công nghệ thay gối và khắc phục sự cố cho 1 số cầu
Trang 1Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ hai về
Sự cố và h hỏng công trình Xây dựng
Công nghệ thay gối và khắc phục sự cố cho một
số cầu Thuộc dự án đờng Hồ Chí Minh
GS TSKH Nguyễn Đăng Bích
ThS Nguyễn Thế Đệ
Viện KHCN Xây Dựng – Bộ Xây Dựng
Abstract: This paper presents the technology to overcome uncertainties and for
rubber supports replacement for some newly constructed bridges The key point of this technology lies in the method to simultaneously lift up four transverse beams at their support positions The technique to safely jack up the whole bridge to a relative height
of 1,07 m is also mentioned in this paper.
1 Giới thiệu
Viện khoa học công nghệ Xây dựng – Bộ Xây dựng là đơn vị thực hiện thi công thay gối cao su và khắc phục sự cố cho một số cầu đờng bộ, đó là các cầu tại các cột mốc:
Km 219 + 035, Km 568 + 359, Km 572 + 583, Km 573 + 403, 576 + 490, Km 579 +
922, Km 584 + 153, Km 585 + 277, Km 588 + 400, Km 652 + 643; trong đó thay 112 gối cao su cho 9 cầu và khắc phục sự cố cốt thấp 1,07m cho một cầu Cho đến tr ớc ngày 2/9/2003 việc thi công xử lý đã hoàn thành Trong báo cáo này chúng tôi chủ yếu giới thiệu về công nghệ thi công xử lý
2 Thi công thay gối cao su cho 9 cầu
2.1 Đặc điểm hiện trạng
- Cầu nhiều loại nhịp, có: 3 nhịp 33m; 2 nhịp 25,7m; 2 nhịp 21m; 7 nhịp 15m, mỗi nhịp có 4 phiến dầm
- Mố có taluy thoải, trụ cao từ 6 10m, nên sàn thao tác không thể là giáo chống
mà phải là giáo treo
- Chiều cao từ mặt mố, mặt trụ tới dầm từ 15cm 24cm, nên không thể dùng kích với chiều cao lớn hơn 21 cm
- Cánh dầm trong một nhịp đã đợc toàn khối, mặt cầu đã rải bê tông atphan nên phải nâng đồng thời các đầu dầm có trên một mặt cắt ngang
- Cầu có kết cấu bản liên tục nhiệt, phải nâng đồng thời cả hai đầu dầm trên hai mặt cắt ngang tại bản liên tục nhiệt
2.2 Nguyên tắc thi công thay gối
- Nâng đồng thời các đầu dầm có trên 1 mặt cắt ngang
- Thứ tự nâng từ mố ra đến trụ
- Trờng hợp có bản liên tục nhiệt thì phải nâng đồng thời cả hai đầu dầm để tránh rạn nứt bản liên tục nhiệt
- Kích đợc đặt để nâng ở vị trí đáy dầm dọc, trờng hợp không đủ chiều cao đặt kích, đối với cầu có nhịp 21m có thể đặt kích để nâng ở vị trí đáy dầm ngang
- Đối với các cầu có nhịp 21m, đặt 1 kích 60T để nâng 1 đầu dầm; đối với các cầu có nhịp 25,7m; 33m; đặt 2 kích 60T để nâng 1 đầu dầm
Trang 2- Để nâng đồng thời các đầu dầm có trên 1 mặt cắt ngang hệ thống kích và máy bơm dầu đợc đấu liên thông 1 cách thích hợp
- Để tránh phá hoại do nén cục bộ ở đầu kích và đáy kích sử dụng các tấm đệm
- Để thay gối an toàn sau khi nâng dầm lên 6cm, giữ nguyên cao độ bằng thuỷ lực (giữ nguyên áp lực dầu) và bằng cơ học (dùng các nêm chèn tạm)
- Có hệ thống giáo treo ở mố và trụ để làm sàn thao tác phục vụ thi công
2.3 Qui trình thi công thay gối
- Kiểm tra vị trí đặt gối và chuẩn bị gối cho từng vị trí
- Lắp dựng hệ thống giáo treo và sàn thao tác
- Tẩy bê tông mặt mố hoặc mặt trụ để mở rộng vị trí đặt kích (nếu cần thiết)
- Lắp đặt kích, máy bơm dầu và đấu nối thích hợp
- Kiểm tra độ thẳng đứng và độ đúng tâm của kích
