BÀI GIẢNG XÂY DỰNG CẦU PHẦN CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ

Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 1 Chương 1 Trụ Tạm, Đà Giáo & Ván Khuôn 1.1. KẾT CẤU CHẾ TẠO TẠI CÔNG TRƢỜNG 1.2. KẾT CẤU ĐỊNH HÌNH 1.3. CÁC THIẾT BỊ THÁO HẠ DÀ GIÁO & NGUYÊN TẮC HẠ ĐÀ GIÁO Trụ tạm và đà giáo dùng để phục vụ thi công nhƣ làm cầu tạm, làm sàn thi công khi lắp dựng ván khuôn, khi đổ bê tông, khi lao lắp kết cấu nhịp. Đà giáo, trụ tạm đƣợc làm từ các vật liệu khác nhau, chế tạo tại công trƣờng hoặc lắp ghép từ các bộ phận kết cấu đã chế sẵn định hình Các loại đà giáo gỗ có ƣu điểm là rẻ tiền, vật liệu đã kiểm và gia công không phức tạp. Tuy nhiên do cƣờng độ vật liệu gỗ thấp nên đà giáo gỗ không vƣợt đƣợc các nhịp lớn, gỗ không bền nên chỉ sử dụng đƣợc một vài lần. Vì vậy chỉ nên dùng đà giáo gỗ dễ thi công cầu nhỏ, đơn lẻ ở các địa phƣơng có nhiều gỗ rẻ Trong xây dựng cầu hiện nay thƣờng dùng một số loại đà giáo thép định hình có ƣu điểm là lắp ráp nhanh chóng, thuận tiện, sử dụng đƣợc nhiều lần 1.1. KẾT CẤU CHẾ TẠO TẠI CÔNG TRƯỜNG 1.1.1. TRỤ LỒNG ĐÁ Hình II-1.1: Trụ lồng đá Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 2 Ơ những nơi nƣớc không sâu lắm, địa chất là nền đá hoặc đá cuội lớn không đóng đƣợc cọc hoặc không đủ điều kiện để đóng cọc có thể dùng trụ lồng đá (hình 2-5). Bộ phận chính của trụ lồng đá là khung lồng bằng thép có lót lƣới thép ở trong. Khung lồng đƣợc cần cẩu đặt đúng vị trí trụ tạm, sau đó bỏ đá hộc vào trong lồng, bên trên có rải lớp đá dăm cho bằng phẳng. Trụ lồng đá chỉ nên làm cao từ 2-4m. Nếu làm trụ càng cao sẽ càng phải tăng chiều rộng của nó để đảm bảo ổn định. Nhƣ vậy sẽ càng thu hẹp dòng chảy và tốn nhiều vật liệu hơn. 1.1.2. TRỤ TẠM KIỂU CHỒNG NỀ Trụ tạm kiểu chồng nể đƣợc xây dựng bằng cách xếp các thanh gỗ hoặc thanh bê tông thành hình cũi bợn hoặc thành từng lớp. Trụ chồng nể dùng làm trụ tạm khi lắp dầm, đặt trƣợt khi lao kết cấu nhịp hoặc làm trụ cầu tạm. Trụ chồng nể chỉ dùng ở những nơi không có nƣớc ngập, nền bằng phẳng và ổn định. Chồng nể đƣợc xếp bằng các thanh gỗ dọc và ngang có liên kết với nhau bằng dinh dỉa (hình 2-6) 1.1.3. TRỤ TẠM KIỂU VÌ CỌC Trụ tạm kiểu vì dọc (pa-lê) có thể đƣợc làm bằng gỗ, bằng thép ống hoặc thép hình. Trụ tạm loại này dùng khi chiều cao trụ lớn, nơi nƣớc sâu. Nếu điều kiện địa chất cho phép đóng đƣợc cọc, có thể làm trụ tạm vì cọc từ các cọc đóng trong đất (hình 2-7a). loại trụ này có sức chịu lực lớn và ổn định tốt. Nếu không có điều kiện đóng cọc hoặc địa chất không đóng đƣợc cọc có thể dùng các vì cọc đặt trên nền đá hoặc trên trụ lồng đá. (hình 2-7b) Cấu tạo của trụ gồm các cọc (hoặc cột) đƣợc liên kết với nhau thành các vì bằng các xà mũ, các kẹp ngang, các