các giai đoạn của công tác tổ chức xây dựng cầu. Về mặt nhân sự, đội ngũ cán bộ phải có kiến thức về kinh tế - kỹ thuật xây dựng cầu, ngày nay vấn đề kinh tế - kỹ thuật là cặp phạm trù không thể tách rời. Mỗi cán bộ kỹ thuật phải biết tổ chức thực hiện các công việc đúng thiết kế, hợp lý và an toàn mới có hiệu quả kinh tế. 4.2.3. Nguyên tắc tổ chức xây dựng cầu:

Hoạt động của một tổ chức xây dựng cầu phải tuân theo những nguyên tắc cơ bản sau: - Hoạt động sản xuất được tiến hành trên cơ sở của một kế hoạch thống nhất và thông suốt. Thống nhất ở chỗ nó nằm trong sự điều tiết chung của Nhà nước, thống nhất trong kế hoạch phát triển chung của ngành, thống nhất ở các khâu của nội dung kế hoạch. Muốn thực hiện kế hoạch đó phải thông suốt, do được đầu tư nhiều về tri thức và dữ liệu để khi đưa vào sản xuất không bị ách tắc bởi nguyên nhân chủ quan, chủ động khắc phục được những khó khăn

153

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

khách quan.

- Sản xuất đều, liên tục, phối hợp được các đơn vị cơ sở, sử dụng triệt để năng lực máy móc, thiết bị, nhân lực và nguồn vốn.

- Đổi mới công nghệ và thiết bị theo hướng công nghiệp hoá sản xuất. Nội dung của công nghiệp hoá xây dựng bao gồm: cơ giới hoá đồng bộ công việc xây lắp, công xưởng hoá chế tạo cấu kiện, tự động hoá một số khâu sản xuất và chuyển giao công nghệ mới.

- Trong điều kiện nền sản xuất còn gặp nhiều khó khăn về vốn đầu tư và kỹ thuật; nên phải cố gắng đẩy mạnh hợp tác, liên doanh, khai thác khả năng của đơn vị xây dựng.

- Hình thức tổ chức sản xuất hợp lý, phù hợp với khối lượng và tính chất của công trình.  Hình thức thứ nhất: sản xuất theo dây chuyền. Lực lượng tham gia thi công được tổ chức thành các đội chuyên nghiệp, mỗi đội lần lượt thi công những hạng mục cùng loại trên công trường đồng thời tiến hành song song nhiều công việc, công việc trước hoàn thành bàn giao cho đội sau làm tiếp công đoạn khác. Hình thức này còn gọi là tổ chức thi công song song. Tổ chức theo dây chuyền đảm bảo thi công nhanh và chất lượng cao. Điều kiện để thực hiện là khối lượng phải đủ lớn và lực lượng thi công mạnh thì mới tổ chức công việc liên tục, không bị ngắt quãng, vật liệu và các thiết bị đảm bảo khác phải đáp ứng đúng và kịp thời.  Hình thức thứ hai: Thi công cuốn chiếu hay còn gọi là thi công tuần tự, tức là tập trung lực lượng hoàn thành dứt điểm từng hạng mục từ hạng mục đầu đến hạng mục cuối theo các bước trong biện pháp thi công. Hình thức này sẽ kéo dài tiến độ, công nhân không được chuyên môn hoá. Nên chỉ phù hợp với công trình nhỏ, lực lượng thi công ít.

 Hình thức thứ ba: Là tổ chức hỗn hợp cả hai hình thức trên. Cùng một lúc có hai hoặc ba hạng mục tiến hành bởi các đơn vị sản xuất khác nhau, nhưng mỗi đơn vị đảm đương nhiều công đoạn kế tiếp. Hình thức này hay được áp dụng trong thực tế vì nó tạo điều kiện cho người quản lý đối phó được với những biến động trong thực hiện kế hoạch.

4.2.4. Mục đích và yêu cầu của thiết kế tổ chức thi công (TK TCTC):

- Hồ sơ thiết kế tổ chức xây dựng do đơn vị trúng thầu thi công thực hiện trước khi triển khai các công việc xây dựng trên hiện trường. Đây là nội dung phức tạp, cần có chuyên đề riêng để nghiên cứu, ở đây trong phạm vi môn học xây dựng cầu, chúng ta chỉ nghiên cứu các yêu cầu công việc thường nhật của người kỹ sư để tổ chức xây dựng công trình cầu.

- Yêu cầu của công tác TKTC TC là xác định được các trình tự thực hiện và tiến độ thi công hợp lý của mỗi hạng mục, của toàn bộ công trình, thông qua các nội dung: tổ chức dây chuyên sản xuất phù hợp, chuẩn bị cho thi công một cách đầy đủ, lập kế hoạch cụ thể và sát thực tế.

- Mục đích của công tác thiết kế tổ chức thi công là sử dụng có hiệu quả các nguồn lực:

lao động, thiết bị, vật liệu và tài chính để đạt được những mục đích của thi công, đó là:  Thi công công trình đúng thiết kế cả về hình dạng và chất lượng.  Đạt hiệu quả về kinh tế, giảm chi phí và có lãi.  An toàn lao động tuyệt đối.  Đúng tiến độ đề ra sớm đưa công trình vào khai thác.

