giáo trình môn học 38 Kỹ thuật thi công ii chơng lắp ghép kết cấu thép 6-1 đặc điểm vấn đề liên quan Vật liệu thép nhẹ, có cờng độ cao, có khả chịu kéo, chịu nén hay chịu uốn tốt, có khả chịu tải trọng lớn, có độ tin cậy cao Vật liệu thép th ờng đợc sử dụng để chế tạo kết cấu chịu lực vợt nhịp lớn, chịu tải trọng lớn Kết cấu thép đợc chế tạo với độ xác cao, đòi hỏi loại máy móc thiết bị thi công đại, đội ngũ cán công nhân lành nghề, đòi hỏi độ xác cao trình bốc xếp, vận chuyển lắp đặt Kết cấu thép có tiết diện nhỏ, chiều dài tính toán lớn dễ ổn định trình bốc xếp, vận chuyển cẩu lắp Đây đặc điểm cần lu ý để tiến hành gia cờng nhằm đảm bảo ổn định an toàn cho kết cấu thép 6-2 CHUẩN Bị MóNG CHO CộT THéP Cột thép liên kết bu lông với móng bê tông cốt thép (móng lắp ghép đổ bê tông toàn khối), bu lông cờng độ cao đợc chôn sẵn móng Độ xác móng có vai trò quan trọng việc đảm bảo độ xác ổn định kết cấu phía nh cột, dầm cầu chạy, dàn Độ xác móng đợc quy định hai yếu tố: vị trí, cao trình độ thẳng đứng cột mặt móng Vị trí cột đợc định khoảng cách vị trí bu lông neo chôn móng Cao trình độ thẳng đứng cột đợc định cao trình độ phẳng mặt móng 6-2.1 Đảm bảo xác vị trí bu lông neo Để đảm bảo xác vị trí bu lông neo ta thực theo bớc sau: Bớc 1: xác định xác đờng tim cao trình mặt móng (dùng máy móc thiết bị định vị) Bớc 2: định vị bu lông neo theo thiết kế, cố định đảm bảo khoảng cách bu lông neo Thờng sử dụng khung dẫn cứng thép có khoan lỗ để cố định bu lông cố định khung dẫn vị trí không bị ảnh hởng việc đổ bê tông với điểm cố định xung quanh Để giữ bulông thẳng đứng phía dới chân bu lông dùng thép đai hàn cố định Khi đổ bê tông vừa xong tiến hành kiểm tra điều chỉnh bu lông neo Hiện ngời ta đặt bulông neo phạm vi đế Hình -1 Định vị vị trí bu lông neo dới chân cột để việc lắp chỉnh chân cột đợc dễ dàng Với phơng pháp này, lắp cột, ngời ta không bị khống chế gắt gao độ xác bulông neo Sự liên kết chân cột thép với khối móng lúc đoạn thép hình hàn thêm vào chân cột bulông neo chôn sẵn khối móng đảm nhiệm 6-2.2 Đảm bảo xác cao trình mặt móng Có ba phơng pháp đảm bảo độ xác cao trình mặt móng : Lắp ghép kết cấu thép Chơng giáo trình môn học 39 Kỹ thuật thi công ii Phơng pháp đổ bê tông trớc Đối với phơng pháp cột đợc đặt bề mặt móng bê tông hoàn thiện mà điều chỉnh độ cao thấp cột, rót vữa xi măng lấp khe hở cột mặt móng Có hai cách: Cách 1: trớc tiên, ngời ta đổ bê tông cổ móng cách cao trình thiết kế từ - cm dừng lại chờ bê tông co ngót, tiếp đổ tiếp phần bê tông lại đến cao trình thiết kế, làm phẳng mặt Ưu điểm cách thi công nhanh, đơn giản, với cách cho độ xác cao trình mặt móng không cao Cách 2: đổ bê tông cổ móng cách cao trình thiết kế từ - cm dừng lại chờ bê tông co ngót, đặt lên bề mặt bê tông hai đoạn thép hình (chữ I hay [) đợc gia công xác điều chỉnh cho mặt lng hai thép