Giáo trình Thi công cầu - Phần 3: Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt tông
1.1. CHẾ TẠO DẦM BTCT THƯỜNG
Để chế tạo dầm BTCT thường cần làm các công việc sau:
Uốn nắn cốt thép -> gia công cốt thép
Lắp đặt ván khuôn, cốt thép
Sản xuất BT và đổ BT dầm
Bảo dưỡng BT
1.1.1.GIA CÔNG VÁN KHUÔN
Ván khuôn để chế tạo dầm BTCT lắp ghép bằng gỗ, thép đảm bảo các yêu cầu:
Phải có cấu tạo chắc chắn, đúng kích thước.
Đảm bảo yêu cầu về cường độ, độ cứng.
Chế tạo phải khít, nhẵn, không để vữa BT chảy ra ngoài. Bảo đảm sau khi
tháo ván khuôn xong mặt ngoài phẳng.
Tháo lắp dễ dàng, thuận tiện, ván khuôn phải sử dụng được nhiều lần
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thi công cầu - Phần 3: Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt tông", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Thi công cầu - Phần 3: Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt tông
Môn học: Thi công Cầu PHẦN III THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP CẦU BTCT Môn học: Thi công Cầu Chương 1 CHẾ TẠO KẾT CẤU NHỊP CẦU DÙNG CHO LẮP GHÉP 1.1. CHẾ TẠO DẦM BTCT THƯỜNG Để chế tạo dầm BTCT thường cần làm các công việc sau: Uốn nắn cốt thép -> gia công cốt thép Lắp đặt ván khuôn, cốt thép Sản xuất BT và đổ BT dầm Bảo dưỡng BT 1.1.1.GIA CÔNG VÁN KHUÔN Ván khuôn để chế tạo dầm BTCT lắp ghép bằng gỗ, thép đảm bảo các yêu cầu: Phải có cấu tạo chắc chắn, đúng kích thước. Đảm bảo yêu cầu về cường độ, độ cứng. Chế tạo phải khít, nhẵn, không để vữa BT chảy ra ngoài. Bảo đảm sau khi tháo ván khuôn xong mặt ngoài phẳng. Tháo lắp dễ dàng, thuận tiện, ván khuôn phải sử dụng được nhiều lần Thanh chèng V¸n khu«n NÑp ®øng Thanh c¨ng Hình III.1.1a. Cấu tạo ván khuôn dầm Môn học: Thi công Cầu Hình III.1.1b. Cấu tạo ván khuôn dầm 6 0 2100/2 300170/2 1 9 4 5 1 5 0 1 6 5 0 1 0 0 2 0 0 1 2 0650/2650/2 2 0 0 1 0 9 0 2 5 2 0 0 1 6 0 515 150 BT M200 0.2x2.0x2.3m Gu rong D22; L=2400 D22; L=750Gu rong 1800/2 BT M200 0.2x2.0x2.3m 2500 2300 2200 1125 1 5 0 4 5 1 6 5 0 1 5 0 2100/2 135 500/2 1 5 0 2100/2 2 4 9 5 3 4 0 2 0 0 1 2 0 1 6 9 0 5 0 0 2300 2500 2200 2 5 1 2 5 5 5 0 2 0 0 1 2 5 Tang do 515150 1800/2 Hình III.1.1c. Cấu tạo ván khuôn dầm 200 4 0 70 4 0 40 6020 8 0 7 5 200738 60 7020 40 1.1.2. GIA CÔNG CỐT THÉP Thanh cốt thép được gia công uốn dưỡng trên mặt bằng phù hợp với hình dáng và kích thước quy định trong bản vẽ thiết kế. Chỉ được phép gia công uốn nguội, trừ trường hợp đặc biệt được quy định trong hồ sơ thiết kế và được chủ đầu tư phê duyệt mới được uốn nóng. Đường kính uốn được đo ở phía trong của thanh cốt thép theo đúng quy định trên bản vẽ thiết kế. Nếu trên bản vẽ không quy định thì đường kính uốn tối thiểu phải lấy theo quy định của quy trình thiết kế cầu hiện hành. Môn học: Thi công Cầu Cốt thép được cắt bằng phương pháp cơ học. Khi uốn cốt thép phải uốn quanh một lõi với tốc độ chậm sao cho đảm bảo bán kính uốn cong đều và theo đúng bản vẽ. Đối với cốt thép tròn trơn đường kính của lõi dùng để uốn cốt thép phải lấy ít nhất bằng 5 lần đường kính cốt thép đó, trừ trường hợp các khung các đốt đai (mà đường kính lớn hơn hay bằng 16mm thì lấy đường kính lõi để uốn ít nhất bằng 3 lần đường kính cốt thép đó). Đối với các cốt thép có gờ (có độ bám dính cao với bê tông) đường kính của lõi (tính bằng mm) để uốn cốt thép phải không nhỏ hơn các trị số cho trong bảng sau. Đường kính danh định cốt thép (mm) 4 5 6 8 10 12 14 16 20 25 32 40 Cốt đai và khung 20 30 30 40 50 60 90 100 Không áp dụng Móc câu để neo 40 50 70 70 100 100 150 150 200 250 320 400 Chỗ uốn Không áp dụng 150 200 200 250 300 400 500 500 1.1.3.LẮP ĐẶT CỐT THÉP THƯỜNG Các cốt thép phải được giữ đúng vị trí bằng các miếng kệ đệm và các nêm giữ sao cho khi đổ bê tông chúng không bị xê dịch hoặc bị biến dạng quá mức cho phép. Kiểu miếng đệm, độ bền và số lượng phải đảm