Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng Công trình thủy: Giải pháp thi công cầu máng trên kênh chính bắc Hồ chứa nước Krông Pách Thượng, Tỉnh Đắk lắk bằng phương pháp ván khuôn đúc hẫng kết hợp với bê tông dự ứng lực cường độ cao

LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên học viên: Phạm Đức Lâm

Lớp cao học: 23C11-CS2

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Tên đề tài luận văn thạc sĩ: “Giải pháp thi công cầu máng trên kênh chính Bắc hồ chứa nước Krông Pách Thượng, tỉnh Đắk Lắk bằng phương pháp ván khuôn

đúc hãng kết hợp với bê tông dự ứng lực cường độ cao”

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện chích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận văn

Phạm Đức Lâm

LOI CAM ON

Qua quá trình nỗ lực phan dau học tập và nghiên cứu của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo Trường Đại học Thủy lợi và các bạn bè đồng nghiệp, Luận văn thạc sĩ “Giải pháp thi công cầu máng trên kênh chính Bắc hồ chứa nước Krông Pách Thượng, tỉnh Đắk Lắk bằng phương pháp ván khuôn đúc hãng kết hợp với bê tông dự ứng lực cường độ cao” đã được tác giả hoàn thành.

Dé có được thành quả nay, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu

nhà trường, sự tận tình giảng dạy truyền đạt của các Giáo sư, Tiến sĩ, Giảng viên trường Đại học Thủy Lợi, các đồng nghiệp Đặc biệt là GS.TS Vũ Thanh Te đã luôn sâu

sát, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Mặc dù đã hết sức cô gắng nhưng do hạn chế về kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của ban thân tác giả còn ít nên luận văn không thé tránh khỏi những thiếu sót, rat mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đôi chân thành giúp tác giả hoàn thiện hon dé tài.

Xin trân trọng cảm on!

TP Hà Nội,ngày tháng 5 năm 2019

Học viên

Phạm Đức Lâm

li

1 Tính cấp thiết của đề tai: oe.ccecccccccccccssesssesssssssessecssscssessssssscssscsseesecssecsseesucesecssecsueeseeases 1 2 Muc ti€u nghidn CUU: eee Ầ Ô 2

5 Kết lo; ï 8v 3 CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CÂU MANG VA CÔNG NGHỆ THI CÔNG BE 9)/€0500900)/.90077 4

INnni9i.a 0 nh 4

1.1.1.3 Kết cấu gối đỡ - ¿5+ SsSt E2 127121121127111211211211 1111121111111 6 1.1.2 Phân loại cầu máng - 2-©2£+2£++E+EE£SEE2EEEEEEEE21121127171121121111 1121.211 7

1.2 Công tác thiết kế thi công và những tồn tại trong tổ chức thi công cầu máng hiện

TAY 11

1.2.2 Tôn tai, hạn chế trong biện pháp thi công cầu mang truyền thống hiện nay 12 1.3 Công nghệ đúc hãng bê tông dự ứng lực trong thi công cầu máng kết hợp giao

005017 — - 13

1.3.1 Sơ lược về tình hình phát triển công nghệ xây dựng cầu bê tông cốt thép dự ứng

lực trên Thế giới và ở Việt Nam -:-:¿5<+E+EESEE2E12E12712112112117171211 211111 ce 13

1.3.2 Tổng quan về công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp liên tục 14 1.3.2.1 Công nghệ đồ bê tông tại chỗ theo phương pháp đúc đây - CN1 14 1.3.2.2 Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hang cân bằng - CN2 15

1.3.2.3 Công nghệ đồ bê tông tại chỗ treo trên đà giáo di động - CN3 17 1.3.2.4 Công nghệ thi công lắp ghép các phân đoạn dầm dưới đà giáo di động - CN4 18 1.3.3 Khả năng áp dụng công nghệ đúc hãng dầm bê tông cốt thép dự ứng lực với các công trình thủy lợi Tây NguyÊN - - +2 1.1111 12 11111111 11H 1H ng ng ngư 21 Kết luận chương 1 o cescececcecscessessessescesessessessesscssesscsucsucsvssessessesussussscsssessessessssecsseseeseees 21 CHƯƠNG 2: CƠ SO KHOA HỌC VE CONG NGHỆ THI CÔNG CAU MANG BANG PHƯƠNG PHAP DUC HANG 2¿5552c222xvttExvrtrrtrrsrrrrrrrrrrrre 23

2.1.1 Giới thiệu chung xxx v9 9 9H HH HH Thi Hàng 23

2.2 Nghiên cứu các thiết bị tạm phục vụ đúc hãng - 2-52 22csc£xczxzzerxee 28

2.2.1.1 Ván khuôn di động kiểu cỗ điễn 2-2-5 S£EE£EE+EEEEEEEEEEeEErrErrrerrxee 28

2.2.2 Da 19 tr 0i 000 6 Ã 31

2.3 Nghiên cứu qui trình thi công đúc hãng 2- 2 2 225++x+zxezxezxzrvzxvzrezes 31

2.3.1 Sơ đồ qui trình thi cÔng 2¿- 2 sSE+E2EE2EE£EEE2EE2EEEEEEEE2EE21171 7121 1ecrkee 31

2.3.2.5 Thi công đồ bê tông ¿- +: 22+ 2+SE+EE+EE2EE2EEEEEE21121127171121221171 7121 1.rxeE 41

2.3.2.6 Căng kéo cáp dự Ứng lỰC - - + S- 32.11211121 2 1111111119 1111 HH ng ngư 42

2.3.4 Thi công đoạn hop ÏOng - c1 1321183211 8391 133111 111181111 11 1 1g ng nếp 52"m9 a 55

2.4 Nghiên cứu qui trình tính tOán - 5 c1 3313211131211 rrkrree 56

2.5 Ung dụng công nghệ vào trong công trình thủy lợi 2-2-2 s2 szzszs+ 58

2.5.1 XAy dung CaU an 58 2.5.1.1 Sơ đồ cầu MANY veces cecessessessessessssscsessessesssssessesucssssessessessessssuesseseeseeseeseseesees 58

2.5.1.3 Qui trình thi CÔNg G1 HT gọn HH HH HH nh 58

2.5.2 Xây dung một số cấu kiện khác . -:- s+t+Et+kSEESEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEkrEkrkererrrer 59

Két ludn Chung 2 ccscccssessesssssessessessssssessussusssecsecsussusssecsecsussussseesessussusssessessesseseseeseess 59 CHƯƠNG 3: DE XUẤT QUY TRINH THI CÔNG CÂU MANG TREN KÊNH CHÍNH BAC HO CHUA NƯỚC KRONG PACH THUONG, TINH DAK LAK BẰNG CONG NGHỆ DUC HANG ieceecssscsscsssessessessssssessessessssssessessucsssssessesssesseeseeseess 60 3.1 Giới thiệu chung về Dự án hồ chứa nước Kréng Pach Thượng, tinh Dak Lak 60 3.1.1 Quy mô xây dựng: - cà HH TH HH HH ng rưy 61 3.1.1.1 Công trình đầu miii: ¿+ ©E©E9EE+EE+EE2EEEEEEEEEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrkrree 61 3.1.1.2 Hệ thống kênh hợp phần hồ chứa nước Krông Pach Thượng: 62

3.1.2 Các chỉ tiêu thiết kẾ ¿- ¿5c +2+‡2EE2EE2221211271127112112112711211211 11 1e 66

3.2 Tính toán thi công kết cấu hip c ceececcesessessessessessessessessessessesssessessesseesesseeseeseess 69

3.3.1.1 Cap dur ting to £CPƯẠIddđadđadiia 72

3.3.1.2 Thép thanh ứng suất tru scecceecesscessessessessessessessecssessessesssssessessessessesseeseeseess 73

3.3.1.9 Nước trộn bê tÔng - - - c2 1131119111911 119111 910118 11 91H HH ng rry 773.3.1.10 Chất phụ gia -¿- 2-5256 EE EEEEEE1E11211211211211 1111111111111 11 1111 11x Eerre 71

3.3.2 Kiểm tra chất lượng và bảo quản - - +52 s+EE+E2EEEEEEEEEEEEEEEEErrrrrrrreeg 78 SEN Jun 4 78 3.3.2.2 Thép ii 1 a."'.'"- 79

