Cầu vòm ống thép nhồi bê tông chương 03

Chơng thứ ba ứng dụng v phát triển ống thép nhồi bê tông cầu vòm Tiết thứ khái lợc phát triển cầu vòm (1) (4) I Nguồn gốc cầu vòm v cầu vòm đá: Nguồn gốc cầu vòm cha rõ Các học giả nghiên cứu phơng Đông cho cầu vòm sông Euphrateo Syria vμ s«ng Tigris ë Iraq ng−êi Sunnit cỉ đại phát triển từ vòm gạch m thnh, có ngời lại cho vòm nhân loại theo vòm đá m phát triển lên, lại có ngời cho từ cầu dầm đá hẫng, tiến đến cầu dầm đá nhiều hình phát triển lên m thnh Kỹ thuật hình vòm đợc truyền tụng, có ngời cho hình vòm Etiopia, sau truyền sang Ai Cập truyền sang phơng Tây Có ngời cho vòm miền Bắc Italie cổ đại (Etruria), sau truyền vo Roma Về vấn đề cầu vòm Trung Quốc, có nhiều quan điểm, phơng Tây có ngời cho cầu vòm Trung Quốc thông qua đờng tơ lụa truyền vo Trung Quốc khoảng kỷ thứ Các học giả Trung Quốc qua nhiều nghiên cứu cho cầu vòm Trung Quốc l tự lực phát triển Trên thực tế, thời cổ đại, giao thông không thuận tiện, hoạt động ngời bị hạn chế, giao lu không nhiều, loại kết cấu có nhiều nguồn gốc, phần lớn dựa vo độc lập phát triển, không cần thiết phải hiểu rõ cầu vòm phát minh, địa phơng no xây dựng đầu tiên, lm sục sôi vấn đề l không cần thiết v ý nghĩa lớn Tuy nhiên, điều cần hiểu rõ lại l việc xây dựng v áp dụng cầu vòm, tiến trình khắc phục tự nhiên vơn tới văn minh đà có tác dụng to lớn Cầu vòm so với cầu dầm đá không cần viên đá lớn, dùng viên đá để xây, chọn vật liệu dễ, có khả vợt độ lớn, xây dựng vật liệu nhân tạo l gạch, so với cầu dầm gỗ, cầu treo dây song không Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 85 - chọn vật liệu dễ m đợc bền vững Cho tới ngy nay, cầu vòm l loại cầu đợc áp dụng nhiều Thập kỷ 90 Trung Quốc cầu vòm ống thép nhồi bê tông lại cng đợc xây dựng nhiều Cho tới nay, cầu vòm l loại cầu đà đợc xây dựng sớm tồn tại, l di vật lịch sử Roma Trớc công nguyên từ 200 đến 260 năm, ngời La Mà cổ đại đà xây dựng nhiều cầu vòm đá lớn Các cầu vòm ny phần lớn l vòm nửa hình tròn, dùng mố trụ vòm nặng, nhịp vòm bị phá hoại nhịp khác tốt Cầu vòm tiếng thời La Mà cổ đại l cầu vòm đá Du Thủy Cho tới ngy nay, tồn 10 cầu rải rác nớc Italia, Pháp v Tây Ban Nha Cầu tiếng l cầu Port Du Gard, xây dựng năm 14 sau công nguyên Cầu gồm có ba tầng vòm nửa hình tròn Tầng dới có vòm, tầng có 11 vòm, tầng có 33 vòm, trụ kênh Du Thủy Tầng tổng di 270m, điểm cao mặt nớc 48,8m Hiện tồn cầu vòm đá cổ đại tiếng khác l cầu Alcantara Tây Ban Nha, xây dựng năm 98 sau công nguyên, Caivo Jalius Lacer xây, cầu có vòm nửa hình tròn, độ từ 13,5m đến 28,2m không Cầu vòm đá lớn có kích thớc xác, hầu nh không cần mạch vữa, không cần trát mặt, phơng pháp xây dùng cho tíi vÉn cßn lμm cho mäi ng−êi cảm phục Trung Quốc, theo ti liệu ghi lại từ năm 282 trớc công nguyên đà có cầu vòm đá Khảo cổ học đà phát mộ vo cuối thời kỳ nh Chu năm 250 trớc công nguyên, đà có vòm gạch Khi châu Âu vo kỷ đen tối, tiến xây dựng cầu tiến chậm, Trung Quốc vo thời kỳ Tùy, Đờng, Tống, Nguyên đất nớc tơng đối cờng thịnh, kinh tế phát triển việc xây dựng cầu đạt đợc thnh tựu huy hong Trong cầu tiêu biểu l cầu An Tế huyện Triêu, tỉnh H Bắc, xây dựng năm 606 Cầu An Tế có độ 37,4m, đờng tên 7,23m rộng 9,0m l cầu vòm đá cổ đại có độ lớn tồn tới ngy Cách lm l cầu vòm nhỏ chồng lên cầu vòm lớn, xuất cầu vòm chồng, tạo sinh lực cho việc phát triển mạnh cầu vòm Ngoi ra, cầu vòm Trung Quốc phát triển từ nhịp đến nhiều nhịp, từ trụ dầy phát triển đến trụ mảnh, có cầu vòm tre gỗ, cầu vòm đá mỏng đạt đợc thnh tựu kỹ thuật cao Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 86 - phơng Tây vo thời kỳ phục hng nghệ tht, lý ln khoa häc, kü nghƯ kü tht, ¸p dụng khí có bớc tiến di Công trình cầu đợc coi l công trình nghệ thuật thnh phố Các kỹ s cầu đợc coi l ngời sáng tạo mốc kỷ niệm v l lÃnh tụ xây dựng cầu, xuất sách công trình cầu v xuất trờng công trình, lm cho kỹ thuật xây dựng cầu bớc vo đờng phát triển khoa học thời kỳ ny, cầu vòm đá hình vnh cung đợc áp dụng nhiều Năm 1591 xây dựng cầu Rialto Italia (khẩu độ tĩnh 27m, ton di 48,2m, rộng 22,95m) v năm 1791 xây dựng cầu Pont de la Concorda Paris, l cầu lÊy tiªu biĨu Tõ vËt liƯu thÐp, vËt liƯu bê tông đợc dùng lm cầu, cầu vòm đá nguyên nhân nh trọng lợng thân lớn, khả vợt độ có hạn, thi công tốn nhiều nhân công nên đợc áp dụng Tuy vậy, cầu vòm đá thời gian gần Trung Quốc dùng nhiều, đặc biệt l thập kỷ 50, 60 Trung Quốc đà xây dựng đợc cầu vòm đá với độ 100m v 100m có đến 15 cầu, đó, năm 1991 đà xây dựng cầu Phong Phơng Mà Hồ Nam, độ 120m Cầu ny l cầu vòm đá có hai sờn vòm, liên kết ngang nối hai sờn vòm dùng bê tông cốt thép Khi xây dựng cầu Phổ Thnh Đơn tỉnh Sơn Tây, độ 146m, ton l cầu vòm đá mặt cắt thay đổi, thi công xong vo năm 1999 Trung Quốc, cầu vòm đá An Tế huyện Triệu có độ 37,4m