Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG.
Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo
sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh . Có thể thi công hẫng
từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra . Phương pháp này có thể áp dụng
thích hợp để thi công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng , cầu khung hoặc cầu dây
xiên dầm cứng BTCT .
Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng :
- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng , kết cấu nhịp BTCT được đúc
trên đà giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu .
Cốt thép thường của các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê
tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê
tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kết với
các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL
- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo
đủ khả năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng
với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi
công
- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải
đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng ( Thi công hẫng từ trụ ra ) hoặc
nhờ trọng lượng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối
trọng . Đối các sơ đồ cầu khung , đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kết
cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ ,
Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ
Nguyên Văn Khỏa
123
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự

124
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
II.2.1 – Kết cấu phần trên
- Một liên dầm liên tục ở giữa , 2 bên là các nhịp dầm giản đơn L=33m
- Dầm khung liên tục BTCTDƯL 3 nhịp ( 75 + 120 + 75 ) tiết diện hình hộp ,
vách nghiêng , chiều cao dầm thay đổi H= 7m trên trụ đến H=3m tại giữa nhịpvà
đầu dầm , bề rộng đáy dầm hộp B=5m
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu
chịu lực và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành xiên
+) Chiều dày bản nắp : t
b
= 30 (cm)
+) Chiều dày bản đáy : Tại mặt cắt gối là 100 cm , tại mặt cắt giữa nhịp là 30
cm
+) Chiều dày phần cánh hẫng : h
c
= 25 cm
+) Chiều dày sườn dầm : Tại trụ t
s
= 80 cm , Tại mặt cắt giữa nhịp t
s
= 50
cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông mác có:
+) f’
c
= 40 (MPa).

dốc 3% về phía 2 mố và đường đầu cầu , Độ dốc ngang cầu i
n
= 2%
- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dưới là lớp phòng nước 4mm
- Gối cầu , khe co giãn bằng cao su , lan can bằng thép , Thoát nước và chiếu
sáng theo quy định hiện hành
- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu
gồm 3 lớp : Lớp bê tông tạo dốc 4cm , lớp phòng nước 0,4cm , Lớp bê tông
asphan 7cm ; độ dốc ngang cầu i
n
= 2%
II.2.2 – Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có
cường độ chịu nén f’
c
= 30Mpa
- Trụ T
1
, T
2
, T
3
, T
8
, T
9
: được đặt trên móng cọc đóng : d = 40 cm
- Trụ T
4

= 120m.
+) Lấy : L
nb
= 75 m
Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :
7500 120000 7500
- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta
chọn mắt cắt ngang như hình vẽ :
Nguyên Văn Khỏa
1800
500 1500
8000
1500 500
1000
400
300
1200
500
3280
300
5
0
0
8
0
0
1000
7000
3000
400

+) Đốt hợp long nhịp biên : d
hl
= 2m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : d
dg
= 14 m
+) Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m
+) Số đốt trung gian còn lai : n = 10 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm :
+) Nhịp giữa :
Nguyên Văn Khỏa
128
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
K0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4x3 10x4

Y = ax
2
+ bx +c
- Lấy điểm dưới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ , trục x , y có chiều
như hình vẽ :
- Do đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0 , đồng thời đường cong đi qua 2
điểm A(-58,5;4,0) và B(58,5;4,0) nên có dạng :
4,0 = a.58,5
2
+ 58,5.b
4,0 = a.58,5
2
- 58,5.b
- Từ hai phương trình trên ta tính được :
A = 0,001169
B=0
Vậy phương trình có dạng:
Y = 0,001169.x
2
Nguyên Văn Khỏa
O(0,0)
O(0,0)
A(58,5;4,0)
Y
B(-58,5;4,0)
129
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
II.3 – Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như sau

0.527
4 0.536
0.544
1
0.551
6
0.560
8 0.569
Nguyên Văn Khỏa
130
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
HO2-
2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
HO3 6.2 5.4532
5.077
4 4.724 4.3929
4.084
1
3.707
1 3.3698
BO1 2.25
2.254
8 2.2574 2.26 2.2626 2.2652
2.268
7 2.2722
BO1-
2 1.85 1.8952 1.9199 1.9346 1.9693 1.994 2.0269 2.0598
BO2 1.25
1.170