giằng chéo. Các vì đó lại đƣợc liên kết với nhau thành khối Hình II-1.2: Trụ chồng nề Hình II-1.3: Sơ đồ các dạng trụ kiểu vì cọc Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 3 không gian bằng các giằng ngang và các giằng chéo. Nếu trụ kê trên nền đá còn có thêm các xà đáy dỡ dƣới chân các cột 1.1.4. ĐÀ GIÁO CẦU DẦM Đà giáo đƣợc dùng để đỡ bán khuôn khi đổ bê tông dầm, đỡ kết cấu nhịp khi lắp ráp hoặc làm cầu tạm để di chuyển giá búa đóng cọc Hình II-1.4: Sơ đồ giàn dáo gỗ Hình II-1.5: Mặt cắt ngang giàn dáo gỗ Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 4 Đà giáo cầu dầm gồm các trụ đỡ và hệ dầm bên trên. Nếu hệ dầm bằng gỗ có thể cấu tạo theo kiểu dầm dọc rải dày, dầm dọc tập trung hoặc kiểu có nạng chống (xem thêm giáo trình cầu gỗ) . Loại đà giáo hệ dầm gỗ chỉ vƣợt đƣợc nhịp nhỏ, cần có nhiều trụ dỡ giữa sông nên cản trở việc thông thuyền và thoát nƣớc dòng chảy. Có thể kết hợp dầm thép và trụ đỡ bằng gỗ để vƣợt đƣợc nhịp lớn hơn hay dùng đàn thép làm đà giáo để giảm số lƣợng trụ đỡ trung gian trong trƣờng hợp cầu cao, sông sâu . Trong thời gian thi công nếu cần có khổ thông thƣơng gầm cầu lớn hơn nữa, ta dùng dầm I có thanh tăng cƣờng hoặc giàn thép để vƣợt nhịp lớn. Dầm hoặc giàn thép đƣợc gối lên vai đỡ của trụ cầu. Giàn giáo di động là giàn giáo có thể chạy đƣợc để chế tạo từ nhịp này đến nhịp khác. Giàn giáo di động thích hợp để xây dựng cầu BTCT đúc tại chỗ bắc qua sông sâu, lòng sông không thể đóng cọ để làm giàn giáo cố định, hoặc không kinh tế. Giàn giáo di động có thể làm bằng dầm thép hoặc giàn thép định hình. Khi di động cần một số thiết bị phụ trợ. Hình II-1.6: Giàn dáo dầm thép I Hình II-1.7: Giàn dáo không trụ giữa Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 5 1.1.5. ĐÀ GIÁO CẦU VÒM Hình II-1.8: Giàn dáo di đông Hình II-1.9: Giá vòm thanh chống đứng Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 6 Đà giáo cầu vòm có yêu cầu kỹ thuật cao hơn đà giáo cầu dầm vì chỉ cần sự sai lệch nhỏ hay có độ lún không đúng của đà giáo sẽ dẫn đến sự sai lệch kích thƣớc hình học của vòm, gây ra nứt vòm. Đà giáo cầu vòm còn gọi là giá vòm, có thể có trụ đỡ trung gian hoặc không có trụ đỡ trung gian Giá vòm kiểu có trụ đỡ trung gian (hình 1.10) thƣờng làm bằng gỗ. Trụ đỡ kiểu thẳng đứng, chống xiên hay hình dỏ quạt Kiểu giá vòm không có trụ đỡ trung gian thƣờng làm bằng thép hình hay dàn thép. Loại này có thể vƣợt khẩu độ từ 40m đến 150m (hình 1.11) Trong trƣờng hợp cầu nhỏ qua sông nƣớc cạn hoặc ít nƣớc chảy có thể dùng đất đắp ngang sông thành giá vòm tựa nhƣ một con đập có mặt trên cong theo đƣờng biên đáy cầu vòm. Sau khi đổ bê tông cầu vòm có thể tháo đỡ giá vòm bằng cách moi đất đi. Kiểu giá vòm này dễ chế tạo, thích hợp cầu