V MT S MÔ HÌNH MT N NH
CA H
 À GIÁO THI CÔNG CU BÊ TÔNG  TI CH

PGS. TS. LÊ C CHNH
B mô
n T đng hoá thit k cu đng
Khoa Công trình
Trng
i hc Giao thông Vn tiTóm tt: S cu bê tông ct thép và bê tông d ng lc trên th gii b sp do h đà giáo
thi công yu chim mt t l khá ln.  làm rõ nguyên nhân, bài báo đi sâu phân tích mt s
mô hình mt n đnh ca h kt cu nêu trên. T đó rút ra mt s bài hc cho công tác thm
đnh và nghim thu h s thit k đi vi h đà giáo chuyên dng này.
Summary: A grea
t number of reinforced and prestressed concrete bridges in the world
have been collapsed due to weakening scaffolds. In order to clarify possible reasons, this
article analyses the unstable models of the above structure, from which some experiences are
drawn for assessement and design document checking regarding this truss system.
I. T VN 
T lâu  Vit Nam đã quen s dng các b đà giáo nh bng thép đ đ làm sàn đ bê tông
nhà cao tng và các cu cng nh. Thông thng chiu dài nhp ca loi đà giáo này không vt
quá 6 m, chiu cao ca tr đ luôn nh hn 5 m (hình 1). Chúng thng có đ d tr v đ bn
và n đnh ln cho nên khi thit k có th không cn phi tính ni lc, ch khi nào có yêu cu c
th mi kim tra ng sut và đ võng. Trong nhiu h s thit k cng ch thy có mt vài bn
v đn gin.
CT 2
a)

tr giao thông phía di cu, d to đc hình dng cu theo ý mun, gim đc các mi ni và
khe co giãn, kt cu làm vic lin khi nên công trình thng có đ bn và tui th cao. Do vy
phng pháp thi công truyn thng này vn rt thích hp đi vi các cu nh đn l, các cu
dm liên tc vt đn 3 nhp cho các đa phng  xa và min núi cng nh vi các cu cong,
cu bn trong các đô th cht hp.
Mt h
đà giáo thi công cu bê tông nh vy thng có 3 phn, đó là phn móng, h đ và
ván khuôn. Phn h đ đc làm bng thép, bao gm dm dc, dm ngang và tr đ. Nhim v
ca h đà giáo là to khuôn đúc bê tông và tip nhn các ti trng trong sut quá trình thi công.
CT 2
Nhc đim ca h đà giáo c đnh là đc lp ghép t nhiu chi tit khác nhau, có nhiu
mi ni nên khi chu tác dng ca ti trng hay các tác nhân khác s rt d b bin dng. Trong
quá trình vn chuyn, tháo lp nhiu ln chúng còn b va chm và làm phát sinh thêm các
khuyt tt. Mt khác do thi gian dành cho mt ln s dng rt ngn nên khi thit k nhà thu
ch tính đn vic khai thác ti u các b đà giáo này mà quên đi nhng sai sót, khim khuyt
hay nhng điu kin đ s dng nó.
 kh
c phc các nhc đim này các nc đu đa ra tiêu chun thit k kt cu thép và
quy trình thi công nghiêm ngt. Trong đó đc bit đc quan tâm là vn đ tính toán và kim tra
n đnh ca các kt cu thép h thanh [2], [3]. Ngoài ra còn có tiêu chun riêng đ thit k và s
dng các h đà giáo bng thép [4], đa ra tiêu chí cho các nhóm đà giáo khác nhau và nhng
yêu cu riêng khi thit k các h đà giáo ln.
2.2. Phân nhóm h
đà giáo
Theo công th
c (1) v tính ti trng ti hn cho thy, nu đ mnh ca mt cu kin
chu nén nào đó tng lên thì ng sut ti hn
λ
th
σ

i
l
0
μ
==λ (2)
Quan h
này cho thy nu h đà giáo càng cao thì nguy c mt n đnh càng ln. Ngc
li, nu h đà giáo nh, tr đ thp thì ti trng ti hn và ng sut ti hn s tng, an
toàn ca công trình cng s đc bo đm. Ngha là h đà giáo nh s có d tr v đ bn và n
đnh ln, ngc li nguy c mt n đnh s tng lên  các kt cu ln có đ mnh cao. Vì vy đ
thun tin cho vic s dng DIN 4421 ca c [3] đã chia h đà giáo thành 2 loi (loi nh và
loi ln) và 3 nhóm khác nhau (bng 1).
th
N
th
σ
Bng 1. Phân loi các h đà giáo thi công bê tông theo nhóm
Nhóm Ni dung
H
s
T
γ