hình cao trình thiết kế đổ bê tông phần lại, làm phẳng mặt móng Ưu điểm cách cho độ xác cao cách có thép hình làm sở để thi công điều chỉnh, cách đòi hỏi độ xác cao gia công thép hình Phơng pháp đổ bê tông sau Đối với phơng pháp cột đợc đặt tì lên sống tựa thép hình thép mỏng chôn sẵn bê tông, sau điều chỉnh cột cao trình thiết kế, cuối rót vữa bê tông lấp khe hở cột mặt móng Thi công nh sau: trớc tiên, ngời ta đổ bê tông cổ móng cách cao trình thiết kế từ - cm (không cần phải thật xác) dừng lại chờ bê tông co ngót, đặt lên bề mặt bê tông đoạn thép hình (chữ I hay [) đợc gia công (ngời ta sử dụng thép mỏng có chiều dày khác để dễ điều chỉnh xác), lắp cột, điều chỉnh cột cao trình thiết kế, cuối rót vữa bê tông lấp khe hở cột mặt móng Ưu điểm ph ơng pháp thi công đơn giản, không yêu cầu độ xác cao gia công thép nh đổ bê tông Phơng pháp lắp đế trớc Đặt cột lên đế chân cột đợc lắp trớc vào bu lông liên kết, sau dùng quai vít vặn qua tai đợc hàn trớc vào đế tì vào bề mặt bê tông để điều chỉnh xác độ cao cột, sau rót vữa bê tông lấp khe hở cột mặt móng Thi công nh sau: trớc tiên, ngời ta đổ bê tông cổ móng cách cao trình thiết kế từ - cm (không cần phải thật xác) dừng lại chờ bê tông co ngót, lắp đế chân cột, lắp cột, vặn quai vít điều chỉnh xác cao trình cột, cuối rót vữa bê tông lấp khe hở cột mặt móng 6-3 LắP GHéP CộT THéP 6-3.1 Đặc điểm cột thép Cột thép đợc chế tạo từ việc tổ hợp thép hình, thép bản, tiết diện có dạng chữ I dạng dàn không gian Cột thép thờng có chiều cao lớn, tiết diện nhỏ nên độ mãnh lớn, dễ bị ổn định mặt phẳng làm việc cột bốc xếp hay cẩu lắp Cột thép đợc chế tạo với độ xác cao 6-3.2 Lắp ghép cột thép Công tác chuẩn bị Cột đợc vận chuyển đợc bố trí miền hoạt động cần trục đợc tính toán, cột đợc đặt lên gối kê gỗ Kiểm tra cột, tiến hành vạch sẵn đờng tim, trục, cao trình thân cột, lắp sẵn dây điều chỉnh, thang sàn thao tác vào cột chi tiết để sau liên kết thang, sàn công tác vào cột Lựa chọn tính toán thiết bị treo buộc nh dây cẩu, đòn treo, khóa bán tự động Bố trí cột thép mặt Tơng tự nh lắp cột bê tông cốt thép, có hai phơng pháp lắp cột phơng pháp kéo lê phơng pháp quay dựng có hai cách bố trí cột theo hai phơng pháp : Lắp ghép kết cấu thép Chơng giáo trình môn học 40 Kỹ thuật thi công ii nêu (tham khảo phần lắp ghép cột bê tông cốt thép) Chọn cần trục lắp ghép Tùy thuộc vào phơng pháp lắp cột mà việc lựa chọn cần trục cho hợp lý Với phơng pháp kéo lê yêu cầu cần trục phải có sức trục lớn, không đòi hỏi tay cần dài Với phơng pháp quay dựng không đòi hỏi cần trục có sức trục lớn, yêu cầu tay cần đủ dài Quá trình lắp ghép Có hai cách treo buộc cột Cách 1: treo buộc cột dới công xôn đỡ dầm cầu chạy, chỗ treo buộc sử dụng đệm gỗ đệm cao su để tránh gãy cáp Sử dụng kẹp ma sát, dây cẩu vạn để treo buộc (hình 6-) Cách 2: treo buộc cột phía cột gần