- Đặt biển báo đảm bảo giao thông
- Tháo khe co giãn (nếu có)
- Cho kích gia tải tới lực 5T, kiểm tra sự làm việc bình thờng của hệ thống kích và máy bơm dầu
- Tiếp tục kích nâng dầm lên 6cm so với cao trình mặt đá tảng
- Chèn tạm các gối bằng nêm gỗ dày 6cm
- Vệ sinh vị trí đặt gối, thay gối (đặt gối mới vào đúng vị trí)
- Kích nâng dầm lên cao 5mm, rút nêm chèn tạm
- Hạ kích và thu dọn thiết bị
- Lắp lại khe co giãn
2.4 Thiết bị dùng trong công nghệ thi công thay gối cầu
- Máy bơm dầu áp lực 30Mpa: 4 cái
- Kích 20 cái có các thông số:
Đờng kính xi lanh: 160mm
áp lực dầu: 30Mpa
Hành trình: 100mm
Kích thớc: đờng kính 210mm, chiều cao 200mm
Năng lực kích: 60T
- Tuy ô dẫn dầu chịu áp lực cao: 24 ống
- ống giáo ý: 200m tổ hợp thành hệ thống giáo treo
- Máy phát điện 37KVA: 1máy
- Dây điện 3 pha: 150m
- Xe vận tải 6T có cẩu tự hành 3,5T: 1 xe
- Tấm đệm đầu kích bằng thép kích thớc 400x300x20: 30 tấm
Trang 3- Tấm đệm đáy kích bằng thép, gỗ kích thớc thích hợp: 30 tấm
- Máy hàn: 2 cái
- Máy khoan bê tông: 3 cái
- Máy đánh gỉ, vệ sinh: 3 cái
2.5 Hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công
- Thi công thay gối cho 9 cầu thuộc đoạn nói trên có thể tổng kết thành 4 dạng:
Thi công thay gối ở mố cầu nhịp 25,7m; 33m
Thi công thay gối ở trụ cầu có bản liên tục nhiệt nhịp 33m
Thi công thay gối ở mố cầu nhịp 15m, 21m
Thi công thay gối ở trụ cầu nhịp 15m
Vì có 4 dạng điển hình nh vậy nên Hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công thay gối cho 9 cầu nói trên đợc trình bày thông qua Hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công thay gối cho cầu có 2 nhịp 33m, cầu có 1 nhịp 21m và cầu có ba nhịp 15 m
2.6 Phơng pháp và tiến độ thi công
- Thi công lắp đặt giáo treo, lắp đặt kích và máy bơm dầu, dùng cẩu
để đa vào vị trí thi công, hạn chế dùng lao động thủ công
- Kích có hai lỗ để bơm dầu, xả dầu, nên có thể đấu liên thông một cách thích hợp để đảm bảo nâng đều các đầu dầm trên một mặt cắt ngang không phải dùng dầm gánh
- Kích có chiều cao 21 cm nên có thể sử dụng chiều cao giữa mặt
mố, mặt trụ tới đáy dầm từ 15cm 24cm một cách thuận lợi
- Đục bêtông mặt mố xuống sâu từ 5cm 7cm khi không đủ chiều cao đặt kích
- Đối với dầm nhịp 15m, khi không đủ chiều cao đặt kích để nâng dầm dọc thì đặt kích để nâng dầm ngang
- Thời gian thay 112 gối cho 9 cầu nằm trên đoạn đờng 100 km là
15 ngày
Trang 53 Thi công xử lý sự cố cầu
2.1 Đặc điểm hiện trạng
- Cầu một nhịp 33m, có bốn phiến dầm cao 1,7m
- Kết cấu thợng bộ gồm các phiến dầm và kết cấu mặt cầu có trọng l ợng 600T, mỗi đầu dầm có trọng lợng 75T
- Cao độ mố cầu thấp so với cao độ thiết kế 1,07m
- Móng mố cầu đặt trên đất nguyên thổ không có cọc
2.2 Yêu cầu xử lý
- Nâng kết cấu thợng bộ lên 1,1m theo phơng thẳng đứng, không đợc sang ngang
- Tạo đợc không gian để thi công khoan cấy thép và đổ bù bê tông trụ lên cao 1,07m
- Nâng đồng thời các đầu dầm trên mặt cắt ngang và nâng đông thời hai đầu cầu của kết cấu thợng bộ để không làm rạn nứt, h hỏng kết cấu mặt cầu
- Lực nâng phải đặt vào dầm dọc, không đợc đặt vào dầm ngang, không đợc đặt vào vị trí làm nghiêng lật mố cầu