đợc xây dựng năm 606, đến năm 1956 có cầu đờng sắt, ®−êng bé Tïng Thô Ba khÈu ®é 38m, kinh qua sau 1350 năm độ có đột phá Từ đó, kỷ lục vợt độ cầu vòm đá Trung Quốc không ngừng đợc thay đổi, v vợt qua giới hạn 100m Năm 1972 xây dựng cầu Cửu Khê Câu Tứ Xuyên độ 116m, giữ đợc kỷ lục 18 năm bị cầu U Di độ 120m vợt qua, 10 năm sau cầu Tân Đơn H với độ 146m đà lập kỷ lơc míi Tuy vËy, ph¶i thÊy tõ thËp kû 80 lại đây, cầu vòm đá có suất lao động thấp, chi phí cho đ giáo vòm lớn, yêu cầu điều kiện địa chất cao nhiều trờng hợp giá thnh xây dựng cao loại cầu khác v từ u điểm biến thnh nhợc điểm, Trung Quốc xây dựng ngy cng Xây dựng cầu Tân Đơn H ý nghĩa phổ biến, không đại biểu cho phơng hớng phát triển cầu vòm Nó nói lên vùng có nhiều đá, vùng núi có địa chất tốt cầu vòm đá có khả tốt, loại cầu lựa chọn Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 87 - II Cầu vòm gang v cầu vòm thép Thế kỷ thứ 18 cách mạng công nghiệp nớc Anh, thép đúc v thép rèn đợc sản xuất công nghiệp, lm cho sản lợng gang tăng lên nhanh, để cung cấp cho ngnh khí v kết cấu dùng gang Gang thép đợc dùng nhiều kết cấu công trình cầu Các cầu gang thép ban đầu v cầu không dùng kim loại hình thức giống Cầu vòm gang thép tiếng l cầu sông Coallrook da le Sevem nớc Anh, nửa vòng tròn xếp liền tạo thnh cầu vòm gang thép có độ tĩnh 30m Năm 1977, cầu Pia Maria song Douro Bồ Đo Nha, có độ 160,13m l cầu vòm hai chốt kiểu dn hoa hai sờn Năm 1856, tạp chí H Bessemer giới thiệu nhiều ti liệu phơng pháp luyện thép Năm 1861, W Siemens v E.Martin đẩy mạnh dùng lò Martin để luyện thép Công trình cầu bớc vo thời đại cầu thép Lần dùng thép vo công trình cầu l cầu Eads vợt sông Stolouis bang Missouri nớc Mỹ xây dựng năm 18 74 Cầu ny có ba nhịp (153+158+153) l cầu vòm dn thép Thi công theo phơng pháp lắp hẫng Trong số cầu chịu ảnh hởng việc xây dựng thnh công cầu Eado với nhiều cầu vòm thép xác v đẹp, có ba cầu vợt qua độ 500m Cầu Sydney úc xây dựng năm 1932 (nhịp 503m) Năm 1931 xây dựng cầu Bayoune Mỹ (khẩu độ 504m) v năm 1977 xây cầu New River Garge (khẩu độ 518.3m) Ba cầu ny l cầu vòm dn thép Cầu vòm dn thép tiếng l cầu Hell Gate New York nớc Mỹ xây dựng năm 1917 (khẩu độ 297m) Nó có tác dụng đẩy mạnh phát triển cầu vòm dn thép Cầu cảng Sydney v cầu loại lm theo kiểu ny Cầu vòm dn thép có trọng lợng thân nhẹ, dễ lắp ráp, dùng phơng pháp thi công hẫng, nhng số lợng cấu kiện nhiều, việc bảo dỡng tốn nhiều, nên dùng thép không rỉ để giảm kinh phí tu bảo dỡng Cầu New River Gorge nớc Mỹ đà dùng thép không rỉ A588 Cầu vòm thép độ lớn ngoi cầu vòm dn có cầu vòm sờn hộp thép, nh cầu Rainbow v cầu Freomont Cầu Rainbow xây dựng năm 1942, biên giới nớc Mỹ với Canađa gần khu du lịch có phong cảnh tiếng giới, cầu ny có độ 290m Cầu vòm dầm tổ hợp thép có độ lớn giới l cầu Fremont nớc Mỹ Nhịp di 382.6m Nhịp đợc tăng Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 88 - cờng liên tục, cầu có tầng mặt cầu, xây dựng năm 1971 Đó l cầu vòm sờn hộp thép độ lớn Cầu vòm thép trọng lợng thân nhẹ, nên lực đẩy ngang tơng ứng nhỏ, kết cấu chịu lực phong phú Mặt khác cờng độ cao, nhng độ cứng yếu hình dạng kết cấu có nhiều kiểu, chạy trên, chạy v kiểu chạy dới Cầu vòm vòm phiến, vòm dạng ống có nhiều hình dạng kể hết Kỹ thuật cầu vòm thép có nhiều tiến bộ, độ cầu m nói, từ năm 1874 đạt 158.6m đến năm 1916 tăng lên 298m cầu Hell Gate, 42 năm độ tăng lên 90%, năm 1931 độ 503.6m cho cầu Rainbow, 15 năm sau lại tăng lên 70% tới năm 1976 độ 518.3m cho cầu New River Gorge, 45 năm tăng thêm 3% Sau qua 20 năm lại cha có đột phá độ cầu Cầu vòm thép không đợc xây dựng nhiều So với cầu dây văng, vòng 10 năm thập kỷ 80, cầu vòm độ 250m xây dựng cầu, cầu dây văng độ lớn 300m lại xây dựng 11 cầu Đó chủ yếu l phát triển kỹ thuật cầu dây văng Với độ từ 300m đến 500m cầu dây văng dùng thép cầu treo dây võng, thi công thuận tiện, yêu cầu địa chất không cao Tất nhiên khe núi có địa chất tốt, hay có yêu cầu chống động đất, chống bÃo cao, cầu vòm thép l phơng án tuyển chọn cho cầu cã khÈu ®é lín So víi n−íc ngoμi, ë Trung Quốc xây dựng cầu vòm thép tơng đối ít, độ không lớn Đó l sản lợng thép Trung Quốc thời gian di đạt thấp, chủng loại thép lại ít, giá thnh thép lại cao, kinh phí tu bảo dỡng nhiều, lm cầu vòm bê tông cốt thép kinh tế Theo phát triển kinh tế v giao thông Trung Quốc, sản lợng thép đợc nâng cao, thép dùng cho công trình cầu ngy tăng nhiều, tiếp tục xây dựng cầu dây văng, cầu treo dây võng độ lớn Cầu vòm ống thép nhồi bê tông lại cng phát triển mạnh Do cầu vòm ống thép nhồi bê tông cờng độ vật liệu, phơng pháp thi công so với cầu vòm truyền thống bê tông cốt thép có nhiều u điểm trội, so với cầu thép lại tiết kiệm đợc thép, thích hợp với Trung Quốc l nớc sản lợng thép không cao Cho nên dùng cầu vòm ống thép nhồi bê