- Để thực hiện được các nội dung TKTC TC cần bám sát hồ sơ thiết kế kỹ thuật và biện pháp thi công chỉ đạo. Vai trò của TKTC TC như là bản chỉ dẫn kỹ thuật công nghệ thực hiện các hạng mục công trình vừa là kế hoạch để tổ chức và điều hành quá trình thi công. 4.2.5 Nội dung thiết kế tổ chức thi công:

Nội dung thiết kế tổ chức thi công bao gồm hai nội dung chính cần phải thực hiện đó là lập hồ sơ thiết kế tổ chức thi công và thiết kế thi công chi tiết, các nội dung chính của các bộ

154

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

hồ sơ như sau:

4.2.5.1. Thiết kế tổ chức thi công (TKTC TC): - Tài liệu cơ bản của TKTC TC là bản thiết kế biện pháp thi công hay còn gọi là phương án thi công chỉ đạo. Trên cơ sở nghiên cứu hồ sơ thiết kế kỹ thuật và phân tích kết cấu đồng thời căn cứ vào trình độ công nghiệp hiện có người ta đưa ra một vài biện pháp khả thi của móng, mố trụ và kết cấu nhịp, sau đó so sánh và chọn một phương án khả thi nhất lập thành biện pháp thi công chính. Tài liệu thể hiện dưới hình thức bản vẽ kèm thuyết minh ngắn gọn, rõ ràng mô tả trình tự công nghệ của mỗi hạng mục. Số liệu chủ yếu là khối lượng chính, kết cấu dưới hình thức sơ đồ. Bản vẽ biện pháp là tài liệu gốc làm cơ sở cho những nội dung TKTCXD tiếp theo.

- Thiết kế quy hoạch mặt bằng công trường: Trên cơ sở bình đồ khu vực cầu, bản vẽ biện pháp thi công, lập bản vẽ quy hoạch tổng thể mặt bằng công trường. Trên bản quy hoạch này vạch rõ khu vực, vị trí của mọi khu và hệ thống đường công vụ, đường tránh, vị trí đường cung cấp năng lượng và cấp thoát nước. Bản quy hoạch mặt bằng chưa thể hiện được chi tiết mà chỉ làm cơ sở để giải phóng mặt bằng và để thiết kế bố trí công trường.

- Các kế hoạch thi công: Trên cơ sở biện pháp chỉ đạo và tổng mặt bằng hiện có, đồng thời với những dữ liệu về lực lượng thi công tham gia xây dựng công trình, thống nhất với kế hoạch mang tính pháp lệnh của cơ quan quản lý người ta xây dựng bản kế hoạch tiến độ gọi là kế hoạch tổng tiến độ thi công. Bản kế hoạch này vạch ra trình tự tiến hành thi công các hạng mục theo thời gian gọi là tuyến thi công (ngày khởi công, ngày kết thúc, vị trí xuất phát, vị trí dừng của mỗi hạng mục và của toàn công trình). Thời hạn thi công của mỗi hạng mục và của công trình.

- Bản tổng tiến độ cũng chỉ làm cơ sở để định thời hạn thi công công trình. Sau khi kế hoạch được duyệt thì tiến độ này trở thành chỉ tiêu mang tính pháp lý. Trên cơ sở tổng tiến độ có thể xây dựng bản kế hoạch khai thác và cấp phát vốn đầu tư, kế hoạch cung ứng vật tư. Các bản kế hoạch được thể hiện dưới dạng bản thuyết minh, biểu thống kê và bản vẽ.

 Các kế hoạch sản xuất.  Tiến độ thi công.  Kế hoạch khai thác vốn.  Kế hoạch cung ứng vật tư.  Kế hoạch điều phối nhân lực, cán bộ.  Kế hoạch điều động xe máy, thiết bị.  Biểu kế hoạch vận chuyển.  Biểu kế hoạch cung cấp năng lượng (điện, hơi ép ...)

4.2.5.2. Thiết kế thi công chi tiết (TKTC): Để có thể triển khai thi công, ngoài tài liệu thiết kế tổ chức xây dựng, cần các tài liệu kỹ thuật cụ thể hoá các công đoạn kỹ thuật và mục đích quy hoạch. Tài liệu thiết kế này gọi là thiết kế thi công chi tiết (TKTC), bao gồm:

- Bố trí mặt bằng công trường. Trên cơ sở mặt bằng quy hoạch được giao, đối chiếu với thực địa thiết kế mặt bằng chi tiết. Đây là tài liệu quan trọng ảnh hưởng đến năng suất và tiến độ, đến an toàn sản xuất.

- Thiết kế các công trình phụ: kho, bãi, xưởng, trạm bãi đúc cấu kiện v.v... - Thiết kế thi công chi tiết các hạng mục của công trình kèm theo thiết kế các kết cấu phụ trợ: Giàn giáo, ván khuôn, mũi dẫn, đường trượt, thiết bị nổi... và tính toán bổ trợ cho thi công.

- Thiết kế cung cấp điện, nước, hơi ép. - Hướng dẫn quy trình công nghệ thi công những hạng mục có triển khai ứng dụng tiến bộ khoa học - công nghệ. Đối với các công đoạn chế tạo bê tông cốt thép dự ứng lực nhất thiết

155

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

phải có thiết kế công nghệ. Nội dung của thiết kế công nghệ phải thể hiện: sơ đồ công nghệ, trình tự thực hiện, biện pháp tiến hành từng bước trình bày dưới dạng hướng dẫn kỹ thuật, thiết bị cần dùng, thông số kỹ thuật.

- Những thiết kế riêng để đảm bảo an toàn lao động, phòng cháy, chữa cháy, phòng lũ, thông gió và chiếu sáng. Những công trình có sử dụng nổ phá còn phải lập hộ chiếu nổ mìn, thiết kế kho thuốc nổ.

4.2.5.3. Tài liệu để thiết kế tổ chức xây dựng cầu: Căn cứ để làm thiết kế tổ chức xây dựng là đồ án thiết kế kỹ thuật, bình đồ khu vực, mặt cắt địa chất, chế độ thuỷ văn, các tài liệu quy trình, quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Ngoài ra cần điều tra bổ sung các nội dung sau:

a. Địa hình: Bình đồ khu vực từ khi khảo sát đến khi thi công công trình có thể biến đổi hoặc không đủ chi tiết để thiết kế bố trí mặt bằng cần điều tra thực địa bổ sung trước khi thiết kế.

b. Địa chất: Những công trình phụ tạm quan trọng như bệ đúc dầm, trụ tạm có thể phải khoan bổ sung nếu trên mặt cắt địa chất trong hồ sơ kỹ thuật chưa thể hiện.

