CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU BÊ
TÔNG Ở NƯỚC TA
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI CẦU BÊ TÔNG.
Trong khoảng hai thập kỷ qua, cơ sở hạ tầng GTVT đã được đầu tư xây
dựng với một khối lượng rất lớn, trong phạm vi cả nước. Nhiều tuyến đường giao
thông huyết mạch đã được sửa chữa nâng cấp hay xây dựng mới. Trên các tuyến
đường đó, rất nhiều cầu đã được xây dựng mới hoặc được xây dựng để thay các
cầu, phà cũ không đáp ứng được năng lực giao thông hiện tại và trong tương lai.
Do tính cạnh tranh về giá thành của vật liệu bê tông, nên hầu hết các cầu đường
bộ ở Việt Nam được xây dựng gần đây là cầu bê tông. Cho đến nay, số lượng cầu
BTCT và BTCTDƯL đã được xây dựng ở Việt Nam chiếm một tỷ lệ rất lớn, với
ưu thế gần nh tuyệt đối so với cầu thép.
Mặc dù, kết cấu BTCT đòi hỏi yêu cầu duy tu, bảo dưỡng Ýt hơn so với kết cấu
thép, tuy nhiên nó vẫn cần được kiểm tra thường xuyên để sớm phát hiện và khắc
phục các nguyên nhân gây hư hỏng cho vật liệu và kết cấu công trình. Do số
lượng cầu bê tông rất nhiều vả trải nhiều trên các quốc lộ, các vùng miền của đất
nước, nên công việc của người kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng cầu trở nên vất vả
hơn rất nhiều. Hơn nữa, do ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến vào lĩnh vực xây
dựng cầu, các cầu BTCT và BTCTDƯL đã vượt dược khẩu độ nhịp khá lớn, kèm
theo đó chiều rộng cầu và chiều cao dầm cũng khá lớn. Nh vậy mỗi lần kiểm tra,
duy tu, bảo dưỡng, công việc của người thực hiện sẽ rất khó khăn và đòi hỏi hệ
thống dàn giáo cũng rất phức tạp. Vì vậy người kiểm tra cầu rất cần những hệ
thống dàn giáo kiểm tra cầu cơ động, gọn nhẹ để giảm sức lao động, đảm bảo an
toàn và nâng cao sức lao động. Hệ thống dàn giáo cơ động đó chính là xe kiểm
tra cầu, có thể cơ động và có hệ thống dàn giáo có thể tiếp cận được các vị trí cần
kiểm tra một cách nhanh chóng và an toàn.
ĐÓ chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra cầu, cần thiết phải khái quát được
các đặc điểm chung của các cầu bê tông đã, đang và sẽ xây dựng ở Việt Nam, từ

1
đó xác định yêu cầu cơ bản đối với hệ dàn giáo đặt trên xe. Việc chế tạo một xe

- Dầm chữ Π BTCT
- Dầm I BTCT
- Dầm T ngược BTCT
- Dầm hộp BTCT
- Dầm T BTCT DƯL
- Dầm T ngược BTCT DƯL
- Dầm super T BTCT DƯL
- Dầm I BTCT DƯL
- Dầm hộp BTCT DƯL
VÒ đặc điểm cấu tạo mặt cầu
- Mặt cầu có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và phần
đường người đi bộ.
- Mặt cầu không có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và
phần đường người đi bộ, chỉ có vạch sơn phân giới.

3
- Cầu có đèn chiếu sáng và không có đèn chiếu sáng
- Câu đơn và cầu đôi.
1.3. THỐNG KÊ MỘT SỐ CẦU ĐIỂN HÌNH
Trên cơ sở các mục thông tin cơ bản, thống kê một số cầu điển hình trong
các dạng cầu nêu trên và đưa ra các kích thước cơ bản cần xem xét.

