cộng nghệ đúc hẫng cân bằng

 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

Lê Văn Phương

Nguyễn Duy Phương

Nguyễn Bá Quân

Nguyễn Văn Quý

Quảng Minh Quý

 PHẦN I: SỰ HÌNH THÀNH CÔNG NGHỆ

 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 liên tục bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng” (gọi tắt là công nghệ đúc hẫng) 

 Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu nhịp cầu hoàn chỉnh

 Từ năm 1993-1996,cầu Phú Lương (QL15,Hải Dương) được áp dụng công nghệ đúc hẫng lần đầu tiên do hãng VSL thiết kế và chuyển giao công nghệ.

 Sau cầu Phú lương,một loạt cầu được xây dựng tương tự như:

 Cầu Quán Hàu(Cầu Tiên Cựu (Hải Phòng)

 Phương pháp đúc hẫng không yêu cầu phải làm giàn giáo đỡ ván khuôn, như vậy rất có lợi trong nhiều trường hợp:

- Cầu qua sông sâu hoặc cầu có trụ rất cao

- Làm giàn giáo không an toàn do nguyên cơ lũ lụt, nước chảy xiết

- Không cho phép làm giàn giáo vì không bảo đảm khổ gầm cầu cho tàu thuyền đi lại dưới cầu trong khi thi công

 Ngoài ra, đúc hẫng không phụ thuộc vào điều kiện trong nhà máy đúc sẵn, cho phép xây dựng những cầu với kích thước hợp lý kể cả cầu có bình đồ phức tạp (cong, xiên )

 Vì vậy công nghệ này áp dụng cho thi công kết cấu nhịp bằng BTCT DƯL của các cầu liên tục khẩu độ lớn. 

 Ưu điểm của thi công đúc hẫng:

 Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo Ván khuôn được dùng lại nhiều lần với cùng một thao tác lặp lại sẽ làm giảm chi phí nhân lực và nâng cao năng suất lao động

 Biện pháp thi công này tốc độ rất nhanh, tuỳ theo mức độ phức tạp của dầm cầu (trung bình cứ 5 đến 10 ngày có thể thi công xong hai khúc dầm đối xứng)

 Phân loại:

1.Đúc hẫng từ trụ ra hai phía

 Nguyên lý chung là từ đoạn dầm đầu tiên đã được neo chắc chắn trên đỉnh trụ, kết cấu nhịp được đúc hẫng vươn dài ra hai phía theo nguyên tắc đảm bảo tính đối xứng qua trụ để giữ ổn định chống lật đổ

 ưu điểm là lợi dụng được tính đối xứng, tự cân bằng ổn định

Đúc hẫng từ trụ ra hai phía

Đúc hẫng kết cấu nhịp từ bờ ra

 Nguyên lý kết cấu mố được cấu tạo có kích thước lớn chủ yếu làm vai trò đối trọng giữ

ổn định cho thi công hẫng toàn nhịp

 Phương pháp này thích hợp cho các cầu có ba nhịp mà nhịp giữa có chiều dài lớn để vượt qua phần dòng chính của sông

Đúc hẫng kết cấu nhịp từ bờ ra

Yêu cầu đặt ra

Tăng tiến độ thi công

Biện pháp

Dùng kiểu xe đúc có dầm chủ đặt bên cạnh KCN

hoặc kiểu ván khuôn tự treo

Tạo ra diện công tác rộng rãi thoáng bên trên

đốt KCN và cho phép thi công 2 đôi đốt KCN

trong 1 tuần lễ

Tăng chiều dài mỗi đốt

Trọng lượng & giá thành

xe đúc tăng lên nhanh

Biện pháp

Thi công MCN theo

2 giai đoạn xê xích nhau

Đổ bê tông bản đáy hộp và thành hộp với một

phần bản nắp hộp bằng xe đúc

Tạo ra mặt bằng để đặt cáp DƯL

Sau khi kéo căng các cáp DƯL và di chuyển thiết bị, đổ bê tông bản nắp hộp bằng ván

khuôn đơn giản

GĐ2 có thể chậm hơn 2 hay 3 đốt so với GĐ1

và có thể đúc bản nắp dài hơn các đốtBiện pháp

Thi công MCN theo

2 giai đoạn xê xích nhau

Ưu điểmBiện pháp

Thi công 2 giai đoạn hoàn toàn độc lập, không ảnh hưởng đến tiến độ chungGiảm khối lượng đổ bê tông bằng xe đúc =>

Giảm trọng lượng xe đúc

Khó khăn chính cản trở việc tăng tiến độ thi

công

Cường độ bê tông ở tuổi ít ngày Các vấn đề liên quan đến

việc kéo căng cốt thép DƯL

Các biện pháp xử lý

Xử lý nhiệt ẩm cho bê tông để để rút ngắn

thời gian hóa cứng bê tông

Tăng nhanh tốc độ hóa cứng của bê tông

trong khu vực neo cáp DƯL

Dùng các bản bịt đầu hoặc bản bịt thành

hộp chế sẵn

1.Nguyên lý công nghệ đúc hẫng cân bằng:

Đúc các đoạn đối xứng qua trụ

NHÞp 6

-5.50 -5.50

NHÞp 6

Ldk=35m Ldk=35m

• Đổ bê tông đốt dầm và bảo dưỡng bảo đảm phát triển cường độ Thông ống rãnh và luồn cốt thép vào trong ống sau đó tiến hành căng cốt thép và bơm vữa

• Tháo dỡ ván khuôn, đẩy xe đúc về phía trước và thi công đoạn tiếp theo

Thời gian thi công mỗi đốt thông thường từ 7-10 ngày

3 các giai đọan thi công:

Mở rộng đỉnh trụ

3.2 Giai đọan II: Thi công khối đỉnh trụ (đốt K0)

Thi công đốt K0

Dùng 1 hoặc 2 trụ tạm

Liên kết dầm với trụ bằng các thanh thép cường độ cao

Neo khối đỉnh

trụ vào thân trụ

Sau khi hợp long

- Bước 1: lắp thanh ứng suất nằm trong thân trụ.chú ý vị trí cút nối phải được cố định không được xoay.

- Bước 2: lắp thanh thép ∅60( bảo vệ thanh ứng suất trong qt đổ bê tông cho đọan dưới và đọan trên thanh

3.2.2 Lắp đặt các thanh ứng suất ∅38:

- Bước 3: các thanh ứng suất nằm trong thân trụ

sẽ được nối với các thanh trong khối đỉnh

Chú ý: + Cút nối phải liên kết bằng ½ chiều dài thanh ứng suất

+ kiểm tra mứt độ rỉ của gen

+ kiểm tra dây buộc phòng cút nối bị xoay

Gối kê tạm trong khi thi công

3.2.3 Lắp đặt gối tạm:

Cùng với thanh ứng suất,gối kê tạm cùng giữ ổn định dầm hẫng trong quá trình đúc hẫng

-Trình tự thi công khối kê tạm:

+ Bước 1: định vị

căn cứ tim dọc và tim ngang cầu để xác định vị trí gối.sai số cho phép ±5mm

3.2.4 Lắp đặt gối tạm:

+ Bước 2: bố trí cốt thép,lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông.

Gối kê tạm sau khi đổ bê tông

3.2.5 Phương pháp lắp đặt gối chính:

+ Bước 1: vệ sinh và đục nhám.

Bề dày đỉnh trụ và lỗ chân neo trong phạm vi thớt dưới phải được tạo nhám,làm sạch

Gối chính

+ Bước 2: lắp đặt gối.

Gối chính chỉ chịu lực sau khi tháo dỡ gối tạm

• Xác định tim dọc và tim ngnag gối

• Lắp gối: căn cứ bản vẽ thi công xác định hướng gối,điều chỉnh tim gối sao cho trùng với tim ngang và tim dọc trụ Dùng máy thủy bình kiểm tra cao độ gối.

• siết bulông liên kết 2 thớt gối,kiểm tra cao độ thớt trên gối

Các chú ý khi lắp đặt gối chính:

- Ván khuôn bao quanh thớt dưới gối phải cao hơn mặt dưới của thớt dưới gối tối thiểu 5mm Lớp vữa ximăng làm kín chân ván khuôn trát ở 4 mặt

- Trước khi lắp gối phải có sự xem xét kĩ với sự có mặt kĩ sư và tư vấn giám sát hiện trường

- Cao độ tim hai gối trong trụ chêng lệch trong phạm vi cho phép

3.2.5 Phương pháp lắp đặt gối chính:

 Các chú ý khi căng kéo bó cáp DƯL:

- Khi căng kéo các bó cáp mặt trên chịu mômen âm, do chiều dài bó cáp lớn phải căng ở hai đầu

- Do độ giãn dài của bó cáp thường lớn hơn độ dài hành trình của kích nên phải kéo căng nhiều

- Thường xuyên kiểm tra so sánh kết quả đo độ giãn dài và số chỉ của đồng hồ đo áp lực với kết quả thí nghiệm để kịp thời có biện pháp điều chỉnh bảo đảm lực căng đúng với yêu cầu thiếu kế

- Khi thi công dầm BTCT DƯL bằng công nghệ hẫng trong trường hợp có bố trí cấu tạo DƯL ngoài, nhà thầu và thiết kế phải lập chỉ dẫn riêng – TVGS sẽ tiến hành giám sát trên cơ sở tài liệu chỉ dẫn này

3.2.6 luồng cáp:

Sử dụng tao 7 sợi theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn ATM A-416 hoặc tương đương

(a) Các đặc tính của tao cáp: 

+ Đường kính danh định của tao : 12,7 mm 

+ Tải trọng phá hoại : 186 KN 

+ Cáp thuộc loại có độ tự chùng thấp. 

Lực kích đối với mỗi tao cáp không được phép vượt  quá 0,80 cường độ cực hạn tối thiểu của cáp. 

Trước khi đưa cáp vào sử dụng phải kiểm tra Tao cáp phải không có các vảy rỉ sùi, không bị phủ mỡ, không

bị bẩn, bị xước  

3.2.6 luồng cáp:

(b) Lắp ráp thiết bị đẩy và bơm thuỷ lực: 

Việc lắp ráp máy đẩy cáp phải thoả mãn các yêu cầu sau: 

+ Máy đẩy nên bố trí cách đầu neo 1,2m 

+ Hướng của máy đẩy phải trùng với hướng bó cáp, được cố định cứng ở vị trí này. 

+ Khoảng cách giữa máy đẩy và rulô cáp (giá tách cáp) càng ngắn càng tốt. 

3.2.6 luồng cáp:

+ Một ống dẫn bằng thép có đường kính trong 20mm sẽ được dùng để dẫn hướng tao cáp từ đầu máy đẩy vào ống ghen. 

+ Các ống thuỷ lực nối máy đẩy với bơm phải đúng. 

Bơm thuỷ lực khi lắp đặt phải thoả mãn các yêu cầu sau:

 

+ Bơm phải ở vị trí nằm ngang 

+ Mức dầu thuỷ lực trong bơm phải đạt yêu cầu 

+ Đèn kiểm tra bơm để gần máy đẩy cáp 

+ Điều khiển từ xa nằm ở cuối cáp (đầu phía bên kia của bó cáp) 

3.2.6 luồng cáp:

(c) Luồn cáp vào máy đẩy:  

+ Trình tự luồn cáp vào máy đẩy :

- Nâng tay kéo lên 

- Dùng tay đẩy cáp qua máy và ống dẫn 

- Đóng tay kéo xuống và xoay tăng-đơ vặn nhẹ nhàng xuống dưới để đạt được sự tỳ sát của các con lăn của xích lên trên cáp 

+ Đẩy cáp vào trong ống ghen 

- Khởi động máy bơm 

- Đẩy cáp bằng máy với tốc độ chậm cho đến khi cáp nằm trong ống ghen khoảng 2m

Sau khi đã đạt lực căng đúng, tay vặn phải cố định lại bằng đai ốc

3.2.6 căng cáp: 

(a) Lắp đầu neo: 

Đầu neo phải được vệ sinh sạch sẽ bằng xăng trước khi lắp đặt 

Chiều dài của đầu bó cáp tính từ mặt bản đệm neo L Chiều dài kích + 15cm cho đầu căng kéo và 0,6m cho đầu không căng kéo

(b) Đặt nêm (chốt neo) :

- Phải kiểm tra chủng loại của nêm đem sử dụng

- Nêm phải cùng nhóm với neo, đệm neo và đường kính của tao cáp

- Đầu neo phải được tỳ sát vào bản đệm. 

(c) Lắp bản lỗ đệm đầu kích :

Dùng 2 chạc dẫn luồn chéo nhau định vị các tao cáp thành hàng tương ứng với các lỗ ở bản đệm đầu kích sau đó bản lỗ đệm đầu kích được luồn qua. 

3.2.6 căng cáp:

(d) Lắp kích:

Kích và đồng hồ áp lực phải được kiểm định trước khi sử dụng. 

Kích được treo vào giá bằng một pa-lăng xích 0,5 T để dễ dàng điều chỉnh cao độ của kích trong lúc căng kéo. 

(e) Căng cáp:  

Việc căng cáp chỉ được tiến hành khi bê tông đủ cường độ (R bê tông lúc căng 80% R bê tông thiết kế)

3.2.6 căng cáp:

 

Trình tự căng tiến hành như sau: 

+ Căng so dây: Lực căng so dây dựa vào dấu hiệu của kim đồng bắt đầu tăng đều, thông thường lấy tương ứng với 10% lực căng thiết kế cho bó cáp Sau đó đánh dấu vị trí bó cáp để đo độ giãn dài  

+ Lần lượt tăng lực lên theo các cấp 0.2P; 0.4P; 0.6P; 0.8P; 1P; 1.05P với P là lực căng thiết kế (P = 303.105T) Đo

độ giãn dài tương ứng với từng cấp lực. 

+ Hạ kích. 

 phương pháp lắp đặt gối chính:

Quá trình căn kéo cốt thép

Quá trình luồng ống gen

Khối kê tạm trên đỉnh trụ và sau khi tháo bỏ

-5.50 -5.50

NhÞp6

Ldk=35m Ldk=35m

Xe đúc

Một số dạng mặt cắt ngang cầu BTCT đúc hẫng:

- Do phần kết cấu nhịp trên đỉnh trụ chịu momen âm lớn, ứng suất nén lên đáy hộp sẽ thay đổi để phù hợp với ứng suất nén phát sinh

- Trong quá trình đúc hẫng,mặt cắt ngang hình hộp phải thỏa điều kiện chịu momen xoắn tốt dưới tác dụng của nhiều loại tải trọng khác nhau

- Đối với mặt cắt ngang tại vị trí gối còn phát sinh thêm lực cắt lớn nên tại đây chiều cao mặt cắt ngang được chọn là (1/16-1/20)Lmax,tại giữa nhịp là (1/30-1/20)L max.

- Chiều dày tối thiểu bản đáy hộp >20cm Khi bản đáy có đặt các bó thép DƯL thì chiều dày bản ≥ 3∅(với ∅ là đường kính ống gen chứa cáp)

Pít-tông sau Pít-tông lao ray

Pít-tông chính

2 Lắp Pít-tông thủy lực

1 Lắp đặt thanh ray chính

Hình ảnh pít-tông thủy lực ngoài hiện trường

Pít tông thủy lực

Dây cáp bơm dầu

đúc

Lắp dựng xe đúc

Các đốt tiếp theo được thi công đối xứng qua trụ từ đốt K1 cho đến đốt cuối cùng của mút thừa theo chu trình lặp đi lặp lại như sau:

• Lắp đặt (hoặc di chuyển xe đúc) và điều chỉnh xe đúc

• Lắp đặt cốt thép thường và ống ghen của cáp DƯL

• Đổ và bảo dưỡng bê tông

• Luồn và căng cáp ứng suất trước

Chiều dài khối đúc có thể từ 3-6m Nó phụ thuộc năng lực của xe đúc, chiều dài ngắn khi gần trụ cầu và chiều dài lớn hơn khi gần khoảng giữa nhịp

Khi thi công xong 1 cặp đốt nào thì căng cáp DƯL từ đầu mút này sang đầu mút kia Khi thi công phải theo dõi chặt chẽ độ võng, số lượng bó cáp tại mỗi đốt ít nhất mỗi sườn có 1 bó được căng và neo vào cuối đốt Sau khi căng xong phải tiến hành bơm vữa ngay

mÆt c¾t B-B mÆt c¾t a-a

Thi công trên giàn giáo treo

-5.50 -5.50

NHÞp 6

Ldk=35m Ldk=35m

Điều chỉnh cao độ khối hợp long

500 2500 7250

Nèi vµo hÖ thèng

tho¸t n í c cña ® êng

Cót nèi lo¹ i 5

Nèi vµo hÖ thèng tho¸t n í c cña ® êng Cót nèi lo¹ i 5

1) Các lưu ý khi sử dụng thanh ứng suất:

- Ngoài ra :

+ Trước khi sử dụng phải kéo thử thanh ngoài hiện trường tới lực kéo bằng 60% lực sử dụng cho kết cấu