c. Chế độ dòng chảy: Thường trong thiết kế kỹ thuật chỉ định được mực nước, đối với cầu nhỏ có khi thiếu mực nước thi công. Bởi vậy cần tiến hành điều tra bổ sung về mực nước thi công. Điều tra bổ sung về tốc độ dòng chảy. Đối với sông lớn cần có số liệu về thông thuyền.

d. Thời tiết: Ở nước ta chế độ mưa nắng ở từng vùng khác nhau rõ rệt, bởi vậy cần điều tra chế độ này nơi địa phương khu vực làm cầu và làm rõ: nhiệt độ trung bình, lượng mưa phân bố từng tháng, hướng gió và tốc độ gió để phục vụ cho công tác kế hoạch.

e. Các điều tra khác: - Tình hình vận chuyển đến công trường, so sánh nên chọn phương án nào thuận lợi hơn. Khả năng khai thác vật liệu tại chỗ như: cát, đá, sỏi. Khả năng cung ứng vật tư của địa phương. Nguồn điện và nguồn nước, khả năng liên doanh hợp tác, khả năng sử dụng nhân lực địa phương v.v...

- Điều tra về mặt xã hội để có phương án phù hợp cho tổ chức đời sống vật chất và tinh thần cho cán bộ, công nhân, có phương án bảo vệ thích ứng kho tàng, thiết bị.

Tóm lại, TKTC TC là một khối lượng công việc lớn khi làm thường gặp khó khăn do thiếu thông tin, dữ liệu, do thiếu kinh nghiệm thực tế của người thiết kế cho nên thường bị coi nhẹ và thực hiện không đầy đủ và chi tiết. Để cho công tác thiết kế tổ chức thi công thực sự có chất lượng cần thu thập đầy đủ các số liệu. 4.2.6. Kế hoạch, tiến độ thi công:

Những tài liệu liên quan đến kế hoạch, tiến độ gồm: bảng tổng tiến độ lập cho tất cả các hạng mục công trình, từ thời điểm xây dựng công trường cho đến thu dọn bàn giao công trình, các bảng tiến độ thi công những hạng mục riêng được chi tiết hoá từ bảng tổng tiến độ và các bảng tiến độ phân kỳ cụ thể hoá cho từng năm, từng quý, từng tháng và có khi đến hàng tuần. Bản kế hoạch tiến độ thể hiện dưới dạng biểu đồ, trên đó bao gồm những thông tin: nội dung công việc, ngày bắt đầu, ngày hoàn thành, trình tự thực hiện, khối lượng và số nhân lực, thiết bị cao nhất. Biểu đồ tiến độ trình bày sao cho một cách trực quan, ở thời điểm nào người chỉ đạo và người thực hiện cũng có thể biết được công trường đang ở tình trạng thi công như thế nào. Nhờ biểu đồ tiến độ người lãnh đạo thi công có thể nghiên cứu tác động vào quá trình sản xuất rút ngắn thời gian, giảm bớt chi phí lao động và máy móc, và phối hợp các bộ phận trên công trường để hoạt động nhịp nhàng.

Dữ liệu để lập kế hoạch tiến độ là:

156

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Khối lượng lấy từ thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công chi tiết. - Biện pháp thi công. - Năng lực máy móc, thiết bị và nhân công của đơn vị thi công. - Khả năng cung ứng vật tư. - Chế độ dòng chảy, tình hình thời tiết. - Định mức thi công. Ngoài ra cần tham khảo những kinh nghiệm đã thi công ở những công trình tương tự. Để điều hành quản lý tiến độ thi công công trình, người ta thường sử dụng một trong các phương pháp sau đây:

- Biểu tiến độ thi công theo sơ đồ ngang (GANTT). - Biểu đồ tiến độ theo lý trình hoặc kết cấu công trình (STATION). - Biểu tiến độ thi công theo sơ đồ mạng (PERT). 4.2.6.1. Lập biểu tiến độ thi công theo sơ đồ ngang: - Biểu tiến độ thi công được lập dưới dạng bảng biểu kiểu như Bảng 4.1 dưới đây. Công việc xây lắp được phân tích thành các các hạng mục công việc và liệt kê thành danh mục ghi ở cột 2. Nội dung của từng hạng mục mang tính độc lập tương đối, nó phụ thuộc vào mục đích của bảng kế hoạch tổ chức thi công.

- Mỗi hạng mục theo hồ sơ thiết kế ta bóc tách được khối lượng công tác với đơn vị tính tương ứng (ghi cột 3 và 4), dự kiến ngày bắt đầu công việc và kết thúc công việc để ghi vào cột (5) và (6), sau đó thể hiện hình ảnh sơ đồ ngang để dễ quan sát, theo dõi quá trình thực hiện ở phần thứ 2 của Biểu tiến độ.

Bảng 4.1 BIỂU ĐỒ TIẾN ĐỘ THI CÔNG

Năm thực hiện

TT

Tháng/Quý thực hiện

Hạng mục công việc

Đơn vị tính

Khối lượng

Ngày bắt đầu

Ngày kết thúc

Tuần/ngày thực hiện

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

…

Cộng

Biểu đồ sử dụng nhân lực

Biểu đồ sử dụng thiết bị

- Cột lớn ngoài cùng bên trái là tiến độ thi công theo mốc thời gian Năm/Quý/Tháng/ Tuần/Ngày, mức độ chi tiết tùy thuộc vào yêu cầu thực tế là bảng tổng tiến độ, hay kế hoạch thực hiện từng hạng mục chi tiết công trình. Ở phần này tại khoảng thời gian nào hạng mục công việc được thực hiện thì ký hiệu bởi một nét đậm dóng thẳng với tên công việc trong danh mục và công việc liên hệ với cột thời gian để biết thời điểm bắt đầu và kết thúc công việc. Thời điểm bắt đầu sớm nhất là thời điểm kết thúc muộn nhất của công việc trước cộng với thời gian chờ đợi kỹ thuật. Chẳng hạn: thi công bệ cọc bắt đầu khi công tác đóng cọc kết thúc, lao lắp kết cấu nhịp bắt đầu khi bê tông trụ đạt 70% cường độ thiết kế v.v... Thời điểm hoàn thành của hạng mục công việc là thời điểm tính theo lịch: Thời điểm bắt đầu + Thời gian cần thiết để hoàn thành hạng mục + Ngày nghỉ chế độ + Ngày nghỉ do thời tiết + Dự phòng thời gian (nếu có).