4
ST
T
Tên cầu,
địa điểm
Phần
cầu
Dạng cầu Dạng dầm Sơ đồ phân nhịp Chiều

3 Nút Chương
Dương
Hà nội
Cầu
chính
Dầm bản
liên tục
Bản BTCT
DƯL
14.3 0.5 2 7.15
4 Cầu Thăng
Long
Hà nội
Cầu dẫn Dầm giản
đơn
Dầm T
BTCT
DƯL
20.60 2 3 10.3
5 Cầu Đuống
Hà nội
Cầu
chính
Dầm liên
tục chiều
cao thay
đổi
Dầm hộp
BTCT
DƯL

Dầm liên
tục chiều
cao
không
đổi
Dầm hộp
BTCT
DƯL
Dầm hộp
BTCT
DƯL
52 + 85 + 52
2x42 + 2x42
189
168
12 0.5 6.2 6
8 Cầu An
Dương
Hải Phòng
Cầu
chính
Dầm liên
tục chiều
cao thay
đổi
Dầm hộp
BTCT
DƯL
606 + 100 + 60 220 11 1.5 7 5.5


PHƯƠNG ÁN.
2.1. YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA THIẾT BỊ KIỂM TRA MẶT DƯỚI CẦU
Đa số các cầu có gờ chắn xe để phân cách phần đường cho xe chạy với
phần đường dành cho người đi bộ và xe thô sơ. Chính đặc điểm này làm cho phần
tay hẫng của xe kiểm tra cầu phải tương đối dài thì mới có thể sử dụng được cho
nhiều cầu khác nhau. Tuy nhiên, đối với một số cầu có cao độ mặt đường xe chạy
và cao độ mặt đường xe thô sơ bằng nhau, đồng thời gờ phân cách giữa hai phần
đường thấp thì xe kiểm tra cầu có thể chạy sát vào lan can ngoài cùng của cầu.
Còn những cầu có cao độ mặt đường xe chạy và cao độ mặt đường xe thô sơ khác
nhau hoặc giải phân cách giữa hai phần đường cao thì giải pháp cho xe chạy vào
sát lan can ngoài cùng của cầu là không thực hiện được.
-Loại xe kiểm tra cầu sử dụng hệ thống dàn kiểm tra chỉ thích hợp cho các
loại cầu có kết cấu dầm, khung, bản…; còn đối với kết cấu nhịp của cầu treo dây
văng thì sẽ gặp khó khăn bởi khoảng cách giữa các dây khá dày và độ xiên của
dây văng. Vì vậy loại kết cấu này nên sử dụng loại xe kiểm tra giống xe kiểm tra
điện
Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị kiểm tra:
Với loại xe kiểm tra có dàn giáo, kết cấu dàn giáo thường được cấu tạo bởi 3 bộ
phận chính :
-Tay đỡ hệ thống dàn giáo: được đặt trên xe cơ sở, có đối tượng để giữ ổn định và
có thể quay quanh trục công tác.
-Dàn đứng : có thể trượt dọc trên hệ thống trượt để nâng hạ dàn giáo .
-Dàn công tác : có thể quay quanh đầu dàn đứng và tiếp cận vị trí kiểm tra .
Để chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra, cần phải xác định các thông số về
kích thước của càu liên quan đến điều kiện cơ động của dàn giáo nh sau:

8
- Khoảng cách từ mép trong giải phân cách giữa đường xe chạy và đường
người đi bộ đến mép ngoài bề rộng mặt cầu - để xác định chiều dài tay đỡ
hệ thống dàn giáo

13.68 m tính từ mặt cầu.

Hình 2.4. Thiết bị A 70 của hãng Aspen Aerials
Ngoài những loại thiết bị kiểu cần hộp, hãng Aspen Aerials còn có thiết bị
kiểu cần kiểu dàn. Ví dụ cho loại cần dàn là thiết bị P – 33 ( Hình 2.5).