°: 5Ð ee 445ầ - 80

3.4 Chọn loại Xe đÚC - 20001 11223011101 9903011 1H01 HT KH và 81 3.4.1 Cac bO phan cla Xe GUC ea 81

3.5.1 Trimh tur thi CONG 5 83

3.5.2 Thi cOmg DUG Loe ' Ă ÔỎ 87

3.5.3 Thi công DUGC 2.0 ee cccecccesscseeesseeeeseeseneeeseecsseeeeaeeeaecesaeceseeseseeesaeeseaeeeeeeeaeeesgs 98

3.5.3.2 Chỉnh xe đÚC - LH HH HT gọn nọ HH HH Hà HT Thi ng 101 3.5.3.3 Đồ bê tONg vecceccecccccssssssssesessessessessessessessssussucsucsessecsessessesusssesecseesessessesseseesecaeees 102 3.5.3.4 Tiến hành đúc đoạn gần bờ dai 11m trên hệ đà giáo có định - 103

3.5.3.7 Lap dựng ván khuôn bản đáy và ván khuôn ngoài -2- ¿5+2 104 3.5.3.8 Lắp cốt thép thường và ống chứa cáp (ống tạo lỗ) -z+cz+cs+csze: 104

3.5.3.13 Bảo dưỡng bê tông thành dam - 2-22 525222 2£E+2EEtzEEerxeerxrrrxee 106 3.5.3.14 Đặt ván khuôn và cốt thép cánh đầm 2-2-2 2+ s+£E+£Ez+E+rxerxeez 106

3.5.3.17 Thao do van 0i 0 107

3.5.3.18 Đúc mẫu thí nghiệm3.5.4 Thi công bước 3

3.5.4.1 Thi công khối hợp long

3.54.2 Thi công đốt KO trên các định trụ T2,T3,T4

3.5.5 Thi công bước 4

3.5.6 Thi công bước 5

3.6 Công nghệ kéo căng các loại cốt thép dự ứng lực 3.6.1 Công tác chuẳn bị

3.6.2 Trình ty căng cáp

3.62.1 Lip đầu neo: Vĩ tí của đầu neo 3.6.2.2 Dat nêm (Chốt neo)

3.7 Một số sự cổ thường gặp trong thi công dim DUL vi cách khắc phục 3.7.1 Một số sự cổ thường gặp trong thi công dim DUL

3.7.2 Các cách khắc phục sự cổ nêu rên như sau: 3.7.3 Một số lưu ý khi tháo cúc bó cấp

DANH MỤC HÌNH ANH

Hình 1.1 Sơ đồ mặt cắt dọc cầu máng 4

Hinh 1.2 Cửa vào, cửa ra của cầu máng 5

Hình 1.3 Mặt cit ngang thân máng 5Hình 1.4 Kếtcẫu thân máng hình thang và chữ U có ging ngang 6Hình 1.9 Cầu máng Magdeburg (Đức) kết nỗi kênh đảo Elbe-Havel đến Mittelland cắt

ngang qua sông Elbe ở Đức; kết hợp kênh dẫn nước và giao thông cho tàu bẻ di lại 8

Hình 1.10 Mặt cắt ngang máng chữ nhật 9

inh 1.11 Mặt cắt ngang máng chữ U không thanh giẳng và có thanh ging 10

Hình 1.12 Thi công cầu giao thông bằng phương pháp đúc đầy 15

Hin 1.13 Thi công cầu giao thông theo công nghệ đúc hằng cân bằng, l6Hình 1.14 Thi công tuyển Mê tr Sải gin theo phương pháp lắp hing "

Hình 1.15 ‘Thi côiyến đường vành dai 2 Hà Nội theo phương pháp da giáo di động 18

đúc sẵn được lo lắp dưới hệ đã giáo di động 19

Hinh 2.1 Đúc hằng đối xứng từ trụ ra 2 phía 23

Hình 2.2 Bi giáo thép di động 4Hinh 2.3 Đà giáo chống di động 4

Hình 2.4 Thiết bj đúc di động, 4

Hình 2.5 Sơ đồ thi công bằng được áp dụng rộng rã hiện nay, %

Hình 2.6 Các dạng mặt cắt ngang điễn hình của cầu bề tông cốt thép đúc hing, m

Hình 2.7 Bộ vấn khuôn di động liễu cổ điễn 2”

Hình 2.8 Ván khuôn di động kiểu tự treo 31

Hình 2.9 Sơ đồ qui tình th công bằng 2

Hình 2.10 kết dim với tr bằng các than thép cường độ cao

Hình 2.11 Các thanh ứng suất cường độ cao.Hình 2.12 Đà giáo thi công mỡ rộng khối đính trụHình 2.13 Bố tri ván khuôn cho khối đỉnh trụ

Hình 2.14 Bố trí da giáo thi công khối đỉnh trụ.

2.15 Khốiim trên định trụ và sau khi tháo bỏ.Hình 216 Cấu tạo gối cầu

Hình 217 Lip đt các &

Hình 2.18 Cắt cáp trước khi lắp neo

Hình 2.19 Vấu neo cấp nhịp

Hình 2.20 Đo độ giãn dai cáp

inh 2.21 Thi công các đốt đối xứng qua im trụ

1g gen.

h 2.22 Đã giáo vin khuôn khối hợp long

Hình 2.23 Thanh ứng suất ôn định dim theo phương nằm ngang Hình 2.24 Ván khuôn khối hợp long

h 3.1 Sơ đồ cắt dge cầu máng.

Hình 2 Mặt cắt ngang

Hình 33 Sơ đồ tính toán ôn dịnh kh thì công

Hình 3⁄4 Sơ đồ bổ trí thanh 032 rên mật bằng định trụ

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1 1 Tom tt các đặc điềm chủ yếu của các giải pháp công nghệ

và tần suất thiết kế

Bảng 3.1 Cấp công

Bing 3.2 Các thông số cơ bản của hồ chưa

Bảng 3.3 Chỉ iêu thiết kế cho kênh dipBảng 3.4 Bàng tinh toán ôn định kh thi công

7I

lỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đ tài

“Trong hơn một thé kỹ qua, công nghệ xây dựng trên thé giới có những bước phát triển

mạnh mẽ, đặc biệt à công nghệ thi công bê tông cốt thép, kết cầu khung dim dự ứng Ie; nhiễu công tình xây đựng, giao thông, thủy lợi, thủy diện đã được xây dựng trên vùng đất những địa hình, địa chất phực tạp với tiễn độ hoàn thành đáng kinh ngạc; đặc biệt công nghệ thi công dầm bê tông cốt thép dự ứng lực được ứng dụng một cách rộng rải, đem lại lợi ích to lớn cho phát triển kinh tế, xã hội Không nằm ngoài xu thé ph triển, trong hơn 30 năm qua Việt Nam đã nhanh chống hội nhập, tếp thu và nắm

'vững công nghệ dim bê1g dự ứng lực trong xây dựng các công trình giao thông nhưcầu giao thông, nhà cao ting, tạo sự kết nỗi mạnh mẽ giữa các vùng kinh trong điểm

với các vùng khó khăn về giao thông, tạo động lực phát triển.

“Thủy lợi là một trong số những công trình phúc lợi,<6 vai rd quan trọng rong việt

bảo vệ nguồn ti nguyên nước và mỗi trường, phòng trinh và giảm nhẹ thiên tỉ Trong sản xuất nông nghiệp, thay lợi có đóng góp rit lớn trong việc én định và phát triển nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt là đối với những vùng miỄn rit khỏ khăn về

nguồn nước tưới như Tây Nguyên Những năm qua, nhiều công trình thủy lợi lớn trên

địa bin Tây Nguyên đã được Nhà nước quan tâm đầu tư và phát huy hiệu quả như hỗ A làn Hạ, Ea Sip, Krông Búk Ha, Đắk Yên, la Miá góp phần mang lại cuộc sống ‘én định, đời sông ấm no cho các đồng bảo dân tộc nơi đây cũng như én định an ninh,

chính trị vũng biên giới.