đầu cột, sử dụng dây cẩu đơn, kẹp ma sát, khóa bán tự động (hình 6-) Ưu điểm cách cột đợc dựng lên t thẳng đứng nên thuận tiện cho việc lồng cột vào bu lông neo gióng đờng tim, cách đòi hỏi cần trục phải có tay cần dài Trình tự lắp cột tơng tự nh lắp cột bê tông cốt thép Cố định cột Cố định tạm thời: kiểm tra độ thẳng đứng cột Nếu chân đế cột rộng cần vặn bu lông liên kết đủ Nếu chân đế hẹp, cột cao 10m cột liên kết khớp với móng phải sử dụng thêm dây giằng, chống xiên hay khung dẫn để cố định tạm thời Cố định vĩnh viễn: sau kiểm tra đảm bảo độ xác cột tiến hành cố định vĩnh viễn cột cách xiết chặt bu lông liên kết 6-4 LắP GHéP DầM CầU CHạY 6-4.1 Đặc điểm dầm cầu chạy thép Dầm cầu chạy thép thờng có chiều dài từ 6m đến 36m nặng đến 100 đợc chế tạo từ tổ hợp loại thép hình, thép Tùy đặc điểm kích thớc trọng lợng dầm mà dầm đợc chế tạo thành phần sau lắp ghép lại chế tạo toàn 6-4.2 Lắp ghép dầm cầu chạy thép Công tác chuẩn bị Kiểm tra dầm, tiến hành vạch sẵn đờng tim, trục, cao trình lên bề mặt dầm, gắn vào dầm dây thừng dùng để điều chỉnh dầm trình cẩu lắp Lựa chọn tính toán thiết bị treo buộc, cẩu lắp dầm Đối với dầm có chiều dài nhỏ 6m thờng sử dụng chùm dây cẩu hai nhánh, dầm có chiều dài lớn 6m dùng đòn cẩu, khung cẩu Bố trí dầm Dầm bố trí phơng tiện vận chuyển bố trí mặt cẩu lắp, cách bố trí nêu, yêu cầu bố trí dầm nằm tầm với đợc tính toán đồng thời đảm bảo thuận tiện cho trình cẩu lắp, không cản trở đến trình thi công khác (tham khảo cách bố trí dầm bê tông cốt thép) Chọn cần trục lắp ghép Với dầm loại nhỏ (L < 6m) dùng cần trục để lắp ghép Với dầm loại lớn (L > 6m) phải dùng hai cần trục để cẩu lắp (biện pháp đấu cẩu) Các cần trục đợc lựa chọn phải thỏa mãn thông số tính toán Khi sử dụng hai cần trục để lắp : Lắp ghép kết cấu thép Chơng giáo trình môn học 41 Kỹ thuật thi công ii ghép, để thuận tiện cho điều khiển thi công nên sử dụng hai cần trục giống Quá trình lắp ghép dầm thép Trình tự thao tác lắp ghép dầm thép tơng tự nh lắp ghép dầm bê tông cốt thép Khi treo buộc dầm để cẩu lắp dùng dây cẩu vạn khóa bán tự động để treo (hình 6-) dùng móc sắt xâu qua lỗ dùng để cố định ray cầu trục với dầm (hình 6-) Khi cẩu lắp dầm loại nhỏ dùng cần trục thông thờng Khi cẩu lắp dầm nặng dùng hai cần trục để nâng dầm dùng hai cần trục để nâng nửa dầm, đầu nửa dầm đợc liên kết với vai cột, đầu đợc đặt tạm thời lên gối trung gian (loại gối tựa trung gian chế tạo dễ dàng, sử dụng đợc nhiều lần di chuyển dễ dàng- hình 6-) Ưu điểm phơng pháp cẩu lắp hai cần trục sử dụng cần trục loại nhỏ để lắp ghép dầm, loại cần trục sử dụng để lắp cấu kiện nhỏ khác Ngoài ra, trờng hợp sử dụng loại cần trục sử dụng nhiều cột trục để cẩu lắp sử dụng ròng rọc gắn vào đầu cột để nâng lắp dầm Cố định dầm Cố định tạm thời: cố định tạm thời dầm vào cột chi tiết liên kết dầm với vai cột bụng dầm với