bảo chịu được tác động ngẫu nhiên trong lúc thi công bê tông như tác động do người công nhân đi lại, đổ hỗn hợp bê tông, đầm bê tông. Các cốt thép được liên kết với nhau bằng mối buộc hoặc mối hàn sao cho giữ được đúng vị trí. Dây thép buộc là loại thép mềm. Các đầu mẩu vụn của dây thép buộc phải được dọn sạch trước khi đổ bê tông. Vị trí kê đệm, hình dạng và kiểu miếng kê đệm phải được ghi rõ trong bản vẽ thi công đã được phê duyệt. Miếng kê đệm phải được ổn định và không làm giảm độ bền cơ học của kết cấu cũng như tuổi thọ của nó (xét nguy cơ do gỉ gây ra) và không làm xấu đi chất lượng bề mặt của kết cấu. Cấm đặt các miếng kê đệm bằng thép tiếp xúc với bề mặt ván khuôn. Các miếng kê đệm bằng bê tông hoặc vữa phải có các tính chất tương tự như của bê tông kết cấu (nhất là tính chất bề mặt). Môn học: Thi công Cầu Các miếng đệm bằng chất dẻo chỉ được phép dùng khi có tiêu chuẩn chất lượng và kỹ thuật được cơ quan ban hành tiêu chuẩn cấp Nhà nước hay cấp Ngành phê duyệt. Các thanh cốt thép nào mà theo bản vẽ được bó lại với nhau thì các mối buộc ghép chúng phải cách nhau 1,8m. 1.2. CHẾ TẠO DẦM BTCT DƯL 1.2.1. CHẾ TẠO DẦM BTCT DƯL CĂNG TRƯỚC 1. Ván khuôn Ván khuôn phải được thiết kế với hình dạng và vị trí chính xác. Ván khuôn phải dễ lắp dựng và tháo dỡ. Các mối nối phải song song hoặc phải vuông góc với trục dầm và trám kín đủ chống rò rỉ vữa. Ván khuôn phải có vạt cạnh ở chỗ có góc cạnh. Các bộ phận ván khuôn phải được liên kết vững chắc với nhau bằng bu lông hoặc thanh thép. Các đầu bu lông và đầu thanh thép đó không được lộ ra trên bề mặt của bê tông sau khi tháo ván khuôn, tốt nhất nên đặt các thanh thép nói trên trong các ống bằng nhựa. Sau khi tháo khuôn thì rút bu lông hoặc thanh thép ra và trám kín ống nhựa. Phần chôn vào bê tông của các thanh thép hoặc bê tông dùng làm giằng, nếu ăn sâu vào bê tông ít hơn 2,5cm thì phải tháo bỏ bằng cách đục bê tông ra. Các lỗ do đục đẽo phải được lấp đầy bằng vữa. Lỗ phải có chiều sâu ít nhất 2,5cm để tránh vữa bị bong ra. Phải bôi trơn bề mặt trong ván khuôn bằng hợp chất đã được lựa chọn cẩn thận sao cho dễ dàng tháo khuôn, tạo được bề mặt bê tông nhẵn đẹp có màu sắc như mong muốn và không ăn mòn bê tông. 2. Bệ căng Bệ căng cố định hoặc bệ căng di động hoặc bệ căng tháo lắp được cần phải được thiết kế sao cho đảm bảo sử dụng thuận tiện, an toàn được nhiều lần, đảm bảo độ bền, độ cứng và độ ổn định mà không ảnh hưởng xấu đến chất lượng kết cấu BTDƯL kéo trước cũng như tính đồng đều trong sản xuất hàng loạt các kết cấu đó. Môn học: Thi công Cầu Th©n bÖ cè ®ÞnhCT ®uîc kÐo c¨ng Bé kÑp gi÷ ®Çu cèt thÐp BÖ cè ®Þnh Bé kÑp ®Þnh vÞ ®iÓm uèn DÇm BTCT Hình III.1.2a. Bệ căng dầm dưl kéo trước Hình III.1.2b. Bệ căng cố định dầm dưl kéo trước Hình III.1.2c. Bệ căng di động dầm DƯL kéo trước Cấu tạo bệ căng phải đảm bảo thuận tiện cho việc đặt cốt thép thường và cốt thép DƯL đúng vị trí đảm bảo thuận tiện và đủ không gian cho việc lắp dựng và Môn học: Thi công Cầu tháo dỡ ván khuôn, cung cấp bê tông, thi công bê tông và cẩu nhấc kết cấu đã chế tạo xong để đưa đi nơi khác. Vị trí của bệ căng phải ở nơi cao ráo, đảm bảo thoát nước tốt để khu vực quanh bệ căng luôn luôn khô ráo, bệ căng phải đảm bảo tuyệt đối không lún. Các chi tiết, bộ phận bằng thép của bệ căng phải được thi công phù hợp các quy định của quy trình thi công kết cấu thép. Phải đảm bảo thi công đúng chất lượng các liên kết mối hàn, bu lông, đinh tán (nếu có). Các chi tiết bằng thép được chôn một phần trong bê tông của bệ căng phải được liên kết chắc chắn với hệ cốt thép của bệ căng. Chỗ tiếp xúc giữa phần thép với bề mặt bê tông của bệ căng phải đảm bảo thoát nước tốt và luôn luôn khô ráo để tránh bị ăn mòn cục bộ. Mọi bộ phận bằng thép phải được sơn chống gỉ. Phần bằng bê tông cốt thép của bệ căng phải được đổ bê tông đúng mác thiết kế, việc thi công phần này phải đáp ứng các yêu cầu của quy trình thi công kết cấu BTCT đúc liền khối hoặc lắp ghép. Đối với dầm chế tạo theo phương pháp kéo căng trước trên bệ đúc cần phải thử tải bệ trước khi đúc dầm để xác định các thông số kỹ thuật cần thiết phục vụ căng bó cốt thép cường độ cao đạt đúng trị số thiết kế. Các phần bê tông chôn trong đất phải được sơn chống thấm trước khi lấp đất. 3. Kiểm tra, nghiệm thu, tháo dỡ Kiểm tra ván khuôn, bệ căng: Phải kiểm tra ván khuôn, bệ căng trước khi đổ bê tông cũng như trong quá trình đổ bê tông. Phải sửa chữa kịp thời mọi hiện tượng hư hỏng như: ván khuôn bị phình ra, vữa bị rò rỉ, kết cấu đà giáo ván khuôn hoặc bệ căng bị nghiêng lệch, lún, hỏng liên kết. Trong lúc căng cốt thép dự ứng lực trên bệ căng phải kiểm tra biến dạng và chuyển vị của bệ căng cũng như tất cả các bộ phận liên kết, mối hàn để đảm bảo an toàn và chất lượng công tác kéo căng cốt thép dự ứng lực. 1.2.2. CHẾ TẠO DẦM BTCT DƯL KÉO SAU 1. Các bước thi công dầm Thi công bãi đúc dầm. Môn học: Thi công Cầu Thi công bệ đúc dầm, sản xuất ván khuôn, thí nghiệm thép thường, thép DƯL, thiết kế thành phần BT, kiểm định kích, đồng hồ đo .v.v. Lắp ván khuôn đáy, cốt thép, ván khuôn thành và cốt thép cánh dầm. Sản xuất bê tông và đổ bê tông. Luồn cáp, căng kéo DƯL, sàng dầm ra bãi chứa. Bơm vữa vào bó cáp, bịt đầu dầm, các yêu cầu kỹ thuật của dầm và vật liệu chế tạo theo thiết kế đã được duyệt. 2. Chuẩn bị cho công tác đúc dầm a. Làm bãi đúc và bệ đúc dầm, bãi chứa dầm, gia công ván khuôn. Hình III.1.3. Làm bãi đúc dầm Bãi đúc dầm phải được san đắp phẳng, gia cố mặt bãi bằng một lớp đá dăm dày 20cm (kích thước bãi xem bản vẽ). Gia công ván khuôn dầm bằng thép bản và thép hình, đảm bảo sai số so với kích thước thiết kế không quá 5mm. Ván khuôn dầm gồm ván khuôn đáy, ván khuôn thành và cánh dầm. Bệ đúc dầm bằng BTCT dầy 20cm bê tông cấp 20, có 2 lưới thép 16, a=200mm. Ván khuôn đáy dầm gia công bằng thép bản + thép hình. Thường mỗi bãi đúc dầm bố trí 02 bệ đúc, 02 bộ ván khuôn đáy, 01 bộ ván khuôn thành. b. Thí nghiệm cấp phối bê tông, chuẩn bị thép, ống gen Thiết kế thành phần BT: Mác thiết kế f28=40MPa (Mẫu hình trụ150x300). Để đảm bảo tiến độ thi công, bê tông được sử dụng phụ gia Sikamen NN hoặc MBT561 để sau 4 ngày bê tông đạt cường độ f4 ≥ 36 Mpa tiến hành căng kéo DƯL Xi măng PC 40. Cát, đá phù hợp với tiêu chuẩn vật liệu của dự án. Thép thường, thép DƯL và neo được kiểm tra trước khi đưa vào sử dụng. Môn học: Thi công Cầu Thép DƯL của Indonexia sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A416, neo OVM. Kích và đồng hồ đo lực được kiểm tra có sự chứng kiến của Tư vấn giám sát (hoặc người được uỷ quyền). Ống gen tạo lỗ dùng loại ống xoắn quấn từ thép mạ kẽm có gân, đường kính ống d/D= 60/67, các mối nối phải bảo đảm kín khít không thấm nước. 3. Đúc dầm Lắp ván khuôn đáy lên bệ đúc dầm. Lắp cốt thép bầu và bụng dầm, lắp ống gen. Lắp ván khuôn thành. Lắp cốt thép mặt dầm, hoàn thiện ván khuôn cốt thép. Trộn BT: Bê tông phải đảm bảo độ sụt khi đổ vào đầm là 10cm 2. Bê tông vận chuyển bằng xe Mix, đổ thẳng vào dầm trình tự đổ BT như sau: Đổ từng lớp mỗi lớp 30cm từ đầu này đến đầu kia, từ nách dầm trở lên đổ 1 lần. Bê tông được bằng đầm rung, số lượng cho 1 dầm không nhỏ hơn 32 đầm, có thể dùng đầm dùi hỗ trợ nếu lượng đầm rung không đủ. Thời gian đổ BT 1 dầm không quá 5 giờ. Bảo dưỡng dầm bê tông: Dùng bao tải gai phủ mặt dầm, tưới nước bảo dưỡng 4 ngày. Hình III.1.4. Bố trí cốt thép dầm Môn học: Thi công Cầu Hình III.1.5. Đổ bê tông dầm Hình III.1.6. Tháo ván khuôn dầm 4. Tạo dự ứng lực Theo quy định kỹ thuật: Trong quá trình đổ BT dầm phải thông ống gen để tránh bị tắc do vữa xi măng tràn vào. Sau khi BT được 3 ngày tuổi, sử dụng khí ép thổi sạch ống gen và luồn cáp vào ống gen. Phải kéo thử một dầm để xác