Tuy nhiên, hiện nay công nghệ xây dụng các công trình thủy lợi còn nhiễu những hạn

chế thiểu sự đột phá trong thiết kế, thay đổi vật u xây dựng, công nghệ xây dựng lạhậu: thời gian thi công thường bi kéo diy diện tích mắt đt canh ie để phục vụ xây

cđựng lớn din đến khó khăn trong công tác đền bù giải phông mat bing,

“Thực tế, Tây Nguyên là vũng dit có diễu kiện tự nhiên khá phúc tạp, địa hình dốc, nhiễu sông sud, thung lũng sâu: đất e6 tính trương nở, tan rĩ mạnh, địa ting Không đồng đều Khi thiết ké xây đụng hệ thống dẫn nước trổi từ hồ chứa đến vùng tdi

ngoài xây dựng hệ thông kênh dẫn nước, tư vấn thiết kế còn phải nghiên cứu các công

trình trên kênh (như cầu máng, xi phông ) để vận chuyển nước qua sông, suối và thung ling sâu Theo công nghệ cũ, các công tình cầu máng dẫn nước thường thiết kế 6 nhịp ngắn (dai từ 15m đến 20m) nh

dang và biện pháp thi công phủ hợp, đặc biệt kh thi công qua các khe sâu, bi

trụ đỡ nên phải xử lý nền móng trụ, dẫn pháp

thi công các trụ và thân cầu máng là hết sức khó Khan do địa hình và bổ te vật tư, thiết

bị, nhân lực phủ hợp Vì vậy, việc nghiên cứu phát triển công nghệ xây dựng tronglĩnh vực thủy lợi là một đôi hỏi cấp thiết

‘Qua thực té trên, cần nghiên cứu xây dựng các công trình Cầu máng có nhịp lớn, ít trụ

để đem lại hiệu quả về tiến độ, chất lượng, an toàn công trình Xuất phát từ những lý

do nêu trên, đề tài: “Giải pháp thi mg cầu máng trên kênh chính Bắc hỗ chứa nước Krâng Pách Thượng, tình Đắk Lắk bằng phương pháp vin khuôn đúc hing

ết hợp với bê tông dy ứng lực cường độ cao” là một vẫn đề hết sức phù hợp và cắp

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu công nghệ thi công dầm bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp đúc hằng, Dựa vào các kết luận rút ra từ các nghiền cứu trên để lập ra qui trình tính toán, công nghệ xây dung các cầu máng bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương

pháp đúc hing để xây dựng công tinh cầu máng trên kênh chính Bắc hồ chứa nước

Krông Pach Thượng, tinh Dik Lik 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ thi công đầm bê tông cốt thép dự ứng lục bằng

phương pháp đúc hing.

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp thi công Cầu máng trên kênh chính Bắc

hồ chứa nước Không Pich Thượng, nh Dik Lắk ni ring và các inh Tây Nguyên nổi chung bằng công nghệ bê tông dự ứng lực kết hợp với van khuôn đúc hằng

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

- Cách tiếp cận: Thông qua việc nghiên cứa các công trình đã xây dựng, các tả liệu

của một số cơ quan nghiên cứu, khảo sắt, thiết kể, thi công va quản lý xây dựng cầu bằng công nghệ đúc hing ở trong nước và trên thể giới

~ Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp nghiên cứu thực tiễ tra thu thập tải liệu về một số công trình thí

công bằng công nghệ đúc hing ở nước ta và trên thể giới

+ Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tông hợp, phân tích các kết quả nghiên cứu của.

các nhà khoa họ thông qua các ải liệ liền quan đến vấn 48 nghiên cứu đã được công bổ Áp dụng để tính toán xây dựng qui trình thi công cẩu máng trong công trình thủy.

5 Kết quả đạt được

~ Xây dựng được quy trình công nghệ thi công cầu mắng bằng công nghệ vin khuôn

đúc hing kết hợp với bể tông dự ứng lực cưởng độ cao

Xác lập điều kiện kỹ thuật qun lý chất lượng th công

CHƯƠNG 1; TONG QUAN VE CÂU MANG VA CÔNG NGHỆ THỊ

CONG BE TONG HIEN NAY

1.1 Phân loi các công trình cầu máng

LLL Khái niệm cầu ming và các bộ phận cầu mắng

Cầu máng là kết cấu thường gặp trong công trình thủy lợi Trong những trường hợp.

kênh dẫn phải vượt qua thung ling, sông suỗi có thể đăng cầu máng để dim bảo việc

dẫn nước trong kênh

Clu máng có các bộ phận chính: cửa vào, cửa ra, thân máng và g6i đỡ (xem hình 1.1),

Hình 1.1 Sơ dé mặt cắt dọc có máng

Mé bên; 3.Than máng; 4.Gắi đã; 5 Khe co giảm; 6 Cửa ra; 7.Kénh1.1.1.1 Của vào, cửa ra

Cửa vào và cửa ra của cầu máng là đoạn nối tiếp thân máng với kênh dẫn nước

thượng, hạ lưu, có tác dụng làm cho dong chảy vào máng thuận, giảm bớt tổn thất do

thu hẹp gây ra và dong nude ra không Lim xói lớ bờ và đáy kênh.

Tường cánh của cửa vio và cửa ra thường làm theo hai kiểu: kiểu lượn cong và kiểu

mỡ rộng hoặc thu hẹp dẫn Cửa lượn cong nước chảy vào, chảy ra thuận, nhưng khi thi

công khó khăn hơn Góc mở rộng của tường cánh có ảnh hưởng đến dòng chảy vào và ra khỏi máng Thưởng lấy tỷ số giữa chiều rộng và chiều dài là 1/4 đến 1/3 Sơ bộ chiều dai đoạn cửa vào, cửa ra lấy bằng 4 lẫn cột nước trong kênh Sản phỏng thắm thường lim bằng đất sét, ở trên có lát đá để phòng xói cũng có khí ở dưới nén cửa vio,

cửa ra làm chân khay hoặc đóng vin cử.

AT PL

Hình 1.2 Cửa vào, cửa ra của cầu máng,

A: Chiều sâu nước trong kênh; LI: Chiều dài đoạn cửa vào; L2: Chiều dai đoạn cửa.

1.1.1.2 Kết cầu thân mảng.

“Thân máng làm nhiệm vụ chuyển nước, mặt cất ngang dang chữ nhật, bản nguyệt,

parabol hoặc chữ U , có cau tạo kín hoặc hở Vật liệu được dùng để xây dựng mang

số th là gỗ, gach đã xây, bể tông cốt thép hoặc xi măng lướ thép Tiết điện máng phải đủ chuyển nước, độ nhám nhỏ tránh tổn that đầu nước, vật liệu thân máng phải bền vi

“Cầu máng vỏ trụ mỏng có khả năng chịu lực theo phương dọc lớn hơn theo phương ngang rit nhiễu, để tăng độ cúng theo phương ngang, tăng độ én định tổng thé và cục bộ của thân máng, cần bổ trí các thanh ging ngang, các sườn gia cường dọc (cồn gọi là tai mắng), tại hai đầu mỗi nhịp mắng nên bổ trí sườn ngang (hình 1-4) Với cầu ming có mặt et ngang nhỏ, để đ ding cho việc thi công có thể không bổ tr các thanh giằng ngang, song néu cần có thé tăng thêm chiều dày thành máng.

Hình 1.4 Kết edu thân máng hình thang và chữ U có ging ngang

'Khi có nhu cầu đi lại trên mặt máng, có thé bé trí đường cho người đi, trường hợp này sắc cấu kiện cầu mảng cần được kiểm tra thêm với tải rong 250daN/m2, Với cầu máng lớn qua sông suối có thể kết hợp làm cầu giao thông trên đỉnh.

11.13 Kế cấu gỗi đỡ

Gói đỡ thân máng gồm có gối đỡ ở bên (mổ bên) và gối đỡ ở giữa (ru giữa hay trụ

đỡ) Mỗ bên thường ding kiểu trọng lực (hình 1.5), còn trụ giữa khi chiều cao trụ không lớn cũng hay đăng kiểu trong lực, khi chiều cao của trụ lớn thường ding kiểu

khung hoặc kiểu hỗn hợp,

Hình 1.5 Kết cấu g6i đỡ

1 Mébiên kiéw rong lực; 2 Của vào; 3 Thân mắng: 4 Phin đắt dip: 5 Thit bị

thsi nước; 6 Mặt đắt tự nhiên; 2 Trụ giền

Trụ giữa kiểu trọng lục có thé bằng gạch xây, bằng đá xây hoặc bê tông, thường dũng

6 các trụ cô chiều cao đưới 10m, trọng lượng bản thân của trụ kiểu trọng lực thường

rit lớn, do đó đòi hoi nén phải có sức chịu ti cao (hình La) Trụ đỡ ki

ai loại: khung đơn và khung kép, khung đơn thường ding cho các try cao dưới 15m

(hình 1.6b), còn trụ kép thưởng dùng khi các trụ có chiều cao từ 15 đến 20m (hình

khung có

1Lốc) Móng của mồ và tụ có thể đặt trực tip lên n tự nhiên, khi nền yêu có thé đặt

trên nén cọc.

2) Đ) 2

Hình 1.6 Các kiểu trụ đỡ

«a Tru Miễu trong lực; b Tru kiéu khung đơn; e Trụ kiéu khung kếp 1.1.2 Phân loại cầu mang

1.1.2.1 Phân loại theo mục dich sử dung

~ Cầu máng thủy lợi: những công trình đơn thuần phục vụ điều tiết thủy lợi

Hình L7 Cầu máng dẫn nước vỏ mông trên kênh chính Tây h chứa nước Ea Sip

Thượng, inh Dik Lik

~ Cầu máng thủy lợi kết hop giao thông: Ngoài nhiệm vụ điều ốc dẫn nước thủy lợi:

cầu máng có thé kết hợp làm cầu giao thông phục vụ quản lý vận hành và đi lại của

người dân trong vùng.