- Thời gian cần thiết để hoàn thành mỗi hạng mục công việc có thể xác định bằng kinh nghiệm thi công hoặc tính toán theo định mức thi công mà đơn vị có. Để giảm thiểu công sức lập tiến độ, ngày nay người ta vẫn thường dùng phần mềm MS Project để quản lý tiến độ công

157

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

việc. Đây là phần mềm rất chuyên dụng do nó có thể quản lý tốt tiến độ tổng thể cũng như chi tiết mỗi hạng mục công việc (khuyến khích các kỹ sư thi công học và nắm rõ phần mềm này). - Biểu đồ sử dụng nhân lực và thiết bị: Trên cơ sở thời gian tiến độ thực hiện công việc từng hạng mục và số lượng nhân công, loại thiết bị cần thiết để thực hiện theo biên chế, kết hợp các công việc cùng thực hiện tại cùng thời điểm để tính tổng số nhân lực và thiết bị cần huy động trong các khoảng thời gian cụ thể và lập thành biểu đồ dạng hình thang để theo dõi và quản lý nhân lực, thiết bị nhằm đạt được mục đích, hiệu quả đề ra. Biểu đồ nhân lực thiết bị hợp lý là biểu đồ có quy luật tăng dần đến giữa tiến độ và giảm dần về cuối dự án, để điều tiết tốt chúng ta phải xây dựng lại các tổ đội và kế hoạch thi công các hạng mục một cách phù hợp để việc huy động nhân lực, thiết bị là tối ưu nhất.

- Ưu điểm: Loại biểu đồ ngang này rất trực quan, dễ theo dõi và được dùng thường xuyên trong các công trình xây dựng, không yêu cầu kỹ năng cao, dễ điều chỉnh trong quá trình vận hành.

- Nhược điểm:

 Do biểu đồ dạng kéo dài nên không thuận tiện trong theo dõi tiến độ tổng thể dự án, để giải quyết nhược điểm này người ta lập tiến độ dạng lý trình cho phần tiến độ tổng thể.

 Thể hiện tính ràng buộc giữa các hạng mục công việc chưa thực sự rõ ràng, gây khó cho người theo dõi quản lý.

4.2.6.2. Lập biểu tiến độ thi công theo lý trình: Là dạng biểu đồ phản ánh tốc độ thi công và các hoạt động công trường chạy dọc theo lý trình của sơ đồ bố trí cầu.

Hình 4.19. Bảng tiến độ theo lý trình Biểu đồ được lập dạng bảng biểu nhưng kết hợp với bản vẽ tổng thể cầu với một cột thời gian, các thời điểm thi công theo đường gióng ngang, tiến trình thi công từng hạng mục theo đường kẻ chéo thể hiện thời điểm bắt đầu và kết thúc.

Cách lập biểu đồ theo lý trình thực chất cũng là sơ đồ lịch chỉ thay thế hạng mục công việc bằng bản vẽ của công trình nhằm thể hiện trực quan hơn và dễ theo dõi.

Loại này thường được đặt ở các Ban điều hành dự án để theo dõi tiến độ chung, tiến độ

158

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

thi công chi tiết các hạng mục công việc lập riêng theo phương pháp sơ đồ ngang.

4.2.6.3. Lập biểu đồ tiến độ thi công theo sơ đồ mạng: Sơ đồ mạng PERT (Program Evaluation and Review Technique) là một dạng mô hình phản ánh được mối liên hệ logic giữa các công đoạn, trình tự công nghệ và tiến độ thực hiện một quá trình xây dựng.

PERT bao gồm nhiều vòng tròn liên hệ với nhau bằng những mũi tên sắp xếp theo trình tự nhất định làm thành một mạng lưới mô tả quá trình xây dựng.

Các vòng tròn thể hiện số hiệu công việc hiện tại, công việc trước đó, thời gian bắt đầu và thời gian dự kiến bắt đầu muộn. Các mũi tên thể hiện mỗi liên hệ giữa các hạng mục công việc, trên đó thể hiện thời gian cần thiết để thực hiện hoàn thành và thời gian dự trữ cho mỗi công việc. Trên cơ sở thời gian, tiến độ thực hiện các công việc chính, quan trọng được thể hiện bằng đường mũi tên đậm mô tả đường găng hoàn thành công trình để tập trung chỉ đạo bám sát mục tiêu đề ra. Để tiện theo dõi người ta mô tả trực tiếp tên các công việc cần thực hiện ngay trên biểu đồ (ví dụ hình 4.20).

Hình 4.20. Bảng tiến độ theo sơ đồ mạng Thực hiện kế hoạch theo biểu đồ mạng cần phải chuẩn bị đầy đủ các điều kiện phục vụ như vật tư, máy móc và nguồn vốn. Nếu chỉ một trong những mắt xích bị vỡ, đường găng không còn ý nghĩa thì việc sử dụng kế hoạch này chỉ còn là hình thức.

Việc lập và chỉ đạo thi công theo sơ đồ mạng có ưu điểm là tiện cho công tác điều hành sản xuất, việc xác định đường găng chỉ ra những khâu nào trong toàn bộ hoạt động của công trình cần tập trung chỉ đạo để đảm bảo tiến độ hoặc rút ngắn được tiến độ. Có thể ứng dụng tiến bộ của công nghệ tin học vào lập kế hoạch và điều hành sản xuất. Tuy vậy, trong xây dựng cầu phương pháp này chưa được sử dụng rộng rãi bởi lẽ: yêu cầu thực hiện theo sơ đồ mạng rất chặt chẽ về kế hoạch tiến độ. Nếu một công việc nào bị ách tắc vượt quá thời gian dự trữ sẽ phá vỡ một phần hoặc toàn bộ kế hoạch đã lập. Trong khi đó những yếu tố bất thường trong thi công cầu làm gián đoạn tiến độ lại rất dễ xảy ra. Khó khăn trên xảy ra tất nhiên đối với cả việc lập và sử dụng kế hoạch theo sơ đồ ngang. Vì vậy, trong khi chỉ đạo và thực hiện phải kịp thời phát hiện khả năng bị vỡ kế hoạch để tìm biện pháp khắc phục kịp thời điều chỉnh cho sát với thực tế, nhằm đảm bảo sản xuất liên tục, hoạt động trên công trường được đồng bộ và đảm bảo tiến độ.

