Trờng Đại học Giao thông Vận tải Khoa Công Trình Bộ môn Cầu Hầm ! H Nội 2006 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm chế tạo cấu kiện cầu thép (Tham khảo t i liệu: chu viết bình Nguyễn văn nhậm) Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm Chơng 1: thi công kết cấu nhịp cầu dầm thép 1.1 Các giai đoạn thi công cầu thép: Các loại kết cấu nhịp cầu thép: + Cầu dầm đặc + Cầu gi n + Cầu vòm + Cầu treo Các giai đoạn thi công cầu thép: + Sản xuất bé phËn cđa kÕt cÊu thÐp x−ëng + L¾p đặt phận th nh kết cấu công tr−êng + Di chun kÕt cÊu nhÞp vÞ trÝ v đặt lên gối cầu mố trụ + L m kết cấu mặt cầu, lề ngời bộ, lan can v trang thiết bị cầu + Sơn v ho n thiện cầu + Duy tu bảo dỡng cầu thờng xuyên Lắp ráp chỗ nhịp Chế tạo cấu kiện Vận chuyển đến Công trờng L m mặt cầu Lắp ráp b2i Ho n thiện cầu Lao lên nhịp 1.2 Lắp ráp kết cấu nhịp b'i Vị trí b;i lắp dầm đợc bố trí đờng đắp đầu cầu Vị trí b;i lắp phải đợc chọn theo biện pháp lao dầm sau n y: + Nếu đặt dầm lên nhịp theo phơng pháp cẩu dọc b;i lắp đợc bố trí đắp đầu cầu, cao độ b;i lắp với cao độ thiết kế đờng đầu cầu sau n y + Nếu đặt dầm lên nhịp theo phơng pháp cẩu ngang b;i lắp đợc bố trí khu vực b;i dới chân đờng đắp đầu cầu b;i sông gần ®ã víi cao ®é b»ng víi cao ®é cđa b;i sông để tạo điều kiện thuận lợi việc vận chuyển KCN vị trí đứng cần cẩu + Nếu lao dầm lên nhịp theo phơng pháp lao kéo dọc hệ đờng trợt lăn b;i lắp đầu cầu đợc bố trí đặp đầu cầu víi cao ®é b;i b»ng víi cao ®é cđa x mũ mố để tạo điều kiện thuận lợi trình kích kéo KCN Sau thi công xong KCN tiến h nh đổ bê tông phần tờng ®Ønh cđa mè KÝch th−íc cđa b;i l¾p kÕt cÊu nhịp + Sơ đồ bố trí lắp ráp KCN b;i Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Bộ môn Cầu Hầm Bb i Bcẩu B Trờng ĐHGTVT Cần cẩu Blề Lb i + Chiều d i cña b;i: Lbai = Lnhiplao + Lmuidan + (m) Trong ®ã : Lnhiplao : l chiỊu d i lớn nhịp cần lao Lmuidan : l chiều d i đoạn mũi dẫn sử dụng lao kéo 5m : l phạm vi đứng cần cẩu phục vụ trình thi công + Số lợng nhịp dầm nối b;i phụ thuộc v o biện pháp tổ chức lao kéo ã Nếu lao cần cẩu tiến h nh lắp ráp nhịp v mũi dẫn dó : • Lbai = Lmotnhip + (m) NÕu lao theo phơng pháp lao dọc hệ đờng trợt lăn tiến h nh nối ữ nhịp th nh mét khèi ®ång thêi cã sư dơng mịi dÉn dã ®ã: Lbai = L2 nhip + Lmuidan + (m) + ChiỊu réng cđa b;i Bbai = B + bcau + ble Trong ®ã : B : l bỊ rộng phủ bì cụm dầm lớn Thông thờng trình thi công để đảm bảo ổn định trình lao kéo ta thờng ghép th nh cụm dầm, cụm từ ữ dầm hệ liên kết ngang bcẩu : l đờng di chun cho cÇn cÈu : bcÈu = 3.5m blỊ : l bề rộng đờng ngời phục vụ trình thi công.