tông hay cầu vòm cột cứng ống thép nhồi bê tông trở thnh hớng phát triển cầu vòm độ lớn Trung Quốc, hình thnh đặc thù kỹ thuật cầu vòm Trung Quốc áp dụng v phát triển ống thép nhồi bê tông giới thiệu phần sau Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 89 - III Cầu vòm bê tông Từ trớc công nguyên, thời La Mà cổ đại đà dùng bê tông để xây vòm cuốn, áp dụng bê tông sẵn có tự nhiên Kỹ thuật ny đà thất truyền từ thời trung cỉ ë thÕ kû thø 18, ph¸t minh xi măng pooclăng v sau lại xuất bê tông cốt thép, dẫn đến cách mạng kỹ thuật xây cầu Cầu vòm chịu nén l chính, sau phát minh xi măng bê tông l loại vật liệu có cờng độ chịu nén cao, cờng độ chịu kéo thấp sau xuất bê tông nhân tạo, đà đợc áp dụng nhanh vo cầu vòm, cuối kỷ thứ 19, đầu kỷ thứ 20, nớc xây dựng cầu vòm bê tông, độ vợt 100m có cầu Manheim Đức, cầu Roma Italia Năm 1965 cầu vòm bê tông úc với độ tĩnh đạt 305m l cầu vòm có độ lớn Tỷ lệ đờng tên/khẩu độ 1/7.74 Cầu rộng 27m, vnh vòm gồm phiến song song tiết diện hình hộp, vòm lắp đ giáo dạng vòm ống thép, khối đúc sẵn nặng 51 tấn, dùng kích thủy lực để điều chỉnh nội lực, sờn vòm Tất nhiên vòm l kết cấu chịu nén, độ lớn ảnh hởng mô men uốn lớn, sau xuất bê tông cốt thép cầu vòm bê tông đợc xây dựng Cầu vòm bê tông cốt thép đợc xây dựng năm 1898 l cầu Chateblerault, độ 52,46m, từ độ không ngừng tăng lên Năm 1943 cầu Sando đợc xây dựng sông Augeonnan Thụy Điển, độ 264m, tỷ lệ đờng tên/khẩu độ l 0.151 Khi l cầu vòm bê tông cốt thép có độ lớn Năm 1963 xây dựng cầu Amabila Bồ Đo Nha, độ đạt 270m Sau xây cầu Amiade Ba T, độ đạt 290m Cầu vòm bê tông bê tông cốt thép độ đà vơn tới ngỡng 300m Cầu vòm bê tông cốt thép có khả chịu nén cao, nhng giá thnh lại có phần thấp hơn, dùng bê tông lợi dụng hệ thống vòm để đạt đợc chịu nén l chính, lm cho giá thnh thấp, cầu có độ cứng lớn, công tác tu bảo dỡng ít, chi phí thấp, nhng so với cầu vòm thép trọng lợng nặng, độ thấp hơn, Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 90 - thi công có khó khăn Cầu vòm bê tông cốt thép hình thức mặt cắt ton vòm l hình hộp hay sờn đặc Vnh vòm hình hộp, mặt cắt có độ rỗng lớn, tỷ lệ lợi dụng cao, trọng lợng thân nhẹ, thờng đợc dùng nhiều cầu vòm bê tông cốt thép độ lớn nớc ngoi xây dựng cầu vòm bê tông cốt thép độ lớn dùng kiểu ny Trong cầu có độ lớn đợc xây dựng năm 1979 l cầu KRK Nam T cũ Cầu ny độ đạt 390m, dùng hộp ba ngăn Tỷ lệ đờng tên/khẩu độ 1/6.5, cầu vòm không chốt mặt cắt không đổi, dùng đ giáo vòm dạng dn hoa lắp hẫng để thi công Cầu vòm bê tông cốt thép Trung Quốc xuất l cầu đờng sắt Trớc giải phóng cầu đợc xây dựng có độ lớn l cầu đoạn Châu Triệu, tuyến áo Môn - Hán Khẩu, năm cầu vòm lớn l cầu Tỉnh Giới v cầu Nghiên Đờng Các cầu ny l cầu vòm bê tông cốt thép, nhịp đạt 40m Sau thËp kû 60, 70 mét thêi gian di cầu vòm bê tông cốt thép l loại hình cầu chủ yếu Trung Quốc Để giảm trọng lợng thân, tiết kiệm bê tông v thép, thi công thuận tiện l vấn đề m ngời lm cầu Trung Quốc kỹ thuật cầu vòm đà tiến hnh tìm kiếm không mệt mỏi thời gian di Cầu vòm hai chiều l kết tìm kiếm Cầu vòm hai chiều phơng diện kết cấu, có hiệu suất khoét rỗng mặt cắt cao, có u điểm l dùng vật liệu ít, đặc biệt l thép, phơng diện thi công "tiên hóa chỉnh vi linh, tái tập linh vi chỉnh" (lúc đầu chia thnh cấu kiện nhỏ, sau tập hợp cấu kiện nhỏ thnh cầu) nên thi công dùng đ giáo, chí không dùng giá vòm Năm 1964 sau xuất vòm hai chiều xu hớng ny đà phát triển mạnh Trung Quốc Hình dạng có nhiều kiểu, độ không ngừng đổi Năm 1969 cầu Tiền H đợc xây dựng huyện Vạn, tỉnh H Nam Khẩu độ 150m, l độ lớn loại cầu ny Khuyết điểm cầu vòm hai chiều l tính toán khối v độ bền vững Mức độ khuyết điểm bị không khí trị lm cho lu mờ v bị coi nhẹ, sau dần xuất Loại cầu ny bị miệt thị, nhng đại phận sử dụng Duy tu bảo dỡng gia cố v cải tạo cầu vòm chiều l vấn đề lớn Sau cầu vòm chiều, lại xuất cầu vòm dn v cầu vòm khung bê tông cốt thép Hai loại cầu ny có xét kết cấu vòm v vnh vòm tham gia chịu lực, đà đạt đợc mục đích giảm nhẹ trọng lợng thân v tiết kiệm vật liệu Tính ton khối tốt cầu vòm hai chiều Cầu vòm khung phạm vi độ Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 91 - 50m, 60m so với loại cầu thép có khả cạnh tranh đà đợc xây dựng nhiều Cầu đà đợc xây dựng với quy mô lớn vo năm 1985 l cầu Thanh Viễn Bắc Giang Quảng Đông, cầu di 1058,04m bố trí theo sơ đồ nhịp 3x45m+8x70m+4x45m Cầu độ nhịp đạt v vợt 100m có từ năm 1985 đến năm 1989 đợc xây dựng Giang Tô, cầu Kim Thnh Vô Tích, cầu Kim Quy v cầu Hạ Vận (khẩu độ 100m), năm 1993 xây dựng cầu Đức Hng Thái Bạch Giang Tây (khẩu độ 130m) (cầu sau dùng ống thép nhồi bê tông v khung thép hình thi công theo phơng pháp xoay) So với cầu vòm khung cầu vòm dn bê tông cốt thép bị hạn chế lực lắp ráp, nên độ lớn, m tồn khuyết điểm l vấn đề nứt nút