Hình 2.5. Thiết bị P- 33 của hãng Aspen Aerials
2.2.2 Thiết bị của hãng Hydra Platforms
Thiết bị kiểm tra thông dụng của hãng Hydra Platforms là loại thiết bị cần
kiểu dàn. những loại thiết bị này được giới thiệu trên hình 1.6. Thiết bị của Hydra
Platforms cho phép hạ dàn công tác đến độ sâu 5.47 m tính từ mặt cầu. Cơ cấu
quay của thiết bị Hydra Platforms có thể thực hiện được góc quay đến 180°. Với
giải pháp này, thiết bị của Hydra Platforms có thể kiểm tra được phía bên kia của
trụ cầu mà không cần phải di chuyển lùi.
Ngoài những loại thiết bị tự hành, Hydra Platforms còn giới thiệu loại thiết bị kéo
theo với kết cấu đơn giản dùng cho việc kiểm tra những loại cầu có chiều rộng
mặt cầu nhỏ ( Hình 2.7).

Hình 2.6. Thiết bị tự hành của hãng Hydra Platforms

Hình 2.7. Thiết bị kiểm tra dạng kéo theo của hãng Hydra Platforms
2.2.3. Thiết bị của hãng Moog.

10
Moog là hãng của Đức nổi tiếng trên thế giới với nhiều loại thiết bị kiểm
tra mặt dưới cầu đa dạng bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác.
Thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng được hãng Moog phân thành 5 loại
bao gồm các thiết bị có tầm vươn từ 4.56 đến 14 m. Thiết bị loại này có tải trọng
đến 1057 KG tại dàn chính và 528 KG ở dàn kéo dài. Một trong những thiết bị có
dàn công tác tải trọng thông dụng là thiết bị MBI 140- 1,4/ S được giới thiệu trên

cấu kiểu hộp (Hình 2.8). Nhờ giải pháp này, thiết bị của Paxton Mitchell vừa gọn
lại vừa thoả mãn được yêu cầu kiểm tra cùng một lúc dọc theo chiều rộng phía
dưới của cầu.

Hình 2.12. Thiết bị Snooper 230 của Paxton Mitchell
Loại Snooper 230 và Snooper260 là loại có ca bin với tầm vươn ca bin 9.7
m và 18.24 m

Hình 2.13. Thiết bị Snooper 260 của hãng Paxton Mitchell
2.3. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO TRONG NƯỚC.
2.3.1 Quan điểm chung được đặt ra khi thiết kế, chế tạo :
Phải đảm bảo tính tiên tiến về trình độ kĩ thuật cũng như những đòi hỏi
nghiêm ngặt về kĩ thuật an toàn của thiết bị khi di chuyển cũng như khi làm việc.
Các nguyên lí về kết cấu, truyền, dẫn động, điều khiển cũng nh kiểu dáng phù
hợp với xu hướng chung của kĩ thuật tiên tiến.
Không quan niệm rằng việc chế tạo trong nước là tự chế tạo toàn bộ thiết
bị, khái niệm tự chế tạo trong nước ở đây được hiểu là:
- Thiết bị được thiết kế, chế tạo tại Việt Nam và mang thương hiệu Việt
Nam.
- Tận dụng tối đa tiềm năng sẵn có trong nước về gia công, chế tạo, vật
tư….để có thể hạ giá thành tối đa
- Có thể nhập ngoại các vật tư, linh kiện, các chi tiết.

12
- Các côm chi tiết hoặc các bộ phận đồng bộ mà trong nước không hoặc
chưa có khả năng chế tạo nhàm tối ưu tính năng của thiết bị cũng nh rút
ngắn được thời gian nghiên cứu để có sớm đưa thiết bị vào ứng dụng trong
thực tế.
- Tiến hành trong bước và thận trọng để kịp thời khắc phục những khiếm
khuyết bộc lộ từ khâu thiết kế cũng nh chế tạo, đặc biệt lưu ý tính đồng bộ