+ không được sử dụng thanh ứng suất quá 80% giá trị phá hoại

2 Lắp đặt các khối bê tông kê tạm cho trụ có gối(gối kê tạm)

1 Mặt đáy khối kê tạm với đỉnh trụ có lớp vữa ximăng cát dày tối thiểu 3cm

2 Mặt bên phủ 1 lớp vải nhựa cứng dày 1mm ngăn cách với bêtông khối trụ

3 Cao độ cho phép sai số tối đa 5mm

Chú ý:

- khi đúc các khối bê tông kê tạm cần chú ý đến vị trí các lỗ cho thanh ứng suất xuyên qua

- Vị trí và cao độ khối kê tạm ảnh hưởng đến việc lắp ván khuôn khối đỉnh trụ

- sau khi hoàn thành công tác chèn vữa,dùng bao tải ẩm phủ phía ngoài khe hở trong thời gian 7 ngày

Khối kê tạm

Lắp đặt ván khuôn đáy,ván khuôn thành ngoài,ván khuôn đầu bản đáy và đổ bê tông bản đáy

Dùng cẩu và pa-lăng điều chỉnh tương đối cao độ ván

khuôn

Dùng kích điều chỉnh chính xác cao độ cũng như tim

dọc,tim ngang ván khuôn

Dùng thép góc hàn chống giữa đỉnh đà giáo với đáy ván

khuôn

- Lắp đặt ván khuôn đáy:

Đổ bê tông từ tim ngang khối đỉnh trụ ra 2 phía

Lắp đặt ván khuôn thành trong,ván khuôn tường ngăn và đổ bê tông đợt 2

- Trước khi lắp ván khuôn,cốt thép đợt 2 cho thành hộp,vách ngăn và vị trí thanh ứng suất

phải được đặt và nghiệm thu hoàn chỉnh

- Ván khuôn phải được nghiệm thu kích thứơc hình học trước khi đổ bêtông

- Dùng các ống vòi voi và phểu để đảm bảo bê tông rơi không lớn hơn 1.5m

Lắp đặt ván khuôn nóc,ván khuôn thành ngoài,đổ bê tông đợt 3

- Ván khuôn được đặt trên các nêm gỗ cao tối thiểu 100mm

- đảm bảo các ống gen tạo lỗ cho các bó cáp nằm đúng vị trí,ống được cố định bằng thép F6

buộc vào cốt thép thường

2 THI CÔNG CÁC KHỐI CỦA DẦM HẪNG

- Các lỗ thoát vữa(hoặc bơm vữa) phải đặt ở phía trên(điểm cao)

- Dọc mỗi ống gen nên đặt các ống thăm vữa và đặt ở điểm cao nhất của ống gen

- Bê tông đổ bằng gầu hoặc bằng máy bơm

Đảm bảo yêu cầu độ sụt

Căng cáp ứng suất trước:

- Chiều dài của đầu bó cáp tính từ mặt bản đệm neo là 1.5m cho đầu căng kéo và 0.7m

cho đầu không căng kéo

- Kích được treo vào giá bằng 1 pa-lăng xích 0.5T để dễ điều chỉnh cao độ trong lúc căng

kéo

- Việc căng cáp chỉ được tiến hành khi bêtông đủ cường độ: Rbt_lúccăng >90%Rbt_tk

- Trình tự tăng áp lực là 10% cho 1 lần cho đến áp lực thiết kế,cáp được căng đồng thời

và đối xứng

- Không được đứng chính diện với bó cáp(phía sau kích hoặc neo) khi đang căng

Di chuyển xe đúc:

- Các chú ý:

- Dầm ray phải kê chắc chắn,không nghiêng lệch,độ dốc không quá 1%

- Nếu bơm và kích vẫn họat động mà xe đúc không di chuyển->ngừng bơm và kiểm tra

nguyên nhân

- Dầm ray phải được gông chắc chắn xuống dầm hộp bêtông

- Dầm ray phải được gông chắc chắn xuống dầm hộp bêtông

3 THI CÔNG ĐỌAN DẦM TRÊN ĐÀ GIÁO

- Đà giáo thi công đoạn dầm làm bằng thép hình, phải được thử tải để khử lún tại gối

cũng như xác định độ võng của nó khi chịu lực

- Thử tải đến khi tắt lún tại gối,tải trọng thử với hệ số an toàn tối thiểu 1.5

BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG

NGHE!