Cầu đà xây với độ tơng đối lớn có năm 1971 xây dựng cầu Đá Hong Lý Nhân Triết Giang (khẩu độ 50m) Cầu Cô Tô Tô Châu tỉnh Giang Tô (khẩu độ 60m) thập kỷ 80, đà đa kỹ thuật dự ứng lực vo cầu vòm dn, cầu vòm dn lại mang sinh khí Trong tỉnh Quý Châu đà xây dựng đợc loại cầu vòm dn dự ứng lực tổ hợp, trở thnh loại hình trọng yếu cầu vòm độ lớn Kết cấu cầu vòm dn dự ứng lực tổ hợp xem hình 3-1 Đặc điểm chủ yếu l phận chân vòm mạ mạ dới ngm chặt vo mố trụ cầu, nhịp cầu cắt đứt mạ vị trí thích hợp, mạ dới giữ liên tục, hình thnh hệ thống tổ hợp vòm dn, thông qua việc lựa chọn hợp lý vị trí cắt lm cho nội lực ton cầu So với cầu vòm hình hộp, cầu vòm dn có u điểm l có hệ thống dn hoa, kết cấu vòm v vnh vòm tham gia chịu lực, tính ton khối tốt, độ cứng hớng dọc lớn, tính ổn định tốt So với cầu vòm dn nói chung, tình hình chịu lực chân vòm đợc cải thiện, m đoạn cắt dn có chiều cao nhỏ, tính ổn định ngang tốt So sánh với vòm dn tổ hợp lực kéo mạ giảm nhỏ, từ có tác dụng giảm cốt thép dự ứng lực Về phơng diện thi công cầu vòm dn dự ứng lực tổ hợp dùng mạ v xiên để tiến hnh thi công theo phơng pháp lắp hẫng, lm cho có khả vợt độ lớn, đồng thời không giống nh cầu vòm khác thi công theo phơng pháp lắp hẫng phải dùng kéo tạm thời, giảm đợc lợng thép dùng cho thi công Năm 1981 Quý Châu đà xây dựng cầu Đạo Châu, Trờng Nham Đây l cầu vòm dn dự ứng lực đầu tiên, nhịp 75m Sau năm 1985 lại xây dựng cầu Kiếm H, độ đạt 160m Loại cầu vòm ny ngời ta đà xây dựng đợc 20 cầu Trong 10 cầu có độ từ 100m trở lên Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 92 - Năm 1995 Quy Châu đà xây dựng cầu Giang Giới H, độ đạt 330m, l độ lớn loại cầu ny, l cầu vòm có độ lớn Trung Quốc Đồng thời với việc mò mẫm tìm cách lm nhẹ sờn vnh vòm đà xây dựng cầu vòm dn v cầu vòm khung, Trung Quốc đà xây dựng nhiều cầu vòm hộp v vòm sờn bê tông cốt thép m có nhiều cầu vòm độ lớn Cầu tơng đối điển hình đợc xây dựng năm 1979 l cầu Mà Nga Tứ Xuyên độ 150m Năm 1982 xây dựng cầu Cẩu Chi Hoa thnh phố Bảo Đính Tứ Xuyên độ 170m Năm 1990 xây dựng cầu Âu Lăng Mà Giang Tứ Xuyên, độ 240m l cầu vòm bê tông cốt thép Cầu Kim Sa Giang tiểu Nam Môn Tứ Xuyên Năm 1996 xây dựng cầu Ung Giang Ung Ninh, Quảng Tây l cầu vòm ống thép nhồi bê tông độ đạt 312m v năm 1997 xây dựng cầu vòm bê tông cốt thÐp lín nhÊt thÕ giíi lμ cÇu Tr−êng Giang, hun Vạn Tứ Xuyên độ 420m Bớc vo thập kỷ 90, kết cấu ống thép nhồi bê tông ứng dụng vo công trình cầu Trung Quốc phát triển nhanh Trên 70 cầu vòm trực tiếp dùng kết cấu ống thép nhồi bê tông, độ lớn l cầu Tam An úng Giang Quảng Tây độ 270m Nên rằng, việc tăng độ cầu vòm, tách rời tiến kỹ thuật thi công Từ thi công đ giáo dạng vòm đến thi công đ giáo vòm, thi công đ giáo vòm từ dùng cần trục dây treo thi công theo phơng pháp xoay, thi công lắp hẫng đến thi công theo phơng pháp đ giáo vòm cốt cứng áp dụng tiến công nghệ lm cho độ cầu vòm Trung Quốc vợt từ bậc ny tới bậc khác Trớc mắt có số cầu vòm đạt cấp quốc tế lμ cÇu Ung Ninh Ung Giang, cÇu Tr−êng Giang hun Vạn Tứ Xuyên l cầu vòm ống thép nhồi bê tông cốt cứng thi công cần trục dây treo Dùng ống thép nhồi bê tông lm khung cốt cứng để thi công cầu vòm ống thép nhồi bê tông đà đạt 10 cầu Về vấn đề phơng pháp thi công cầu vòm giới thiệu tiết chơng sáu Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Tμi liƯu dÞch - - 93 - tiÕt thø hai kết cấu ống thép nhồi bê tông đợc ứng dụng v phát triển vo cầu vòm I Khái quát ứng dụng cầu vòm ống thép nhồi bê tông(15)-(24) Cầu vòm l cấu kiện nén uốn, theo mức tăng độ, áp dụng vật liệu cờng độ cao khống chế vấn đề ổn định m cầu vòm bê tông cốt thép v cầu vòm bê tông cốt thép dự ứng lực, trọng lợng thân lớn, vấn đề thi công lắp ghép áp dụng vật liệu cờng độ cao v khó khăn thi công giá vòm, đà hạn chế việc phát triển cầu vòm cầu kiểu dn áp dụng kết cấu dự ứng lùc KÕt cÊu dù øng lùc lμm cho cèt thÐp cờng độ cao v bê tông cờng độ cao đợc ứng dụng phơng diện thi công lại thực theo phơng pháp phân đoạn, nên đà mở sinh lực Trong tình hình đó, ngời xây dựng cầu phơng diện thi công v sử dụng vật liệu cờng độ cao cầu vòm tiến hnh loạt tìm kiếm mới, áp dụng vật liệu dự ứng lực, phát triển kết cấu mới, phát triển phơng pháp thi công giá vòm l kết tìm kiếm Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 94 - Hình : 3-42 Bố trí chung cầu Ung Ninh Ung Giang ( Đơn vị : cm ) Bảng so sánh kinh tế phơng án Bảng 3-6 Loại cầu Hạng mục Dầm liên tục hộp Cầu vòm khung bê Cầu vòm chạy dự ứng lực tông cốt thép bê tông cốt thép Sơ đồ nhịp (M) 5x30+84+120+84+5x30 6x30+3x100+6x30 4x16+312+4x16 (Toμn dμi 598 ) (Toμn dμi 670 ) (Toμn dμi 444.5 ) 88.16 88.68 84.00 2.5% 2.5% 2.0% 6721.9 7014.9 9103.145 Khối lợng kết cấu phần dới m3 6813.8 12099 3544.27 Cèt thÐp th−êng (TÊn ) 1788.54 1118.45 1635.133 ThÐp c−êng ®é cao (tÊn) 373.95 133.87 133.54 Xi măng ( Tấn) 10674.47 9283.25 7157.24 Gỗ (M3) 2216.06 1686.02 1813.36 Công lao động ( ngy) 35.59vạn 29.58vạn 28.84vạn 4110.6vạn đồng 3420.8vạn đồng 3700.6vạn đồng Cao độ mặt cầu Độ dốc dọc % Khối lợng kết cấu phần m Giá thnh 1m2 Ngời 3.5kg/m2 xét nhiệt độ tăng 22o5 C v giảm 12o4C Tải trọng động ®Êt cÊp thang MSK5-64 ¸p lùc giã thiÕt kÕ Wo = 600Pa, møc n−íc th«ng thun lín nhÊt H20% = 71.46m ; Cấp thông thuyền trục đờng thuỷ nội địa cấp 3, tần xuất lũ thiết kế P = 1% Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dÞch - - 143 - Trong thiÕt kÕ sè bé đà xem xét loại hình cầu so sánh tiêu kinh tế loại hình cầu (xem bảng 3-6) Qua so sánh đà chọn phơng án cầu vòm cốt cứng ống thép nhồi bê tông chạy vnh vòm hình hộp độ tĩnh 308m08996, tĩnh cao 50.645m (khẩu độ tính toán 312.0m, tỷ lệ đờng tên tính toán 1/6) Bề rộng tĩnh đờng xe chạy cộng gờ chống v xô x 0.30m + lề cầu x 2.90m + dù phßng x 2.05m BỊ réng ton cầu 18.9m cầu có độ dốc dọc phía 2.0% dốc ngang 1.5%, kết cấu phần dới bệ vòm (mố) chôn sâu vo đá gốc Cầu dẫn hai đầu cầu l nhịp dẫn, rỗng bê tông cèt thÐp dù øng lùc 16m Trơ cÇu cét ®−êng kÝnh 1100mm, cäc khoan nhåi cã cïng ®−êng kÝnh víi cét phÝa d−íi lμ mãng më réng Mè cÇu dùng mố nặng Bố trí chung ton cầu xem hình 3-42 Cầu Ung Giang Ung Ninh l cầu vòm thông chốt đờng dây xích mặt cắt thay đổi, vnh vòm hình hộp bề rộng không thay đổi, chiều cao thay ®ỉi BỊ réng 3.0m, chiỊu cao ë ®Ønh vßm 5.0m chân vòm 6.8m, thay đổi theo quy luật với N = 0.50 Bề dầy đáy hộp đỉnh vòm l 36cm , bề dầy thnh hộp 32cm, kích thớc mặt cắt chân vòm xem hình : 3-43 Vnh vòm hình hộp dùng ống thép đờng kính 402mm dầy 12mm lm mạ v dới Hai thÐp gãc 160mm x 100mm x10mm dïng lμm liªn kết v dới đứng, góc có tăng cờng (xem hình 3-44) Hình 3-43 : Mặt cắt vnh vòm cầu Ung Giang (đơn vị : cm) Hình 3-44 : Cấu tạo điểm góc cốt cứng vnh vòm cầu Ung Giang (đơn vị : mm) Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 144 - Bản nút (bản tiết điểm) dầy 10mm thép A3, dùng thép góc ngợc để ốp Chi tiết nút mạ xem hình 3-45 Bố trí chung khung cốt cứng xem hình 3-46 chân vòm lm thnh chốt lý tởng xem hình 3-47 Giữa hai vnh vòm có 11 liên kết ngang Phía hệ mặt cầu có liên kết ngang, đỉnh vòm có chống chữ nhật Tại mặt cắt số 23 đầu có chống chữ K Tại điểm tiếp xúc giữ mặt cầu v sờn vòm có dầm ngang cố định, dới hệ mặt cầu có chống chữ X v hai chống chữ nhật Các chống l bê tông cèt thÐp th−êng C¸c treo dïng 21 bã 7Φ5.0 mm tao thÐp c−êng ®é cao, hép ngoμi lμ èng thép không hn nối Hình 3-45 : Cấu tạo nút mạ cốt cứng cầu Ung Giang (đơn vị : mm) Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 145 - Hình 3-46 Bố trí chung cốt cứng cầu Ung Giang Nhồi vữa xi măng mác M125 để bảo vệ Đầu neo v dới dùng neo OVM, sau dùng bê tông mác M50 ®Ĩ lÊp kÝn ®Çu neo Bé phËn phÝa d−íi hƯ mặt cầu l treo, treo vo đầu ngang Hình 3-47 Cấu tạo chốt chặn vòm cốt cứng cầu Ung Giang (Đơn vị : mm) Hình 3-48 Cấu tạo hệ mặt cầu cầu Ung Giang ( đơn vị : cm ) Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 146 - Hình 3-49 Cầu Ung Giang Ung Ninh Trên dầm ngang đặt dầm rỗng Dầm ngang v dầm rỗng l bê tông cốt thép dự ứng lực Dầm rỗng đúc sẵn theo phơng pháp kéo trớc để giảm chiều cao kiến trúc cho hệ mặt cầu v tăng cờng sức chịu tải tính toán hệ mặt cầu, phận dới dầm ngang v rỗng có đặt cốt thép chôn sẵn v đúc bê tông chỗ để liên kết Xem hình : 3-48 Cầu Ung Giang Ung Ninh chia lm chín đoạn để thi công dùng cần trục dây để trục v lắp ráp cốt cứng, hợp long thnh vòm chốt, khối treo nặng từ 42.1 đến 59.5 Dùng bê tông M16 để nhồi ống thép mạ cốt cứng, để trở thnh cốt cứng ống thép nhồi bê tông, lấp kín chốt lm thnh vòm không chốt Treo cốt pha để đúc phần bê tông bao bên ngoi, hình thnh sờn vòm hình hộp bê tông cốt thép Cuối lắp ráp hệ mặt cầu Quá trình thi công chi tiết xem chơng Phần phân tích ổn định ngang kết cấu cầu Ung Giang xem tiết v tiết chơng Cầu Ung Giang Ung Ninh Quảng Tây Viện nghiên cứu công trình thiết kế,Tổng công ty cầu đờng Quảng Tây thi công Cầu khởi công năm 1993 v thông xe tháng năm 1996 Cầu sau xây dựng xem hình 3-49 Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 147 - IV Cầu Trờng Giang huyện Tứ Xuyên Cầu Trờng Giang Huyện Vạn Tứ Xuyên thợng lu huyện Vạn tỉnh Tứ Xuyên Km, l đờng trục quốc gia Thnh Đô - Thợng Hải Vợt qua Trờng Giang l cầu đờng đặc biệt lớn Cầu ny ngoi nhiệm vơ phơc vơ cho viƯc vËn chun cđa ®−êng trơc quốc gia, có tác dụng cho đờng giao thông địa phơng v phục vụ cho khu di dân để xây dụng hồ chứa nớc cho đập thủy điện Tam Hiệp Hình 3-50 Bố trí chung cầu Trờng giang huyện Vạn Tứ Xuyên ( Đơn vị : cm ) Hình 3-51 Cấu tạo mặt cắt vnh vòm chủ cầu Trờng Giang huyện Vạn Cầu nằm tuyến đờng cao tốc ln xe, đờng rộng 24.5m đờng nhánh tiếp