4.2.6.4. Các biểu tiến độ lập cùng biểu đồ tiến độ thi công: a. Biểu tiến độ sử dụng xe máy thiết bị: Để triển khai xây dựng một công trình cầu đúng kế hoạch và tiến độ đã đề ra, dựa trên kế hoạch triển khai chi tiết các hạng mục công trình cần chuẩn bị đầy đủ chủng loại, số lượng xe máy thiết bị phục vụ thi công.

Biểu đồ sử dụng xe máy được lập theo sơ đồ ngang, trong đó thể hiện rõ được tên thiết bị, mã hiệu, công suất, số lượng và thời gian huy động làm việc. Một biểu tiến tiến độ được xem là hợp lý khi kế hoạch huy động và giải thể xe máy, thiết bị là thiết bị khả thi, đủ để thực hiện các hạng mục công việc, thời gian máy nghỉ ngắn nhất và số lần điều chuyển là ít nhất.

159

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Mẫu bảng biểu có dạng như trên bảng 4.2 sau đây:

Bảng 4.2 BIỂU SỬ DỤNG XE MÁY VÀ THIẾT BỊ THI CÔNG

Tiến độ thi công trong năm TT TT Danh mục Mã hiệu công suất máy Đơn vị Số lượng Tháng

1 2 3 …

1 Cẩu bánh xích 60T C60T Cái 3

2 Búa đóng cọc B290 Bộ 2

… … … … …

b. Biểu tiến độ sử dụng vật liệu chính: Để đảm bảo kế hoạch triển khai thi công các hạng mục công trình không bị gián đoạn, cần phải chuẩn bị đủ khối lượng vật tư, vật liệu sẵn sàng để phục vụ thi công.

Xây dựng biểu đồ sử dụng vật liệu dựa trên kế hoạch thi công chi tiết các hạng mục và khối lượng bóc tách từ hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoặc hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công, đảm bảo không để công trình phải chờ đợi vật liệu thi công và cũng không phải chuẩn bị kho bãi quá lớn để tập kết vật liệu.

Mẫu biểu sử dụng vật liệu có thể tham khảo theo Bảng 4.3 dưới đây. Bảng 4.3 BIỂU SỬ DỤNG VẬT LIỆU CHÍNH

Năm …

TT Vật liệu Quy cách Tháng Đơn vị Khối lượng 1 2 3 …

Xi măng PC40 1 Tấn 200 50 100 50

2 Thép Tấn 150 100 20 20 10 Cây 32

… … … … …. … … … …

4.2.7. Tổ chức công trường xây dựng cầu:

Tổ chức công trường gồm các việc: - Chọn địa điểm và làm công trường. - Lập quy hoạch mặt bằng công trường. - Bố trí mặt bằng công trường (thiết kế mặt bằng). - Xây dựng công trường. 4.2.7.1. Chọn địa điểm và lập quy hoạch mặt bằng công trường: Công trường có thể nằm ở cả hai bên bờ sông, thông thường đối với cầu nhỏ và cầu trung thì công trường chỉ tổ chức nằm ở một phía, bờ bên kia bố trí một mặt bằng phụ.

- Vị trí của công trường càng gần cầu càng tốt. Đa số các cầu nhỏ, công trường bố trí ngay ở đầu cầu bên phía bờ đủ diện tích để bố trí. Đối với công trường lớn khối lượng vận chuyển nhiều phải chọn vị trí thuận lợi cho giao thông, đường làm mới để phục vụ vận chuyển ít nhất.

- Khu đất chọn phải đủ diện tích bố trí các hạng mục của công trình phụ tạm. - Chọn địa hình cao không bị úng lụt. - Mặt bằng tương đối bằng phẳng ít phải san ủi (khái niệm bằng phẳng ở đây phải hiểu là không có gò, đồi, ruộng, đầm).

- Diện tích phải đền bù, di dân, diện tích triệt phá cây trồng là ít nhất. Trong thực tế không thể chọn được địa điểm đặt công trường cầu nào mà thoả mãn tất cả

160

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

các điều kiện trên. Người lập quy hoạch cần vận dụng linh hoạt các điều kiện để khai thác tối đa những yếu tố thuận lợi của địa hình khu vực xây dựng cầu. Trên mặt bằng hoạch định các khu vực cho phù hợp và sơ bộ tính toán diện tích chiếm dụng.

a. Khu vực sản xuất: Là khu vực chính của công trường trên đó bố trí các bãi đúc hoặc bãi lắp cấu kiện, đường trượt, bãi xếp cấu kiện, trạm trộn bê tông, các xưởng kho bãi, bến. Diện tích của mỗi hạng mục có thể thiết kế cụ thể tùy theo tình hình thực tế công trường.