định các tổn thất ứng suất, từ đó tính toán lực kéo tối đa, độ dãn dài. Chỉ được kéo cốt thép sau khi đúc dầm 10 ngày, đồng thời nén mẫu bê tông 7 ngày đạt 80% cường độ thiết kế dầm. Công tác chuẩn bị: Tập kết các thiết bị, vật liệu, vật tư như kích, máy bơm dầu, máy cắt thép, pa lăng nâng hạ kích, giá lắp pa-lăng, cáp thép, neo, chốt neo... Chú ý kiểm tra hiệu chỉnh đồng hồ áp lực kích, có chứng chỉ kiểm tra. Dự kiến phân công nhiệm vụ từng người theo tưng việc: phụ trách kích, đo độ giãn dài, ghi chép số liệu, hiệu lệng kéo giữa hai đầu, trình tự nhả kích sau khi kéo... Tổ chức kéo: Tổ chức kéo từng bó cáp, phải theo thứ tự bó trên và ở trục tim trước, bó dưới sau. Luồn cáp thép vào ống dẫn, để chừa mỗi đầu một đoạn dài khoảng 50cm. Cắt cáp thép. Lắp neo, chốt neo cố định ( 2 mảnh). Lắp kích, chốt neo thi công ( 3 mảnh) ở cả hai đầu dầm. Dùng sơn hoặc phấn đánh dấu các đầu cáp ở vị trí ngang nhau để dễ dàng nhận biết khi có cáp bị tuột chốt neo. Bắt đầu kéo theo cấp tải trọng qui định, kéo cả 2 đầu, đo độ dãn dài trên cáp ở từng đầu ( điểm đánh dấu), ghi vào lịch trình kéo cáp. Sau khi căng cáp xong, tiến hành cắt đầu cáp để bịt neo bằng BT cấp 40. Môn học: Thi công Cầu Sau 24 giờ từ khi đắp xong BT bịt neo. Tiến hành bơm vữa cấp 50 có phụ gia vào các bó cáp. Khi vữa đã sang tới đầu kia thì bịt lại, nâng áp lực lên 7 kg/cm2 thì dừng, duy trì sau 1 phút đóng van để vữa không hồi trở lại khi dừng bơm. Sau khi bơm vữa xong tháo hệ van bơm, tiến hành làm công tác đổ bê tông bịt đầu dầm. Hình III.1.7. Căng cáp tạo DƯL 5. Hoàn thiện dầm và sàng ra bãi chứa Ngay sau khi căng kéo 6 giờ có thể tiến hành kích dầm để đặt lên đường sàng (có thể chưa cần bơm vữa). Khi đúc dầm để các lỗ ở bụng dầm và cánh dầm để tạo lỗ cho công tác buộc cáp kích dầm. Sàng dầm bằng phương pháp kích đạp trượt dầm trên đường ray có bôi mỡ để giảm ma sát Hình III.1.8. Bịt đầu neo 6. Công tác nghiệm thu chất lượng Kiểm tra cao độ, độ thẳng của ván khuôn đáy. Môn học: Thi công Cầu Nghiệm thu cốt thép bầu, bụng dầm và ống gen trước khi dựng ván khuôn thành. Nghiệm thu ván khuôn thành và cốt thép mặt. Kiểm tra chất lượng bê tông bằng các mẫu ép R4 (để căng cáp DƯL) và R28. Nghiệm thu công tác tạo DƯL: Lực căng từng bó, độ dãn dài thực tế từng bó. Độ vồng của dầm sau khi tạo DƯL 24 giờ. Đo đạc các kích thước của dầm. Môn học: Thi công Cầu Chương 2 LAO LẮP KẾT CẤU NHỊP CẦU BTCT LẮP GHÉP 2.1. CÁC CÔNG NGHỆ LẮP KẾ T CẤU NHỊ P CẦU BTCT GIẢN ĐƠN Để lao lắp KCN cầu BTCT loại này ta có nhiều phương pháp khác nhau. Với các cầu nhịp ngắn, do trọng lượng của các khối lắp ghép nhỏ cho nên người ta có thể dùng cần cẩu để lắp theo phương pháp lắp dọc hoặc lắp ngang. 2.1.1. LẮP KẾ T CẤU NHỊ P BẰNG CẦN CẨU CHẠY DƯỚI KẾ T CẤU NHỊ P 1.Phạ m vi áp dụ ng Thường dùng các cần cẩu bánh xích, bánh lốp, các cần cẩu này có thể di chuyển dễ dàng trên công trường. Nếu cần cẩu di chuyển trực tiếp trên đất nền thì cường độ của nền phải tốt. Chẳng hạn, nếu lao bằng cần trục bánh lốp, ứng suất nền đất phải là 4-5 daN/cm2; Nếu là cần trụ bánh xích, ứng suất ít nhất cũng phải đạt 2-3 daN/cm2. Trường hợp đất yếu, có thể kê ván gỗ hoặc lót thép tấm ở vệt bánh xe của cần trục. Nếu dầm dài hơn 21m thì dùng 2 cần cẩu nhưng phải chú ý điều khiển để khi cẩu lắp được nhịp nhàng. 