mặt hàng truyền thống cuả nhiều công ty.
- Về việc nghiên cứu, chế tạo, lắp ráp các hệ điều khiển (kể cả bán tự động,
tự động, theo PLC…) đã được nhiều cơ sở sản xuất, các viện nghiên cứu
áp dụng thành công và trong nhiều máy hoặc tỏ hợp máy đã thay thế hoàn
toàn thiết bị nhập ngoại (thí dụ hệ điều khiển, định lượng các trạm trộn,
cân điện tử, hệ điều khiển tự động đóng bao…)
- Về hệ truyền động thuỷ lực đã và đang nghiên cứu và áp dụng thành công
các mạch truyền động trên cơ sở các phần tử cơ bản của hệ được nhập ngoại như
truyền động thuỷ lực trên máy xúc, cho cơ cấu nâng đẩy tháp cần trục tháp, kích
nâng cầu,…với chất lượng rất tin cậy và giá thành hạ.
Trên cơ sở phân tích nêu trên danh mục các chi tiết hoặc các cụm chi tiết chủ
yếu được sản xuất trong nước hoặc được lắp ráp trong nước của xe tự hành kiểm
tra mặt dưới của cầu phục vụ sửa chữa, nâng cấp cầu bê tông như sau:
DANH MỤC , CHỦNG LOẠI NHỮNG CHI TIẾT CHÍNH ĐƯỢC CHẾ
TẠO TRONG NƯỚC.
TT TÊN CHỦNG LOẠI ĐẶC TÍNH GHI CHÓ
1 Trục đứng Kết cấu thép dạng hộp
2 Thiết bị dẫn hướng Kết cấu thép
3 Dàn đứng Kết cấu thép dạng dàn
4 Dàn ngang (dàn thao tác
chính)
Kết cấu thép dạng dàn
và sàn công tác
5 Sàn thao tác phụ Kết cấu thép dạng dàn Ở máy nhập dàn

14
có sàn thao tác có thể
thu hoặc đẩy ra so với
dàn chính
này bằng hợp kim

tác phụ
Cơ khí + thuỷ lực Chê tạo hệ cơ khí
16 Đối trọng Chế tạo
17 Hệ chân tựa Cơ khí Chế tạo
18 Hệ điều khiển Thiết kế + chế tạo
+ lắp đặt từ linh
kiện khai thác và
nhập ngoại
19 Thiết bị an toàn

15
2.4. YÊU CẦU THỰC TẾ:
Mô tả tổng quát về phương án thiết kế được lựa chọn:
Thiết bị chuyên dùng phục vụ công tác kiểm tra, sửa chữa nâng cấp cầu nói
chung và cầu bê tông dự ứng lực nói riêng (goị tắt là thiết bị kiểm tra) có rất
nhiều dạng khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng, đặc điểm của cầu cần kiểm tra,
yêu cầu đặt ra khi kiểm tra, số lượng thiết bị và cán bộ kĩ thuật tham gia trực tiếp
kiểm tra.
Dựa trên các đặc điểm về các cầu đã, đang hoặc sẽ thi công như: kết cấu chung
của cầu, kết cấu dầm và mặt cầu, lựa chọn phương án thiết kếthiết bị dựa theo
nguyên lí làm việc của thiết bị do hãng Moog sản xuất 140/ls
Với dạng kết cấu đã được lựa chọn thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu bê tông bao
gồm các bộ phận chính sau:
2.4.1 Xe cơ sở:
Thực chất là một ô tô chuyên dùng có kích thước gần đủ rộng để đặt thiết
bị, có khả năng chở toàn bộ thiết bị khi di chuyển và đặc biệt có khả năng ổn định
cao khi thiết bị làm việc.
2.4.2 Phần kết cấu thép (Bộ phận công tác )gồm:
- Trụ đứng có khả năng quay 90
°