Mặt bằng thi công bố trí gần vị trí cầu nhất thường là ngay vị trí đầu cầu. Kho, bãi vật liệu tiện đường vận chuyển và dây chuyền sản xuất, bố trí được thiết bị cầu

trục để bốc xếp một cách thuận tiện. b. Khu vực hành chính: Nơi điều hành sản xuất và liên hệ giao dịch. Đối với công trường nhỏ bố trí ngay tại mặt bằng thi công. Đối với công trình cầu lớn bố trí ở một khu riêng gần với khu vực sản xuất nhưng tiện cho làm việc và không ồn, không bụi.

c. Khu vực sinh hoạt: Nơi ăn ở, nghỉ ngơi của cán bộ, công nhân và gia đình họ. Vị trí này phải chọn nơi thoáng,

mát, có nguồn nước, không xa nơi làm việc. Nếu ở bên bờ sông thì bố trí về phía thượng lưu. Bảng 4.4. Định mức tham khảo về nhà ở và làm việc của công trường

Loại nhà Định mức

4m2/người 3,5m2/người 1,2m2/người 0,25m2/người Văn phòng (Nhân viên) Nhà ở Nhà bếp và nhà ăn Câu lạc bộ

Diện tích dự kiến cả hai khu vực ở mục a và b có thể tham khảo định mức trong Bảng 4.4. Tổng diện tích dự kiến nhân với hệ số 4,0 ta có diện tích mặt bằng cần thiết để bố trí công trường.

4.2.7.2. Bố trí mặt bằng công trường: Mặt bằng công trường xây dựng cầu thể hiện bằng bản vẽ tỷ lệ: 1/200 hoặc 1/500 trên đó thể hiện:

a. Bãi gia công dầm (đối với cầu thép): Bố trí ngay trên nền đắp đầu cầu và bãi gần nền đắp để lắp dầm ngay trên đường trượt và lao thẳng ra nhịp. Kích thước của bãi lắp theo bản vẽ công nghệ. Công trình phụ trợ cho bãi lắp là xưởng gia công dầm có mái che, nền láng vữa đặt một số máy công cụ cần thiết. Nếu dầm được chế tạo trong xưởng thì ngoài công trình chỉ bố trí bãi lắp.

c. Bãi lắp dầm (đối với cầu dàn thép): Nếu biện pháp thi công là lao dọc thì phải bố trí bãi lắp ngay trên nền đắp đầu cầu. Dàn lắp xong sẽ hạ xuống đường trượt và lao kéo ra nhịp. Nền đắp phải được đắp đến cao độ của đá kê gối trên mố, đầm đến độ chặt cần thiết và lắp đặt đường trượt. Dàn được lắp trên chồng nề và dùng cần cẩu tự hành thông dụng để lắp. Các cấu kiện của dàn không phải gia công nhưng cũng phải bố trí một xưởng nguội nhỏ để phục vụ cho chế sửa các cấu kiện do vận chuyển bị cong vênh. Ngoài ra các công trình phụ trợ gồm có: Xưởng chuẩn bị cho lắp ráp như hong phơi và sàng cát, tẩy mỡ và xiết rà bu lông cường độ cao, bãi lắp cụm gồm có bãi phun cát và các bệ gá để lắp các cụm cấu kiện rời.

c. Bãi tập kết cấu kiện thép: Bãi tập kết bố trí ngay cạnh đường vận chuyển và tiện đưa vào xưởng gia công hoặc đến bãi chuẩn bị bằng cần cẩu. Những cấu kiện cùng loại xếp với nhau, lần lượt cấu kiện nào lắp trước xếp ngoài cùng và phía trên. Những cấu kiện nặng đặt gần cần cẩu, cấu kiện nhẹ để xa.

161

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Cấu kiện xếp theo hàng, chừa lối đi 0,7m và kê cao 0,25m để buộc cáp khi lấy cấu kiện. Trên hình 4.21 là một ví dụ về cách bố trí bãi lắp dàn thép.

Hình 4.21 Sơ đồ bố trí bãi lắp dàn thép đầu cầu 1 - Bãi tập kết cấu kiện; 2 - Bãi để bản mã; 3 - Cần cẩu; 4 - Xưởng chuẩn bị cát và

bulông; 5 - Bãi lắp cụm dầm; 6 - Bãi phun cát; 7 - Thiết bị phun cát; 8 - Bãi lắp; 9 - Đường trượt.

d. Bãi đúc dầm BTCT: Vị trí bãi phụ thuộc vào biện pháp lao lắp. Nếu lao dọc sàng ngang hoặc cẩu lắp bằng cần cẩu chạy trên cao độ mặt cầu thì vị trí của bãi đúc dầm phải bố trí sao cho dầm từ bãi tập kết có thể chuyển thẳng ra đường lao hoặc di chuyển của thiết bị cẩu lắp. Nếu phải chở nổi hoặc cần cẩu chạy trên sàn đạo thấp hơn cao độ mặt cầu thì bãi đúc phải bố trí ở bãi thấp có đường vận chuyển xuống bến với độ dốc đường sắt imax = 2% và cho đường bộ imax = 10%. Cấu tạo của bãi đúc như thiết kế công nghệ trên mặt bằng bãi đúc dầm bố trí cần cẩu chân dê hoặc cần cẩu long môn sao cho tầm hoạt động của nó bao quát được nhiều công đoạn từ lắp đặt cốt thép, ván khuôn đến việc xếp dầm vào bãi tập kết và đưa dầm từ bãi tập kết lên thiết bị vận chuyển.

e. Bãi tập kết cấu kiện: Gắn liền với bãi đúc bố trí như trên đã nêu. Nếu cấu kiện vận chuyển từ nơi khác đến thì không cần bãi đúc. Những hạng mục trên được ưu tiên bố trí trước mặt bằng thi công, các hạng mục khác phụ thuộc vào vị trí của chúng để sắp xếp.

f. Trạm trộn bê tông: Là hạng mục quan trọng thứ hai trên công trường, vị trí của nó phụ thuộc vào mặt bằng có thể bố trí kho xi măng và bãi cốt liệu để khi chế tạo vữa, cốt liệu được cân đong và đổ trực tiếp vào máy trộn. Ngoài ra vị trí phải chọn sao cho quãng đường vận chuyển vữa đến nơi cần cấp là ngắn nhất và thuận tiện cho các phương tiện vào lấy vữa, đặc biệt là cấp vữa cho bãi đúc dầm. Cấu tạo của một trạm trộn được thiết kế theo hai sơ đồ. Sơ đồ hình tháp là sơ đồ hiện đại chỉ lắp đặt cho những trạm có công suất lớn và thời gian hoạt động trên 10 năm. Sơ đồ được sử dụng phổ biến cho các công trường là sơ đồ hình bậc thang. Thành phần của trạm gồm các bộ phận như hình 4.22. Thùng chứa gồm ba ngăn chứa cốt liệu thô, cát và xi măng. Vật liệu được cấp vào thùng chứa bằng băng tải hoặc cần cẩu. Mỗi một mẻ trộn cốt liệu và xi măng được cân đong qua thiết bị 4 rồi rót xuống gầu của máy trộn. Vữa trộn xong được đổ ra phễu phân phối và phễu sẽ trút xuống các phương tiện vận chuyển.