(1m) Trong trờng hợp đờng đầu cầu không đủ bề rộng yêu cầu b;i ta phải tiến h nh đắp thêm sang sang hai bên Các dầm đợc liên kết th nh cụm, tối thiểu l dầm v tối đa tuỳ thuộc v o trọng lợng cẩu Yêu cầu cấu tạo kết cấu bề mặt b;i + Nền đờng đầu cầu v mặt b;i lắp dầm phải đợc đầm kỹ, tạo dốc v thoát nớc ngang tốt Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm + Trên bề mặt b;i phải đợc dải đá dăm để tạo phẳng v phân phối áp lực xuống đờng + Mặt đờng di chuyển cần cẩu phải đợc dải cấp phối chống lầy lội gặp thời tiết xấu Các thiết bị phục vụ trình lắp ráp KCN + Cần cẩu 16 ữ 25 + Kích ữ tấn, kích thuỷ lực 10 ữ 20 + Chồng nề, t vẹt, gỗ kê đệm cần thiết + Các dụng cụ cầm tay phục vụ cho trình thực liên kết đinh tán bu lông nh : búa, cờ lê, khoan tay + Máy h n điện Trình tự lắp ráp kết cấu nhịp + Chế tạo phận kết cấu nh máy v vận chuyển đến công trờng + Tiến h nh đo, đánh dấu vị trí tim dầm v vị trí mối nối + Dùng cần cẩu cẩu đoạn dầm đặt lên chồng nề + Gá tạm số liên kết ngang đoạn dầm để chống lật + Lắp gá tạm mèi nèi, hƯ liªn kÕt däc v hƯ liªn kÕt ngang + Thùc hiƯn nèi ghÐp ho n chØnh t¹i vị trí mối nối Dầm đợc chia th nh đoạn để vận chuyển, đoạn n y nối lại với mối nối công trờng đồng thời l mối nối tạo vồng Những đoạn dầm cụm đợc cẩu đặt lên tất điểm kê chồng nề + Mỗi đầu đoạn dầm kê lên mét chång nỊ + Chång nỊ t vĐt cã chiỊu cao 50ữ70cm v đặt tránh ngo i không đợc nằm phạm vi mối nối, đồng thời tạo khoảng trống hai chồng nề l 70cm để kích v thao tác lắp ráp mối nối + Khi đặt lên chồng nề cần phải giữ ổn định cách lắp tạm số liên kết ngang dầm cụm + Các loại chồng nề: ã Chồng nề t vẹt gỗ :Dùng t vẹt gỗ xếp lớp ngang, dọc kê lên v cố định đinh đỉa ã Chồng nề thép : gồm đoạn thép chữ I bó đôi v xếp chồng cũi lợn Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm Gá lắp v o mối nối: lắp nối cánh dới trớc, lắp v o đầu dầm đặt nằm ngang trớc v chốt tạm lói hình trụ, để lắp v o đầu dùng lói hình côn đóng kết hợp kích hạ thấp điểm kê gối (nếu cần) có tác dụng kéo cho lỗ đinh cánh dầm v nối so trùng khớp v o với Khi lỗ đinh đ; trìng khớp, dùng lói hình trụ chốt lại Tiếp lắp nối bụng Cuối lắp cá v chốt lại lói + Dùng lói hình côn đóng để l m trùng khớp lỗ đinh + Chốt tạm (chống cắt) lói hình trụ Số lợng 25% số lỗ đinh phía mối nối + Dùng bu lông thi công xiết ép chặt khít thép liên kết Số lợng bu lông thi công chiếm 40% số lợng lói Loại an Con lói hình côn l m thép mềm CT2 Đờng kính chỗ lớn = lỗ+2mm Loại bn Con lãi h×nh trơ l m b»ng thÐp cøng CT5 Đờng kính thân lói nhỏ đờng kính lỗ đinh chút v lỗ 0,2mm + Thực liên kết thức , tháo dần bu lông thi công v lói nhng phải bảo đảm số lói không đợc nhỏ 25% số lỗ đinh lại cha tán đinh lắp bu lông CĐC Biện pháp gá tạm đốt dầm liên kết h n + Trên cánh đầu mối nối bố trí tai định vị Các tai n y nằm ngang chìa hai bên thẳng đứng vuông góc với cánh dầm + Các tai định vị có khoan lỗ để liên kết + Dùng