Hình 1.8 Cau máng BTCT Phước Hòa: Cầu máng kết hợp dẫn nước thủy lợi và đường.

quản lý vận hành

- Cầu máng phục vụ giao thông thủy:

Hình 1.9 Cầu ming Magdeburg (Dúc): kết nối kênh dio Elbe-Havel đến Mitelland cá

1.1.2.2 Phân loại theo mat cắt ngang cầu ming * Thân mắng cỏ mặt cắt hinh chữ nhật

3) Ming chữ nhật không có thanh ging ngang

“Thành bên của loại cầu máng này dưới tác dụng của áp lực nước sẽ chịu lực như mộtbản công xôn Khi thành ming cao thi mémen tốn ở đây vách máng sẽ lớn, do đó

lượng thép dùng trong thin mảng sẽ lớn, Nhưng loại máng này có kết cầu đơn giản, để

thi công, nên vẫn được dùng trong các cầu máng loại nhỏ by Mang chữ nhật có thanh giảng ngang

Đối với cầu máng loại vừa và lớn cần bé tri thêm các thanh giẳng ngang trên định

máng để tăng khả năng chịu lực theo phương ngang của máng, khoảng cách giữa các

thanh giing nga tir 1-3m, Sự có mặt của các thanh giẳng ngang cải thiện được điều

kiện chịu lực của thành bên và đáy máng theo phương ngang, do đó có thể giảm bớt

"Hình 1.10 Mặt cắt ngang mang chữ phật «a, Không thanh ging: b Có thanh giằng:

©) Kích thước mặt cắt ngang của cầu máng chữ nhật

Chọn sơ bộ như sau

- Chiều cao thành máng: h=H-+4H (m) ay

trong đó: H là chiều cao cột nước tinh toán, AH = 0,1~0,2m là độ vượt cao an toàn đểtránh nước to ra khi có sóng gió, được chọn phụ thuộc vào cắp công trình,

~ Chiề u rộng đáy máng thường chọn dé bảo dim điều kiện thủy lực:

B=(15~17)H (2)

~ Mặt cắt thanh giằng cô chiều cao hg = (10~20)em, b rộng bg = (§~13)em, khoảng

cách giữa các thanh ging Lg = 1~3m.

= Mặt cất sườn ngang trong thân máng có chiều cao hs = 15-30em, bÈ rộng bg= 12-20em, sườn ngang tại gỗi chọn kích thước lớn hơn

* Thân ming có mat cất ngang hình chữ U

Hình dang mắng chữ U thường dùng hiện nay có đáy là nửa trụ tròn, có thêm hai thành

bên thẳng đứng (hình 1.11) Cũng tương tự như máng chữ nhật, để tăng độ cứng thân.

máng thường được gia cường bằng các sườn doc (tai máng) theo phương ngang và

bằng các các thanh giẳng ngang theo phương doc Do đó máng chữ U cũng được phân thành hai loại: loại không có thanh giằng ngang (hình 1.11a) và loại có thanh giằng

ngàng (hình 1.11).

Chon sơ bộ kích thước mặt cắt ngang thân máng hình chữ U theo các số liệu sau đây:

= Chiều cao đoạn thẳng đứng của thảnh máng f=(0,1~0,3)Do q3)

~ Kích thước tai máng thường chọn như sau:

a=(3.5~5,8)0, q4)

b=(0,4-0,5)a, as)c=(0.2-0/4)a q46)

~ Kich thước mặt cắt của thanh giằng có chiều cao hg= 10~20cm, bé rộng bg=8~15em,

khoảng cách giữa các thanh giảng Lị

+ Mặt cắt của ce srim ngang (đa) có chiều ca be~(4-5), b rộng bạ>§-Som,

a Ũ

Hình 1.11 Mặt cắt ngang máng chữ U không thanh giẳng và có thanh giẳng,

‘Sudn ngang tại vị trí gối tựa có kích thước lớn hơn sườn ngang ở trong nhịp, đường

viền ngoài thường có dạng đường gấp khúc tạo thành kết cầu gồi tựa cho thân máng.

"Để thỏa mãn điều kiện chống nứt theo phương ngang, đoạn đáy máng thường làm dày

hơn, kích thước phn này có th ty như sau:

2.54.5), dOM(0.5-0,6)Ro, S0-(0.3-0.4)Ro an

Ngoài ra còn phải thỏa mãn điều kiện chiều dày đáy máng tối thiểu dé bổ trí cáp khi thiết kể cầu mắng ứng suất trước.

1.2 Công tác thết kế th công và những tồn tại trong tổ chức thi công cầu ming

hiện nay.

“Công nghệ thiết kế và thi công bê tông cốt thép trong lĩnh vực xây dựng đã được

"nghiên cứu áp dung thực tẾ từ hàng thé kỷ trước; cùng vớ đó, công nghệ thi công Cầu máng dẫn nước bê tông cốt thép cũng ra đồi và được áp dung ring rãi dén ngày nay ‘Theo thời gian, cùng với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, biện pháp thi công các sông trình cầu ming đã được chuyên nghiệp hỏa vé công tie vấn khuôn (sử dụng vấn

khuôn thép hoặc vấn khuôn nhựa để giảm mắt nước bê tông) và cơ giới hóa (sử dụng

các trạm trộntông tươi, ô tô chuyên dung, xevà các thiết bị chuyên dùng khác)để giảm sức người, tăng hiệu suất lao động, đẫy nhanh tiến độ công trình

1.2.1 Biện pháp thi công cầu máng truyén thống

“Trong lĩnh vực thủy lợi, biện pháp thi công cầu máng hiện nay được áp dụng rộng rãi

gầm các bước sau:

* Công tác chuẩn bị: Gồm xây dựng nhà chỉ huy; bãi tập kết vật liệu thi công, bãi tập

kết máy móc thiết bi, bai đúc cọc và kho ting vật tư.* Công tác thí công:

~ Xây đụng đường thi công từ ác bãi ip kế vật liệu, bãi tập kết xe may, bãi đúc cọc

Age theo chiều dài xây dựng cầu ming

~ Xây dựng đê quây dẫn dòng thi công.

- Xây dựng các mổ và trụ cầu máng: Khoảng cách các trụ cầu mảng hiện nay trung

bình từ 15m đến 20m Xử lý nền bằng biện pháp đóng cọc bê tông cốt thép hoặc khoan coe nhồi: Lắp dựng thép trụ, sử dung vấn khuôn thép, đồ giáo bằng thép đặt tiên nỀn

cứng đảm bảo chịu lực để lắp dựng ván khuôn thép Sử dụng xe cơ giới chuyên dụngvận chuyển bê tông tươi từ trạm trộn để đỗ bê tông Bê tông được đỗ theo các blog và

ấn khuôn được tháo dỡ khi bê tông đã đủ thôi gianninh kết theo quy định

- Xây dựng thân cầu máng: Thân cầu máng được đổ liên tục theo khoang dai từ 1Sm

đến 20m: hai đầu khoang được thiết kế gối lên ha tr nỗi tgp Sau khi hoàn thành các

try cầu máng, tiến hành xử ý nỀn để lắp dựng đà thép chịu lực, lấp dựng vin khuôn

thếp cho thân cầu máng song song với lắp dụng thép thân cầu mắng Sử dung xe cơgiới chuyên dung vận chuyển bê tông tươi từ trạm trộn để đổ bể tông Bê tông được đổ

lân lượt (đấy — thân — sàn cầu) hoặc đổ đồng thi; ván khuôn và đà giáo được tháo đỡ

khi bê tông đã đủ thời gian ninh kết theo quy định Thông thường bổ tr tôi thiểu 2 bộ

ván khuôn và da giáo để thi công cầu màng; Tùy theo khối lượng và tiền độ công trình có thể tăng thêm số lượng vấn khuôn và đã giáo

~ Thu don công trình: Sử dụng xe máy cơ giới chuyên dụng để phá đề quây, khơi dòng

chấy long sông (sud; phá đường thi công bãi đúc im, bãi tập kết vật liệu và nhả chỉ huy để tr lại hiện tạng đất mượn để xây đọng công trình

1.2.2 Tần tại, hạn chế trong biện pháp thi công cau ming truyền thống hiện nay Biện pháp thi công cầu máng theo công nghệ truyền thống có ưu điểm là kỳ thuật

không phức tạp; không khó khăn trong xử lý phát sinh; giá thành xây dựng thấp Tuy

nhiên, theo thời gian biện pháp thi công truyễn thing bộc lộ nhiều tổn tại hạn chế như:

+ Điện tích mắt đất tạm thờ lớn (lễ làm đường thi công, kho bi tập kết vật iệu, để

quây ); thời gian hoàn trả mặt bằng châm lâm ảnh hướng đến đời sống sinh hoạt cũa

người dân vùng xây dựng công trình.