162

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

Trên các công trường trạm trộn còn có thể được lắp đặt đơn giản hơn, thiết bị chủ yếu là máy trộn, các công việc khác làm thủ công nhưng vẫn phải bố trí các bước nạp, trộn và xả theo sơ đồ nguyên tắc này.

Hình 4.22 Sơ đồ trạm trộn bê tông hình bậc thang

1 - Băng tải cốt liệu; 2 - Thiết bị rót; 3 - Thùng chứa; 4 - Thiết bị cân đong; 5 - Gầu nâng; 6 - Đường trượt của gầu; 7 - Két nước; 8 - Máy trộn; 9 - Đầu rót xi măng bằng hơi ép; 10 - Phễu phân phối vữa.

g. Hệ thống kho, bãi: Nguyên tắc của kho là bảo quản đưa vật tư, nhận trực tiếp, cấp kịp thời, ít trung chuyển và bảo vệ được.

- Kho xi măng cần kín, có tường bao che, xi măng bao được xếp trên bệ cao 0,5m mỗi lô xếp hai hàng châu đầu vào nhau, và xếp cao không quá 7 tầng bao. Giữa các lô để chừa lối đi 0,7m và cách tường 0,7m. Xi măng không lưu quá ba tháng kể từ khi xuất xưởng. Những công trường lớn thường nhập xi măng rời và chứa trong các xilô.

- Bãi chứa cốt liệu: Cốt liệu tập kết về công trường được đánh thành đống riêng từng chủng loại. Trên bãi chứa bố trí một máy ủi loại nhỏ để phục vụ vun đống. Tuỳ theo kích thước mặt bằng mà bố trí bãi xếp theo hàng ngang hoặc bố trí theo hình vòng cung quanh trạm trộn. Hệ thống các kho khác bố trí theo điều kiện thực tế của công trường. Đặc biệt kho xăng dầu phải bố trí gọn vào một góc của công trường cùng bãi tập kết xe máy.

h. Hệ thống các xưởng: Các xưởng đều có mái che, nền cao và đều được trang bị một máy móc thiết bị cần thiết. - Xưởng gia công cốt thép: Làm nhiệm vụ nắn, cắt, uốn cốt thép thường và chế tạo cốt thép dự ứng lực, hàn khung cốt thép có vị trí ở gần bãi đúc dầm.

- Xưởng mộc: Gia công ván khuôn gỗ các loại, sản xuất các cấu kiện của giàn giáo gỗ, xẻ ván. Nên bố trí cạnh kho gỗ tròn.

- Xưởng cơ khí: Nhiệm vụ sửa chữa các trang thiết bị và bảo dưỡng kỹ thuật các máy móc trên công trường. Vị trí theo mặt bằng cụ thể của công trường.

- Xưởng rèn: Nhiệm vụ cung cấp những dụng cụ cầm tay và sản xuất các loại bu lông,

đinh đỉa... phục vụ thi công. i. Hệ thống các trạm: Gồm trạm động lực cấp điện, hơi ép cho các bộ phận sản xuất và sinh hoạt, trạm hơi nước có thể cung cấp cho bãi đúc dầm và bãi đúc cấu kiện BTCT.

k. Hệ thống đường công vụ: Gồm hai hệ thống đường ô tô rộng rải cấp phối, tốc độ hạn chế 5km/h và đường goòng rộng 2,5m độ dốc hạn chế 2%. Ngoài ra, phải bố trí các đường xuống bến để tiếp nhận vật liệu vận chuyển theo đường thuỷ, còn vận chuyển vật liệu và cấu kiện, thiết bị sang công trường phụ và các vị trí trụ tạm. Đối với những công trình cầu nằm trong địa bàn thành phố, thị xã, mặt bằng chật hẹp, nhưng lại có điều kiện thuận lợi về vận chuyển, giao thông. Khi bố trí mặt bằng công trường cần chú ý:

163

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Sử dụng bê tông tươi của nhà máy gần nhất và đặt cấu kiện đúc sẵn cho nhà máy sản xuất.

- Bố trí các xưởng sản xuất như xưởng bê tông, xưởng mộc không nhất thiết phải ngay trên mặt bằng công trường mà bố trí ở những vị trí thuận tiện về mặt bằng và chở bán thành phẩm đến công trường.

- Thuê gia công hoặc thuê mặt bằng gia công chế tạo các kết cấu thép. - Thuê nhà ở cho công nhân. Phối hợp kế hoạch “sử dụng vật tư” chính xác để hợp đồng đơn vị cung ứng vật tư vận chuyển đến sử dụng ngay, ít phải lưu kho, lưu bãi.

4.2.7.3. Xây dựng mặt bằng công trường: Trước khi chuyển quân đến công trường mới, mặt bằng phải được xây dựng cơ bản xong phần lán trại, khu vực tập kết xe máy, thiết bị... công việc xây dựng mặt bằng được tiến hành theo trình tự:

- San ủi mặt bằng: Theo mặt bằng quy hoạch cho san lấp, phát cây, dọn cỏ, tạo mặt bằng theo các khu vực đã định, làm đường và hệ thống thoát nước.