2. Trình tự lắ p Chọn cần cẩu phù hợp Xác định vị trí đứng của cần cẩu Đưa cần cẩu vào vị trí Đưa dầm BTCT vào trong tầm với của cần cẩu Cần cẩu lấy dầm và đưa vào gối Cần cẩu quay một góc 180 độ để lấy dầm đặt vào vị trí (một cần cẩu) Cần cẩu lùi để lấy dầm khác để lắp dầm tiếp theo (hai cần cẩu) Môn học: Thi công Cầu Hình III.2.1. Cẩu lắp theo phương ngang cầu trên cạn ở bãi sông 1. Bãi chứa dầm; 2. Cẩu lắp dầm; 3. Dầm thép; 4. Móc cẩu; 5.Hướng di chuyển của cẩu Hình III.2.2. Lắp kết cấu nhịp bằng 1 cần cẩu chạy dưới Môn học: Thi công Cầu CÈu CÈu Hình III.2.3. Lắp kết cấu nhịp bằng 2 cần cẩu chạy dưới Hình III.2.4. Lắp dầm cầu bằng 2 cần cẩu ghép đôi Môn học: Thi công Cầu 2.1.2. LẮP KẾ T CẤU NHỊ P BẰNG CẦN CẨU CHẠY TRÊN KẾ T CẤU NHỊ P 1. Phạ m vi áp dụ ng: Khi nền đất bải sông yếu hoặc mực nước sâu, cần cẩu lắ ... áp lắp hẫng có thể bắt đầu một phía với các khối lắp sẵn trên đà giáo, hoặc lắp hẫng cả hai phía cân đối hai bên trụ cầu. Phương pháp lắp hẫng đặc biệt thuận lợi đối với kết cấu nhịp chỉ chịu lực một dấu dưới tác dụng của tải trọng khai thác cũng như lúc kết cấu nhịp chịu tải trọng của bản thân trong quá trình thi công. Đó là loại cầu mút thừa, cầu khung chữ T, chủ yếu chịu mômen âm, với các bó cốt thép ứng suất trước bố trí tại thớ trên của cánh hẫng (Hình III.4.3). Kết cấu nhịp được phân bố theo chiều ngang thành từng khẩu và chế tạo trong các nhà máy bê tông đúc sẵn hoặc đúc ngay tại hiện trường. Tùy điều kiện thực tế thi công, các khẩu dầm được vận chuyển bằng nhiều phương tiện khác nhau đến vị trí công trường và dùng cần trục tiến hành lắp ráp, đồng thời bố trí cốt thép ứng suất trước vào rãnh hở hoặc ống vách kín để kéo căng và liên kết các khối lại với nhau. Trong giai đoạn này cốt thép chỉu chịu tải trọng Môn học: Thi công Cầu bản thân của phần dầm đã lắp và những tải trọng tạm thời phục vụ thi công như trọng lượng giàn giáo treo, tải trọng người và thiết bị. Phương pháp lắp hẫng rất phù hợp với cầu dầm cánh T có nhịp đeo lắp ghép. Đối với cầu nhiều nhịp, thường lắp hẫng các khẩu dầm từng đôi một cân xứng 2 bên trụ cầu để tránh không gây mômen trong thân trụ. Quá trình lắp ráp phải đảm bảo ổn định trong mọi tình huống, kể cả khả năng lệt tải do khối lượng hai cánh mút thừa không cân bằng, do tải trọng gió, hoặc do đặt cần trục và các thiết bị khác trên cánh mút thừa. Phương pháp lắp hẫng đối xứng thích hợp khi thi công cầu khung chữ T Hình III.4.4. Trụ tạm 1. Khối đỉnh trụ; 2. Nêm; 3. Vai đỡ tạm; 4. Trụ cầu; 5. Thép hình; I-VI . Thứ tự lắp các khối Đối với dầm mút thừa và liên tục kê trên các gối khớp tất nhiên khi lắp hẫng sẽ gặp khó khăn và phức tạp hơn. Để có thể áp dụng phương pháp lắp hẫng đối xứng cần phải mở rộng trụ như Hình III.4.4a, hoặc thêm trụ tạm như hình 5.18b. Kết cấu tạm sẽ chịu tải trọng khối lắp và thiết bị tùy theo trình tự lắp ráp. Ở nước ta phương pháp lắp hẫng đối xứng đã được áp dụng để thi công ba cầu khu T có dầm đeo cho cầu Rào, cầu Niệm và cầu An Dương ở Hải Phòng. Môn học: Thi công Cầu Những năm gần đây phương pháp lắp hẫng đối xứng được dung để thi công cầu dầm liên tục, nhịp từ 84m trở lên. Phần kết cấu nhịp gần trụ vì thớ trên chịu kéo nên có thể thi công bằng phương pháp lắp hẫng đối xứng. Còn phần giữa nhịp, thờ dưới chịu kéo, nên bố trí thành một phiến tương tự nhịp treo. Cánh mút thừa và các khối giữa sẽ khớp nhau bằng các bó cốt thép chịu mô men dương. Khi chia kết cấu ra từng khối, người ta có thể phân theo chiều dọc hoặc chiều ngang cầu tùy thuộc khả năng phương tiện vận chuyển và cẩu lắp. xây dựng cầu nhịp lớn khối lượng mổi khối lên đến 150-1800 kN, hợp lý nhất là mổi khối không quá 650 kN. 4.1.3. CẦN TRỤC VÀ KỸ THUẬT LẮP HẪNG Các khẩu dầm BTCT có thể lắp bằng cần trục cổng ( cần trục chân dê) hoặc cẩn trục nổi đi dưới cầu dọc theo chiều lắp ghép ( Hình III.4.5). Cũng có thể dùng cần trục có cần hoặc cần cẩu đặc biệt, di chuyển trên mặt các khối đã lắp ráp nối để lắp hẫng các khối khác. Hình III.4.5. Lắp treo bằng cần trục cổng 1-12 Thứ tự khối lắp; 13. Cần trục 450 KN; 14. Goòng chở; 15. Cầu tạm Cần trục cổng đi trên đường ray đặt trên bãi sông hoặc cầu tạm, có thể lắp ở độ cao đến 25m. Khi nước sông khá sâu có thể dùng cần trục Đerích, cần trục tự hành, đặt trên hệ nổi, hoặc do các loại cẩu nổi đặc biệt. Cần trục cổng và cần trục nổi thường chỉ lắp được các khối có trọng lượng tối đa 650 kN. Phương