+ Khó khăn trong việc xử lý nền và lắp đựng đã giáo ti các v tỉ đốc đứng và long suối sâu: Do địa hình lòng suối biển đồi liên tục, địa chat phức tạp nên sử dụng đà giáo chịu lực ti các vị lòng suối có thé gây lún, đổ mắt an toàn trong thi công: đồng thời

việc xử lý nền tại vị trí đặt di giáo không tốt sẽ ảnh hưởng đến an toàn chịu lực của.

công trình

+ Địa chất nén tại các vĩ tí xây dựng trụ phức tạp: Do khoảng cách các khoang (đố),

cu máng tryén thống đài trung bình từ l5m ~ 20m nên các trụ cầu máng cũng phải xây dụng với khoảng cách tương ứng Do dia chất lòng subi biển đổi phúc tạp dẫn đến

khó khăn trong khảo sát thi¢

trụ cầu mắng, địa chất thường bị sai khác thiết kế dẫn đến công trình phải tạm đừng để

“Thực tế cho thấy, trong quá trình thi công mở móng.

tur vin thiết kế phải điều chinh Đôi với những cầu máng lớn, nhiều nhịp việc xử lýphát sinh nền mỏng cảng phức tạp và iu dẫn đến công trình bị chậm tiễn độ và tăng

tổng mức đầu tư,

+ Dẫn đồng th công: Công tinh cầu máng thường bắc qua sông suối sâu nên thường

phải dẫn đồng thi công; tuy nhiên với địa hình dốc và đt có tính trương nở cao nên

việc sử lý nên để quây không tốt có thé sẽ làm xói mon chân dé gây vỡ dé quây ảnh.

"hưởng đến an toàn thi công trong mùa mưa lũ

+ Thời gian thi công công trình thường bị kéo dai do các yếu tổ khách quan như ảnh

hưởng của mưa lũ, công tác giả phóng mặt bằng chậm, phát sinh thiết kể do thay đổi

địa chất ti các vị trí try cầu mắng

“Thực tế xây dựng các công trình cầu máng như trên đỏi hỏi can có các giải pháp hiệu «qua hơn nữa về thiết kế và tổ chức thi công để nâng cao chất lượng và tiên độ công

trìnhì thể vận dung công nghệ thi công bê tông bằng vin khuôn đúc hing kết hợp

với bê tông dying lực cường độ cao trong ngành giao thông là một giải pháp phủ hợp,

có thể áp dung vào xây dựng công trình cầu máng

1.3 Công nghệ đúc hãng bê tông dự ứng lực trong thi công cầu máng kết hợp.

giao thông.

ink hình phát trién công nghệ xây dựng cầu bê tông cốt thấp dục

ting lực trên Thế giới và ở Việt Nam

‘Trai qua gin một thé ký, ké từ khi kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực được phát minh,

thể giới đã chứng kiến nhiều thành tựu tuyệt vờ trong lĩnh vực xây dựng công tinh,

đặc biệt là các công trình cầu bằng kết cấu bé tông cốt thép dự ứng lực Từ những kết sấu kiểu dim gian đơn thi công bằng phương pháp công nghệ truyễn thing căng trước

trên bệ c định hoặc căng sau ri lao lắp vào v tí, ngày nay với nhiều công nghệ mới

tiên tiến như đúc dy, đúc hing (Lip hẳng), đúc trên đà giáo di động, lắp trên đã giáo di

động có thé xây dmg được những nhịp cầu lớn, vượt xa giới hạn khẩu độ nhịp của

dằm giản đơn truyền thống, đem lại hiệu quả rit lớn vé các mặt kinh t, kỹ thuật cũng như vẻ đẹp kiến trúc công trình.

Ở nước ta vào đầu những năm 90, các công nghệ thi công cầu tiền tiến như

phương pháp dic diy, đúc hằng đãđược ápdụng rộng rãikết hợpvới các nhà

thầu lớn của nước ngoài và được tạo điều kiện cho các Tổng công ty xây dựng giao thông trong nước nhập công nghệ và tiếp thu, lâm chủ công nghệ TIẾp theo những

năm sau đỏ, hàng loạt các công trình cầu bê tông cốt thép dự ứng lực khẩu độ lớn, thi

công bằng công nghệ hiện đại ra đi.

1.3.2 Tẳng quan về công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp

biệt là cốt thép cường độ cao cùng với ưu điểm d đăng tạo mặt cit k

hợp lý và giá thành bạ, kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực đã được áp dụng chủ yéu trong các công tinh cầu trên thể giới Để đạt mục tiêu về khả năng vượt nhịp lớn, kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp liên tục được ấp dụng rộng rãi và đã có rit nhiều nghiên cứu có tính đột phá về thiết kế kết cấu gắn với công nghệ thi công, đây là hai mặt không thé tích rồi Có th thấy rằng kết cầu nhịp bê tông cốt thép dự ứng lực với quả trình phát tiễn từ dang dim bản đc, tổng rồi đến dạng mặt cất chữ 1, chữ T, rồi mặt cắt hình hộp hẳu như đã hoàn thiện vé mặt kết cấu Do vậy trong thời gian qua,

các nghiên cứu chuyển sang chủ yếu về mặt vật liệu và đặc biệt là công nghệ thi công

ign nay, việc chế tạo kết cầu bê tông nhịp cầu bể tông cốt thép dự ứng lực được tiến

hành theo hai phương pháp chủ yếu là phương pháp lắp ghép và phương pháp dé bê

tông tại chỗ như sau:

1.3.2.1 Công nghệ dé bê tông tai chỗ theo phương pháp dic diy - CNT

Đức dy thuộc phương pháp đổ bể tông ti chỗ, hệ thống vin khuôn và bệ đúc thường

được lắp đặt, xây dựng cố định tại vị trí sau mô Chu tình đúc được tiến hành theo

từng phân đoạn, khi phân đoạn đầu tiên hoàn thành được kéo đẩy về phía

trước nhờ hệ thống như: kích thủy lực, mũi dẫn, trụ diy và dẫn hướng đến vị trí mới

và bất đầu tiến hành đúc phân đoạn tip theo cứ như vậy cho đến khi đúc hết chiều dài kết clu nhịp, Mặc di công nghệ có ưu điểm: thiết bị di chuyển cầu kiện kha đơn giản,

tạo được tĩnh không dưới cho các công trình giao thông thủy bộ dưới cầu và không.

chu ảnh hưởng lớn của lũ nhưng công trinh phụ trợ lại phát sinh nhiều như: bệ đúc,

mũi dẫn và tụ tạm Chiều cao dim và số lượng bỏ cáp DUL nhiễu hơn so với dim

thi sông bằng công nghệ khác, mặt khác chigu cao dim không thay đổi đ tạo diy dim

luôn phẳng nim đẩy trượt trên các tắm trượt đồng thời chiều dai kết edu nhịp bị han

chế đo năng lực của hệ thống kéo đẩy Cầu thi công bằng công nghệ này có kết sấu nhịp liên tục với khẩu độ nhịp lớn nhất hợp lý khoảng tử 35 - 60m Với công nghệ nay khả năng tái sử dụng hệ thong ván khuôn, bệ đúc và kết cấu phụ trợ cao Trong thời gian qua chúng ta đã áp dụng công nghệ nảy ở một số công trình cầu với khẩu độ

nhịp lớn nhất là 40m + 42m như: cầu Mạt QL.1A Tỉnh Lạng Sơn, cầu Hiển Lương

-'QLL.1A - Tỉnh Quảng Trị, cầu Quan Hiu - Tinh Quảng Bình.

Hình 1.12 Thi công cầu giao thông bằng phương pháp đúc diy

1.3.2.2 Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hing cân bằng - CN2Đúc hằng thực chất thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ theo phân đoạn từng đợt

trong vin khuôn di động reo trên đầu xe đúc Công nghệ này thưởng áp dụng cho kết sấu có mặt cit hình hộp với khẩu độ nhịp lớn từ 60m - 200m Đặc diém của công nghệ là việc đúc các đốt dim theo nguyên tắc cân bằng, sau đó nối các nhịp giữa có thé

bằng các chốt giữa, dim treo hoặc liên tục hóa Trong quá trình thi công trên mỗi trụ

đặt hai xe đúc, mỗi xe di chuyển và đúc một nữa nhịp mỗi bên theo phương dọc cầu.

Tay theo năng lực của xe đúc mà mỗi phân đoạn đúc có thé dai từ 3,5m - 7m hoặc có

thể lớn hơn Từng đốt sẽ lặp lại công nghệ từ đót thứ nhất và chỉ điều chỉnh ván khuôn.

theo tiết điện, độ ving thiết kế.