HI5 1
0.872
5
0.808
3 0.748 0.6915
0.638
8
0.574
4 0.5168
BI1 2.95 2.9739 2.987 3 3.013
3.026
1
3.043
5 3.0609
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3 2
2.086
1 2.133 2.18 2.227 2.2739 2.3365 2.3991
BI3-2 1.3
1.405
2 1.4626 1.52 1.5774
1.634
8 1.7113 1.7878
MC 8 MC 9
MC
10
MC
11
MC
12

2.282
6
2.286
1 2.2896 2.293 2.2965 2.30
BO1-
2 2.0927 2.1256
2.158
5 2.1914 2.2243 2.2572 2.2901 2.323
BO2
0.824
2
0.766
4
0.708
7 0.651 0.5932
0.535
5
0.477
7 0.42
BO3
2.900
2 2.9544
3.008
7 3.063 3.1172 3.1715 3.2257 3.28
HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HI2
0.476
3
0.482
6

4 0.3
BI1
3.078
3 3.0957 3.113
3.130
4
3.147
8 3.1652
3.182
6 3.2
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3 2.4617 2.5243 2.587 2.6496 2.7122
2.774
8
2.837
4 2.9
BI3-2
1.864
3 1.9409
2.017
4 2.0939
2.170
4 2.247 2.3235 2.4
- Bảng tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt đầm chủ
Tên
MC
x
(m)
h
(m)

Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
1 7
6.271
4 95.61 12 5.1492 76.4 122050 3.67E+07 301.067.42E+09
2 10
5.904
8 89.17 12 5.2306 74.9 116440 3.34E+07 286.846.35E+09
3 13 5.56 83.09 12 5.312 73.4 111147 3.04E+07 273.505.43E+09
4 16 5.237 77.39 12 5.3934 71.9 106171 2.77E+07 261.024.65E+09
5 19
4.935
7 72.06 12 5.4748 70.3 101472 2.53E+07 249.363.99E+09
6 23
4.567
9 65.52 12 5.5834 68.3 95759 2.25E+07 235.113.26E+09
7 27
4.238
8 59.65 12 5.6918 66.3 90613 2.01E+07 222.312.68E+09
8 31
3.948
5 54.44 12 5.8004 64.2 86007 1.81E+07 210.942.22E+09
9 35
3.696
9 49.89 12 5.9088 62.2 82006 1.65E+07 201.001.86E+09
10 39
3.483
9 46.00 12 6.0174 60.2 78578 1.51E+07 192.501.59E+09
11 43
3.309

: Bề rộng của sườn dầm
+) h : Chiều cao của dầm
+) B : Bề rộng đỉnh mặt cắt hộp
Nguyên Văn Khỏa
134
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN.
I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ):
Tĩnh tải giai đoạn I (DC) Chính là trọng lượng của bản thân kết cấu . Khi sử
dụng chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay được loại tải
trọng này .
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) :
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lượng phần chân lan can
+) Trọng lượng cột lan can, tay vịn
+) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng : DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
clc
+ DW
lc+tv
a)Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu :
Lớp phủ mặt cầu dày 7,4 cm bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và
lớp phòng nước dày 0,4 cm

Trọng lượng 1 cột lan can P
clc
0.027 KN
Khoảng cách bố trí cột lan can A
clc
2 m
Trọng lượng dải đều của cột lan can P
clc
0. 135 KN/m
Trọng lượng dải đều phần tay vịn P
tv
0.7 KN/m
Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn P
lc+tv
0.835 KN/m
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
clc
+ DW
lc+tv

= 19,98 + 7,2 + 0. 835 = 28,015 (KN/m)
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DW

CLL
= 1.3.
+) Trọng lượng bê tông ướt ( WC )
+) Co ngót , Từ biến
+) Tải trọng gió
- Tính tải trọng bê tông ướt và tải trọng xe đúc :
+) Tải trọng xe đúc :
Giả thiết ta đang thi công đốt K4 ta tính quy đổi tải trọng xe đúc về nút K3 .
Tải trọng xe đúc ta quy đổi thành F
z
và M
y
như hình vẽ sau :
Nguyên Văn Khỏa
137
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
+) Trọng lượng bê tông ướt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì
trọng lượng bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 như
hình vẽ sau :
Công thức tính :
WC =
wc
L
FF
γ

2
21
+

ứng lực bằng
m
K1 4 24.5 876.4507
5 1314.676
K2 4 24.5 836.3822
3 1254.573
K3 4 24.5 798.64365 1197.965
K4 4 24.5 763.0880
3 1144.632
K5 3 24.5 966.4319 1932.864
K6 3 24.5 913.2228 1826.446
K7 3 24.5 865.438 1730.876
K8 3 24.5 823.2637 1646.527
K9 3 24.5 786.8616 1573.723
K10 3 24.5 755.9671 1511.934
K11 3 24.5 730.7321 1461.464
K12 3 24.5 711.2987 1422.597
K13 3 24.5 697.4366 1394.873
K14 3 24.5 689.2879 1378.576
Phần đà
giáo
14 24.5 2403.47
Hợp Long 2 24.5 343.3528 343.3528
1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhưng bê tông chưa đông
cứng :
Khi đó bê tông dẻo còn chưa hóa cứng , trọng lượng của ván khuôn hợp long
, của hỗn hợp bê tông dẻo , của cốt thép hợp long được coi như chia đôi để tác
dụng lên hai sơ đồ hệ thông kết cấu tách biệt nhau , Một là sơ đồ đúc trên đà giáo
phần nhịp biên , Hai là sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ ra nhịp biên
Các tải trọng tác dụng bao gồm :

Sơ đồ:Liên tục 3 nhịp:
Hình 3.4. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp giữa bê tông đã đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lượng bản thân ( DC)
+ Lực ngược do dỡ tải trọng thi công.
+ Lực ngược do dỡ xe đúc .
1.6. Giai đoạn khai thác
Sơ đồ kết cấu: Dầm liên tục 3 nhịp
Hình 3.4 : Sơ đồ kết cấu giai đoạn khai thác
Tải trọng tác dụng:
+ Tải trọng bản thân ( DC)
+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)
+ Tải trọng gió
+ Co ngót, từ biến
Nguyên Văn Khỏa
141
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
+ Hoạt tải xe LL (Design truck + Tandom) + PL + Lane Load.
2 . Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công :
Mục đích:
Tính ra được nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dưới tác dụng của
tải trọng để từ đố bố trí cốt thép DƯL đảm bảo an toàn cho kết cấu.
Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục.
2.1.Thi công đúc hẫng đối xứng từ hai bờ ra trụ
Hình 3.1. Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng
- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng n
DC
= 1.25

20
-34751.6
6834.35
Khi đúc đốt K2:
Mặt cắt
M
(KN.m)
V(KN)
17
-1755.65
1178.14
18
-13484
3911.28
20
-52461.5
7974.85
Khi đúc đốt K3:
Mặt cắt
M
(KN.m)
V(KN)
16
-1668.41
1119.72
17
-12957.2
3753.22
18
-26088.9

M
(KN.m)
V(KN)
14
-2659.7 1342.44
15
-15685.5 4031.18
16
-29466.4 5149.94
17
-46699.8 6326.78
18
-67568.1 7565.65
20
-132186 11637.71
Khi đúc K6:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
13
-2499.55 1261.31
14
-18923.1 4174.57
15
-33050.2 5238.7
16
-50459.4 6357.17
17
-71321 7533.71
18
-95817.5 8772.25
20

-34961.7 5056.42
14
-57868.1 6397.49
15
-78672.8 7461.04
16
-102759 8578.98
17
-130298 9754.96
18
-161473 10992.92
20
-250137 15072.95
Khi đúc K9:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
10
-2123.47 1069.85
11
-16591.7 3640.86
12
-33520.8 4829.08
13
-55352.2 6089.24
14
-82394.1 7430.04
15
-106301 8493.32
16
-133489 9611.02
17

-200658 11776.79
18
-237910 13014.22
20
-340756 17098.94
Khi đúc K11 :
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
8
-1955.71 983.57
9
-15540.6 3396.5
10
-31253.9 4465.87
11
-51356.7 5590.29
12
-76088.2 6778.1
13
-105722 8037.8
14
-140566 9378.08
15
-170324 10440.86
16
-203364 11558.09
17
-239857 12733.32
18
-279985 13970.49
20

-324720 14901.23
20
-440806 18990.34
Khi đúc đốt K13:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
6
-1850.57 928.58
7
-14879.2 3238.12
8
-29788.4 4221.42
9
-48708.5 5243.65
10
-71812.4 6312.75
11
-99305.9 7436.85
12
-131428 8624.28
13
-168452 9883.55
14
-210687 11223.33
15
-245988 12285.63
16
-284572 13402.42
17
-326607 14577.18
18