cánh cột thông qua bu lông liên kết (hình 6-) Điều chỉnh xác vị trí dầm, cao trình mặt dầm cách thêm vào hay bớt đệm kim loại số hình 6- Cố định vĩnh viễn: kiểm tra xác vị trí cao trình dầm sau xiết chặt bu lông liên kết đế bụng dầm 6-5 LắP GHéP DàN Vì KèO THéP 6-5.1 Đặc điểm dàn thép Dàn kèo thép thờng có nhịp lớn, chiều cao thân lớn, nhiều dàn kèo thép có nhịp, chiều cao trọng lợng thân lớn Các dàn có tiết diện nhỏ, chiều dài lớn nên có độ mãnh lớn, dễ bị ổn định mặt phẳng bốc xếp cẩu lắp dàn sai khác với sơ đồ làm việc thực Nội lực dàn phụ thuộc vào số lợng, vị trí điểm treo buộc, trớc tiến hành cẩu lắp dàn cần phải gia cờng dàn, lựa chọn thiết bị treo buộc, vị trí số lợng điểm treo buộc hợp lí 6-5.2 Gia cờng dàn thép Gia cờng đứng Khi lật dàn từ trạng thái nằm lên t thẳng đứng để chuẩn bị cho việc bốc xếp 15m < L < 30m L 15m Hình 4-6 Trạng thái lật dàn gia cờng đứng L > 30m : Lắp ghép kết cấu thép Chơng Hình 6-5 Ví dụ gia cờng ngang dàn kèo thép cẩu lắp giáo trình môn học 42 Kỹ thuật thi công ii cẩu lắp dàn, trọng lợng thân dàn nên dàn bị uốn mặt phẳng làm việc Ngời ta sử dụng bó gỗ kim loại ốp hai bên đứng suốt từ cánh hạ đến cánh thợng dàn (hình 6-) Khi dàn đợc lật lên t thẳng đứng tháo bỏ vật liệu gia cờng Gia cờng ngang Khi treo buộc cẩu lắp dàn, trọng lợng thân dàn lớn, số lợng vị trí điểm treo buộc làm phát sinh dàn nội lực sai khác lớn so với thiết kế làm biến dạng dàn mặt phẳng làm việc Để tránh trờng hợp này, việc lựa chọn vị trí số lợng điểm treo buộc hợp lí, cần phải thực gia cờng ngang cách sử dụng bó gỗ kim loại kẹp hai phía dọc theo chiều dài nhịp dàn (hình 6-) Chỉ đợc tháo dỡ vật liệu gia cờng lắp dàn liên kết chắn dàn với cột 6-5.3 Lắp ghép dàn thép Công tác chuẩn bị Kiểm tra tổng thể dàn, đánh dấu vị trí, đờng tim, trục, cao trình lên bề mặt dàn Gắn vào dàn dây thừng để điều chỉnh trình cẩu lắp, gắn vào dàn loại thang, dàn giáo, thiết bị cố định tạm thời (thanh giằng tạm, dây giằng, chống xiên ) phục vụ cho công tác lắp ghép Gia cờng, khuếch đại dàn Lựa chọn tính toán thiết bị treo buộc dàn nh: dây cẩu, khóa bán tự động, đệm chống gãy, đòn cẩu, khung cẩu, dàn cẩu Khi dàn loại nhỏ sử dụng dây cẩu Khi dàn loại lớn phải sử dụng đòn cẩu, khung cẩu, dàn cẩu (hình - 6) Bố trí dàn thép mặt Dàn đợc bố trí mặt cẩu lắp dọc theo tuyến di chuyển cần trục, cần bố trí dàn nằm tầm với có hiệu cần trục đợc tính toán Mặt khác, trình lắp dàn thờng xen kẽ với trình lắp ghép kết cấu mái (xà gồ, cửa trời, mái) cần xếp đặt gọn gàng để thuận tiện cho trình xếp đặt cẩu lắp kết cấu nêu Chọn cần trục lắp ghép Chọn cần trục lắp ghép dàn phải thỏa mãn thông số tính toán phơng án thi công Đặc biệt ý đến đặc điểm lắp ghép dàn xen kẽ với lắp ghép kết cấu mái để lựa chọn cần trục phù hợp, tiết kiệm Với dàn loại nhỏ chọn cần trục để lắp, dàn loại lớn chọn hai cần trục để cẩu