CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG TRONG THI CÔNG DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC ****************** ` CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG HIỆN ĐẠI ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG TRONG THI CÔNG DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Đình Thám Học viên thực hiện : Đinh Việt Hòa Lớp: CHXD08 Mã số: 19K08XD HÀ NỘI 05-2010 Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 1 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG TRONG THI CÔNG DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC I, GIỚI THIỆU CHUNG Trong những năm gần đây ngành thi công cầu ở Việt nam đã có những chuyển biến đáng kể trong việc đầu tư vào công nghệ thi công, một trong những công nghệ đó là “Công nghệ thi công dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng” Áp dụng cho thi công kết cấu nhịp bằng BTCT DƯL của các cầu liên tục khẩu độ lớn. Lần đầu tiên công nghệ này được áp dụng tại công trình cầu Phú lương (trên Quốc lộ 5), Chúng ta đã nhập và tiếp nhận chuyển giao hoàn chỉnh, trực tiếp công nghệ đúc hẫng cùng toàn bộ thiết bị xe đúc đi kèm từ hãng VSL (Thụy Sỹ). Công nghệ đúc hẫng này đã được cán bộ, công nhân, các kỹ sư tiếp nhận nghiêm túc và sử dụng thành thạo trên công trình cầu Phú Lương, sau đó lẫn lượt được áp dụng trên các công trình: cầu Tiên Cựu (Hải phòng), cầu Hoà Bình (thị xã Hoà bình), cầu Bợ (Tuyên Quang), cầu An Dương II (Hải Phòng), thành công tốt đẹp, được các cơ quan quản lý nhà nước đánh giá rất cao về chất lượng của công trình. Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 2 II – CÔNG NGHỆ THI CÔNG Trình tự thi công các khối của dầm hộp bằng xe đúc hẫng đối xứng qua tim trụ : + Thi công khối đỉnh trụ (K0): Khối K0 trên đỉnh trụ được thi công trên đà giáo mở rộng trụ. + Thi công các khối của dầm hẫng + Thi công đoạn dầm trên đà giáo + Thi công khối hợp long 2.1. THI CÔNG KHỐI ĐỈNH TRỤ Khối đỉnh trụ (hình 1)là khối lớn nhất trong dầm nằm trên đỉnh của thân trụ. Để giữ ổn định của dầm hẫng trong qúa trình đúc hẫng, người ta dùng các thanh ứng suất 32 neo khối đỉnh trụ xuống thân trụ. Đối với các trụ T2, T3, T5, T6 và T7 người ta còn dùng các khối kê tạm bằng BTCT để kê đỡ khối đỉnh trụ. Sau khi hợp long các nhịp dầm hẫng, các thanh ứng suất này và các khối bê tông kê tạm s ẽ được tháo ra và gối cầu bắt đầu chịu lực. Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 3 Khối đỉnh trụ được đúc trên đà giáo (hình 2). Đà giáo để thi công các khối này cấu tạo từ thép hình và được lắp đặt từ khi thi công trụ. Cấu tạo của đà giáo có thiết kế riêng. Hình 1. Sơ họa khối đỉnh trụ Hình 2. Bố trí chung đà giáo thi công khối đỉnh trụ Công việc đổ bê tông cho khối đỉnh trụ được chia làm 2 đợt (hình 3): + Đợt 1: đổ bê tông cho bản đáy + Đợt 2: đổ bê tông tường ngăn + Đợt 3: đổ bê tông tường ngoài và bản mặt. Hình 3. Phân đợt đổ bê tông cho khối đỉnh trụ Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 4 Khi sử dụng thanh ứng suất, cần chú ý những điểm sau đây: + không được hàn + không được để chạm vào dây mát của máy hàn + không được uốn cong thanh + không va chạm mạnh vào thanh vì có thể làm cho thanh bị nứt hoặc vỡ ren, hoặc làm thay đổi trạng thái ứng suất của thanh + không được dùng thanh ứng suất làm kết cấu chịu nén. Tất cả các thanh ứng suất trước khi đưa vào sử dụng phải được kéo thử trên giá t ại hiện trường tới lực kéo bằng 60% khả năng chịu lực tới hạn. Trong bất kỳ trường hợp nào cũng không được sử dụng thanh ứng suất quá 80% khả năng chịu lực tới hạn. Trình tự lắp đặt thanh ứng suất như sau: Bước 1: Lắp đặt thanh ứng suất dài 4 m và 2 m nằm trong thân trụ. Cần chú ý rằng cao độ đỉnh các thanh ứng suất phải thấp h ơn cao độ đỉnh của thân trụ để sau này chúng không cản trở việc tháo gối tạm. Cần đặc biệt lưu ý hiện tượng “đề xe” của cút nối khi nối đoạn thanh nằm trong khối K0 với đoạn dưới. Đề phòng hiện tượng này, đầu dưới của cút nối phải được cố định bằng các dây buộc 2mm buộc chặt xung quanh thanh, bên ngoài được cuốn băng dính sao cho khi lắp thanh này, cút n ối phải cố định không được xoay. Bước 2: Lắp đặt ống ghen cho đoạn thanh dưới và thanh trên Ống ghen có nhiệm vụ bảo vệ thanh ứng suất trong quá trình đổ bê tông, không cho vữa bê tông tiếp xúc với thanh ứng suất. Để làm được việc đó, ống ghen phải đảm bảo độ kín khít. Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 5 Để cố định vị trí ống ghen theo phương thẳng đứng (độ nghiêng không vượt quá 10/00), cần phải bố trí các lưới thép 12, theo chiều cao cứ 0,5m bố trí một lưới. Các lưới thép này kẹp chặt vào ống ghen và được cố định vị trí vào cốt thép của kết cấu. Phần tiếp xúc của ống ghen với bản đệm (đáy ống ghen) và xung quanh lỗ bơm vữa phải được cuốn băng dính bọc kín. Băng dính dùng loại băng dính rộng bản. Bước 3: Lắp đặt đoạn thanh nằm trong khối đỉnh trụ. Các đoạn thanh nằm trong khối đỉnh trụ sẽ được nối với các đoạn thanh nằm trong thân trụ. Công việc này chỉ tiến hành khi bắt đầu thi công khối đỉnh trụ. Vì thời gian từ lúc thi công xong trụ đến khi bắt đầu thi công khối đỉnh trụ khá dài nên việc kiểm tra lại vị trí c ủa cút nối đã đặt ở đỉnh thanh ứng suất nằm trong thân trụ là hết sức cần thiết. Có ba điểm chính cần kiểm tra: + Cút nối phải được liên kết với thanh ứng suất bằng 1/2 chiều dài của nó. + Kiểm tra mức đổ rỉ của gen. Các rỉ sắt phải được loại bỏ hết, điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp thanh ứng suất trên được dễ dàng. + kiểm tra dây buộc để chống cút nối bị xoay, dây dùng loại dây thép 2mm và được buộc vào thanh ứng suất tại đáy ống nối. Đoạn thanh ứng suất nằm trong khối đỉnh trụ được quấn chặt xung quanh bằng một sợi dây thép buộc 2mm tại vị trí cách đầu thanh một đoạn bằng 1/2 chiều dài cút nối, đầu thanh này sẽ được xoay vào trong cút nố i để nối liền với các thanh nằm trong thân trụ. Phía đỉnh của thanh ứng suất phải có giá đỡ để giữ ổn định. Các giá đỡ có thể được cố định chặt vào ván khuôn thành ngoài của khối đỉnh trụ. Ống ghen được lắp đặt sau khi đã lắp và ổn định vị trí cho thanh ứng suất. Phần tiếp xúc giữa ống ghen và khối kê tạm được quấn kín bằng băng dính. Đỉnh của ống ghen phải được đậy kín để tránh cho bê tông rơi vào trong lúc đổ bê tông. Để giữ cho ống ghen thẳng đứng theo yêu cầu, dùng các lưới thép 12 kẹp chặt vào thành ống, theo chiều cao cứ 0,5m bố trí một lưới. Các lưới này được liên kết vào cốt thép của khối đỉnh trụ. Hình 4. Mối nối thanh ứng suất Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 6 Hình 5. Định vị ống ghen thanh ứng suất (b) Lắp đặt các khối bê tông kê tạm (gối kê tạm) Cùng với thanh ứng suất, các khối bê tông kê tạm làm nhiệm vụ giữ ổn định cho dầm hẫng trong qúa trình đúc hẫng. Chúng sẽ được tháo ra khi tiến trình đúc hẫng đã hoàn thành. Các khối bê tông kê tạm là cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn. Phần tiếp xúc giữa mặt đáy của khối kê tạm với đỉnh trụ là một lớp vữa xi m ăng cát dầy tối thiểu 3cm. Lớp vữa này chính là chỗ để sau này khoan phá tháo các khối bê tông kê tạm. Mặt trên của các khối kê tạm được phủ một lớp vải nhựa cứng dầy 1mm ngăn cách với bê tông của khối đỉnh trụ. Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 7 Khi đúc các khối bê tông kê tạm cần chú ý đến vị trí các lỗ cho thanh ứng suất xuyên qua. Vị trí của các lỗ đó phải trùng với vị trí các lỗ đã được bố trí trong trụ. Trình tự lắp đặt các khối bê tông kê tạm qua các bước như sau: Bước 1: Định vị Căn cứ vào tim dọc và tìm ngang cầu để xác định vị trí. Cao độ của các khối kê tạm cho phép sai số tối đa 5mm. Mỗi khối kê tạ m được đặt trên 4 chiếc nêm gỗ nhỏ để điều chỉnh cao độ và để tạo khe hở cho lớp vữa dày tối thiểu 3cm dưới đáy của chúng. Vị trí và cao độ của các khối kê tạm có ảnh hưởng đến việc lắp đặt ván khuôn của khối đỉnh trụ, do đó cần hết sức chú ý, đặc biệt là kích thước theo chiều ngang cầu. Bước 2: Trộn và nhét vữa vào khe hở giữ a đáy khối kê tạm và đỉnh thân trụ Vữa dùng để nhét vào khe hở là loại vữa khô mác cao, thành phần gồm xi măng, cát và nước. Tuỳ thuộc vào loại xi măng, cát mà thiết kế cấp phối vữa cho phù hợp, trước khi sử dụng vữa phải thí nghiệm đạt các yêu cầu kỹ thuật. Xi măng dùng để trộn vữa phải là loại xi măng mới, cát phải khô và được sàng loại bỏ hết các hạ t to lẫn trong cát và được cân trước chính xác trọng lượng tương ứng với trọng lượng của một bao xi măng. Vữa được trộn theo trình tự sau: đầu tiên trộn xi măng và cát với nhau thật đều, sau đó dùng ống nghiệm đo nước và đổ dần vào hỗn hợp cát-xi măng và tiếp tục trộn. Quan sát bằng mắt nếu thấy vữa có màu sắc đồng đều là được. Có thể kiểm tra vữa bằng cách dùng tay nắm một ít vữa trong lòng bàn tay sau đó mở tay ra nếu nắm vữa không bị vỡ là được. Cạnh miệng của khe hở để nhét vữa nên đặt một tấm tôn làm máng. Dùng các xô nhỏ vận chuyển vữa đổ vào máng, sau đó dùng các thanh tre tiết diện 4x1,5cm dài khoảng 1m đẩy vữa vào trong khe theo trình tự từ vị trí xa nhất (mép phía bên kia của khối kê tạm) đến vị trí gần nhất. Trong lúc đẩy vữa cần chú ý không được chọc vào trong ống gen làm vỡ ống, tránh hiện tượng vữa rơi vào trong ống. Khi lượng vữa đã đủ lấp đầy khe hở, dùng búa và nêm gỗ đóng chèn chặt xung quanh khối kê tạm. Công tác bảo dưỡng sau khi hoàn thành công việc chèn vữa là cần thiết. Dùng các bao tải ẩm phủ phía ngoài khe hở trong thời gian 7 ngày. Khi các bao tải đó khô lại đem nhúng vào nước sạch, vắt kiệt nước rồi mới phủ vào mặt vữa. Hình 6. Phương pháp nhồi vữa cho g ối kê tạm Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 8 (c) Phương pháp lắp đặt gối chính Gối chính là một bộ phận quan trọng của cầu làm nhiệm vụ truyền tải trọng từ kết cấu nhịp xuống mố trụ. Trong công nghệ đúc hẫng, gối chính chỉ chịu lực sau khi đã tháo xong gối kê tạm. Gối chính dùng cho cầu Cẩm Lệ là loại gối Glacier. Cấu tạo của gối gồm có hai bộ phận chính thớt trên, thớ t dưới. Ngoài ra còn các chân neo (socket) làm nhiệm vụ neo các thớt gối vào đỉnh trụ và đáy dầm. Có hai loại gối: + Gối cố định: Hầu như không có bất kỳ sự dịch chuyển tương đối nào giữa hai thớt gối . + Gối di động:Thớt trên của gối có thể chuyển động (trượt) theo một hoặc cả hai hướng Trình tự lắp đặt gối qua các bước như sau: Bước 1: Vệ sinh, đục nhám bề mặt trụ và các lỗ chân neo trong trụ Trong bước này, bề mặt trụ và các lỗ chân neo của thớt dưới trong trụ phải được tạo nhám, dùng bàn chải cọ rửa để boại bỏ hết bùn đất, các chất bẩn trên bề mặt và trong các lỗ chân neo. Công việc tạo nhám phải làm trên diện tích 100% bề mặt, sau đó phải làm sạch bề mặt . Bước 2: Lắp đặt gối Về nguyên tắ c gối chính không tham gia chịu lực trong suốt quá trình thi công đúc hẫng và chỉ bắt đầu làm việc sau khi phá bỏ gối kê tạm. Việc lắp đặt gối phải tuân theo bản vẽ thiết kế theo trình tự sau: Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 9 + Xác định tim dọc và tim ngang của trụ + Lắp đặt thớt dưới của gối: Căn cứ vào bản vẽ do kỹ sư thiết kế bố trí mà xác định hướng của thớt gối. Xác định tim dọc và tim ngang của thớt gối. Đặt thớt dưới của gối ngồi trên 4 chiếc nêm thép để điều chỉnh cao độ sao cho tim ngang thớt gối trùng với tim ngang trụ và tim dọc của nó song song và cách tim dọc cầu một khoảng theo đúng bản vẽ thiết kế. Dùng máy thuỷ bình kiểm tra cao độ. + Lắp đặt thớt trên của gối: Thớt trên và thớt dưới liên kết với nhau bằng 4 bu-lông ở 4 góc. Trước khi đặt thớt trên, cần xác định chính xác hướng chuyển vị của thớt gối. Trên mặt của thớt trên có ghi các giá trị chuyển vị của thớt gối theo một hoặc hai hướng (hướng dọ c và hướng ngang cầu). Vấn đề này có liên quan đến chuyển vị của gối khi căng kéo toàn bộ cáp đáy cũng như khi cầu đưa vào khai thác. + Xiết chặt 4 con bu-lông liên kết hai thớt gối và kiểm tra cao độ cuối cùng. + Tháo hai con bu-lông gần tim dọc cầu. Hình 7. Cấu tạo gối cầu [...]... xe đúc 2.2.11 Thi công các khối tiếp theo của dầm hẫng Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 29 Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Việc thi công các khối tiép theo của dầm hẫng lặp lại các bước đã được trình bày trong phần 2.2 các mục từ 2.2.2 đến 2.2.10 tương ứng với kích thước hình học của dầm theo thi t kế 2.3 THI CÔNG ĐOẠN DẦM ĐÚC TRÊN ĐÀ GIÁO Theo công nghệ thi công, đoạn dầm này được đúc. .. gian cung cấp bê tông của máy trộn bê tông hiện có Công tác đầm bê tông cần chú ý ở những nơi có bố trí cốt thép dày đặc Hình 8 Bố trí ván khuôn cho khối đỉnh trụ Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 11 Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Bảo dưỡng bê tông: Công tác bảo dưỡng bê tông được bắt đầu từ lúc nước dư trên bề mặt bê tông đã bay hơi hết (thông thường về mùa hè sau khi đổ bê tông 3 đến 4... thanh ứng suất giữ ổn định trong qúa trình đúc hẫng, được căng theo từng cấp và đối xứng đến lực yêu cầu 2.2 THI CÔNG CÁC KHỐI CỦA DẦM HẪNG Trừ khối đỉnh trụ được đúc trên đà giáo, các khối còn lại của dầm hẫng được đúc hẫng đối xứng trên xe đúc theo các bước sau đây: 2.2.1 Lắp ráp xe đúc Trước khi lắp ráp xe đúc, toàn bộ việc gia công ván khuôn của xe đã được hoàn thi n Chỉ được lắp ráp xe đúc lên... chảy vào trong ống (h) Phương pháp căng cáp dự ứng lực, căng thanh ứng suất Chỉ tiến hành căng dự ứng lực khi bê tông đạt cường độ đạt yêu cầu của đồ án thi t kế Trước khi căng cáp dự ứng lực cho khối đỉnh trụ, các ván khuôn thành ngoài, thành trong và ván khuôn nóc phải tách rời khỏi bề mặt bê tông Riêng ván khuôn đáy chỉ được tháo ra sau khi đã căng xong cáp (chi tiết về phương pháp luồn và căng cáp... cùng Cần bố trí các hộc chống cắt tại mối nối thi công giữa bê tông của hai đợt 2 và 3 Công tác nghiệm thu kích thước hình học của ván khuôn cho đợt đổ bê tông thứ 2 sẽ được tiến hành trước khi đổ bê tông Vì chiều cao của bê tông rơi không lớn hơn 1,5m nên bê tông được đổ vào vị trí bằng các ống vòi voi và phễu (f) Phương pháp lắp đặt khuôn lõi và đổ bê tông đợt 3 Ván khuôn lõi được chia thành mảnh... Trang 32 Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại (c) Lắp đặt cốt thép, đổ bê tông khối hợp long Việc lắp đặt cốt thép và đổ bê tông tiến hành tương tự như đối với các khối đúc khác (d) Căng kéo cáp DƯL đợt I Khi bê tông đạt cường độ = 75% cường độ thi t kế tiến hành căng kéo 50% số bó cáp tại bản đáy (kéo đồng thời hai phía thượng và hạ lưu đối xúng qua tim cầu), trình tự căng kéo sẽ do kỹ sư tư vấn thi t... TVTK quyết định + Trong quá trình thi công, dầm hẫng trên trụ kế tiếp cần thường xuyên theo dõi ảnh hưởng của co ngót, từ biến của bê tông theo thời gian đến độ vồng của dầm hẫng khi đã thi công xong để kịp thời điều chỉnh cho dầm bên này + Trình tự căng đáy cáp trước, trong và sau khi đổ bê tông theo quy định của thi t kế Việc đo độ dãn dài của các bó cáp giống như đã trình bày trong mục 2.2.8, phần... + Các thanh thép liên kết giữa đỉnh trụ và khối đỉnh trụ được cắt theo chỉ định của kỹ sư thi t kế 2.5 ĐO ĐẠC Công tác khảo sát, đo đạc trong khi thi công là một công việc hết sức quan trọng nên phải làm thường xuyên và đòi hỏi độ chính xác cao (a) Đặt mốc cao độ Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 34 Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Khi thi công các cặp khối của dầm hẫng, bê tông được đổ... với hệ số an toàn tối thi u là 1,5 2.3.2 Phân đợt đổ bê tông Đoạn dầm đúc trên đà giáo được đổ bê tông làm 2 đợt + Đợt 1: Đổ bê tông bản đáy và 2 bên thành hộp đến hết chiều cao hốc neo của các bó cáp đáy + Đợt 2: Đổ phần còn lại Hình 17 Phân đợt đổ bê tông khối đúc trên đà giáo 2.3.3 Đặt gối Phương pháp lắp đặt gối tương tự như việc lắp đặt gối chính đã được trình bày chi tiết trong mục c của phần... đợt đổ bê tông Giá trị độ võng của đà giáo được xác định thông qua tính toán hoặc thử tải thực tế Đối với bê tông đợt 1 không nhất thi t phải chỉnh cao độ ván khuôn thành ngoài Việc này nên làm sau khi đổ bê tông đợt 1 lúc đó đà giáo đã có biến dạng tương ứng với tải trọng bê tông đổ cho đợt này Cốt thép được đặt với những yêu cầu giống như việc đặt cốt thép cho các khối của dầm hẫng Các thanh ứng suất . XÂY DỰNG KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC ****************** ` CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG HIỆN ĐẠI ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG TRONG THI CÔNG DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC. 05-2010 Chuyên đề Công nghệ thi công hiện đại Học viên: Đinh Việt Hòa – 19CHXD08 Trang 1 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG TRONG THI CÔNG DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC I, GIỚI THI U. tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng Áp dụng cho thi công kết cấu nhịp bằng BTCT DƯL của các cầu liên tục khẩu độ lớn. Lần đầu tiên công nghệ này được áp dụng tại công