2.3 Phơng án xử lý.
- Có thể làm hai trụ tạm, hai dầm gánh kết hợp với hệ thống kích đủ lực và con kê
để nâng hai đầu cầu
u điểm: Tạo đợc không gian để thi công khoan cấy thép và đổ bù bê tông
Nhợc điểm: Điểm đặt lực nâng xa vị trí thiết kế đặt gối, trọng lợng của trụ tạm và lực nâng (300T) có thể làm nghiêng lật mố cầu, thời gian thi công dài, chi phí vật liệu, nhân công lớn
- Có thể không dùng trụ tạm và dầm gánh, dùng chính mố cầu hiện có để lắp đặt
hệ thống kích và để chồng nề Sau khi cầu nâng đến đủ độ cao thì lắp đặt thanh thép chống, tháo bỏ hệ thống kích và chồng nề để tạo không gian thi công khoan cấy thép và đổ bù bê tông
u điểm: Điểm đặt lực nâng không xa vị trí thiết kế đặt gối, không tạo ra khả năng bất lợi làm nghiêng lật mố cầu, thời gian thi công nhanh, chi phí vật liệu và nhân công hạn chế
Nhợc điểm: Việc thi công đổ bù bê tông chia làm hai công đoạn
Phơng án đợc chọn để xử lý ở cầu ở đây là phơng án không dùng trụ tạm và dầm gánh
2.4 Quy trình 16 bớc nâng cầu
- Mỗi bớc nâng đợc 8 cm, kích nâng đến đâu chồng nề đến đấy
- Kích đợc đặt để nâng ở vị trí đáy dầm dọc gần điểm thiết kế đặt gối, mỗi đầu dầm đặt hai kích mỗi kích có lực nâng 60 T
- Hệ thống kích và máy bơm dầu đợc đấu liên thông một cách thích hợp để nâng
đồng thời các đầu dầm trên một mặt cắt ngang
- Cuối bớc tám, hệ thống kích đợc tháo, trên mặt mố chỉ còn lại bốn chồng nề kích thớc 50x50 cm để đỡ bốn dầm cầu Lúc này có thể thi công khoan cấy thép và
đổ bêtông bù công đoạn một
Việc đổ bê tông bù chia làm hai công đoạn rất có lợi, vì sau công đoạn một có thể đặt bản mã để hàn chân tấm thép chống cao 67cm và đặt đệm gỗ dầy 7,5cm Chân thanh chống thép đợc hàn với bản mã đặt sẵn trong bêtông (xem bản vẽ cuối bớc 15) Sau đó tháo dỡ chồng nề, hệ thống kích và đổ bê tông công đoạn hai
Trang 6- Đầu bớc 16, lắp đặt hệ thống kích và gối cao su (xem bản vẽ đầu bớc 16).
- Cuối bớc 16, cho kích thực hiện hành trình 9cm, tháo đệm gỗ dầy 7cm ở đầu tấm thép chống, hạ kích để dầm đặt lên gối cao su, sau đó tháo kích, kết thúc 16
b-ớc nâng cầu
Để hoàn thiện, có thể dùng hàn hơi để cắt tấm thép chống cho bằng mặt mố cầu
2.5 Thiết bị, vật liệu dùng trong công nghệ xử lý
- Máy bơm dầu áp lực 30Mpa: 4 cái
- Kích 20 cái có các thông số:
Đờng kính xi lanh: 160mm
áp lực dầu: 30Mpa
Hành trình: 100mm
Kích thớc: đờng kính 210mm, chiều cao 200mm
Năng lực kích: 60T
- Tuy ô dẫn dầu chịu áp lực cao: 24 ống
- Máy phát điện 37KVA: 1máy
- Dây điện 3 pha: 150m
- Miếng đệm gỗ hoặc gang kích thớc 500x250x80: 300 miếng
- Tấm thép chống: 8 tấm cao 67 cm
3 Kết luận
Công nghệ thay gối và xử lý sự cố cho một số cầu đờng bộ phụ thuộc vào chủng loại thiết bị hiện có của Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Với thiết bị, vật t, tiềm năng kinh nghiệm chất xám hiện có,Viện có thể nhận thi công thay gối và xử lý các loại sự
cố cho các loại cầu khi cần thiết
Tài liệu tham khảo
1 TCVN 2737 – 1995, Tải trọng và tác động.
2 TCVN 5574 – 1991, Kết cấu bê tông - Tiêu chuẩn thiết kế
3 TCVN 5575 – 1991, Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế