Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 1
Chương 1
Chế Tạo Kết Cấu Nhịp Cầu
Dùng Cho Lắp Ghép 1.1.CHẾ TẠO DẦM BTCT THƯỜNG
1.2. CHẾ TẠO DẦM BTCT DƯL
1.3. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC PHÂN ĐOẠN DẦM ĐÚC SẴN.
1.4. VẬN CHUYỂN CÁC KHỐI BTCT ĐÚC SẲN
Việc lựa chọn và sử dụng phương pháp đúc tại chỗ hoặc kết cấu nhịp BTCT lắp ghép phụ thuộc
vào nhiều yếu tố:
Chiều dài nhịp
Hình thức mặt cắt ngang của nhịp
Loại kết cấu BTCT lắp ghép
Tuỳ thuộc vào phương tiện, thiết bị hiện có của đơn vị thi công
Công tác thi công cầu BTCT phức tạp. Khối lượng vật liệu lớn và bao gồm nhiều khâu công tác:
gia công cốt thép, làm ván khuôn, sản xuất bêtông
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
1945
1501650
100
200
120
650/2650/2
200
1090
25
200 160
515 150
BT M200 0.2x2.0x2.3m
Gu rong D22; L=2400
D22; L=750
Gu rong
1800/2
BT M200 0.2x2.0x2.3m
2500
2300
2200
1125
150
45
1650 150
2100/2
135
500/2
150
2100/2
2495
Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 3
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 đồ án. Chỉ được phép gia công uốn nguội, trừ trường hợp đặc biệt được quy định
trong đồ án 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 đồ án thiết kế.
Nếu trên đồ án không quy định thì đường kính uốn tối thiểu phải lấy theo quy định của quy
trình thiết kế cầu hiện hành.
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 4.
Đường kính danh
định cốt thép
(mm)
4
5
6
8
10
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, rót 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
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
Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 5
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.
Th©n bÖ cè ®Þnh
CT ®uîc kÐo c¨ng
Bé kÑp gi÷
®Çu cèt thÐp
BÖ cè ®Þnh
Bé kÑp ®Þnh
vÞ ®iÓm uèn
DÇm BTCT
Hình IV-1.2a. Bệ căng dầm dưl kéo trước
Hình IV-1.2b. Bệ căng cố định dầm dưl kéo trước
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.
Đối với loại bệ căng di động được: Sau mỗi lần chế tạo, dầm phải kiểm tra lại toàn bộ kết cấu
bệ về mọi mặt. Nếu phát hiện dấu hiệu thiếu an toàn phải tìm cách khắc phục ngay và nếu cần
thì phải thử lại tải trọng trước khi sử dụng bệ căng lại.
Đối với loại bệ căng tháo lắp được: Nhất thiết phải thử tải mỗi lần lắp dựng lại bệ này ở một vị
trí mới để đảm bảo an toàn và chất lượng công tác chế tạo kết cấu BTCT dự ứng lực kéo trước.
Phương pháp thử tải sẽ được quy định cụ thể bởi cấp có thẩm quyền trong mỗi trường hợp cụ
thể.
1.2.2. CHẾ TẠO DẦM BTCT DƯL KÉO SAU
Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
Bệ đúc dầm bằng BTCT dầy 20cm BT M200, có 2 lưới thép 16 a=200mm. Ván khuôn đáy
dầm gia công bằng thép bản + thép hình. Mỗi bãi đúc dầm bố trí 02 bệ đúc, 02 bộ ván khuôn
đáy, 01 bộ ván khuôn thành (Bãi đúc dầm được bố trí tại 2 bờ phía thuỷ điện Sê San và thuỷ
điện Yaly.
b. Thí nghiệm cấp phối bê tông, chuẩn bị thép, ống ghen
Thiết kế thành phần BT: Mác thiết kế R
28
=400 kg/cm
2
(Mẫu 150x150x150). 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 R4 ≥ 360 kg/cm
2
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.
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 ghen 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 ghen.
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.
Theo quy định kỹ thuật:
Trong quá trình đổ BT dầm phải thông ống ghen để tránh bị tắc do vữa xi măng tràn
vào. Sau khi BT được 3 ngày tuổi, sử dụng khí ép thổi sạch ống ghen và luồn cáp vào
ống ghen.
Phải kéo thử một dầm để xác định các tổn thất ứng suất thể hiên qua trị số µ, k theo
thực tế, 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.
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/cm
2
thì dừng,
vồng của dầm sau khi tạo DƯL 24 giờ.
Đo đạc các kích thước của dầm.
1.3. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC PHÂN ĐOẠN DẦM ĐÚC SẴN.
Với giải pháp công nghệ này, điểm đặc trưng là các phân đoạn dầm BTCT được đúc sẵn trong
công xưởng và sau đó được vận chuyển ra lao lắp tại hiện trường. Ngày nay, với rất nhiều
nghiên cứu và áp dụng về vật liệu BTCT, việc thi công các kết cấu BTCT trở nên vô cùng thuận
tiện, đảm bảo được những yêu cầu về chất lượng rất cao đặc biệt là việc thi công kết cấu BTCT
trong công xưởng. Hiện tại ở một số nước đã sử dụng bê tông cường độ cao 60 70 MPa.
1.3.1. YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU
Vật liệu sử dụng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 12
Thép thường sử dụng theo tiêu chuẩn ASTM phải là loại có gờ, trừ khi sử dụng các thanh
thép trơn, sợi thép tròn trơn làm thép đai xoắn, làm móc treo hoặc làm lưới thép.
Bê tông dùng trong kết cấu dầm hộp phải có cường độ tối thiểu là 35MPa tại 28 ngày
tuổi.
Ở thời điểm tháo dỡ ván khuôn các đốt dầm, cường độ bê tông chịu nén không được nhỏ
hơn 17 MPa.
Khi lao lắp các đốt dầm phải có đủ tuổi tương đương 14 ngày ở nhiệt độ 21
o
C.
Việc sử dụng các phụ gia bê tông phải nằm trong danh mục được phép sử dụng, phải
được sự cho phép của chủ đầu tư và tuân theo các chỉ dẫn của nhà sản xuất.
mặt bằng bệ đúc lớn hơn, đảm bảo vững chắc để không bị lún ảnh hưởng đến hình dạng chung
của kết cấu nhịp và sự kín khít của các đốt dầm khi liên kết.
2. Bệ đúc phân đoạn (Short-line-casting)
Bệ đúc dầm có chiều dài chỉ bằng 2 lần chiều dài đốt đúc, ván khuôn dầm và 1 mặt ván khuôn
bịt đầu đặt cố định, ván khuôn đáy có thể điều chỉnh cao độ và độ nghiêng theo phương dọc
cầu. Sau khi đúc xong và bê tông đã đủ cường độ yêu cầu, phân đoạn. Đốt dầm đúc sẵn dầm
được di chuyển về phía trước để lấy mặt bằng đúc phân đoạn tiếp theo.
Hình IV-1.12 Sơ đồ chế tạo
khối dầmệ chế tạo các khối
dầm
Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 14
Phương pháp này yêu cầu mặt bằng bệ đúc nhỏ hơn nhưng các đốt đúc phải chờ một thời gian
tối thiểu để bê tông đủ cường độ trước khi nhấc chuyển và phải tính toán chi tiết để điều chỉnh
độ dốc dọc, dốc ngang và cả góc chuyển hướng (đối với cầu cong) cho từng đốt dầm để đảm
bảo hình dạng tổng thể của kết cấu nhịp.
3. Dây chuyền chế tạo Hình IV-1.13
Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 15
Hình IV-1.14.Xe chở dầm
Các phiếm dầm và cọc khi chiều dài nhỏ hơn 7m có thể đặt trên một toa xe. Nếu dài hơn phải
đặt trên hai toa, ở giữa có toa đệm. Để dễ dàng đi trên đường vòng bán kính nhỏ, dầm được đặt
trên đĩa quay bố trí ở giữa toa xe. Đĩa còn có tác dụng phân bố đều tải trọng cho các bánh xe.
Những khối đúc sẳn có cỡ lớn phải có ba kích. Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 16
Trong trường hợp đặc biệt kích thước vượt quá khổ đường sắt, phải tuân theo yêu cầu đặc biệt,
qui định trong bản hướng dẫn vận chuyển vật quá khổ, theo các mức khác nhau.
.
Hình IV-1.15.Xe chở dầm
. Vận chuyển dầm bằng xe lửa
Chương 1: Chế tạo KCN cầu dùng cho lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV- 17
Tùy theo kích cỡ và trọng lượng các khối có thể đặt chồng lên nhau hai lớp.Khi vận chuyển, các
khối phải được liên kết chặt trên toa xe, để bảo đảm ổn định trượt và lật do mọi tác động có thể
xảy ra, như tác động xung kích, quán tính…
Tùy theo kích thước và trọng lượng, cấu kiện đúc sẵn cũng có thể vận chuyển bằng ôtô. Chẵn
hạn như vận chuyển bản mặt cầu, khối bộ hành, lan can, ống cống. các khối móng và các cấu
kiện bê tông cốt thép cỡ nhỏ thì đặt trên ôtô. Khi các khối lắp ghép có chiều dài lớn (cột, cọc,
phiếm dầm…) thường phải dùng ôtô có rơ moóc. Các phiếm dầm dài tối đa 33m, các khối đặc
biệt có trọng lượng lớn hơn như các khẩu dầm hộp, dầm chữ I kép, xà mũ, cũng có thể vận
chuyển bằng ôtô, có kéo rơ moóc hoặc máy kéo đặc biệt. vận chuyển bằng ôtô còn phụ thuộc
vào trạng thái và chất lượng tuyến đường, nhất là trên các tuyến đường cấp thấp ở nông thôn và
2.2.1. LẮP RÁP KCN LIÊN TỤC BTCT TRÊN ĐÀ GIÁO VÀ TRỤ TẠM CỐ ĐỊNH
2.2.2. LẮP RÁP KẾT CẤU NHỊP LIÊN TỤC BTCT BẰNG PP LAO DỌC
2.1. LAO LẮP KẾT CẤU NHỊP CẦU BTCT LẮP GHÉP NHỊP GIẢN ĐƠN
Để lao lắp KCN cầu BTCT loại này ta có rất 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 KẾT CẤU NHỊP BẰNG CẦN CẨU CHẠY DƯỚI KẾT CẤU NHỊP
1. Phạm vi áp dụng
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 lắp
Chọn cần cẩu phù hợp
Xác định vị trí đứng của cần cẩu
Đưa cần cẩu vào vị trí
Hình IV-2.4: Một số hình ảnh lắp kết cấu nhịp BTCT bằng 2 cần cẩu chạy dưới Chương 2: Lao Lắp KCN cầu BTCT lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV -
22
2.1.2. LẮP KẾT CẤU NHỊP BẰNG CẦN CẨU CHẠY TRÊN KẾT CẤU NHỊP
1. Phạm vi áp dụng:
Khi nền đất bải sông yếu hoặc mực nước sâu, cần cẩu lắp dầm có thể dùng phương án đi trên
nhịp để lao. Trường hợp này cần cẩu phải có tầm với dài để cẩu dầm phía trước.
Vì cần cẩu đi trực tiếp trên kết cấu nhịp nên chỉ lao được các phiếm dầm có chiều dài tối đa
là 16m ( 140-150 kN). Loại này chỉ áp dụng cho nhịp nhỏ như cầu bản.
2. Trình tự lắp
Chọn cần cẩu đủ tầm với và sức nâng.
Chọn vị trí để cần cẩu đứng ổn định phía sau mố.
Đưa cần cẩu vào vị trí trên đướng đầu cầu sau mố
Đưa dầm vào tầm với của cần cẩu bằng xe goòng
Cần cẩu lấy dầm đặt vào gối
Sau khi lắp xong nhịp thứ nhất tiến hành liên kết các dầm ngang và bản mặt cầu lại.
Rồi cho cần cẩu tiến ra đứng trên nhịp vừa mới lắp, các dầm được vận chuyển ra đứng
Chọn hai cần cẩu đủ sức nâng tiến ra đứng trên 2 đầu nhịp vừa mới lắp.
Dầm cầu được vận chuyển đến bằng xe goòng rồi tiến ra trên hệ đường ray trên đà
giáo.Nếu bên cạnh cầu đang xây dựng có cầu cũ thì không cần phải làm hệ đà giáo và kết
cấu nhịp được vận chuyển ra đứng trên cầu đó.
Hai cần cẩu móc lấy 2 đầu dầm quay 1 góc đặc vào vị trí gối.
Tương tự như vậy thực hiện cho các dầm còn lại
2.1.4. LẮP KẾT CẤU NHỊP CẦU BTCT BẰNG GIÁ LONG MÔN DI ĐỘNG
1. Phạm vi áp dụng:
Thích hợp để lao lắp cầu dầm BTCT nhiều nhịp, lao các kết cấu nhịp cầu BTCT có L 33m
qua các sông cạn hoặc ít nước. Giá chữ Môn có thể được chế tạo sẵn trong nhà máy hoặc lắp
ghép từ kết cấu UYKM
2.Trình tự tiến hành:
Làm sàn công tác cho giá Long Môn
Trên sàn công tác lắp đường ray cho giá Long Môn
Lắp giá long Môn
Chương 2: Lao Lắp KCN cầu BTCT lắp ghép
XDC-T.M.Phung, MEng-IV -
24
Vận chuyển dầm
Dùng giá Long Môn nhấc dầm và vận chuyển dầm đến đặt lên gối
Sau đó giá Long Môn trở về phía trong cẩu lắp dầm kế tiếp rồi vận chuyển đặt vào vị trí
gối, và tiếp tục như vậy cho đến hết.
Vận chuyển dầm bằng xe goòng đến bên dưới giá Long Môn
Dùng giá Long Môn nhấc 2 đầu dầm và vận chuyển dầm đến đặt lên gối
Sau đó xe goòng trở về phía trong vận chuyển tiếp dầm khác ra rồi giá Long Môn , nhấc 2
đầu dầm và vận chuyển dầm đến đặt lên gối
Sau khi lắp xong nhịp thứ nhất di chuyển giá ra vị trí nhịp kế tiếp và tiếp tục như vậy cho
đến hết.
Hình IV-2.7
Copyright: Tài liệu đại học ©