Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu Bê tông cốt thép

Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu Bê tông cốt thép Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu Bê tông cốt thép Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu Bê tông cốt thép Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu Bê tông cốt thép Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu Bê tông cốt thép Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu Bê tông cốt thép

PGS.TS NGUYỄN VIẾT TRUNG Công nghệ đại Trong xây dựng Cầu bê tông cốt thép NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG This document was created using To remove this message, purchase the product at www.SolidDocuments.com LỜI GIỚI THIỆU Hiên nay, cơng trường xây dựng nước ta có nhiều cơng trình mang tầm cỡ giới Việc đưa công nghệ vào xây dựng cầu đường điều tất yếu Do để biết làm quen dần với công nghệ vô quan trọng Cuốn sách "Công nghệ đại xây dựng cầu bêtông cốt thép" biên soạn nhằm giới thiệu số công nghệ đại xây dựng cầu thuộc hệ thống phức tạp cầu dầm hẫng, dầm liên tục, cầu vòm ống thép nhồi bê tông, cầu khung, cầu dây, công nghệ đúc đẩy, đúc hẫng cân bằng, đúc đà giáo di động, lắp ghép đà giáo di động, công nghệ nối liên tục hố nhịp dầm giản đơn, cơng nghệ chế tạo dầm Super-T Sách dự kiến làm tài liệu tham khảo cho kỹ sư, sinh viên học viên Cao học chuyên ngành xây dựng cầu đường Nhà xuất Xây dựng tác giả xin chân thành cảm ơn tiếp thu ý kiến góp ý nội dung sách This document was created using SOLID CONVERTER PDF \ To remove this message, purchase the / product at www.SolidDocuments.com Chương mở đầu TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ HIỆN ĐẠI THI CÔNG CẦU BÊTÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC NHỊP LIÊN TỤC SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM Trải qua gần kỷ, kể từ kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL) phát minh, giới chứng kiến nhiều thành tựu tuyệt vời lĩnh vực xây dựng cơng trình, đặc biệt cơng trình cầu kết cấu BTCT DƯL Từ kết cấu kiểu dầm giản đơn thi công phương pháp công nghệ truyền thống căng trước bệ cố định căng sau lao lắp vào vị trí, ngày với nhiều công nghệ tiên tiến đúc đẩy, đúc hẫng (lắp hẫng), đúc đà giáo di động, lắp đà giáo di động xây dựng nhịp cầu lớn, vượt xa giới hạn độ nhịp dầm giản đơn truyền thống, đem lại hiệu lớn mặt kinh tế, kỹ thuật vẻ đẹp kiến trúc cơng trình Ở nước ta vào đầu năm 90, công nghệ thi công cầu tiên tiến phương pháp đúc đẩy, đúc hẫng áp dụng rộng rãi kết hợp với nhà thầu lớn nước tạo điều kiện cho Tổng công ty xây dựng giao thông nước nhập công nghệ tiếp thu, làm chủ cơng nghệ Tiếp theo năm sau đó, hàng loạt cơng trình cầu BTCT DƯL độ lớn, thi công công nghệ đại đời TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCT DƯL NHỊP LIÊN TỤC Do kết hợp khả chịu nén bêtông với khả chịu kéo cao cốt thép đặc biệt cốt thép cường độ cao với ưu điểm dễ dàng tạo mặt cắt kết cấu chịu lực hợp lý giá thành hạ, kết cấu BTCT DƯL áp dụng chủ yếu cơng trình cầu giới Để đạt mục tiêu khả vượt nhịp lớn, kết cấu BTCT DƯL nhịp liên tục áp dụng rộng rãi có nhiều nghiên cứu có tính phá thiết kế kết cấu gắn với công nghệ thi cơng, hai mặt khơng thể tách rời Có thể thấy kết nhịp BTCT DƯL với trình phát triển từ dạng dầm đặc, rỗng đến dạng mặt cắt chữ I, chữ T, mặt hình hộp hoàn thiện mặt kết cấu Do thời gian qua, nghiên cứu chuyển sang chủ mặt vật liệu đặc biệt công nghệ thi cơng đột cấu cắt yếu Có thể tóm tắt phân tích đặc điểm chung công nghệ thi công kết cấu nhịp BTCT DƯL đại sau: Hình Cơng nghệ thi công đúc đay: Dầm đúc phân đoạn sau mố đẩy vượt qua trụ 2.1 Công nghệ đổ bêtông chỗ theo phương pháp đúc đẩy - CN1 Đúc đẩy thuộc phương pháp đổ bêtông chỗ, hệ thống ván khuôn bệ đúc thường lắp đặt, xây dựng cố định vị trí sau mố Chu trình đúc tiến hành theo phân đoạn, phân đoạn hoàn thành kéo đẩy phía trước nhờ hệ thống như: kích thủy lực, mũi dẫn, trụ đẩy dẫn hướng đến vị trí bắt đầu tiến hành đúc phân đoạn đúc hết chiều dài kết cấu nhịp Mặc dù cơng nghệ có ưu điểm: thiết bị di chuyển cấu kiện đơn giản, tạo tĩnh khơng cho cơng trình giao thông thủy cầu không chịu ảnh hưởng lớn lũ cơng trình phụ trợ lại phát sinh nhiều như: bệ đúc, mũi dẫn trụ tạm Chiều cao dầm số lượng bó cáp DƯL nhiều so với dầm thi công công nghệ khác, mặt khác chiều cao dầm không thay đổi để tạo đáy dầm phẳng nhằm đẩy trượt trượt đồng thời chiều dài kết cấu nhịp bị hạn chế lực hệ thống kéo đẩy Cầu thi cơng cơng nghệ có kết cấu nhịp liên tục với độ nhịp lớn hợp lý khoảng từ 35 - 60m Với công nghệ khả tái sử dụng hệ thống ván khuôn, bệ đúc kết cấu phụ trợ cao Trong thời gian qua áp dụng công nghệ số cơng trình cầu với độ nhịp lớn 40 ^ 42m như: cầu Mẹt - QL.1A - Tỉnh Lạng Sơn, cầu Hiền Lương - QL 1A - Tỉnh Quảng Trị, cầu Quán Hầu - Tỉnh Quảng Bình 2.2 Cơng nghệ thi cơng theo phương pháp đúc lắp hẫng cân - CN2 Đúc hẫng thực chất thuộc phương pháp đổ bêtông chỗ theo phân đoạn đợt ván khuôn di động treo đầu xe đúc Công nghệ thường áp dụng cho kết cấu có mặt cắt hình hộp với độ nhịp lớn từ 60 - 200m Đặc điểm công nghệ việc đúc đốt dầm theo nguyên tắc cân bằng, sau nối nhịp chốt giữa, dầm treo liên tục hóa Trong q trình thi cơng trụ đặt hai xe đúc, xe di chuyển đúc nhịp bên theo phương dọc cầu Tùy theo lực xe đúc mà phân đoạn đúc dài từ 3,5 - 7m lớn Từng đốt lặp lại công nghệ từ đốt thứ điều chỉnh ván khuôn theo tiết diện, độ vồng thiết kế Hình Cơng nghệ thi công đúc hẫng cân bằng: Hai xe đúc tiến dần đúc đoạn dầm cân đối xứng qua trụ Cũng tương tự vậy, công nghệ lắp hẫng cân có khác biệt phân đoạn dầm đúc sẵn lao lắp cân yêu cầu cao kỹ thuật thực mối nối với chất lượng độ xác hai mặt giáp nhau, trùng khớp lỗ luồn cáp DƯL chất lượng thi công lớp đệm liên kết (keo epoxy, vữa polymer ) Cũng cơng trình thi cơng theo phương pháp lắp ghép, cơng nghệ lắp hẫng cân có tiến độ thi công nhanh Công nghệ thi công theo phương pháp đúc lắp hẫng cân phù hợp với cầu có độ nhịp lớn tĩnh khơng cầu cao, với công nghệ chiều cao dầm số lượng bó cáp địi hỏi cao hơn, nhiều so với dầm thi công công nghệ khác tiến độ thi công nhanh, công trường gọn gàng thiết bị phục vụ thi cơng khơng địi hỏi đặc biệt Ở nước ta thời gian qua, công nghệ thi công đúc hẫng cân áp dụng phổ biến với độ nhịp lớn 120m: cầu Lai Vu - QL.5 - Tỉnh Hải Dương, cầu Gianh - QL 1A - Tỉnh Quảng Bình, cầu Bến Lức - QL.1A - Tỉnh Long An 2.3 Công nghệ đổ bêtông chỗ treo đà giáo di động - CN3 Hình 3: Cơng nghệ thi cơng đổ bê tông chỗ đà giáo di động: Hệ đà giáo di động treo giữ ván khuôn đúc bê tông chỗ cho nhịp Công nghệ thuộc phương pháp đổ bêtông chỗ Sau thi cơng xong nhịp, tồn hệ thống ván khn đà giáo lao đẩy tới nhịp bắt đầu công đoạn thi công nhịp trước, theo chiều dọc cầu hồn thành kết cấu nhịp Với cơng nghệ q trình thi cơng ta tạo tĩnh khơng cầu cho giao thông thủy bộ, mặt khác không chịu ảnh hưởng điều kiện địa hình, thủy văn địa chất khu vực xây dựng cầu Kết cấu nhịp cầu thực theo sơ đồ chịu lực dầm đơn giản liên tục nhiều nhịp với chiều cao dầm có thay đổi khơng thay đổi Chiều dài nhịp thực thuận lợi hợp lý phạm vi từ 35 - 60m Số lượng nhịp cầu nguyên tắc không hạn chế cần lực đẩy dọc nhỏ để đẩy đà giáo ván khuôn không lũy tiến qua nhịp Tuy nhiên cơng trình phụ trợ cơng nghệ cịn cồng kềnh: dàn đẩy, trụ tạm, mũi dẫn hệ đà giáo ván khuôn cồng kềnh để đảm bảo độ cứng lớn thi công đúc bê tông dầm 2.4 Công nghệ thi công lắp ghép phân đoạn dầm đà giáo di động - CN4 Công nghệ tương tự CN3 có số thay đổi khác biệt khắc phục hạn chế CN3 Nội dung giải pháp công nghệ phân đoạn dầm đúc sẵn, lao lắp tồn nhịp vào vị trí cách treo giữ phân đoạn đà giáo di động sau căng cáp DƯL liên tục hóa phân đoạn dầm với Chu trình lặp lặp lại cho nhịp hoàn thành Giải pháp cơng nghệ có ưu điểm CN3, thêm vào đẩy nhanh tiến độ việc đúc phân đoạn dầm hồn tồn độc lập với q trình lao lắp kết cấu nhịp Hệ đà giáo di động có tác dụng lao giữ đốt dầm vị trí nên gọn nhẹ hơn, không lớn hệ đà giáo CN3 phải phục vụ cho q trình đúc tồn bê tơng kết cấu nhịp Hình 4: Cơng nghệ lắp ghép phân đoạn dầm đà giáo di động Các phân đoạn dầm đúc sẵn lao lắp hệ đà giáo di động Qua phân tích giải pháp cơng nghệ thi cơng cầu BTCT DƯL nhịp liên tục chủ yếu trên, tóm tắt đặc điểm chủ yếu bảng đây: Bảng 1: Tóm tắt đặc điểm chủ yếu giải pháp công nghệ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ S T T Khẩu độ phù hợp 35 -60m 60 - 200m 35 -60m 35 -60m Sơ đồ kết cấu nhịp Liên tục Liên tục Giản đơn liên tục Giản đơn liên tục Tiến độ thi công Phụ thuộc CN bêtông Phụ thuộc CN bêtông Phụ thuộc CN bêtông Thiết bị, đà giáo Hệ kích đẩy phức tạp Xe đúc dầm đơn giản Đà giáo nặng nề Không phụ thuộc CN bêtông Đà giáo lao lắp gọn nhẹ Tổng chiều dài cầu Giới hạn YẾU TÓ KỸ THUẬT CN1 CN2 CN4 Không giới hạn Không giới hạn CN3 Không giới hạn Chất lượng bêtơng Có điều kiện đảm bảo chất lượng Khó đảm bảo chất lượng bêtơng Khó đảm bảo chất lượng bêtông Đảm bảo chất lượng bêtông Ghi chú: CN1: Công nghệ đổ bêtông chỗ theo phương pháp đúc đẩy CN2: Công nghệ thi công theo phương pháp đúc lắp hẫng cân CN3: Công nghệ đổ bêtông chỗ treo đà giáo di động CN4: Công nghệ thi công lắp ghép phân đoạn dầm đà giáo di động Tổng chiều dài cầu không giới hạn: xét mặt lý thuyết Trong số công nghệ trên, công nghệ CN1 CN2 áp dụng phổ biến nước ta, riêng công nghệ CN3 CN4 bước đầu nghiên cứu áp dụng Việt Nam CÁC CÂU HỎI ƠN TẬP CUỐI CHƯƠNG 1/- Trình bầy so sánh tổng quan công nghệ xây dựng cầu BTCT 1 Chương CÔNG NGHỆ DẦM SUPER-T 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Trong dạng kết cấu nhịp cầu, loại hình kết cấu nhịp giản đơn ln coi ứng dụng có hiệu nhất, phổ biến Từ loại hình dầm BTCT ƯST lắp ghép tham khảo kiểu Liên Xô trước đến loại cầu dầm BTCT ƯST bán lắp ghép mặt cắt chữ I Tư vấn Nhật Bản thiết kế cho dự án cải tạo cầu QL5, QL1 gần chúng ứng dụng loại hình kết cấu dầm Super - T Úc cho phần nhịp dẫn cầu Mỹ Thuận, cầu Tân Đệ Sự phát triển dầm Super -T kế thừa ưu điểm dầm BTCT ƯST đúc sẵn Trong dự án xây dựng cầu Mỹ Thuận Việt Nam, giúp đỡ kỹ thuật chuyên gia, kỹ sư Úc với chuyển giao công nghệ mới, cầu Mỹ Thuận xây dựng xong khai thác hiệu Các nhịp cầu Mỹ Thuận thiết kế theo kiểu cầu dây văng, kết cấu nhịp nhịp phần cầu dẫn áp dụng loại hình kết cấu - nhịp giản đơn BTCT ƯST, mặt cắt ngang dầm chủ kiểu chữ □ V □ hay gọi dầm Super - T 1.2 THIẾT KẾ DẦM SUPER - T 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo dầm Super - T Dầm Super - T nghiên cứu bang Victoria úc Sự phát triển dầm Super - T kế thừa ưu điểm dầm BTCT DƯL đúc sẵn Dầm Super - T đời dựa nguyên lý kết cấu “bản T”, dầm máng hở tiêu chuẩn tính khác kết cầu dầm T, I BTCT DƯL Dầm có khả vượt nhịp lớn loại dầm khác có chiều cao Hiện dầm Super - T vượt nhịp dài đến 40 - 45 m Dầm Super - T dễ dàng sản xuất vận chuyển Dầm chế tạo nhà máy, công xưởng nên đạt chất lượng cao Khi sử dụng kết cấu dầm Super - T hệ ván khn 11 mặt cầu lúc thi công chỗ đơn giản nhiều Chiều rộng cánh dầm thay đổi tùy thuộc vào độ nhịp kích thước mặt cắt ngang cầu Với thay đổi chiều dài dầm dầm Super - T sử dụng loại ván This document was created using SOLID CONVERTER PDF \ To remove this message, purchase the / product at www.SolidDocuments.com ... nghệ đại xây dựng cầu b? ?tông cốt thép" biên soạn nhằm giới thiệu số công nghệ đại xây dựng cầu thuộc hệ thống phức tạp cầu dầm hẫng, dầm liên tục, cầu vịm ống thép nhồi bê tơng, cầu khung, cầu. .. Chương mở đầu TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ HIỆN ĐẠI THI CÔNG CẦU BÊTÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC NHỊP LIÊN TỤC SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ XÂY DỰNG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC TRÊN THẾ GIỚI... Tổng công ty xây dựng giao thông nước nhập công nghệ tiếp thu, làm chủ công nghệ Tiếp theo năm sau đó, hàng loạt cơng trình cầu BTCT DƯL độ lớn, thi công công nghệ đại đời TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