đơn lẻ trong điều kiện không có thiết bị kỹ thuật Hình II-1.10: Giá vòm kiểu thanh chống xiên Hình II- 1.11: Giá vòm kiểu nan quạt Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 7 Hình II-1.12: Tiết diện ngang giàn giáo gỗ Hình II-1.13: Cấu tạo chi tiết một số giá vòm Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 8 1.2. KẾT CẤU ĐỊNH HÌNH Các kết cấu đà giáo làm công trình phụ tạm thời phục vụ thi công cầu có thể làm bằng vật liệu gỗ hay thép. Trong thực tế xây dựng cầu ở nƣớc ta thƣờng dùng các loại kết cấu thép vạn năng do nƣớc ngoài chế tạo chủ yếu là các loại sau đây:  Dầm T - 66 của Trung Quốc  Dầm quân dụng của Nhật  Dầm Bailey của Mỹ, Anh, Tiệp Khắc  Dầm YUKM của Nga  Các loại dầm I do các nƣớc ngoài sản xuất  Các loại phao nổi sà lan, sà lan tự hành  Phao thép KC do Nga sản xuất  Các sà lan trọng tải 100T, 150T, 200T, 300T do nƣớc ta sản xuất  Sà lan tự hành 400T mÆt c¾t ngang dÇm T-66 mÆt c¾t däc dÇm T-66 a-a a a Hình II-1.14 Dầm T-66 của Trung Quốc 1.1.1. KẾT CẤU UAK Kết cấu UAK có thể lắp đƣợc thành đà giáo giá vòm phục vụ cho thi công cầu vòm từ 40 – 200m. Kết cấu UAK đƣợc cấu tạo từ kết cấu cơ bản 5.8m 3m 2.9m 2 300 2 300 2 L 90 x 90 x 8 2 300 3m 2.9m Hình II-1.15. Kết cấu UAK Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 9 Khi chiều dài nhịp lớn, tải trọng tác dụng lớn, để tránh biến dạng ngƣời ta có thể chồng các thanh UAK để chiều cao của giàn vòm h = 6m. Tính toán đà giáo giá vòm UAK:  Tải trọng tác dụng: + Trọng lƣợng bản thân của đà giáo giá vòm + Trọng lƣợng bêtông hay đá xây + trọng lƣợng ngƣời, thiết bị đặt trên đà giáo  Sơ đồ tính toán: Vòm 3 chốt, 2 chốt, không chốt  Tính toán xác định nội lực trong các thanh vòm theo thanh chốt  xác định nội lực S i . 1.1.2. KẾT CẤU UYKM Bộ cấu kiện YUKM chủ yếu bao gồm các thanh và phụ kiện thuận tiện cho việc lắp ghép thành các khung trụ không gian và các giàn không gian theo nhiều sơ đồ đa dạng. Ngoài ra còn có các cấu kiện dầm dùng để lắp nên hệ mạng dầm phân bố lực trên các công trình phụ tạm Kích thƣớc chủ yếu của các kết cấu lắp bằng YUKM đƣợc tính nhƣ sau:  Bề rộng đo theo đƣờng tim B=2n, m  Bề rộng phủ bì B=2n+0.25, m  Chiều cao toàn bộ H=2n+0.25+0.55K, m Trong đó n - số ô vuông cơ bản của kết cấu đƣợc thiết kế K - Số tầng xà đế và xà mũ đỉnh pale…bằng thép hình I550 Hình II-1.16: Sơ đồ lắp giá vòm Chương 1: Trụ tạm & Đà giáo XDC-T.M.Phung,MEng -II 10 Hình II-1.17. Cấu tạo đà giáo vạn năng YUKM 1. Các cấu kiện thanh của bộ YUKM Các cấu kiện thanh có thể lắp thành hệ kết cấu dàn không gian theo bất cứ sơ đồ nào ứng với các nút dàn bố trí thành mạng lƣới 2x2m. Có những thanh dàn chủ dài để lắp liền 2 khoang 2 mét hay 1 khoang 2 m kết cấu dạng dàn nhƣ vậy thƣờng dùng làm các trụ đỡ tạm hay các đà giáo nằm ngang. Các thanh của bộ YUKM đều là các thép góc L có thể ghép lại nhờ bu lông và các bản đệm thành các dạng mặt cắt tổ hợp khác nhau. Số thép góc trong một mặt cắt chịu lực đƣợc lấy tuỳ theo tính toán. Để lắp các thanh biên dàn, thanh đứng dàn hay cột trụ palê dùng hai loại mặt cắt thanh loại chịu lực chủ lớn bằng thép góc L120x120x10 hay L120x120x10, có thanh dài suốt 2 (4m) có thanh dài (2m). Loại chịu lực phụ nhỏ hơn để làm thanh không chịu lực hoặc dùng trong các hệ liên kết thì bằng thép góc nhỏ L75x75x8. Để lắp các thanh chéo cũng có 2 loại: thanh chéo chịu lực chủ làm bằng thép góc lớn L90x90x9 .Các thanh chéo trong hệ liên kết thì dùng thép góc nhỏ L75x75x8. Để lắp các thanh chống ngang dùng loại thép góc L75x75x8. Khe hở giữa các thép góc của cột hoặc của thanh liên dàn trong cùng một mặt cắt tổ hợp là 10mm để đảm bảo khả năng đặt các bản nút và bản đệm theo hai hƣớng vuông góc với nhau . Khe hở giữa các thép góc ghép nên mặt cắt tổ hợp của thanh chéo là 20mm để khi cần có thể hàn chúng vào các bản nút. Trong bộ YUKM có các loại bản nút sau:  Các bản nút làm bằng thép bản dày 10-12mm ,có các lỗ đinh đƣợc khoan phù hợp với các đầu thanh sẽ nối vào bản nút. Có loại bản nút là nơi giao nhau của 3 hƣớng nhƣ M12H, của 5 hƣớng nhƣ M2N và của 8 hƣớng nhƣ M26.  Các bản nút nhỏ dùng để liên kết giữa các thép góc trong thanh tổ hợp nhƣ M20, M28, M30 [...]... th tu ý ni dm vi cỏc cu kin ph ni bn cỏnh phi dựng cỏc bn ni nh khi ni cỏc thanh Cỏc tm ni ngang dựng ni ghộp cỏc dm I riờng l thnh bú hay vi dm t hp vi khong cỏch gia cỏc trc dm I550 l 200 mm, cỏc tm ni ngang v cỏc sn tng cng ng m bo n nh bng dm ti nhng ch t lc tp trung Trong b YUKM cũn cú hai loi thanh chng ngang loi chng ngang bng thộp hỡnh I 300 dựng lm liờn kt ngang gia cỏc dm I550 t riờng l... M22 2M4 5 2M Tim trụ dọc cầu M22 2M4 2M6 M22 M221 2M4 C C 5 2M B Chân chống 2I300 L=7640 M22 2M4 M22 Rọ thép đá hộc M231 M221 B M22 300 N6 M221 Thanh căng 38 L100x100x10 M235 4I596; L=22000 596 M221 550 M235 2M4 2I300; L=1500 596 N6 M221 550 M235 550 596 4I596; L=22000 Tấm bản BTCT 2x2.3x0.2m Rọ thép đá hộc 4600 6000 Mặt bằng (Không thể hiện hệ dầm dẫn) 22000 500 Tim trụ ngang cầu Thống kê khối l-ợng... 1.3.1. GIO G Hu ht cỏc vt liu g, ngoi ra cũn cú thộp hỡnh Loi ny r tin, d lm cỏc cụng trng nhng ch s dng c mt vi ln Vỡ vy xột v mt kinh t l khụng cú li Loi giỏo vỏn khuụn ny thng c dựng min nỳi, thi cụng cỏc b phn c bit Dựng cỏc n v khụng chuyờn thi cụng cu Nhc im l chu lc kộm, cỏc khe h gia gia cỏc vỏn lm vỏn khuụn khụng khớt bờtụng v va ximng d chy mt, lm cho b mt bờtụng sau khi khụng c p Tớnh... dc xột n tng cng lỳn, vừng d kin v bao gm cỏc ng tim thng ng, vng ngc ch rừ trờn cỏc bn v hoc theo lnh ca ngi k s i vi kt cu vnh cu Phi dựng cỏc di vng cú chiu cao, thay i gia cỏc rm giỏo v cỏc khuụn ỏy thc hin vic trờn di s ch dn trc tip ca ngi k s Phi dựng cỏc kớch vớt thớch hp, cỏc ụi nờm hoc cỏc thit b khỏc ti mi ct iu chnh giỏo ti cao cho phộp iu chnh nh trong khi bờ tụng hoc khi t... vỏn khuụn, cn la chn vt liu lm vỏn khuụn tht chu ỏo v m bo cht lng Nu vt liu l g nờn chn loi g khụng b mc, mt cú m t 18-23% dựng lm vỏn khuụn trờn cn v t 28-30% i vi vỏn khuụn di nc La chn g nh vy gim c s bin hỡnh ca g trong thi gian s dng Nu chn vt liu lm vỏn khuụn thộp nờn dựng loi thộp CTO hoc cỏc loi thộp cú ch tiờu lý hoỏ tng ng 2 Cu to vỏn khuụn a/.Vỏn khuụn c nh Khi bờ tụng b m tr cn chụn... bng g nhng s dng c nhiu ln hn Dựng vỏn khuụn lp ghộp bờ tụng cỏc tr cú chiu cao v kớch thc ln s tit kim c vt liu lm vỏn khuụn v gim c thi gian thi cụng nh vớ d sau : bờ tụng on I v II ca thõn tr, sau ú gi nguyờn vỏn khuụn on II, thỏo vỏn khuụn on I lp lờn on II v bờ tụng on III Quỏ trỡnh thi cụng thõn tr c tip tc tin hnh nh trờn cho n ht Nh vy ch cn s lng vỏn khuụn dựng cho hai on bờ tụng cho... II-1.31: Cỏc b phõn lien kt cỏc vỏn khuụn lp ghộp XDC-T.M.Phung,MEng II 30 Chng 1: Tr tm & giỏo Khi dựng vỏn khuụn lp ghộp bờ tụng m, tr cu cú kớch thc rt ln hoc rt mng, s gp khú khn trong vic nh v bng bu lụng ging v thanh vng chng vỡ khi ú hoc s quỏ di hoc s quỏ ngn Trong nhng trng hp nh vy ngi ta dựng cỏc thanh vng, chng phớa ngoi bng tng hoc kớch thu lc thay th cho bu lụng ging v cỏc thanh chng... hai loi thanh chng ngang loi chng ngang bng thộp hỡnh I 300 dựng lm liờn kt ngang gia cỏc dm I550 t riờng l cỏch nhau 2m (bng kớch thc khoang dn YUKM ) Mt loi thanh chng ngang khỏc bng thộp hỡnh I550 dựng ni ngang gia cỏc dm v cũn lm dm ngang trc tip chu ti trng ri truyn cho cỏc dm ch Khi cn thit cú th cú th ni cỏc dm t cỏch nhau 2 m bng cỏc liờn kt kiu dn trong ú thanh chộo l cu kin thanh ca YUKM... xung kớch ngang ca bờtụng + Ti trng giú ngang: ch xột n khi giỏo vỏn khuụn khi ó lp dng xong nhng cha bờtụng Ch tớnh n nh cho giỏo 1.3.2 GIO THẫP cỏc i cu chuyờn nghip cú th s dng c nhiu ln ngi ta dựng loi giỏo vỏn khuụn lp ghộp bng thộp Loi ny vn u t ban u ln nhng nú c khu hao nhiu ln vo nhiu cụng trỡnh hiu qu ln hn Thi gian thi cụng nhanh hn, gim bt c lng cụng nhõn v mỏy múc cn thit cụng trỡnh... hn 20 pds trờn ft 2 XDC-T.M.Phung,MEng II 21 Chng 1: Tr tm & giỏo 2 (0.978kg/dm ) tỏc ng trờn khu vc c cng thờm 75 pounds trờn ft di (0.149kg/dm) tỏc ng ti mộp ngoi ca cỏnh ca mt cu Ti trng nm ngang dựng thit k h ging chng giỏo l tng s cỏc ti trng nm ngang do thit b, trỡnh t thi cụng, gm cỏc lc thy tnh khụng cõn bng t bờ tụng lng, dũng chy (nu cú) tỏc dng vo v tỏc dng ca giú Tuy nhiờn cú trng hp