Yêu cu tính toán
I
Lo
i đà giáo nh
m0,5h ≤
, ,
m0,6l ≤

là đ, trong đó P là ng sut tính toán ca
kt cu và là cng đ cho phép ca vt liu. Nhóm II là nhng h đà giáo còn li có kh
nng chu đc ti trng ln, ch yu s dng trong xây dng cu. Trong trng hp này h s
thit k h đà giáo phi có đ bn tính và bn v, đng thi phi giáo phù hp vi các tiêu
chun thit k kt cu thép ca mi quc gia. Kt cu phi đt yêu cu v an toàn vi h s
cfép
R
.15,1
T
=
γ
Nhóm III cng chính là nhng h đà giáo thuc nhóm II nhng có thêm mt s yêu
cu đc bit đ đáp ng đc các yêu cu v an toàn nh 2 nhóm I và II.
2.3. La chn móng và kt cu tr tm
2.3.1. Móng tr tm
Móng ca tr
 đ tm đc thit k riêng hoc ta trc tip lên móng ca tr cu. Mc đích
là làm sao móng không b lún. i vi nhng khu vc đa cht yu và không đu, cn có bin
pháp hn ch lún và nht là hn ch tác hi do lún không đu gây ra.

www.cauduongonline.com.vn

2.3.2. Kt cu tr tm
 tng cng
kh nng chu lc ca các tr tm, trong thc t thng s dng 2 loi ct
rng, mi loi có th b trí 3 hoc 4 nhánh ct bng thép ng hoc thép hình (hình 2). Các nhánh
ct này đc liên kt vi nhau bng các bn ging hoc thanh ging. Nu khong cách gia các
nhánh trong mt ct rng ln thì dùng thanh ging s tng đc kh nng chu ct ca h.
a. Ct rng 3 nhánh
có liên kt cht  c hai đu

nhau bi mt lot các thanh ging. Ngoài các thanh ging hoc bn ging, toàn b tr tm còn
đc tng cng n đnh bng nhng cáp neo đúng tiêu chun k thut (hình 3).
CT 2a. B trí ging cho tr tm,
(gm 14 ct rng liên kt cht  c hai đu)
b. B trí ging và neo cho tr tm
(gm 3 ct rng liên kt ngàm  c 2 đu)
Hình 3. Cu to mt tr đ tm
Khi các nhánh ct b un quanh trc o, lc ct s làm thanh ging bin dng, mô men
quán tính s nh đi và lc nén ti hn cng gim. Vì vy khi tính toán đ mnh tng tng
tđ
λ

(hình 2c) cn xét đn nh hng ca góc nghiêng các thanh ging
i
α
và đ nghiêng ca ct

www.cauduongonline.com.vn

rng ψ (hình 4 a, b).
2.4. Tng
cng kh nng chng ct
Khi lc tác dng đún
g tâm, ngoài bin dng chung nh un dc, tr tm có th còn b bin
dng do lc ct (hình 4 a, b). Lc ct ca h đc tính theo công thc (3), trong đó là
ngoi lc, là tng các lc dc thanh, là tng lc ti hn ca các thanh trong mt mt
ct, là góc nghiêng ca tr tm, đi vi thép ly h s an toàn


a. Mô hình kim tra n đnh chng ct tr tm b. Góc nghiêng ca tr đ

c. Mô hình tng cng n đnh cho h dm dc có kt cu dng giàn
CT 2
Hình 4. Tng cng n đnh cho tr tm và h dm dc [5]
i vi h dm dc có kt cu dng giàn, các thanh biên trên b nén, đ tng cng n đnh
ca h cn b trí các h ging ngang tng ng vi các v trí đu (A), gia (D) và cui (C, B)
ca dm dc (hình 4c).

www.cauduongonline.com.vn

III. MT S MÔ HÌNH MT N NH CA H À GIÁO BNG THÉP
Trong thc t
tính toán kt cu cho thy trong nhiu trng hp tuy ti trng còn nh hn
giá tr cho phép  điu kin bình thng nhng kt cu vn có th không gi đc hình dng
ban đu mà chuyn sang dng cân bng khác. T đó s làm ni lc trong kt cu tng rt nhanh
và công trình b phá hoi.  tìm hiu nguyên nhân dn đn làm sp h đà giáo thi công cu, 
đây ch đ cp đn 2 mô hình c bn v n đnh ca ct chu nén đúng tâm và mô hình mt n
đnh ca h ct phc tp.
3.1. n
đnh ca ct chu nén đúng tâm
Trong tính toán n đnh ca k
t cu thì bài toán n đnh ca ct chu nén có v trí đc bit.
Hình 5 gii thiu 4 s đ ct chu nén đúng tâm, trong đó ng sut ti hn có quan h trc tip
vi đ mnh ca kt cu, kh nng chu nén ca ct còn phù thuc rt ln vào liên kt 2 đu
ct.  thit k tr tm trong thi công cu nên chn các s đ hình 5d, 5c hoc 5b, là nhng s
đ có tính n đnh tt hn.
λ
Phng trình đng cong:

μ

2
=
μ

1
=
μ

7,0
≈
μ

5,0=μ

CT 2
Hình 5. Các mô hình c bn ca ct chu nén đúng tâm
3.2. Mô hình mt n đnh ca h ct phc tp
Trong h đà
giáo thi công cu, tr tm đc kt ni vi dm ngang và tip theo là dm dc.
Theo phng ngang cu, tr tm làm vic nh ct chu nén đúng tâm và đc ni thêm lên phía
trên to thành s đ ct phc tp. S đ truyn lc ca h này đc mô t nh trên hình 6a.
im đt ca lc N đc tính t mép di ca h dm dc, khong cách t B đn đnh tr đ
(cht C) là a. Khi lc N tng lên s làm cho đon ct b un cong, dù đó là rt nh. T đó
đim C s chuyn dch ngang và làm tng chuyn v f, lc N b phân b li làm tng lc nén
trong thanh a và phát sinh lc đy ngang H (hình 6b). i vi đon ct , ngoài N đc chuyn
đi t trng thái tác dng đúng tâm thành lch tâm còn có thêm lc đy ngang H, chúng cùng
tác dng và làm cho mô men un tng lên gp bi.
l

gia cu và thi công ngc v phía hai m theo phng pháp đúc phân đon tng nhp mt.
im dng đ bê tông đc b trí  đim mô men bng không trên mi nhp cu. Các tr đ
tm đc ging vi nhau c theo phng dc cu bng các thanh ging D (hình 7) dng thép
ng. Trc khi đ bê tông  đon
cui cùng, sát vi m A thì cu b
sp. Nguyên nhân là do đêm hôm
trc tri rt lnh, bui sáng khi
đ bê tông tri nng m làm bê
tông kéo dãn theo phng dc cu
mt đon là v. Chuyn v này b
các thanh ging cn tr và làm
phát sinh lc cng bc ti liên
kt gia tr đ và dm ngang.
Thanh ging không đc tháo kp
thi nên đã kéo theo làm các tr
đ sp xung. Kt qu kim tra
cho thy nhit đ đã tng .
Dm ngang I 55 b nghiêng, đnh
tr đ chuyn dch ngày càng ln,
đn khi liên kt thanh ging bng thép ng b phá hoi. Thiu sót  đây chính là nhà thu khi thi
công h đà giáo đã không xét đn nh hng ca nhit đ. Trc khi đ bê tông đã không kim
tra k s sai lch ca dm ngang nh b nghiêng hay các liên kt b cong vênh. Khi thit k h
đã quá tit kim, ch s dng dm thép ch I mà không chú ý đn vic gia công ch sa đ gim
chiu cao và tng đ n đnh cho dm ngang.
CT 2
K15
0

www.cauduongonline.com.vn


thut. c bit là đi vi vic s dng các b đà giáo ln khi thi công các cu có chiu dài nhp
ln hn 20 m, đòi hi đn v thit k cng nh xây lp phi có trình đ chuyên môn, nm vng
kin thc và kh nng t chc thi công.
Hình 8. S đ và thành phn tham gia thm đnh, nghim thu h s thit k h đà giáo thi công cu

www.cauduongonline.com.vn

Trc tiên nhà thu phi lp đc h s thit k t chc thi công sát vi thc t (hình 8).
 tránh nhng s c có th xy ra, công tác thm đnh h s thit k và nghim thu h đà giáo
phi đc coi trng. i ng cán b k thut phi làm ch đc các công vic nh xác đnh các
kích thc hình hc, phân chia các công đon thi công, trình t đ bê tông, các bc cng kéo
cáp cng nh quyt đnh thi đim tháo d ván khuôn và toàn b h đà giáo. Các k s tham gia
phi có kinh nghim trong tính toán thit k, bit thm tra t nn móng, kt cu tr tm đn các
liên kt và đim kê gi.
Vi
c phi hp thng xuyên vi t vn giám sát không đc phép b qua hay thc hin
mt cách hình thc. Ch nhim đ án phi có trách nhim chuyn giao cho k s t vn giám
sát đc duyt toàn b h s thit k thi công. Riêng phn thit k h đà giáo phi đc k s
phía đn v giám sát phn bin và theo dõi nghiêm ngt, lp báo cáo nghim thu ngay ti hin
trng. i vi nhng h đà giáo đc ng dng ln đu, nht thit phi có bc th ti [7].
V. NHN X

[6]. C
hristian Petersen: Statik und Stabilität der Baukonstruktionen, NXB Vieweg, Braunschweig 1982
[7]. G
oebel, Chinh - L.D, H s kt qu th ti h đà giáo thi công cu Grodeuben, loi R II,
L = 21,25m, ABK - Dresden, CHDC c 1972
♦

www.cauduongonline.com.vn