- Xây dựng lán trại: Tuỳ theo thời hạn xây dựng công trình, mức độ kiên cố của lán trại được thiết kế cho phù hợp. Nói chung lán trại được xây cất từ tre, gỗ, tấm lợp có thể sử dụng được nhiều lần. Phương châm là dựng nhanh, tận dụng được vật liệu tại chỗ, chống chịu được mưa nắng trong thời gian sử dụng. Kinh nghiệm nên dùng khung nhà bằng gỗ hoặc thép tháo lắp bằng bu lông sử dụng được nhiều lần, mái tận dụng vật liệu tại chỗ, tường dùng ván khuôn cũ hoặc tôn cũ. Kết cấu như vậy lắp dựng nhanh, vận chuyển tiện và giá thành rẻ.

- Xây dựng nhà kho thiết bị, vật tư. Sau khi chuyển quân đến ổn định nơi ăn ở, tập trung

lực lượng xây dựng nốt những hạng mục khác của công trường. 4.2.8. Tổ chức bảo hộ lao động:

4.2.8.1. Tổ chức bảo hộ lao động trong thi công cầu: Công việc xây dựng cầu rất phức tạp, tiềm ẩn nhiều rủi ro, do đó công tác an toàn lao động trên công trường luôn phải đặt lên hàng đầu, ngang hàng với Chất lượng và tiến độ công trình.

Một đơn vị thi công chuyên nghiệp luôn có môt bộ phân đảm bảo an toàn lao động độc lập, có nhiệm vụ thiết kế, tổ chức, triển khai và giám sát mọi hoạt động công việc trên công trường đảm bảo đúng quy trình an toàn lao động.

Tổ chức này có quyền cho tạm dừng thi công nếu nhận thấy biện pháp thi công chưa đảm bảo an toàn tính mạng công nhân cũng như tài sản đơn vị.

4.2.8.2. Một số vấn đề chung về an toàn lao động trong thi công cầu: Trong thiết kế các công trình phụ tạm luôn phải tính đến phạm vi hoạt động của công nhân và có các giải pháp an toàn phù hợp.

Luôn ghi nhớ thiết kế giảm chấn cho hệ nổi. Các công trình chôn sâu cần phải có thiết kế chiếu sáng và thông gió hợp lý, giải pháp đảm bảo sức khỏe cho công nhân trong thi công các công trình sử dụng công nghệ cao.

Nói chung, vấn đề an toàn lao động luôn phải được quan tâm hàng đầu, nếu để xẩy ra bất

kỳ tình huống rủi ro nào cũng rất nguy hiểm. 4.2.9. Bảo vệ môi trường:

Mỗi dự án đầu tư xây dựng đều phải thực hiện bước khảo sát đánh giá tác động môi trường, đưa ra các nguy hại có thể ảnh hưởng đến môi trường sống khi xây dựng công trình. Từ đó đưa ra các giải pháp xử lý nhằm giảm thiểu tối đa các tác động đến môi trường. Một số nội dung chính cần quan tâm xử lý trong quá trình xây dựng cầu như:

- Cân nhắc việc chặt hạ các cây xanh trong quá trình dọn dẹp mặt bằng.

164

Bài giảng xây dựng cầu F2 - Đặng Huy Khánh

Khoa Xây dựng - Đại học Vinh

Bộ môn Cầu Đường

- Bảo vệ dòng sông, không đổ thải bừa bãi làm ô nhiễm dòng sông. - Có biện pháp thu gom dầu loang từ các thiết bị xe máy thi công để đưa về nơi xử lý. - Xử lý chất thải sinh hoạt. - Xây dựng rào chắn ngăn cách bụi bẩn và tiếng ồn với các hộ dân sống lân cận, ... Nói chung, công tác bảo vệ môi trường cần phải được quan tâm tốt và được một đơn vị tư vấn giám sát thường xuyên và định kỳ đo đạc các thông số môi trường để kịp thời có giải pháp xử lý. Các đơn vị nhà thầu phải tuân thủ tuyệt đối các quy trình và giải pháp thực hiện để bảo vệ môi trường. *) Tài liệu học tập:

[1] Giáo trình thi công cầu - Tập 2, Thầy Chu Viết Bình (chủ biên), Nguyễn Mạnh, Nguyễn Văn Nhậm, Nhà xuất bản giao thông vận tải Hà Nội 2009.

[2] Các tài liệu sưu tập từ các báo cáo kinh nghiệm của các công trình cầu đã thực hiện

thông qua mạng internet. *) Câu hỏi, bài tập, nội dung ôn tập và thảo luận:

Câu 1: Mục đích và tác dụng của lớp chống thấm mặt cầu. Câu 2: Các loại vật liệu chống thấm mặt cầu và đặc trưng trong thi công của từng loại. Câu 3: Nêu vai trò của lớp bê tông bảo vệ, vị trí của lớp bê tông bảo vệ, và trường hợp nào không cần lớp bê tông bảo vệ.

Câu 4: Các loại khe co giãn, đặc trưng của từng loại. Câu 5: Biện pháp và trình tự thi công khe co giãn trước và sau khi thảm bê tông nhựa mặt đường.

Câu 6: Trình tự thi công thảm nhựa mặt đường trên cầu. Câu 7: Các phương pháp thoát nước trên cầu, nguyên tắc cấu tạo và trình tự thi công. Câu 8: Đặc điểm cấu tạo và trình tự thi công hệ thống lan can, đèn chiếu sáng và lề bộ hành.

Câu 9: Đặc điểm và những yêu cầu của công tác tổ chức xây dựng cầu. Câu 10: Các hình thức tổ chức xây dựng cầu, đặc điểm và phạm vị áp dụng của từng hình thức.

Câu 11: Các biện pháp lập biểu đồ tiến độ, phân tích so sánh ưu nhược điểm giữa các biện pháp đó.

Câu 12: Chọn địa điểm và các nội dung lập quy hoạch mặt bằng công trường. Câu 13: Các hạng mục và yêu cầu cơ bản cần bố trí hợp lý trong mặt bằng công trường. Câu 14: Bảo hộ lao động và các vấn đề an toàn lao động trong thi công cầu. Câu 15: Các nội dung chính trong công tác bảo vệ môi trường khi thi công công trình cầu.

165