Hệ điều khiển của thiết bị làm việc theo nguyên tắc điện – thuỷ lực và
được bố trí ở ca bin xe, trên sàn công tác và trên xe. Ngoài ra còn có thiết bị liên
lạc nội bộ giữa người ở ca bin và sàn công tấc.
2.4.5. Thiết bị an toàn và kiểm tra:
Gồm các thiết bị chiếu sáng, còi, các đồng hồ đo (gió, áp lực dẫn thuỷ lực,
các bộ khống chế hành trình, các nút bấm dừng khẩn cấp, các thiết bị khoá liên
động để tránh vận hành không đúng qui định,….các van khoá, van chống rơi…)
Nh vậy, xét về mặt kết cấu có thể xem đây là loại thiết bị không những đòi hỏi về
tính năng kĩ thuật hoàn hảo mà còn đòi hỏi nghiêm ngặt về kĩ thuật an toàn.
2.5. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỤ THỂ

17
Có thể nói xe chuyên dùng tự hành kiểm tra mặt dưới của cầu phục vụ
công tác khảo sát, kiểm tra, sửa chữa và nâng cấp cầu đã được các nước công
nghiệp phát triển nghiên cứu khá đầy đủ và đã trở thành mặt hàng mang tính
truyền thống của nhiều hãng trên thế giới, nên việc nhập một hoặc nhiều thiết bị
xét về mặt yêu cầu không có gì khó khăn. Tuy nhiên việc nhầp ngoại, ngoài yếu
tố cơ bản là có được thiết bị có tính năng yêu cầu trong khoảng thời gian không
lâu thì trong điều kiện nước ta nó bộc lộ nhiều vấn đề hoặc là các đơn vị kinh
doanh không thể đáp ứng hoặc xa hơn không phát huy được nội lực của các
ngành cơ khí - điện – tự động hoá cả trên phương diện nghiên cứu và sản xuất đó
là:
- Yêu cầu vốn đầu tư ban đầu rất lớn trong khi tần xuất sử dụng Ýt còng nh
khả năng thu hồi vốn dài vì giá thành thiết bị rất đắt.
- Bị động trong việc sản xuất và thay thế các bộ phận hư hỏng của thiêt bị vì
thường phụ tùng thay thế là rất đắt và phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất.
- Xét về mặt xã hội thì trên phương diện nào đó việc nhập ngoại là không
khuyến khích việc nghiên cứu, sản xuất các thiết bị công nghiệp hay nói
một cách rộng hơn là không thực hiện tốt chủ trương chung là tự lực tự
cường nhằm vực dậy và phát triển ngành công nghiệp trong nước.

8 Van mọt chiều CV- 04T
01
9 Khoá đồng hồ SB – 02
01
10 Đồng hồ đo áp suất LA- 602-
300K
01
11 Hệ Panen lắp van D- 03- 06
01
12 Van an toàn MRV- 03P
01
13 Van phân phối điện từ AHD-
G03- 3C4- D24
06
14 Van một chiều có điều khiển
(chống rơi) MPCV- 03Ư
06
16,17 Van an toàn bảo vệ mô tơ thuỷ
lực RV- 04T- H
04
18 Mô tơ thuỷ lực OMT- 200 02
19 Xi lanh quay cần chính 01
2.7. YÊU CẦU KĨ THUẬT CỤ THỂ.
Các bộ phận được chế tạo trong nước:
- Về thiết kế: ngoài việc đảm bảo về độ bền, độ cứng khi làm việc cũng như khi
không làm việc phải đảm bảo chỉ tiêu về tính phổ biến của vật liệu (dễ kiếm, dễ

19
mua…), phù hợp với điều kiện gia công ở nước ta (thí dụ không dùng hợp kim
nhôm để làm dàn kéo dài như của nước ngoài).