với thị trấn Vạn l đờng cấp Tải träng thiÕt kÕ : H- 20, XB -120, §Ị tμi Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 148 - ngời 3.5KN/m2 Khổ cầu 24m, độ dốc dọc mặt cầu L = 1% (dốc hai chiều ) Động đất cấp thang MKS-64 , tính toán theo cấp độ 7, tần suất tính toán nớc lũ P = 1/300 (cao độ mặt cầu cao độ hồ chứa Tam hiệp khống chế) Từ năm 1983 ngời ta đà bắt đầu triển khai công tác thiết kế cầu ny qua bớc nh nghiên cứu tiền khả thi, nghiên cứu khả thi, thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ thuật, thiết kế thi công Hình 3-52 Cấu tạo cốt cứng cầu Trờng Giang huyện Vạn Tứ Xuyên (Đơn vị : cm) "Thiết kế sơ " so sánh phơng án công trình Bảng 3-7 Thứ Tự Lợng công trình Loại cầu Sơ đồ nhịp Ton di Bê tông Khái Thép toán (tấn) (triệu đồng) Cầu dây văng BTCTDUL 89+92+400+92+86+50 819 41448 5311 1.485 Cầu vòm dây BTCTDUL 5x30+420+8x30 827 46788 6063 1.248 Cầu vòm ống thép bê tông 6x20+420+12x20 810 30218 8130 1.512 Cầu vòn BTCT 10x16+350+17x16 819 45704 4174 1.033 Cầu vòn BTCT 4x29.31+400+9x29.31 813 51587 3852 1.036 Cầu vòn BTCT 4x30.67+420+8x30.67 821 37915 4149 1.000 Trong thiết kế sơ đà so sánh phơng án xem bảng 3-7 Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Tμi liƯu dÞch - - 149 - XÐt vỊ mặt giá thnh thấp nhất, kiên cố bên vững, tu bảo dỡng dễ dng, chống rỉ tốt, địa hình phù hợp, mỹ quan v.v ngời ta đà lựa chọn phơng án thứ sáu để tiến hnh thiết kế kỹ thuật Giai đoạn thiết kế kỹ thuật lại phơng án cầu vòm bê tông cốt thÐp, ng−êi ta tiÕn hμnh so s¸nh tèi −u ho¸ độ, đờng tên,cao độ chân vòm, ảnh hởng ngËp n−íc v.v Ci cïng chän dïng chiỊu dμi nhịp 420m , tỷ lệ đờng tên vòm 1/5, chân vòm cao 5m để tiến hnh lập vẽ thi công Bố trí chung cầu Trờng Giang huyện Vạn xem hình : 3-50 Vnh vòm cầu Trờng Giang huyện Vạn dùng đờng tim l đờng dây xích, l cầu vòm bê tông cốt thép chạy hình hộp có ngăn Vnh vòm cao 7m rộng 16m, hộp rộng 7,6m hộp bên rộng 3,8m Bản đỉnh, đáy dầy 40cm, thnh hộp dầy 30cm Vnh vòm từ chân vòm tới cột đờng nhịp nhỏ thứ đỉnh, đáy dy 80cm, giảm dần tới 40cm Thnh hộp dầy 60cm giảm dần tới 30cm, thnh hộp không thay đổi Vnh vòm 15m lại có dầm ngang, dầm ngang dầy 25cm Cờng độ bê tông chọn M60 Mặt cắt sờn vòm xem hình : 3-51 Sờn vòm dùng phiến dn hoa lm cốt cứng, phiến dn hoa mạ mạ dới dùng ống thép đờng kính 402mm dầy 16mm Thanh đứng v liên kết mặt v d−íi cđa c¸c phiÕn dμn hoa dïng thÐp gãc tỉ hợp thnh mặt cắt chữ H Cấu tạo khung cốt cứng xem hình 3-52 Để giảm nhẹ tải trọng vòm, cột đứng vòm dùng phơng án hai cột mặt cắt hình hộp thnh mỏng thay đổi bê tông cốt thép, thân cột đầu có kÝch th−íc 1.4m x 2.5m (däc x ngang) H−íng däc theo độ nghiêng 1:100 mở rộng xuống phía dới, hớng ngang không thay đổi, thnh hộp dầy 25cm Trên đỉnh cột đặt dầm ngang hẫng bê tông cốt thép để đỡ dầm chữ T v hệ mặt cầu hai cột cầu liên kết ngang no Trụ cột cầu dẫn v cột đứng vòm dùng quy cách giống Cột đứng vòm cao l 60m, trụ cầu dẫn cao 84m Do mặt cầu tơng đối rộng mối nối dọc dầm chữ T dùng bê tông đúc chỗ có tính ton khối tốt mối nối hn thông thờng, hớng dọc tạo thnh mặt cầu liên tơc, lμm cho c¸c cét trơ cã chiỊu cao kh¸c ton khối Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 150 - tham gia chịu lực Qua phân tích tính toán dới tác dụng hoạt tải khác nhau, tải trọng, động đất cho thấy cờng độ v ổn định hớng dọc ngang đến thoả mÃn yêu cầu Hai trụ cầu chỗ nối cầu v cầu dẫn yêu cầu tháp cần trục treo v dầm neo, có tăng thêm kích thớc mặt cắt nhng vÉn dïng kiĨu hai cét , kÝch th−íc h×nh bao : 5.0 x 3.5m (dọc x ngang) dầy 40cm mặt cắt không đổi cao 84m Kết cấu đỡ hệ mặt cầu dùng dầm bê tông cốt thép dự ứng lực kéo sau mặt cắt chữ T di 30.668m Cầu dẫn v vòm dùng quy cách Trong thiết kế bề rộng dầm chữ T chọn so sánh lo¹i lμ 1,6m , 2.0m , 2.5m XÐt vỊ yêu cầu tiết kiệm vật liệu, thuận tịên cho thi công, chọn dùng dầm rộng 2.0m Phần đúc sẵn dầm chữ T rộng 1.20m mối nối dọc đúc chỗ réng 80cm BỊ réng toμn cÇu 24m dïng 10 phiÕn dầm chữ T, lề cầu ngời hai bên có hẫng 2.0m bờ Bắc cuối nhịp cầu dẫn nằm đờng cong, nên tăng dần số số dầm chữ T lên 11 ,12, 13, cho phù hợp với yêu cầu thay đổi bề rộng mặt cầu Khe co dÃn dùng loại chế tạo nớc, có độ co dÃn lớn Ton cầu có 27 nhịp dầm chữ T (cả cầu dẫn , cầu ) chia lm đoạn dầm liên tục nhiệt từ bờ Nam đến bờ Bắc có nhịp + 14 nhịp + nhịp Tại hai trục giáp ranh dùng khe co dÃn loại SSF - 240 Trên hai mố cầu dẫn dùng khe co dÃn loại SSF-80 Giữa hai ln xe giới v lề cầu ngời có ln chống xô kiểu Tân Thanh Tây ngoi lề cầu ngời có lan can bê tông cốt thép thờng Trong giải phân cách rộng 1.5m đặt hai dải lan can tôn lợn sóng Cột đặt ro chống va xô, cột ống thép, chóa đèn loại hai bóng (loại di, ngắn) dùng bóng đèn thuỷ ngân cao áp Mỗi nhịp có cặp, cự ly 30,668m Cốt cứng cầu Trờng Giang huyện Vạn Tứ Xuyên chia lm 36 đoạn dn hoa , đoạn nặng 61.25 Tấn , dùng hệ thống dây cần trục để lắp ráp Sau lắp ráp hợp long, dùng bơm bê tông để nhồi bê tông vo ống thép mạ dới cốt cứng, hình thnh cốt cứng ống thép nhồi bê tông Sau treo cốt pha phân vòng phân đoạn để đúc bê tông sờn vòm Nguyên tắc đúc bê tông hớng Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 151 - ngang cầu l thi công hộp trớc, sau đến hộp biên Bản đáy lμm tr−íc, sau ®ã ®Õn thμnh hép, ci cïng lμ đỉnh Theo hớng dọc dùng phơng pháp đối xứng cân để đúc bê tông Mỗi mặt công tác lại chia thnh 12 đoạn công tác Sau đúc bê tông cột đứng Cẩu lắp dầm dọc mặt cầu, thi công hệ mặt cầu Phơng pháp thi công v tính toán xem tiết v tiết chơng Bộ giao thông đà tổ chức quan nghiên cøu khoa häc ®Ĩ bỉ xung hoμn thiƯn lý ln thiết kế , phơng pháp thiết kế, cung cấp sè liƯu cho thiÕt kÕ, bỉ xung hoμn thiƯn kü thuật thi công cầu vòm độ đặc biệt lớn vμ khèng chÕ kü tht cung cÊp sè liƯu ®Ĩ nghiệm thu chất lợng cầu Vấn đề nghiên cứu l kỹ thuật thi công thiết kế cầu vòm bê tông cốt thép độ đặc biệt lớn (420m) cho cầu Trờng Giang huyện Vạn Tất có vấn đề : (1) Nghiên cứu thí nghiệm chọn vật liệu sơn phủ để bảo vệ v chống gỉ cho vật liệu cầu Đối với môi trờng khu vực cầu có ma Acide v môi trờng ô nhiễm công nghệ hoá học với thép dùng lm cầu (A3;16Mn) bị rỉ, phải tiến hnh thí nghiệm phòng v thÝ nghiƯm treo mÉu ë hiƯn tr−êng ®Ĩ ®o møc độ rỉ hng năm Đối với loại vật liệu sơn phòng rỉ điển hình, tính phòng rỉ phải thí nghiệm phòng v treo mẫu thí nghiệm để tuyển chọn đợc loại sơn chống rỉ kinh tế v hiệu tốt Trong điều kiện nghiên cứu bê tông có chất phụ gia tính thẩm thấu Căn kết nghiên cứu thiÕt kÕ dïng thÐp 16Mn lμm cèt cøng cã møc độ rỉ hng năm thấp Trong khoảng năm bị lộ thời kỳ thi công cần bảo vệ tạm thời, thiết kế chọn dùng tính tốt Chất lợng tốt, giá thnh hạ, quét lớp mỏng lên bê tông lm vật liệu bảo vệ, đảm bảo cho bê tông lm việc bình thờng lâu di đầu bị h hại (2) Nghiên cứu thí nghiệm sờn bị ảnh hởng co ngót v từ biến bê tông Với trờng dùng bê tông mác M40 đo xác định hệ số co ngót v từ biến Lm mô hình sờn vòm tỷ lệ 1/5, theo tải trọng thiết kế gia tải thi công, đo số liệu ảnh hởng từ biến, co ngót Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 152 - Hình 3-53 Cầu Trờng Giang huyện Vạn Tứ Xuyên Nghiên cứu tính toán ảnh hởng co ngót v từ biến cầu vòm bê tông, (xét tuổi chịu tải bê tông, bê tông vnh vòm hình thnh mặt cắt tổ hợp , cốt cứng ống thép nhồi bê tông) thông qua đo đạc đoạn mô hình có số liệu kiểm chứng tính toán cấu kiện mềm dùng để tính toán độ võng kết cấu tổ hợp v phân bố ứng suất lúc no mặt cắt v khống chế thi công Về vấn đề ny, qua thí nghiệm cho thấy bê tông đà thiết kế M60 hệ số co ngót v từ biến nhỏ trị số quy phạm, thiết kế theo trị số quy phạm l thiên an ton, thí nghiệm đoạn trực tiÕp chøng minh tÝnh to¸n cÊu kiƯn mỊm lμ chÝnh xác Thiết kế đà dùng phân tích ny cÊu kiƯn mỊm ®Ĩ ®iỊu chØnh øng st s−ên vòm tổ hợp với tuổi chịu lực khác bê tông, phân bố ứng suất bê tông v cốt cứng v xác định độ võng từ biến vòm chủ Kiểm toán độ an ton ổn định vòm chủ đn hồi v xét ảnh hởng phi tuyến tính vòm chủ để khống chế thi công trờng (3) Nghiên cứu thí nghiệm độ ổn định ống thép nhồi bê tông Chế tạo mô hình cốt cứng 1/10 theo trình tự thiết kế thi công để gia tải, giai đoạn tiến hnh đo ứng suất, độ võng (bao gồm mặt ngoi), đối chiếu với kết tính toán mô hình phân tích tính lm việc đn hồi, thực đo lực lâm giới Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 153 - mô hình sờn vòm, nghiên cứu chế tạo cấu kiện mềm phản ảnh đợc kết cấu, hình thnh biến đổi, xét ảnh hởng lực chịu tải cấu kiện, đồng thời thông qua số liệu đo mô hình để nghiệm chứng tính toán ổn định (bao gồm nội lực, biến dạng giai đoạn thi công) dùng để tính toán hệ số an ton giai đoạn thi công v khống chế thi công Nghiên cứu thí nghiệm mô hình đà chứng minh phơng ¸n thiÕt kÕ cét cøng lμ chÝnh x¸c vμ kü thuật có tính khả thi v theo kiến nghị ny hon thiện phơng án thiết kế kết cấu cột cứng Mô hình thí nghiệm chứng minh mềm l xác Thiết kế dùng mềm ny phân tích tính ổn định trình thi công v kiểm tra ổn định cục cấu kiện cốt cứng trình thi công mềm dùng để khống chế thi công trờng (4) Nghiên cứu thí nghiệm kỹ thuật thoát nớc chân không cho bê tông sờn vòm Vì cầu môi trờng xâm thực, năm gần công trình mặt đờng bê tông xi măng đà áp dụng rộng rÃi kỹ thuật thoát nớc chân không, dùng cho mặt đứng kết cấu công trình, để rút ngắn chu kỳ cốp pha, giảm bớt lợng dùng xi măng để cải thiện tính từ biến v co ngót bê tông, nâng cao độ chặt bề mặt bê tông để tăng cờng lực chống xâm thực cho bê tông Phân chia thí nghiƯm phßng vμ thÝ nghiƯm ë hiƯn tr−êng lμm hai giai đoạn để thực Đầu tiên với đoạn mô hình nhỏ tiến hnh thí nghiệm phòng đạt đợc