lắp, sau sử dụng cần trục để cẩu lắp kết cấu khác Quá trình lắp ghép dàn Sau gia cờng dàn, buộc dây cẩu vào dàn (thờng buộc vào nút dàn cánh trên, hình 6-) treo dàn t thẳng đứng dới thấp, gắn vào dàn phận sàn công tác sau nâng đa dàn vào vị trí lắp ghép, trình cẩu lắp có công nhân sử dụng dây thừng buộc sẵn hai đầu dàn để điều chỉnh dàn vào vị trí Khi dàn có chiều cao thân lớn sử dụng khung treo để treo dàn từ cánh hạ đến cánh thợng để đảm bảo ổn định không làm h hỏng nút dàn Dàn đợc lắp đặt hệ giằng đầu cột, hệ dàn đỡ kèo đợc lắp đặt trớc Sau lắp dàn xong lắp tiếp dàn thứ hai, lắp tiếp dàn cửa trời lắp xà gồ, hệ giằng, lắp mái Có thể liên kết cửa trời với dàn mặt đất sau cẩu lắp hệ đồng thời Hiện ngời ta liên kết hai dàn kèo với dới mặt đất với đầy đủ xà gồ, giằng, liên kết cửa trời để tạo thành hệ không gian cứng sau tiến hành cẩu lắp đồng thời vào vị trí thiết kế cần trục loại lớn hai cần trục Ưu điểm phơng pháp giảm tối đa nhân công thi công lắp ghép cao, giảm thời gian thi công, đảm bảo ổn định dàn trình cẩu lắp cho dù dàn có độ mãnh lớn, không cần phải gia cờng dàn Tuy nhiên phơng pháp đòi hỏi cần trục lắp ghép phải có sức trục lớn, độ với chiều cao nâng móc cẩu lớn, đặt lên gối tựa khó khăn lắp riêng lẻ dàn, tốn : Lắp ghép kết cấu thép Chơng giáo trình môn học 43 Kỹ thuật thi công ii thêm cần trục để phục vụ khuyếch đại dàn Cố định dàn a Cố định tạm thời Dàn đầu tiên: vặn chặt 50% bu lông liên kết dàn với chi tiết nh đầu, vai cột Sử dụng dây neo, khung dẫn để liên dàn với kết cấu xung quanh (dây neo phải có tăng điều chỉnh) Dàn tiếp theo: từ dàn thứ hai trở việc cố định tạm thời bu lông liên kết, giây giằng, ngời ta sử dụng giằng tạm, hay hệ xà gồ để liên kết với dàn b Cố định vĩnh viễn Sau kiểm tra xác thông số lắp ghép dàn (trục, cao trình ) tiến hành vặn chặt toàn bu lông liên kết dàn kèo với gối tựa, tán đinh tán, rivê có liên kết loại Hàn đờng mối nối có liên kết hàn, liên kết panen mái với dàn 6-6 LắP GHéP TấM MáI 6-6.1 Đặc điểm mái bê tông cốt thép Tấm mái bê tông cốt thép có nhiều loại, loại nhỏ có kích thớc 1,5m x 6m, loại lớn có kích thớc 3m x 6m 3m x12m, đợc lắp xen kẽ với trình lắp dàn kèo 6-6.2 Lắp ghép mái bê tông cốt thép Lắp bê tông cốt thép dàn mái thép tơng tự nh lắp bê tông cốt thép dàn bê tông cốt thép Cần ý trình tự lắp cho tải trọng trình thi công tác dụng đối xứng lên hệ khung lắp ghép trớc thuận tiện cho thi công Muốn phải lắp panel theo trình tự đối xứng từ hai phía vào (hình 6-) Sau lắp đặt cố định vĩnh viễn panel đợc tiến hành chèn vữa liên kết panel, mục đích để trình chèn vữa không ảnh hởng đến a) b) Hình 6-7 Trình tự lắp ghép mái dàn thép a) Dàn cửa trời; b) Dàn có cửa trời trình thi công lắp đặt khác, đồng thời trình thi công lắp đặt không gây rung động ảnh hởng đến trình ninh kết đông cứng vữa chèn : Lắp ghép kết cấu thép Chơng