Hình 1.13 Thi công cầu giao thông theo công nghệ đúc hãng cân bằng

Cũng tương tự như vậy, công nghệ lắp hằng cân bằng chỉ cố khác bi là các phân

đoạn dim được đúc sẵn và được lao lắp cân bằng do vậy yêu cầu cao hơn về kỹ thuật

thực hiện các mỗi nối với chất lượng và độ chỉnh xác của hai mặt giáp nhau, sự tring

khớp các lễ luồn cáp DUL và chất lượng thi công lớp đệm liên kết (keo epoxy, vữa

polymer ) Cũng như các công trình thi công theo phương pháp lắp ghép, công nghệ lip hing cân bằng có tiến độ thi công rất nhanh Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hing cân bing phù hợp với cầu có khẩu độ nhịp lớn và tĩnh không dưới cầu cao, với công nghệ nay chiều cao dim và số lượng bố cấp đồi hỏi cao hơn, nhiều

hơn so với dim thi công bằng công nghệ khác nhưng tiến độ.

trường gọn ging và thiết bị phục vụ thi công không đòi hỏi đặc bí

sông nhanh, công

Ở nước ta trong

dời gian qua công nghệ thi công đúc hing cin bing được ép dung

khá phổ biến với khẩu độ nhịp lớn nhất là 120m: cẫu Lai Vụ = QL, 5

-tinh Hải Dương, cầu Gianh - QL.1A - -tinh Quảng Bình, cầu Bến Lúc - QL.IA -tinhLong An

1.3.2.3 Công nghệ dé bê tông tại chỗ treo trên đà giáo di động - CN3

Công nghệ này thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ Sau khi thi công xong một nhịp, toàn bộ hệ thông vin khuôn và đã giáo được lao đẫytới nhịp tiếp theo và bắt đầu công đoạn thí sông như nhịp trước, cứ như vậy theo chiều doe cầu cho đến khi hoàn thành

kết cầu nhịp Với công nghệ này trong quả trình thi công ta vẫn tạo được inh không

dưới cầu cho giao thông thủy bộ, mặt khác không chịu ảnh hưởng của diễu kiện dia "hình, thủy văn và địa chất khu vực xây dựng cầu.

Kết cấu nhịp cầu có thé thực hiện theo sơ đồ chịu lực là đầm đơn giản vả liên tục nhiều nhịp với chiều cao dim có thay đổi hoặc không thay đổi Chiều dai nhịp thực hiện thuận lợi và hợp lý trong phạm vi từ 35 - 60m, Số lượng nhịp trong một cầu vỀ nguyên

tốc là không hạn chế vì chỉ cần lực đẩy dọc nhỏ để diy đà giáo vin khuôn và không:

lũy tiến qua các nhịp Tuy nhiền các công tỉnh phụ trợ của công nghệ này còn khả

công kểnh: din đẩy, trụ tạm, mũi dẫn và hệ đà giáo ván khuôn công kénh để đảm bảo

độ cứng lớn khi thi côngđúc bê tông dam,

tu 100000110000 Ä aes ett

rl I

Hình 1.15 Thi công tuyển đường vành dai 2 Hà Nội theo phương pháp đà giáo di động

1.3.24 Công nghệ thi công lắp ghép các phân đoạn đầm dưới đà giáo di động - CM4Cong nghệ này tương tự như CN3 nhưng có một số thay đổi khác biệt khắc phục được.

các han chế của CN3 Nội dung của giái pháp công nghệ nảy là các phân đoạn dim được đúc sẵn, lao lắp toàn bộ nhịp vio vị trí bằng cách treo giữ từng phân đoạn dưới

đà giáo di động sau đó mới căng cáp DUL liên tục hóa các phân đoạn dầm với nhau.

Chu trình lập đi lp lại cho từng nhịp cho đến khi hoàn thành Giải pháp công nghệ

này có được các ưu điểm như CN3, thêm vào đó có thé dy nhanh tién độ hơn nữa vì việc dic các phân đoạn dim hoàn toin độc kip với quả tỉnh lao lắp kết cầu nhịp HỆ đà giáo di động chỉ có tác dụng lao giữ các đốt dim đúng vị trí nên gọn nhẹ hơn,

không quá lớn như hệ đà giáo của CN3 phải phục vụ cho quá trình đúc toàn bộ bê tôngkết cầu nhịp,

Hình 1.16 Công nghệ lắp ghép các đoạn dim dưới đã giáo di động - Các phân đoạn

dam đúc s in được lao lắp dưới hệ đã giáo di động.

(Qua phân tích các công nghệ chỉnh trong thi công cầu bê tông cốt thếp dự ứng lực, có

thể tom tắt các đặc điểm chủ yếu ở Bang 1.1 như sau:

Bảng I 1 Tôm tt các đặc điểm chủ yêu của các giải hấp công nghệ

Sơ đồ kết | Liên tue Liên tục Giản đơn hoặc | Giản đơn hoặc

cấu nhịp liên tục liên tục

ST, Yéuté Các giải pháp công nghệ

wy chad CNL CN2 CN3 CN

3 | Tién độ| PhụthuộcCN | Phụ thuộc CN | Phụ thuộc CN Không phụ

4 (Thiết bị,| Hệkíehđẩy |Xeđúcdầm | Da gido nặng nỀ |Đà giáo lao

đà giáo - | phúc tạp đơn giản lắp gọn nhẹ

$ (Tổng Giới hạn Không giới hạn | Không giới hạn _ Không giới

chiều cao han eau

6 | Chat Có điều kiện Khó đảm bảo | Khó đảm bao ‘Dam bảo chất lượng bè|đảmbiochất | chit Iuomg bé chắtượngbê | lượngbêtông

tông lượng tông tông

7 [Tinh | Dim bio Dam bio Đảm bio Dam bio

+ CNI: Công nghệ a bẻ tông tại chỗ theo phương pháp dic dy.

+ CNð: Công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hang cân bằng + CN3: Công nghệ đỗ bé ting tại chỗ treo trên đồ giáo di động:

nghệ thi công lắp ghú

Tổng chiều dài cau không giới han: xét vẻ mặt lý thuyết

các phân đoạn dim trên đà giáo di động.

ing nghệ trên, công nghệ CNI và CN2 đã được áp dụng phỏ bién ở nước ta, riêng công nghệ CN3 và CN4 đang ở những bước đầu nghiên cứu áp dung

ở Kiệt Nam.

1.3.3 Khả năng áp dung công nghệ đúc hing dim bê tông cốt thép dự ứng lực với

các công trình thủy lợi Tây Nguyên

“Tây Nguyên nằm ở cuỗi day Trường Sơn, phía Bắc giáp tính Quảng Nam, phía đông giáp các tinh Quảng Ngãi, Binh Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận,

phía Nam giáp các tinh Đẳng Nai, Bình Phước, phí Tây giấp với iAttape (Lào),tinh Ratanakiri và Mondulkiri (Campuchia) Đặc điểm địa hình, địa chất, thủy văn tạo

cho Tây Nguyên phát tiễn tốt các loại cây nông nghiệp (lin gạo ) và cây công

nghiệp (cà phê, cao su, hồ tiêu Vi thé, các công trình hỗ chứa phục vụ điều it

với nhu

nước có ý nghĩa rất quan trọng đi lu sử dụng nước trong vùng Với địa hình,

dia chất phúc tạp cùng với những tằn tại hạn chế của công nghệ cũ thi công cầu mang đã được nêu ở trên, việc tìm giải pháp xây dựng mới Li một yêu cầu cắp thiết trong đó

4p dung các công nghệ mới trong đầu tư xây đựng để giảm chỉ phi, đầy nhanh tiến độ

công tinh rit được khuyến khích triển khai

Với công nghệ thi công dim b tông dự ứng lực bing công nghệ đúc hằng trên dia bin Tây Nguyễn nồi chung và dự án hb chứa nước Krông Pich Thượng nôi riêng, Chu máng thường được xây dựng dé dẫn nước qua các địa hình dốc, hiểm trở, sông suối

sâu, khó khăn về mặt bằng xây dựng nên việc áp dụng công nghệ trên cho việc thi

công thân cầu máng với mặt cắt ngang Ia dim hộp rỗng lả hoàn toàn phù hợp.

'Việc ứng dụng công nghệ đúc hing dim bê tông cốt thép dự ứng lực cho cầu mingtrên kênh chính Bắc hồ chứa nước Krông Péch Thượng sẽ mang lại hiệu quả cao trong

việc giảm giả thành xây đựng giảm diện tích mắt đắt và chỉ phí giải phỏng mặt bằng

cũng như thời gian xây dựng công trình

Kết luận chương 1

Giữa thể kỹ XX, công nghệ bé tông đúc hing ra đồi đã đánh dẫu một mỗc quan trong trong thi công cầu bê ông cốt thép Với hiệu quá kinh té, kỹ thuật vi tỉnh thẳm mỹ cao

niên công nghệ thi công đúc hằng đã nhanh chóng được công nhận và áp dụng rộng rãi

trên thể giới Sau hơn 30 năm hội nhập Việt Nam đã nhanh chóng nắm bit công nghệ

và áp dung rộng rãi cho các công trình giao thông, din dụng, thủy điện với quy mô

vữa và lớn Hiện nay, với tỉnh độkỹ thuật và đi kiện kinh tẾ cho phép, xu hướng ấp

dụng công nghệ bê tông đúc hing để xây dựng các công trinh có nhịp lớn ngây càng

phát triển; các công tình cầu giao thông lớn đã và đang ấp dụng công nghệ này đã góp phần thúc đẫy phát rin kinh tế xã hội.

Đối với nông nghiệp, để phát triển ngành nông nghiệp một cách bền vững, bắt kịp với

các nước tiên tiến về khoa học kỹ thuật và công nghệ hiện đại, nhà nước đặc biệt quan

tâm đầu tự xây dựng những công trinh thủy lợi mang tinh tập trùng và hiệu quả cao

như đập ding nước, như hỗ chứa thủy lợi, ram bơm tưới tiêu tập trung Trong đổ,

các công trình thủy lợi hường có nhiều hạng mục công việc, khối lượng thi công lớn,

thời gian thi công dai, chịu tác động mạnh của các yếu té địa hình, địa chất

ca, khó khăn về

„ thủy văn.

Vi trí xây dung các công trình thủy lợi thường nằm tại vùng sâu, vi

điều kiện giao thông đi lại và mặt bằng thi công xây dựng (đặc biệt là các công trình đầu mỗi, cầu mảng dẫn nước) Cũng với việc áp dụng công nghệ thi công cũ đã bộc lộ

nhiều tồn tại, hạn chế thi việc nghiên cứu tim những hướng đột phá trong công nghệ

xây dựng công trình là rit quan trọng để tiết kiệm được thời gian và chi phí

Vi thé, chúng ta có thể vận dụng các hành tựu về công nghệ của ngành giao thông về

giải pháp thi công dim bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp ván khuôn đúc

hãng dé nghiên cứu xây dmg cho các công tình thủy lợi có nhiều nhịp lớn như cầu máng là một phương án hiệu quả và tối ưu,

CHUONG 2: CƠ SO KHOA HỌC VE CÔNG NGHỆ THI CÔNG CAU

MANG BANG PHƯƠNG PHAP BUC HANG

2.1 Các nội dung cơ bản của phương pháp đúc hing.

2.11 Giới thiệu chung.

Phương pháp đúc hing là quả tinh xây dụng kết cấu nhịp dim từng đốt theo sơ đồ

hằng cho tới khi nỗi liền thành các kết sấu nhịp hoàn chính Có th thi công hing đối

xứng từ trụ ra bai phía hoặc hãng dẫn từ bờ ra Phương pháp này có thể áp dụng thích

hợp để thi công các kết cấu nhịp cầu liên tục, câu khung hoặc cầu dây xiên có dim cứng bê tông cốt thép Đối với cầu dầm có thể xây dựng nhịp dai từ 70m=240m, nếu là cầu dây xiên dầm cứng nhịp có thể dai từ 200m+350m,

Khi thi công theo phương pháp đúc hing, kết cấu nhịp bê tông cốt thép được đức ti

chỗ trên đã giáo di động theo từng đốt nối liên tiếp nhau đổi xứng qua trụ cầu Cốt

thép thường của các đốt được liên kết với nhau trước khi đổ bề tổng để đảm bảo tinh liền khối và chịu ct tốt của kết cầu Sau khi bê tông đốt dim đủ cường độ cần thiết thì sắc đốt dim này được liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DUL Phin

trọng lượng ban thân của nó và của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng lượng

đã giáo ván khuôn và các thiết bị phục vụ thi công.

Betonierabschnitt

2.1.2 Các sơ dé đúc hing.

+ Sơ đồ 1: Có thể dùng một dàn thép bắc qua và tựa trên các trụ làm đồ giáo treo van Khuôn phía đưới để đúc các đt dằm.

Hình 2.2 Đà giáo thép di động

+ Sơ đồ 2: Có thể dùng một đà giáo chỗng di động trên mặt đất hoặc trên cầu tạm đời

vân khuôn bên trên để dite các đốt dầm.

Hình 2.3 Đà giáo chống di động — `

+ Sơ dd 3: Dũng bộ đà giáo ván khuôn di động treo ngay vào phần kết cấu nhịp đã thicông xong Theo sơ đồ này, thi phần kết cấu nhịp da thi công xong ngoài việc phảichịu tải trọng bản thân và thiết bị thi công còn phải chịu tải trọng của ván khuôn, đà

giáo tác dung lên cảnh hing.

Hình 2.4 Thiết bị đúc di động.

“rong thự tế, tay theo điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn ma có thé sử dụng một

trong ba sơ đồ hoặc kết hop cả ba sơ & để việc thi công được thuận lợi và an toàn.

Hiện nay, việc đúc hing có thé dược tiền hành từ định trụ ra hai phía hoặc từ bở ra

nhất của phương pháp đúc

+ Đúc hằng từ trụ ra hai phía: Đây là hình thức phổ

hằng, thường được áp dụng để thi công các nhịp giữa của cầu Nguyên lý chung là từ

đoạn dim đầu tiên đã được neo chắc chin trên đỉnh trụ, kết cấu nhịp được đúc hing

vươn dài ra hai phía theo nguyên tie đảm bảo tính đối xứng qua im trụ để giữ ôn định chống lật đổ Các bó cáp dự ứng lực cũng được bổ trí theo nguyễn tắc đổi xứng cả trên

phương diện mặt bằng cũng như qua tim trụ Thi công theo kiểu này có ưu điểm là lợi

dng được tính đố xứng, ự cân bằng ôn định, ốc độ tỉ công nhanh Trong chế rin tỉ công cin xét đến các tinh hudng mà tải trong của hai cánh hing không cân bằng như:

- Khich tht bị thi công

~ Khi xây ra sự cổ ở một số đốt đang đúc của một bên cánh hing

~ Khi dé bê tông không đều ở hai bên của cảnh hãng,

= Thời điểm lắp đặt dim deo ở một bên của cảng hing

~ Tải trọng gió tác dụng chủ yếu vào phía đưới một bên cánh hãng có thể gây ra mô tren uốn rt lớn gây bắt lợi cho trụ.

Với các nhịp dai chimg 70m + 120m chỉ cần neo chắc chắn kết cấu nhịp vào trụ là dim

bảo én định Với nhịp dai hơn có thể phải ding thêm một vài trụ tạm để giảm nhỏ

chiều đài cánh hing nhằm giảm tị số độ võng ở đầu mút hằng và ứng lực ở mặt cắtgần trụ Trường hợp đúc hing toàn bộ kết cấu nhịp mà chiều dai cánh hãng hai bên

không bằng nhau thì có thé dùng thêm một trụ tạm hoặc đối trọng dé cân bằng Ngoài ra còn có một số giải pháp khác như có thé thiết kế trụ thành hai thân song song cách nhau một đoạn dé đảm bảo chống lật đồng thời thu ngắn cảnh hẳng (cầu Choisy le Roi 6 Pháp), cũng có thể thay thé các trụ tạm bằng các dây văng tạm thời.

cao lắm có thé dùng hệ đã giáo vin khuôn cổ định để đúc tại chỗ toàn bộ nhịp sát bờ.

"Nhịp giữa sông sẽ được đúc hing nồi tiếp từ trụ sắt bờ ra và nhờ trọng lượng của nhịp

sit bờ giữ n định chống lit, Nhịp ba sẽ được căng kéo cốt thép hoàn chỉnh trước khi đúc nhịp giữa Kiễu này thích hợp cho cúc cầu cổ ba nhịp mã nhịp giữa có chigu dài lớn dé vượt qua long chính của ding sông ( cầu Abtozabogcuku ở Nga có kết cấu nhịp 36.4 + 148 + 36.4m, các nhịp bo được thu ngấi

lượng làm đối trọng cho thi công hing nhịp giữa)

và có kích thước lớn để đủ trọng.

Đổi với cầu có một nhịp cin có cúc biện pháp đảm bảo én định như dẫn đầu nhịp vio mồ bằng đối trọng đủ lớn hay neo giữ chúng bing các cấp dự ứng lực tạm thời.

Hình 2.5 Sơ dé thi công hÃng được áp dụng rộng rãi hiện nay

2.1.3 nhược diém của phương pháp đúc hing.

Việc đúc hing từng đốt trên đà giáo di động giảm được chỉ phí đà giáo Vấn khuôn được dùng Iai nhiều lin cũng với một thao ác lập lại sẽ âm giảm chỉ phí nhân lực và

nâng cao năng suất lao động.

chiều cao m Phuong pháp này thích hop với việc xây dựng có kết cấu nhịp it thay đôi, việc thay đội chiỀu cao iết diện cho phép sử dụng vật liệu kết su một cách

hợp lý, giảm được trọng lượng bản thân nên có thểây dựng được các nhịp cầu lớn

(clu Hamana ở Nhật Bản thi công đúc hing có nhịp dài tới 240m),

Trong trường hợp xây dung các cầu có sơ đồ hợp lý thì quá trình đúc hing tạo ra sự

phù hợp về trang thái lim việc của kết edu trong giai đoạn thi công và giai đoạn khai

thác sử dụng Điều này làm giảm số lượng các bó cáp phục vụ thi công dẫn đến việc ha

giá thành công trình do không phải bổ trí và căng kéo các bó cáp tạm thời.

Phương pháp thi công đúc hing không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó có thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyén hay xây dựng các cầu vượt qua thành phổ, các khu công nghiệp mà không cho phép dinh trẻ sản xuất hay giao thông

dưới công trình.

Tuy nhiền các kết cầu được đúc hẳn kém ôn định, mặt bằng thi công chật hep, đổi hs

phải có trình độ tổ chức cao, trang thiết bị đồng bộ, cũng như trình độ công nhân phù

"hợp mới đảm bảo chất lượng công trình.

214 Các sơthích hợp.

Phương pháp đúc hing phi hợp với các sơ đồ cầu có trang thái chịu mô men âm tại

gối trụ, đó là các sơ đồ cầu dim liên tục, cầu dim hãng, cầu khung siêu tĩnh hoặc tĩnh

dinh, cầ tro dây xién dim cổng

Khẩu độ nhíp kinh tế là L = 70m + 150m Ở nước ta đã áp dụng để thi công các cầu.

khung T- dim deo tỉnh định, các cầu với sơ đồ siêu tỉnh với chigu di nhịp khả lớn Phương pháp đúc hing thích hop với nhiều dang mặt cắt Dạng mặt cắt ngang hình "hộp có thành thẳng đứng hay xiên vi có chiều cao mặt cắt thay đổi là phù hợp nhất.

2.2 Nghiên cứu các thiết bị tạm phục vụ đúc hing,

2.2.1 Bộ vin khuôn di động.

Bộ ván khuôn di động có 2 nhiệm vụ:

~ Đảm bảo đúng vị trí, kích thước của các đốt kết cấu nhịp trong không gian.

+ Treo đỡ trọng lượng của ác đốt kết sẫu nhịp, trọng lượng của thiết bị thi công, nhân lực và bản thân của nó trong thời gian thi công cũng như khi căng kéo cốt thép DUL Bộ vin khuôn di động gồm phần vin khuôn treo và một khung đờ bằng thép được liên

kết chắc chấn với phần kết cấu nhịp da được thi công xong trước đó.

Hiện nay, bộ ván khuôn di động được sử dụng gồm các loại:

- Vin khuôn di động kiểu cổ điễn,

~ Ván khuôn đi động kiểu tự treo.

2.2.1.1 Van khuôn di động ki cổ diễn

Đôi với vin khuôn di động kiểu cổ din, thì trong lượng của các đốt kết cầu nhịp trong lúc đỗ bê tông sẽ truyền qua các thanh treo của ván khuôn lên khung đỡ rồi truyền vào.

đầu công xôn của phần kết cầu nhịp đã được làm xong trước đỏ Có thể chia kim 2 loại

như sau: Vin khuôn di động có khung đỡ đặt tên định của kết cấu nhịp và vấn khuôn

di động có khung đỡ đặt b

+ Vai vin khuôn di động cổ khung đỡ đặt trên dịnh của kết cấu nhịp, th các đầm đọc chủ của khung đỡ được đặt cao trên đỉnh của các kết cấu nhịp Ván khuôn ngoài, sin đỡ diy, sàn đi lại và thao tác của công nhân đều được treo vào các dim dọc chủ cña

khung đỡ Ván khuôn trong được treo vào một xe godng đi động trên kết edu nhịp Ôn

định của hệ thống được đảm bio nhờ việc neo các đầu dim doc chủ của khung đỡ vio

đốt kết ấu nhịp đã lâm xong trước đó Khi di chuyển thế bị thi nhờ đối trọng đỗ đâm

bảo én định chống lật (đối trọng có thể là các thủng nước hoặc các khối bê tông),

Cc dim chủ của khung đỡ có thé biến dạng lớn trong khi đổ bê tông gây ra những vết nứt ngang tại chỗ tiếp giáp của các đốt kết cầu nhịp các vết nứt này thường thay ở mặt

trên của bản day hộp do biến dang của thiết bị đưới trọng lượng bê tông của thành và

bin nắp hộp,

“Có thể tránh được các vết nứt đóing cách làm cho thiết bị đủ cứng, nhưng như vậy

nó sẽ nặng hơn và sẽ tốn kém hơn Nếu thiết bị nhẹ hơn thì phải dùng vật liệu nhẹ hơn

nhưng có độ cứng cao hơn để tránh biển dang trong quả trình đỗ bê tông.

Trọng lượng (không kể đổi trọng) của thiết bị này thường nhỏ hơn nửa trọng lượng đốt

năng nhất của kết cầu nhịp cần đổ bê tông (khoảng 250kg cho Im2 bé mặt vin khuôn)

+ Với vin khuôn di động có khung đỡ đặt bên cạnh kết cấu nhịp, thì các dầm dọc chủ

cca khung đỡ được đặt bên cạnh của kết cấu nhịp Nó có wu điểm là nằm ngoài và bên cạnh đốt kết cầu nhịp nên không cân rở các thao tác khi công như lắp dụng vấn

'khuôn, đặt cốt thép, đổ bê tông cho nên việc thi công sẽ nhanh hơn,

Dam ray

Hình 2.7 Bộ ván khuôn di động kiểu cổ điền.

2.2.1.2 Vân khuôn di động kiéu tự treo,

Van khuôn di động kiểu tự treo đã khắc phục được nhược điểm của loại ván khuôn kiểu cổ điển Trong vấn khuôn đi động biễu cổ điễn, rong quả trình thi công phần dim

dọc chủ của khung chịu lực là chủ yếu còn phần ván khuôn hầu như không tham giachịu lực tổng thé, Trong vấn khuôn di động kiểu tự treo, ván khuôn cùng tham gia chịulực cũng với khung đỡ nên có các ưu điểm:

+ Tránh được khô khăn khi kiểm tra và hiệu chinh hình dạng của kết cấu nhịp

+ Trinh được các vết nút tại v tri tiếp giáp giữa cde đốt do sự biển dang khi dùng thiết

tị kiểu cổ điển

+ Tránh được những vướng víu trên bé mặt thi công.

Trong giai đoạn thi công đổ bé tông, thiết bị này được liên kết chặt với phần kết cấu

DUL Vị trí của thiết bị được hiệu chính nhờ.

các tăng do nằm phía sau xuyên qua các lỗ khoát sin trong bê tông của đốt dim da đúc

nhịp đã thì c1g xong nhờ các thanh t

trước đó,

Để di chuyển thị

trên hi đường ray đặt đúng trên bai thẳnh bên của dim hộp

bị tến về phía trước vào vĩ trí mới phải có xe goong di động.

“Thiết bị này đầu tiên được dũng tại các nhịp có chiều cao không đổi, sau đó đã

được ding cho cả các kết cầu nhịp có chiều cao thay đổi và có đến 3 thành hộp Các

bộ phận chịu lực gồm ván khuôn ngoài của các thành biên hộp và sản đỡ đáy được tăng cứng ngang bằng 2 khung ngang ở phia trước và phía sau thiết bị cũng các dim

ngang nối giữa ching Ván khuôn trong gồm các phần độc lập, tì vào khung ngang

phía trước và treo vio phía sau của đốt kết cầu nhịp đã đúc trước đó.

Việc thay đổi chiều cao mat cất được thục hiện bằng cách nâng hạ thẳng đứng sản đỡ

đáy vin khuôn, một đầu sin này ti vào mặt dưới bản đáy hộp của đốt đã đúc trước đó

côn đầu kia cổ định vào khung ngang trước của tid bị

Xô men lit do trọng lượng bản của thiết bị và bể tông gây ra được cân bằng nhờ 2 lực nằm ngang bằng nhau: một lục kéo đặt vào méu thép rên và một lực nén đặt vào mu thép dưới Lực cắt được coi như do các mắu thép trên chịu cả Vì mẫu thép trên phải chịu lự rất lớn nên nổ được neo vào g neo bể tông chế sẵn dé trình ứng suất quá cao