thay đổi vị trí của ca bin phía dưới bề mặt cầu dọc theo thiết diện cầu được dễ
dàng. Nhưng kết cấu kiểu hộp chỉ phù hợp với loại thiết bị kiểm tra có dạng ca
bin.
Do thiết bị kết cấu kiểu ộp có kích thước gọn nên nó cơ động và phù hợp với việc
di chuyển trên đường bộ. Tuy nhiên, với thiết bị kết cấu kiểu hộp, trọng lượng
toàn thiết bị có trị số lớn. Mặt khác như đã phân tích ở trên, kết cấu kiểu hộp chỉ
phù hợp với những thit bị có ca bin, không thể dùng kết cấu kiểu này cho thiết bị
có dàn công tác. Mặc dù đã có giải pháp kết cấu của một số hãng sản xuất lớn
trên thế giới để cho ra đời thiết bị kết cấu kiểu hộp có dàn công tác, song trường
hợp này, kích thước của thiết bị lại mất tính gọn gàng, cơ động do phải kết cấu
thêm những bên thanh rằng cần thiết để phù hợp với việc liên kết giữa kết cấu
hộp và kết cấu dàn.
Thiết bị kết cấu kiểu dàn
Thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu kết cấu kiểu dàn được thiết kế với các cơ cấu
tương tự nh các loại cần trục tháp thường được khai thác ở nước ta hiện nay. Ưu
điểm nổi bật của kết cấu kiểu dàn là trọng lượng của thiết bị giảm đi đáng kể so
với kết cấu dạng hộp cùng tầm với.
Nhược điểm lớn nhất của thiết bị kết cấu dạng dàn là kích thước tổng thể của
thiết bị lớn lên, trong khi đó kích thước tối đa cho phép của những loại ô tô tham
gia giao thông bị khống chế. Thiết bị kết cấu kiểu dàn đặc biệt phù hợp với thiết
bị kiểm tra dạng có dàn công tác.
Nh vậy, khi đã chọn dạng thiết bị là loại có dàn công tác, theo phân tích
trên đây thì phương án kết cấu của thiết bị phải là kết cấu kiểu dàn.
Hiện nay, một vài hãng sản xuất lớn trên thế giới đã cho ra đời những loại thiết bị
kết cấu kiểu hộp nhưng lại có dàn công tác. Tuy nhiên, việc chế tạo ra những
thiết bị này rất phức tạp và đòi hỏi phải có nền công nghệ cao.

21
2.8.2 Lựa chọn các cơ cấu chính
2.8.2.1. Sơ đồ kết cấu thiết bị

- Đẩy dàn kéo dài đến vị trí làm việc. Thao tác này được cơ cấu thu đẩy dàn
công tác thực hiện.
Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu có cùng với các cơ cấu chính được giới thiệu trên hình
2.15

23

Hình 2.15. Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu cùng với các cơ cấu chính.
2.8.2.3 Cơ cấu quay chính
Các giải pháp truyền động cho cơ cấu quay thường được thực hiện theo 2
phương án sau đây
- Sử dụng hệ vành răng- bánh răng
- Sử dông xy lanh thuỷ lực
Cơ cấu quay sử dụng hệ vành răng- bánh răng có kết cấu phức tạp. Vành răng
thông thường có đường kính lớn, có thể kết cấu ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp
trong với báng răng chủ động. Việc gia công vành răng đường kính lớn đòi hỏi
có thiết bị chuyên dùng và quá trình công nghệ phức tạp. Hiện tại, nước ta chưa
có cơ sở nào có thể chế tạo loại vành răng đường kính lớn đáp ứng nhu cầu của
ngành công nghiệp chế tạo thiết bị nâng và máy xây dựng. Mặt khác, với kết cấu
vành răng- bánh răng, việc làm kín để tránh bụi rất khó thực hiện, do vậy phải
thiết kế vành răng và bánh răng với vật liệu vừa đảm bảo độ bền nhưng phải chịu

24
được mài mòn. Tuy nhiên với kết cấu vành răng- bánh răng, cơ cấu quay có thể
quay được chọn vòng 360
°
một cách dễ dàng.
Cơ cấu quay sử dụng xi lanh thuỷ lực có kết cấu đơn giản hơn nhiều so với
cơ cấu sử dụng hệ vành răng- bánh răng. Sử dụng xi lanh thuỷ lực, cơ cấu quay
có kết cấu gọn nhẹ. Nhưng nhược điểm cơ bản của cơ cấu truyền động bằng xi