nối có khoan lỗ để liên kết tai định vị hai phía mối nối lại víi b»ng chèt lãi v bu l«ng thi c«ng Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm + Cặp gá tăng cờng cho sờn dầm chống ứng suất nhiÖt h n + Sau thùc xong mối h n, tháo bỏ liên kết gá tạm Công nghệ thực liên kết đinh tán: + §inh t¸n l m b»ng thÐp CT2 §−êng kÝnh d=∅ lỗn1mm Đinh đợc tạo sẵn mũ hình chỏm cầu Chiều d i thân đinh lại đợc tính toán cho kho tán đầu lại thân đinh bị chùn ngắn lại để ép sát bề mặt thép: L=1,18.(+d) (mm), với : chiều d y tệp thép tán ép với + Các đinh đựoc nung 1000ữ11000c, dùng kìm gắp lắp v o lỗc đinh, phía mũ đinh có cối giữ, đầu cha có mũ đợc dập búa ép, mặt búa có khuôn hình chỏm cầu + Mối nối đợc gá lắp v bó chặt bu lông thi công, tán đến đâu tháo bỏ bu lông bó v lói đến đó, đảm bảo số lợng lói không nhỏ 25% số lỗ đinh lại + Ng y nối ghép đinh tán đợc sử dụng mối nối thi công, thờng đợc sử dụng mối nối lắp cụm xởng chế tạo Công nghệ thực liên kết bu lông cờng độ cao: + Liên kết bu lông cờng độ cao l m việc nhờ ma sát hai mặt thép tiếp xúc với + Khả chịu lực bu lông cờng độ cao S=0,78.N.f với N l lực xiết Nếu N lớn l m đứt thân bu lông, bu lông đợc chế tạo từ thép có cờng độ cao 1200Mpa f=0,4 ữ 0,45: hệ số ma sát có đợc nhờ xử lý phun cát hạt v sấy khô, phun cát với áp suất ép lên đến 6at + Mối nối ghép đ; đợc bó chặt lói v bu lông thi công, lắp bu lông v o lỗ đinh trống v xiết chặt đến 80% lực xiết N tháo dần lói v bu lông thi công + Để tránh cong thép xiết bu lông từ đám đinh dồn xoắn ốc từ ngo i Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm + Lực xiết đợc kiểm tra thông qua mô men xiết: M=k.N.d (T.m) với d l đờng kính thân bu lông (mm), k hệ số lấy 0,17 + Xiết lần đầu với 80% mô men xiết v phải theo dõi đồng hồ đo áp suất 1.3 Thi công lắp đặt dầm thép cần cẩu 1.3.1 Lắp đặt cẩu dọc 1.3.1.1 Đặc điểm v phạm vi áp dụng Đặc điểm: + Tiến độ thi công nhanh chóng rút ngắn thời gian thi công, tính kinh tế cao + Đảm bảo liên kết đoạn v cụm dầm tốt trình lắp ráp đợc tiến h nh b;i lắp đầu cầu + Không phải xây dựng hệ đ giáo trụ tạm + Tốn chi phí lắp dựng b;i lắp đầu cầu áp dụng: + Cần cẩu phải có đủ sức nâng cần thiết + Có vị trí đứng cho cần cẩu để lấy cụm dầm v đặt lên nhịp + Khi thi công KCN giản đơn 1.3.1.2 Lùa chän cÇn cÈu 26 24 P 22 20 Søc n©ng Q(TÊn) 18 16 14 12 10 P 2 10 12 14 16 TÇm víi L (m) CÇn cÈu sư dơng trình cẩu dọc KCN phải đảm bảo điều kiện sau: + Sức nâng cần cẩu phải lớn trọng lợng cụm dầm lớn nhất: Q > Pmax + Tầm với L (m): Phải đảm bảo cần cầu lấy đợc cụm dầm v đặt lên nhịp an to n + Chiều cao tối đa cđa mãc cÈu H (m) Hå Xu©n Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm Xác định tầm với cẩu: Căn v o vị trí đứng cần cẩu để xác định đợc khoảng cách từ vị trí cẩu