kết thực dụng thí nghiệm trờng Vấn đề ny qua thí nghiệm phòng nhận thấy kỹ thuật thoát nớc chân không dùng cho thi công mặt đứng cờng độ bê tông có tính phân tán rộng, kết cấu hút nớc cốp pha tồn số vấn đề kỹ thuật v.v Thí nghiệm cha đạt đợc mục đích dự kiến Căn theo kế hoạch đà định, ngừng vấn đề thí nghiệm trờng Những vấn đề kỹ thuật ny dùng cho mặt đứng kết cấu đà có tìm tòi có ích, đề đợc vấn đề mới, cho môn có liên quan tiến hnh nghiên cứu nêu đợc gợi ý (5) Phơng pháp lắp ráp cột cứng ống thép có độ đặc biệt lớn v công nghệ nghiên cứu thí nghiệm Đối với độ lớn 420m, phải nghiên cứu tuyển chọn từ đặc điểm mức độ khó khăn v quy mô thi công lắp ráp 36 đoạn ống thép cốt cứng, hệ thống vận chuyển lắp ráp đoạn cốt cứng, hệ thống neo, phơng pháp đo đạc điều chỉnh Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 154 - khống chế, phơng thức hợp long v.v Với số thiết bị chuyên dụng v công cụ tiến hnh cải tạo v thiết phải thí nghiệm, lập quy trình công nghệ lắp ráp Hợp long v lắp ráp cốt cứng cầu hon ton theo tuyển chọn chuyên đề từ phơng pháp vận chuyển, neo giữ, điều chỉnh v khống chế cốt cứng v lập quy trình công nghệ (6) Nghiên cứu thí nghiệm đúc bê tông sờn vòm Đối với yêu cầu hạn chế (khoảng 10% trở xuống) chịu tải trọng thi công tạm thời v thi công đồng nhiều mũi bê tông sờn vòm, phơng thức vận chuyển bê tông trờng, phơng án kết cấu cốp pha tổ hợp, công nghệ nhồi ép bê tông vo ống thép, phơng pháp kiểm tra độ chặt bê tông ống thép v.v phải nghiên cứu tuyển chọn, đồng thời cần phải tiến hnh thí nghiệm xác định phơng pháp thực thi, lập quy trình đúc bê tông sờn vòm Cấp phối bê tông M60 đúc trờng Lập v kiểm chứng phơng án thực thi bơm bê tông, chọn phơng thức cốp pha khả thi, dùng cho thi công (7) Khống chế v đo kiểm tra trờng cầu vòm bê tông độ đặc biệt lớn Hình dạng đờng tim vòm đà đợc hình dạng cốt cứng khống chế Thông qua trình hình thnh sờn vòm lắp dựng đo kiểm tra ứng suất, đánh giá biến dạng vòm giai đoạn v ứng suất thay đổi có phạm vi khống chế thiết kế, để phán đoán trình thi công có bình thờng không Nếu cần phải điều chỉnh trình tự thi công, phải tính toán điều chỉnh trờng, theo tình hình biến vị, ứng suất, tính toán ổn định, phán đoán việc điều chỉnh trình tự thi công có khả thi hay không Sự nghiên cứu ny cho thi công xác định phơng án khống chế đo kiểm tra, nêu việc bố trí điểm đo, trạm đo v yêu cầu tuyển chọn thiết bị đo phối hợp thi công dùng biện pháp khống chế kiểm tra ny, để đảm bảo cho thi công tiến hnh thuận lợi, phát huy tác dụng tích cực (8) Thí nghiệm tải trọng động v tĩnh cho cầu : Thông qua phơng thức đo đạc sau xây xong cầu để đánh giá chất lợng thiết kế thi công cầu, kiểm định tính kết cấu cầu có phù hợp với yêu cầu thiết kế Cầu ny sau có kết thí nghiệm tiến hnh chỉnh lý Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 155 - Ngoi ra, cầu ny tiến hμnh bÈy h¹ng mơc ch−a chÝnh thøc ghi kÕ hoạch, phải nghiên cứu thnh tiểu chuyên đề Đó l : (1) Nghiên cứu thí nghiệm bê tông cờng độ cao M60 (2) Nghiên cứu thí nghiệm bê tông tro bay cờng độ cao (3) Thí nghiệm mô hình cột thấp ống thép nhồi bê tông (4) Thí nghiệm cột thấp ống thép nhồi bê tông (5) Thí nghiệm lực học ống thép nhồi bê tông với tình hình hn nối khác (6) Nghiên cứu tính ổn định xoắn vặn v nén uốn hộp thẳng mặt cắt thay đổi (7) Nghiên cứu thí nghiệm sức chịu tải bụng cốt cứng Mấy hạng mục chuyên đề nhỏ thiết kế nêu thiếu khoa học Thí nghiệm bê tông cờng ®é cao m¸c M60 chøng minh viƯc dïng vËt liƯu địa phơng để trộn bê tông cấp cờng độ cao vỊ kü tht cã tÝnh kh¶ thi, thùc tÕ cã khả dùng Mô hình ống thép nhồi bê tông v thí nghiệm đà chứng minh lực chịu tải thiết kế ống thép nhồi bê tông, độ dính kết bê tông bao ngoi đủ độ tin cậy, tác dụng cốt thép bê tông bao ngoi, mạch hn khác có ảnh hởng tới lực chịu tải ống thép nhồi bê tông Nghiên cứu tính ổn định cột thnh mỏng, mặt cắt thay đổi chịu nén uốn v xoắn vặn l để thiết kế trụ cao (cột đứng) thnh mỏng rỗng mặt cắt thay đổi, phân tích tính ổn định để đề xuất phơng pháp tính toán, thí nghiệm sức chịu tải cèt cøng bơng ®Ĩ kiĨm chøng ®é tin cËy lực chịu tải bụng tổ hợp thiết kế sử dụng Cầu Trờng Giang, huyện Vạn Xuyên Viện nghiên cứu khảo sát thiết kế đờng bộ, Sở Giao thông tỉnh Tứ Xuyên thiết kế, Tổng công ty công trình cầu đờng tỉnh Tứ Xuyên thi công Từ năm 1983 bắt đầu công tác trớc thiết kế, đến ngy tháng 10 năm 1994 thức bắt đầu kéo di 10 năm Tháng năm 1997 xây xong v thông xe Thời gian thi công có năm Cầu Trờng Giang, huyện Vạn Tứ Xuyên độ cầu vòm bê tông cốt thép đà vợt qua cầu KRK Nam T cũ nhịp 390m, chiếm kỷ lục giới Cầu sau xây dựng xong xem hình 3-53 Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dịch - - 156 - Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông - Ti liệu dÞch - - 157 -