pháp lắp hẫng có thể dùng cần trục đặc biệt có tên là tổ hợp lắp hẫng, đơn vị thi công có thể tự chế tạo được. Hình III.4.6 giới thiệu cấu tạo một loại tổ hợp lắp hẫng, gồm 2 dầm đặc mút thừa dài 19,3m, trên có xe goòng để nâng hạ khối lắp ráp. Dầm mút thứa có thể quay ngang quanh một chốt đứng. Tổ hợp có bánh xe chạy treo đường ray đặt trên các khối đã lắp. Nâng hạ các khối dầm bằng tới và di chuyển cả tổ hợp bằng mô tơ điện. Trọng lượng cả tổ hợp nặng 400 kN và được đặt lên đỉnh trụ Môn học: Thi công Cầu bằng cần trục nổi có sức nâng 450 kN. Đỉnh trụ phải đủ rộng (7m) để đặt tổ hợp lắp hẫng loại này. Hình III.4.7 giới thiệu cấu tạo một kiểu tổ hợp khác dạng cổng, có bánh xe chạy trên đường ray. Trên đỉnh cổng có khung dầm mút thừa dài 17,2m. Đầu mút thừa đặt tời nâng hạ và giá treo, còn đầu kia đặt đối trọng. Toàn bộ trọng lượng tổ hợp nặng tới 700 kN và có thể lắp được nhịp dài trên 100m ( đến 160m). Bề rộ mặt trên khối hộp phải lớn hơn 4m. Bề rộng đỉnh trụ cầu phải rộng 5m để đủ chỗ lắp tổ hợp. Hình III.4.6. Tổ hợp lắp hẫng 22. Thứ tự khối lắp; 23. Xà nâng; 24. Tồi; 25. Chân xe lao; 26. Dầm ngang; 27. Dầm mút thừa; 28. Chốt xoay; 29. Đường xoay ngang; 30. Đường dọc; 31. Bộ phận giữ Phương pháp lắp hẫng cầu BTCT gồm các thao tác công nghệ sau: Vận chuyển các khối đến dưới cần trục, nâng và ráp các khối vào vị trí, liên kết các mối nối ngang, luồn và căng kéo bó cốt thép, nhồi bê tông hoặc bơm vữa vào ống cốt thép bảo dưỡng. Nội dung thực hiện các thao tác đó tùy thuộc vào đặc điểm kết cấu, điều kiện thi công trang thiết bị và hời hạn xây dựng cầu. Môn học: Thi công Cầu Hình III.4.7. Tổ hợp lắp hẫng kiểu cổng 1. Bàn điều khiển; 2. Kích thủy lực; 3. Xe lao; 4. Giàn giáo treo; 5. Vị trí kích; 6. Khối dầm; 7. Ba lang xích; 8. Xe tự hành; 9. Đường cần trục; 10. Cánh mút thừa Hình III.4.8. Tổ hộp lắp hẫng kiểu cổng Môn học: Thi công Cầu Ở trên cạn khối được vận chuyển bằng xe goòng. Vận chuyển trên sông bằng xà lan hoặc phao chế tạo sẵn, sau đó dung cần trục nâng lên và đưa vào vị trí (Hình III.4.9) để liên kết. Mối nối ướt giữa các khối rộng từ 2 đến 3 cm. Để bảo đảm bề rộng mối nối chính xác, khối lắp được treo vào dầm hẫng bằng thép hình, một đầu liên kết với khối bê tông đã lắp trước, một đầu treo khối lắp bằng bulông và giữ đến khi vữa xi măng ở mối nối đạt cường độ, sau đó luồn và căng bó cốt thép dọc. Trường hợp mối nối bằng keo dán, sau khi cẩu tới độ cao, gần vị trí thiết kế, mặt tiếp xúc được quét đều một lớp keo rồi dung thiết bị đặc biệt ép chặt vào khối đã lắp, đặc biệt lưu ý phần dưới tiết diện. Liên kết bằng keo dán sẽ chắc chắn, nhanh gọn và ít khó khăn hơn so với mối nối bằng bê tông tươi. Khi ráp nối dùng bản nối và bu lông tinh chế để chốt. Phương pháp lắp hẫng thường dùng các bó cốt thép cường độ cao đặt trong rãnh hở hoặc kín. Với bó cốt thép sợi song song có thể dùng neo kiểu khối (dầu neo) sẽ hiệu quả hơn. Với bó cáp xoắn, nên căng kéo đồng thời cả hai đầu và dùng neo kiểu chốt ma sát (cóc neo). Hình III.4.9. Liên kết các khối 1. Ba lăng và đòn nâng; 2. Dầm mút thừa; 3. Bản thép điều chỉnh; 4. Thép ƯST; 5. Đệm BTCT giữ bề dày mối nối; 9. Khối đá lắp; 10. Dầm đỡ dưới; 11. Khối lắp Môn học: Thi công Cầu Hình III.4.10. Mối liên kết khối a. Bằng mặt bích; b. Bằng dầm phụ. 1. Khối đã lắp; 2. Mặt bích trên; 3. Khối đang lắp; 4. Mối nối; 5. Mặt bích dưới; 6. Bản liên kết; 7. Bộ phận liên kết mặt bích; 8. Neo bulông; 9. Dầm thép; 10. Bulông Hình III.4.11. Các ụ neo dùng dể liên kết các khối dầm lắp ghép 4.1.4. PHƯƠNG PHÁP LẮP TRÊN GIÀN GIÁO Trong phương án này các khối dầm BTCT được lắp ngay tại nhịp. Muốn vậy phải làm giàn giáo và vận chuyển các khối tới vị trí lắp. Phương án này thường được dùng khi xây dựng giàn giáo không gặp khó khăn chẳn hạng đất nền tốt, song không có thông thương hoặc mật độ thông thường ít. Đối với những nhịp giữa song hoặc cầu nhịp lớn, dung giàn giáo thi công thường rất phức tạp. Vì vậy việc lắp trên giàn giáo chỉ thích hợp cho các nhịp ở hai bờ song hoặc trên cạn ( Hình III.4.12). Môn học: Thi công Cầu Hình III.4.12. Lắp kiểu mút thừa 1. Cọc; 2. Cầu tạm; 3. Cần trục long môn; 4. Neo mút thừa; 5. Mút thừa trong sông; 6. Xe lao; 7. Giàn giáo bằng thanh vạn năng. Để lắp ráp các khối phải dùng cần trục đi trên cầu tạm ( các khối của nhịp giữa sông dùng các phương tiện khác đẩ lắp). Vận chuyển các khối trong bờ bằng đường goòng, các khối ở giữa sông vận chuyển bằng chở nổi. 4.2. LẮP GHÉP KCN TRÊN Đ À GIÁO DI ĐỘNG Cấu tạo hệ dàn giáo khá nhẹ nhàng, việc đẩy đồng bộ hệ dàn giáo không cần thiết sử dụng quy mô hệ thống thiết bị đẩy với công suất cao. Việc thi công cầu không ảnh hưởng đến tĩnh không dưới cầu. Đặc biệt phù hợp cho cầu trong thành phố với yêu cầu cao về vệ sinh môi trường và giao thông đô thị, phù hợp với loại khẩu độ nhịp trung bình và mặt bằng thi công chật hẹp, phương tiện giao thông đông đúc. Hình III.4.13. Khả năng thi công cầu thẳng và cầu cong có bán kính cong nhỏ nhất là 75m. Tiến độ thi công kết cấu nhịp là rất nhanh vì việc đúc các phân đoạn dầm hoàn toàn độc lập với quá trình lao lắp kết cấu nhịp (Kỷ lục về tiến độ đạt được trong thực tế thi công là 2 ngày/1 nhịp). Đảm bảo yêu cầu bê tông chất lượng cao. Môn học: Thi công Cầu Khả năng sử dụng luân chuyển hệ dàn giáo cao và đặc biệt hiệu quả đối với cầu dài nhiều nhịp. 4.2.1. CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN CỦA CÔNG NGHỆ Với đặc điểm trọng lượng hệ thống đà giáo nhẹ, dễ dàng tháo lắp trong quá trình thi công cùng với sự trợ giúp đặc biệt của hệ thống thủy lực, hệ thống nâng hạ, lao đẩy hoàn chỉnh, công nghệ lắp ghép phân đoạn dầm dưới hệ thống đà giáo di động (LG – Launching Gantries) có những tính năng nổi bật sau: Có khả năng sử dụng lại hệ thống thiết bị cho từng nhịp với chu trình công nghệ lặp đi lặp lại tạo sự vận hành thuần thục của nhân lực, thiết bị. Do vậy đem lại sự chuẩn xác trong công nghệ, hiệu quả về kinh tế, đáp ứng năng suất và tiến độ công trình rất cao. Hệ thống đà giáo di động được lắp đặt trên các mố trụ đã thi công xong và cứ tuần tự lắp xong từng nhịp lại lao lắp các nhịp tiếp theo. Công nghệ này đảm bảo được khoảng không bên dưới cho các phương tiện lưu thông thủy, bộ đặc biệt là trong các thành phố lớn với mặt bằng thi công chật hẹp, phương tiện giao thông đông đúc, yêu cầu về môi trường đô thị cao. Dễ dàng áp dụng cho các cầu với các loại sơ đồ kết cấu nhịp giản đơn hay liên tục, các loại mặt cắt ngang hộp đơn hay hộp kép và các loại khẩu độ nhịp thông thường với chiều dài nhịp từ 3560m. Chiều dài cầu thường được áp dụng từ 500m đến vài km. Trong trường hợp chiều dài cầu lớn, có thể triển khai thi công nhiều mũi bằng việc bố trí thêm nhiều hệ thống đà giáo di động. Với đặc điểm thi công các phân đoạn dầm đúc sẵn được lao lắp dưới đà giáo vào vị trí, sau đó căng cáp DƯL liên kết các phân đoạn với nhau tạo thành kết cấu nhịp, do vậy thời gian thi công rất nhanh, chu trình thông thường thi công một nhịp trong thực tế đạt được là 2 3 ngày/1 nhịp. Hệ đà giáo có cấu tạo các chốt đặc biệt có khả năng thi công các cầu nằm trên đường cong với bán kính nhỏ nhất có thể áp dụng: Rmin = 75m. Độ võng lớn nhất của hệ dầm chính: fmax = L/500. Trọng lượng lớn nhất của 1 phân đoạn dầm : Smax = 80T 4.2.2. NGUYÊN LÝ HOẠ T ĐỘNG CỦA CÔNG NGHỆ Hệ đà giáo di động dùng lao lắp các phân đoạn dầm (LG – Launching Gantries) được phân thành 2 loại dựa trên mối tương quan giữa cao độ hệ đà giáo và cao độ kết cấu nhịp : Hệ đà giáo chạy trên (Overhead). Môn học: Thi công Cầu Hệ đà giáo chạy dưới (Underslung). 1. Hệ đ à giáo chạ y trên Hệ đà giáo chạy trên là hệ đà giáo đặt cao bên trên kết cấu nhịp và truyền tải trọng của hệ đà giáo trực tiếp xuống kết cấu nhịp và đỉnh trụ. Điểm đặc trưng của loại hình này là hệ giàn chính và mũi dẫn lao trên 2 dầm đỡ chính: Dầm đỡ sau đặt trên mặt cắt nhịp đã lao lắp phía trên đỉnh trụ, dầm đỡ trước đặt trực tiếp trên đỉnh trụ hoặc cũng đặt trên phân đoạn dầm đã lắp trước trên đỉnh trụ. Các phân đoạn dầm khi lao lắp sẽ được treo dưới đà giáo bằng các thanh bar cường độ cao cho đến khi căng cáp DƯL liên tục các đốt dầm. Do hệ giàn chính và mũi dẫn chạy cao bên trên kết cấu nhịp nên ở hai đầu mũi dẫn trước và sau được cấu tạo các hệ kích chống đặc biệt xuống đỉnh trụ và kết cấu nhịp để phục vụ trong quá trình lao dọc đà giáo. Với loại hình này, tĩnh không dưới cầu hoàn toàn được đảm bảo trong quá trình thi công. Dầm đỡ trước (cấu tạo cao hơn dầm đỡ sau) chống trực tiếp xuống xà mũ trụ, các đốt dầm được lắp hết toàn bộ một nhịp và căng cáp dự ứng lực liên tục tạo thành nhịp cầu gối lên xà mũ trụ. Do vậy xà mũ trụ phải đủ rộng để vừa đỡ dầm đỡ trước vừa đỡ một đầu nhịp cầu. Hình III.4.14. Hệ đà giáo chạy trên - Dầm đỡ trước đặt trên đỉnh trụ. Môn học: Thi công Cầu Hình III.4.15. Một số hình ảnh lắp hẩng bằng hệ đà giáo chạy trên 2. Hệ đ à giáo chạ y dướ i Hệ đà giáo chạy dưới là hệ đà giáo tựa trên các giá đỡ công son được mở rộng từ thân trụ, do vậy cao độ của hệ đà giáo có thể ngang bằng hoặc thấp hơn cao độ kết cấu nhịp. Điểm đặc trưng của loại hình này là phải thi công các giá đỡ công son mở rộng từ thân trụ làm điểm tựa cho hệ dầm chính và mũi dẫn lao phía trên. Dầm chính có cấu tạo các tay đỡ tạo điểm tựa giữ các phân đoạn dầm khi lao lắp. Các điểm tựa này có thể điều chỉnh vị trí và cao độ bằng kích và các tấm đệm để đảm bảo vị trí yêu cầu khi lao lắp và căng cáp DƯL liên tục các đốt dầm. Đối với hệ đà giáo chạy dưới, hệ dầm chính và mũi dẫn lao trực tiếp trên các bàn lăn đặt trên giá đỡ công son nên mũi dẫn phía trước có cấu tạo uốn cong lên theo chiều đứng từ 7o 10o để thuận tiện trong quá trình lao dọc khi mũi dẫn tiếp xúc vào bàn lăn. Với loại hình này, tĩnh không dưới cầu bị hạn chế một phần do kết cấu giá đỡ công son mở rộng trụ và hệ đà giáo chạy dưới. Hình III.4.16. Hệ đà giáo chạy dưới – Hệ dầm chính và mũi dẫn lao trên giá đỡ công son mở rộng trụ. 3. Chu trình công nghệ Quá trình thực hiện công nghệ thi công dầm BTCT phân đoạn lắp ghép trên đà giáo di động dù là loại hình chạy trên hay chạy dưới đều phải tuân thủ nguyên tắc chung về chu trình thực hiện công nghệ như sau : Môn học: Thi công Cầu a. Lắ p đặ t hệ đà giáo trên nhị p đầ u tiên. Hệ đà giáo được lắp ráp ngay trên nhịp đầu tiên bằng cẩu và có thể sử dụng hệ trụ đỡ tạm. b. Tiế n hành lao lắ p các phân đoạ n dầ m. Các phân đoạn dầm đúc sẵn được vận chuyển ra công trường theo hướng lên từ phía sau mố hoặc theo đường chui dưới cầu hoặc sông. Cổng trục chạy bên trên hệ đà giáo nhấc các đốt dầm vào vị trí và treo giữ trên đà giáo. c. Că ng cáp DƯ L liên kế t các phân đoạ n dầ m. Sau khi lao lắp toàn bộ các đốt dầm vào vị trí, tiến hành căng các bó cáp DƯL liên kết các phân đoạn dầm thành nhịp cầu đầu tiên. d. Lao dọ c đà giáo đế n nhị p tiế p theo. Sau khi đã căng kéo DƯL nhịp đầu tiên xong, giải phóng các thanh treo hoặc kích đỡ đốt dầm và di chuyển hệ đà giáo tới thi công nhịp tiếp theo với chu trình tương tự. Hình III.4.17. Chu trình công nghệ a) Lắp đặt hệ đà giáo trên nhịp đầu tiên b) Tiến hành lao lắp các phân đoạn dầm. c) Căng cáp DƯL liên kết các phân đoạn dầm d) Lao dọc đà giáo đến nhịp tiếp theo Môn học: Thi công Cầu Hình III.4.18. Lắp hệ đà giáo Hình III.4.19. Vận chuyển và lắp các khối dẩm vào vị trí Hình III.4.20. Lắp các khối dẩm vào vị trí Môn học: Thi công Cầu Hình III.4.21. Chuẩn bị mối nối các khối dầm lắp ghép Hình III.4.22. Căng cáp liên kết các khối dầm lắp ghép
File đính kèm:
- giao_trinh_thi_cong_cau_phan_3_thi_cong_ket_cau_nhip_cau_be.pdf