một số kết cấu cầu đặc biệt ở hàn quốc (phần 2)

MỘT VÀI DẠNG KẾT CẤU CẦU ĐẶC BIỆT Ở HÀN QUỐC K.s Lê Thị Thu Hạnh Tiếp nối số báo trước, trong số này tôi xin tiếp tục giới thiệu hai dạng cầu mới sau: ► Edge girder concrete bridge : Cầu bê tông hai dầm biên ► Corrugated Steel Web P.S.C Bridge : Cầu bê tông ứng suất trước sườn thép lượn sóng 3. Cầu Bê tông hai dầm biên – Edge girder concete bridge Cũng như cầu Double-T, cầu bê tông hai dầm biên cũng là một dạng cầu cải tiến từ cầu dầm I cơ bản được phát triển nhằm tăng cường tính mỹ thuật, khả năng bảo dưỡng, tăng cường khả năng chịu lực. Đồng thời khi cầu liên tục nhiều nhịp, thi công bằng dàn giáo di động MSS sẽ được sử dụng với tính kinh tế cao. Mô tả đặc điểm Phối cảnh Mặt cắt điển hình Cầu Double-T Chuyển đổi thành cầu 2 dầm biên Dạng cầu 2 dầm biên hoàn thiện Giới thiệu cơ bản Dạng cầu hai dầm biên là sự phát triển và điều chỉnh từ dạng kết cấu cầu Double –T. Hình dạng dầm có sự biến đổi kết hợp với sự mở rộng nhịp của bản mặt cầu tạo ra dạng cầu hai dầm biên. Với sườn biên cong sẽ làm tăng khả năng chống xoắn của mặt cắt đồng thời đảm bảo về điều kiện mỹ thuật. Với khe hở ở vị trí bản cánh đáy dầm tạo điều kiện cho việc bảo dưỡng dễ dàng hơn. Sự lắp đặt cáp dự ứng lực trong cầu 2 dầm biên được đặt cả theo phương dọc và ngang cầu. Vị trí và lực căng trong cáp còn phụ thuộc vào các giai đoạn xây dựng, các mất mát ứng suất, tất cả điều này sẽ được xem xét kỹ trong quá trình thiết kế. Đặc biệt các cầu này khi áp dụng thi công theo phương pháp đúc trên đà giáo di động (MSS) thì các giả thuyết về từ biến, co ngót, sự phụ thuộc vào thời gian của bê tông cần được xem xét kỹ lưỡng và là yếu tố quan trọng khi thiết kế các giai đoạn xây dựng. Đặc tính chủ yếu - Các đặc tính chủ yếu sẽ được đề cập theo hình vẽ dưới đây 작업자 미탑승시 MOVING 높이 : 1300 작업자 탑승시 Phương án bố trí thoát nước hợp lý Thiết kế và kiểm toán thung lũng gió Phương pháp thi công bằng MSS Hệ thống duy tu bảo dưỡng di động - Đối với cầu hai dầm biên liên tục nhiều nhịp cần nghiên cứu việc bố trí cáp dự ứng lực theo cả phương dọc và phương ngang cầu. Bố trí cốt thép trong cầu hai dầm biên Khi thiết kế dạng cầu này trong giai đoạn thi công cần xem xét các yếu tố như co ngót từ biến của bê tông và đặc biệt là sơ đồ kết cấu trong các giai đoạn. Khi tính duyệt ứng suất trong thi công đảm bảo ứng suất nén của bê tông không vượt quá 98.9kg/cm2, ứng suất kéo trong bê tông là 17kg/cm2, nếu có xét đến có ngót và từ biến thì giá trị ứng suất nén không vượt quá 98.4kg/cm2. Khi thiết kế trong giai đoạn sử dụng cần xem xét đến tất cả các tải trọng có thể xảy ra như tĩnh tải, hoạt tải, co ngót từ biến, chuyển vị lún, nhiệt độ, gió và động đất đồng thời cũng cần xét đến trường hợp sử dụng hoạt tải đặc biệt là TANK, TRAILER. Vị trí Giai đoạn thi công Giai đoạn sử dụng Thớ trên Thớ dưới Thi công Đối với các cầu liên tục nhiều nhịp và đi qua vùng có mực nước khống chế cao thì phương án thi công trên đà giáo di động kiểu chạy trên là phương án hợp lý và kinh tế nhất. Lắp đặt ván khuôn và đổ bê tông Tự xoay và chuyển ván khuôn Tháo dỡ ván khuôn và di chuyển Chi tiết thi công trên đà giáo di động MSS kiểu chạy trên. STEP 1 :Lắp dựng trụ tạm và ván khuôn STEP 2 :Lắp đặt cốt thép và đổ bê tông ⇨ ⇧ ⇩ STEP 4 :Lắp dựng lại ván khuôn và đổ bêtông STEP 3 :Dỡ ván khuôn và di chuyển ⇦ Ứng dụng Cầu Seosang 1: Cầu được xây dựng trong dự án mở rộng đường đoạn Sinme-Owon trên tỉnh Kangwon do vào năm 2003. Cầu được thiết kế bởi công ty Dongbu engineering và công ty DM engineering. Chiều dài nhịp 11@50+12@50+11@50=1770m, chiều rộng cầu là 12m. Phối cảnh cầu Seosang 1: 4. Cầu bê tông ứng suất trước sườn thép lượn sóng - Corrugated Steel Web P.S.C Bridge Cầu dầm hộp bê tông ứng suất trước có sườn thép lượn sóng có đặc điểm chính là khối lượng nhẹ hơn các dầm hộp bê tông cùng kích thước thông thường và thể hiện sự liên hợp giữa bê tông và thép thông qua liên kết giữa sườn thép và bản bê tông. Ứng suất có hiệu khi làm việc của dạng cầu này sẽ tăng lên, ảnh hưởng của co ngót-từ biến cũng như nhiệt độ đến kết cấu này cũng ít hơn. Sức kháng cắt sẽ được tăng cường mà không cần thiết phải bố trí bản sườn thép quá dầy hoặc cần sự tăng cường nào từ bên ngoài. Chế tạo dễ dàng và sức kháng mỏi được tăng cường cũng là một ưu điểm của cầu dầm hộp thép lượn sóng. Việc đặt tao cáp dễ dàng cả bên trong lẫn bên ngoài nên công tác kiểm tra và thay thế thuận lợi hơn. Mô tả đặc điểm Phối cảnh Bê tôn g bản trên Tườn g p hân cách Cá p n g oài Cá p tron g Bê tôn g bản đá y Sườn thé p lư ợ n són g Mặt cắt điển hình Đặc điểm chun g Hiện nay dạng cầu này được xây dựng rộng rãi tại Pháp và Nhật bản với các loại cầu giản đơn, liên tục hoặc cầu khung. Vì trọng lượng dầm nhẹ hơn so với cầu dầm hộp thông thường nên thuận lơi hơn trong thi công, phương pháp thi công phân đoạn cũng được áp dụng. + Tiêu chuẩn thiết kế : Việc thiết kế dạng cầu này đã tham khảo ở rất nhiều nước khác nhau và sẽ được kiểm tra, đánh giá, xác nhận lại trên cơ sở các phần mềm tính toán hiện đại. + Nhịp áp dụng: Nhịp áp dụng cho cầu dạng này là 60m + Vật liệu sử dụng: Đối với các quy định về đường hàn và liên kết được sử dụng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu; vật liệu sử dụng là thép tối thiểu là SM400. + Chiều dày tối thiểu: Trong tiêu chuẩn cầu Hàn quốc quy định chiều dày tối thiểu của thép lượn sóng là 8mm; Còn theo quy trình của Nhật bản thì chiều dày tối thiểu là 9mm. + Sự làm việc của thép lượn sóng: Kết quả làm việc của kết cấu phụ thuộc vào chiều rộng và bước của thép lượn sóng. Khi chiều rộng và bước hợp lý sẽ tránh được tình trạng mất ổn định cục bộ, tăng khả năng chịu cắt. Do vậy khi xác định chiều rộng và bước sóng cần phải nghiên cứu kỹ. Hình vẽ thể hiện định hình thép lượn sóng ở một số cầu. Đặc điểm liên - Liên kết giữa thép và bê tông: Các liên kết giữa thép lượn sóng và bê tông là một bộ phận hết sức quan trọng của kết cấu. Dựa vào tính dính bám ta có thể chia làm các loại sau: kết + Neo mềm dính bám: Sườn thép lượn sóng được liên kết vào bản thép nằm trong bê tông. Loại liên kết này dùng cho cầu ShinKai và cầu Nachenoki. Các neo sử dụng là các neo mềm dính bám có các tấm hàn nằm trong bê tông. Phương pháp thiết kế dạng neo mềm đã được công bố rộng rãi. + Liên kết kiểu gia cường: Liên kết này được sử dụng lần đầu tiên cho cầu Hongdani, các thép tròn trơn được luồn qua các lỗ của sườn thép lượn sóng và kết hợp với hai thanh thép gia cường chạy dọc theo đỉnh của sườn thép. Tất cả các bộ phận này được chôn trong bê tông để đảm bảo chất lượng liên kết. + Liên kết thanh thép góc: Liên kết này gồm bản thép cánh liên kết với sườn thép lượn sóng đồng thời bản thép liên kết với thanh thép góc chữ L thông qua đường hàn. Trên thanh thép góc sẽ được đục lỗ và xuyên các thanh thép tròn trơn qua. Toàn bộ phần liên kết này cũng được chon toàn bộ trong bê tông. + Liên kết tổ hợp: Biện pháp này sử dụng các neo mềm và kết hợp gia cường tấm thép bản có đục lỗ chạy dọc cầu. Các liên kết này thường được sử dụng cho các vị trí đầu dầm, nơi có lực cắt lớn. LK Neo mềm LK Kiểu gia cường LK Kiểu thép góc Liên kết kiểu tổ hợp - Liên kết giữa các mô đun thép lượn sóng. Các sườn thép được chế tạo có giới hạn vì điều kiện vận chuyển do đó cần thiết phải liên kết giữa các khối sườn thép với nhau. Ta có thể dùng loại liên kết bằng đường hàn hay bu lông. + Liên kết đường hàn: Hầu hết các cầu dùng dạng liên kết này bởi nó sẽ đảm bảo khả năng chịu lực, chống thấm và thẩm mỹ cao, dễ dàng sơn phủ. + Liên kết bu lông CĐC: Chất lượng có thể đảm bảo tuy nhiên tính thẩm mỹ kém hơn so với đường hàn. Đồng thời sự truyền tải ứng suất cũng kém hơn đường hàn. Có thể sử dụng đường hàn trên bề mặt tấm hoặc uốn thành tai liên kết. 필렛용 접 파형강판 Torque볼트 Liên kết Hàn Liên kết bu lông cường độ cao Thi công Thi công dạng cầu dầm hộp sườn thép lượn sóng thì phương pháp lao dọc sẽ được lựa chọn, các phân đoạn được đúc tại chỗ. Chi tiết quá trình thi công được trình bày dưới đây; Lắp đặt thép dự ứng lực Thi công bản sườn thép lượn sóng Sơn và lắp thiết bị kiểm tra sườn thép Lắp dựng mũi lao Lao dọc dầm hôp sườn thép lượn sóng Ứng dụng Cầu Ilseon grand: Cầu nằm trên đoạn Seongsan-toke thuộc quốc lộ 4 được xây dựng vào năm 2001. Chủ đầu tư là văn phòng điều hành xây dựng khu vực busan; được thiết kế bởi công ty Huyndai engineering. Chiều dài nhịp 50+10@60+50+2@50.5=801m, chiều rộng cầu là 21.2m. Bố trí chung cầu như hình vẽ dưới đây. Mặt bằng cầu A1 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 A2 S=+0.30 % S=+0.30 % Trắc dọc cầu 낙 동 강 (Vì các dạng cầu là khá nhiều nên tôi xin phép giới thiệu các dạng cầu thông qua kênh thông tin khác; Các phần tiếp theo của bài viết này sẽ được đăng tải trên trang web: www.cauduongonline.com.vn ) . MỘT VÀI DẠNG KẾT CẤU CẦU ĐẶC BIỆT Ở HÀN QUỐC K.s Lê Thị Thu Hạnh Tiếp nối số báo trước, trong số này tôi xin tiếp tục giới thiệu hai dạng cầu mới sau: ► Edge girder concrete bridge : Cầu. hình thép lượn sóng ở một số cầu. Đặc điểm liên - Liên kết giữa thép và bê tông: Các liên kết giữa thép lượn sóng và bê tông là một bộ phận hết sức quan trọng của kết cấu. Dựa vào tính dính. liên kết bằng đường hàn hay bu lông. + Liên kết đường hàn: Hầu hết các cầu dùng dạng liên kết này bởi nó sẽ đảm bảo khả năng chịu lực, chống thấm và thẩm mỹ cao, dễ dàng sơn phủ. + Liên kết