đến điểm lấy dầm v điểm đặt dầm lên nhịp Lấy giá trị lớn hai khoảng cách n y l tầm với cần cẩu L (m) Xác định sức nâng cẩu: Từ giá trị tầm với L đ; chọn => tra đờng đặc tính tơng ứng với loại cẩu để chọn sức nâng cẩu: Q > Pmax 1.3.1.3 Treo dầm lên cần cẩu Đối với kết cấu nhịp có trọng lợng lớn, thiết kế riêng tai cẩu để móc cáp Đối với trọng lợng nhịp không lớn (khoảng 40 T ) buộc cáp v o vị trí hai dầm kích đầu nhịp Cách buộc cáp v o dầm ngang kích + Dùng dây số vạn để l m quai xách hai dầm ngang kích + Đệm gỗ v o chỗ dây cáp tì v o thép dầm + Dùng ma ní h;m nhánh cáp ép chặt v o dầm ngang + Dùng dây treo nhánh móc v o quai xách v treo lên cần cẩu Dây cáp treo đợc chọn phụ thuộc v o sức căng dây S= P 2.sin S Biện pháp treo cụm dầm lên cẩu P Buộc sai 1.3.1.4 Tổ chức thi công Buộc Ma ní Sơ đồ bố trí thi công: Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm MNTC L1 L2 L3 Trình tự lắp đặt nhịp biên: + Lắp ghép cụm dầm b;i lắp đầu cầu + Lắp dựng hệ thống đờng ray di chuyển + Di chuyển cụm dầm đến vị trí đứng bên cạnh cần cẩu Không đợc đặt cụm dầm phía sau cần cẩu trình thi công cần cẩu quay ®−ỵc mét gãc tèi ®a l 150o Nh− vËy ta phải d nh chỗ đứng cho cần cẩu nên lắp cụm dầm, sau đặt lên nhịp tiến h nh lắp cụm + Cần cẩu đứng đỉnh mố, mép dải xích mép chân đế chân cần cẩu chống cách tờng đỉnh 1m v quay cần lấy cụm dầm đặt lên nhịp + Tiến h nh lắp cụm dầm gần vị trí cẩu trớc, cụm xa lắp đặt sau Trớc tiên đặt dầm lên chồng nề Kích,s ng điều chỉnh cho cụm dầm đứng vị trí gối + Thực liên kết ngang v liên kết dọc (nếu có) cụm dầm v hạ xuống gối cầu + Kích, tháo bỏ chồng nề Hạ KCN xuống gối cố định trớc sau hạ xuống gối di động Khi đặt gối di động cần dự trù biến dạng dầm chênh lệch nhiệt độ thời điểm lắp gối với nhiệt độ trung bình năm Trình tự lắp đặt nhịp + L m đờng goòng nối từ b;i lắp dầm dới vị trí lắp cụm dầm hết nhịp1 + L m mặt đờng tạm cho cần cẩu di chuyển từ lên đứng nhịp + Cụm dầm sau lắp ráp b;i dùng cần cẩu đặt lên hai xe rùa v đẩy đứng nhịp + Di chuyển cần cẩu lên nhịp v đứng vị trí thoả m;n với yêu cầu tầm với cẩu đặt nhịp xa Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 ... múp v thi? ??t bị thi công khác Nội dung tính toán: + Kiểm tra điều kiện ổn định nhịp lao, xác định chiều d i mũi dẫn v cần thi? ??t phải bố trí trụ tạm + Xác định vị trí đặt trụ tạm cần thi? ??t + Thi? ??t... Biện pháp treo cụm dầm lên cẩu P Buộc sai 1.3.1.4 Tổ chức thi công Buộc Ma ní Sơ đồ bố trí thi công: Hồ Xuân Nam B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm MNTC L1 L2 L3 Trình tự lắp... đứng cần cẩu 1.3.2.2 Tổ chức thi công cạn Hồ Xuân Nam 10 B i Giảng Thi Công Cầu F2 Trờng ĐHGTVT Bộ môn Cầu Hầm Tiến h nh bóc bỏ lớp đất hữu cơ, đất bùn nh;o phạm vi thi công khu vực b;i sông Rải