Baûn lieân tuïc – nhieät duøng cho xaây döïng caàu treân ñöôøng oâtoâ vaø thaønh phoá baèng beâtoâng coát theùp vaø beâtoâng coát theùp keát hôïp theùp laø keát caáu ñöôïc taïo ra baèn[r]
(1)CHƯƠNG I :
TỔNG QUAN CẦU SỬ DỤNG BẢN LIÊN TỤC – NHIỆT TRÊN THẾ GIỚI & Ở VIỆT NAM
1.1 Giới thiệu chung :
Q trình tiến tới cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước địi hỏi ngành Xây dựng Cầu Đường phải đầu nhằm bước xây dựng, hoàn thiện phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật làm tiền đề cho tất ngành khác phát triển
Những cầu xây dựng từ hàng nghìn năm Theo dịng lịch sử, cơng nghệ xây dựng cầu không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu xây dựng cơng trình cầu vượt nhịp lớn, chịu tải trọng lớn : cầu dây văng, cầu dây võng, cầu khung T nhịp đeo… Tuy nhiên cơng trình khơng cần thiết phải xây dựng nhịp lớn cầu vượt qua đường ngang, nút giao thông đô thị, cấp sơng có khổ thơng thuyền nhỏ, trường hợp sử dụng cầu BTCT nhịp giản đơn hợp lý
Trong dự án xây dựng cầu BTCT nhịp giản đơn người ta thường sử dụng rộng rải kết cấu nhịp có số lượng khe biến dạng tốt Dầm giản đơn thường áp dụng phổ biến xây dựng cầu nước ta tính giới hố, tiêu chuẩn hố, tính dễ lắp đặt, lao lắp phù hợp với trình độ đơn vị thi cơng nước Việc tiếp tục phát triển công nghệ theo hướng áp dụng cho cầu khơng có nhu cầu thơng thuyền khơng có nhu cầu vượt độ lớn giải pháp kinh tế Song thực tế cơng trình cầu nhịp giản đơn, khe co giãn thường bị bong bật làm giảm khả khai thác, tạo xung kích lớn xe cộ chạy qua vị trí Do để khai thác tối đa loại hình giản đơn nhiều nhịp cần phải nghiên cứu hoàn thiện
Với mục đích nâng cao địi hỏi điều kiện xe chạy, tạo thuận lợi tối đa khai thác cơng trình cầu, cần giảm số lượng khe co giãn chi phí bảo dưỡng khe co giãn cầu Vấn đề đặt phải nghiên cứu giải pháp nối liên tục dầm giản đơn thành hệ liên tục cho đảm bảo khai thác êm thuận, khơng gây khó khăn cho thi cơng đảm bảo mục đích nêu
(2)1.2 Tổng quan cầu sử dụng liên tục-nhiệt giới Việt Nam : Tại Mỹ, Alampalli Yannotti khảo sát 105 cầu sử dụng kết cấu liên tục 72 cầu dầm bêtông 33 cầu dầm thép cho thấy cầu đảm bảo điều kiện khai thác theo yêu cầu thiết kế trừ số nứt nhỏ mặt cầu Mặc dù Alampalli Yannotti đề xuất nghiên cứu kỹ nhằm hoàn thiện việc tính tốn thiết kế thi cơng liên tục, kết luận xét cách tổng thể nhóm cầu sử dụng liên tục - nhiệt có tình trạng làm việc tốt nhóm cầu dùng khe co giãn [12]
Caner Zia (1998) tiến hành nghiên cứu, phân tích thực nghiệm làm việc mặt cầu liên tục – nhiệt đề xuất phương pháp tính tốn cho loại kết cấu liên tục Các kết nghiên cứu cho thấy liên tục chịu biến dạng uốn tác dụng tải trọng nhiều biến dạng dọc Các vết nứt phát phía tác dụng mômen âm điều khai thác Đối với nhịp dầm thép độ mở rộng vết nứt lớn đo 0,305mm tương ứng với 40% tải trọng cực hạn 0,672mm ứng với 67% tải trọng Điều cho thấy kết cấu xuất ứng suất kéo phụ thêm tác động co ngót từ biến nhiệt độ Vì bề rộng vết nứt liên tục – nhiệt phải tính tốn khống chế cẩn thận [12]
Tại Michigan, cầu vượt qua đường Interstate 94 Ypsilanti xây dựng xong đưa vào khai thác Tuy nhiên làm việc không tốt mối nối nhịp, làm cho nước thấm xuống có khả gây hư hỏng nghiêm trọng cho kết cấu bên không kịp thời sửa chữa [14]
Hình 1.1 : Mối nối hai nhịp giản
(3)Để khắc phục nhược điểm vào tháng 7/2005, với đồng ý lãnh đạo ngành giao thông Michigan, khoa giao thông vận tải kết hợp với nhà thầu cầu Trung Đông Công ty bêtông Clawson cho phá vỡ toàn mặt cầu xây lại mặt cầu mối nối hai nhịp giản đơn người ta dùng nối liên tục – nhiệt Bêtông dùng cho nối liên tục - nhiệt bêtông cốt sợi cường độ cao (ECC), thời gian thi công cho công tác sửa chữa khoảng tháng Một số hình ảnh trình thi công thay mặt cầu liên tục nhiệt cầu vượt qua đường Interstate 94 Michigan [14]
Hình 1.3 : Ban gạt mặt bêtơng asphal trước
khi phá vỡ mặt cầu Hình 1.4 cầu bêtông cốt thép : Dùng xe cẩu để phá mặt
Hình 1.5 : Phá xong mặt cầu Hình 1.6: Lắp đặt ván khn mặt cầu
Hình 1.7 : Lắp đặt cốt thép mặt cầu để
(4)Hình 1.9 : Đổ bêtơng mặt cầu phần nối
liên tục nhiệt Hình 1.10bêtơng phần nối liên tục nhiệt : Hồn thiện cơng tác đổ
Hình 1.11 : Sửa chữa lại kết cấu bên
của cầu Hình 1.12 : Hoàn thiện mặt cầu cho xe lưu thông Tại Mỹ, kết cấu liên tục nhiệt sử dụng không cho cầu xây mà áp dụng để thay khe co giãn bị hư hỏng cầu hữu có yêu cầu cải tạo, nâng cấp Theo hiệp hội đường Mỹ, vào năm 2010 có tới 42% số cầu đường ôtô Mỹ cần nâng cấp cải tạo với chi phí ước tính lên đến 50tỷ đô la (Ashley, 1996) [12]
(5)Về loại hình nối liên tục kết cấu nhịp, có nhiều phương pháp loại hình nối liên tục kết cấu nhịp từ nhịp cầu giản đơn tùy theo dạng dầm (dầm chữ T, chữ I, dầm super T ) [10] Các quốc gia giới có kiểu nối khác :
Ở Úc tồn hai dạng nối liên tục nhiệt Một dùng giải pháp nối mặt cầu giống giải pháp thực cầu Mỹ Thuận Hai là, nối liên tục dầm ngang [10] Việc sử dụng liên tục nhiệt dùng phổ biến chứng tỏ ưu điểm suốt trình sử dụng lâu dài [5]
Ở Đức Nga : giải pháp đặt chủ yếu nối liên tục – nhiệt có kết cấu mặt cầu chịu tồn nội lực phát sinh hoạt tải tĩnh tải giai đoạn hai tác động khác co ngót, từ biến, thay đổi nhiệt độ [10]
Hình 1.14 : Cấu tạo liên tục nhiệt cầu Mỹ
Thuận (Theo dạng Úc) Hình 1.15 cầu Thăng Long (Theo dạng Nga) : Cấu tạo liên tục nhiệt Tại Việt Nam kết cấu nhịp liên tục – nhiệt áp dụng cho mặt cầu dẫn đường ôtô cầu Thăng Long trợ giúp kỹ thuật chuyên gia Liên Xô trước Cầu gồm xe theo sơ đồ : 32,546+21x32,7+11 bờ Bắc 32,546+20x31,7+11 bờ Nam Các nhịp – mặt đặt theo hình cong đưa tuyến đường ơtơ lệch khỏi đường tim cầu góc 21,540 Cầu dẫn bờ Bắc dài 729,7m, bờ Nam dài 697m, cộng chiều dài hai bờ 1426,7m, kể phần cầu tổng chiều dài đường ôtô cầu 3114,7m Đặc điểm cầu dẫn đường ôtô mặt cầu liên tục (BTCT) với khe co giãn trụ Các nhịp liên kết thành hệ thống liên tục nhiệt cách đổ bêtông nối liền mặt cầu hai nhịp kề [7], [10] Chiều dài chuỗi liên tục nhiệt :
(6)Một số cầu nằm quốc lộ 18 cầu Cầm, cầu cạn nhà ga sân bay Quốc tế Nội Bài, cầu Gián Khẩu, cầu Mai Pha, Chi Lăng quốc lộ 1A, cầu Tân Đệ Quốc lộ 10 bắc qua Sông Hồng nối hai tỉnh Nam Định Thái Bình, cầu Quý Cao… sử dụng liên tục nhiệt
Hình 1.18 : Các nhịp giản đơn cầu Quý Cao liên tục
Hình 1.19: Bản mặt cầu Tân Đệ liên tục
Một số cầu Thành phố Hồ Chí Minh Cầu Long Kiểng nằm Hương lộ 34 huyện Nhà Bè, dài 280m, gồm chuỗi liên tục nhiệt : chuỗi nhịp 24,54m, chuỗi gồm 2nhịp 24,54m +1nhịp 33m số cầu nằm Quốc lộ 1A cầu An Lập (liên tục 2nhịp 24,54 + 1nhịp 33m), cầu Bình Thuận … sử dụng liên tục nhiệt, chiều dài chuỗi liên tục cầu từ nhịp trở lại
Hình 1.20 : Kết cấu nhịp giản đơn cầu
(7)bêtơng, cầu Bến Thuỷ bắc qua sông Lam dài 650m nối hai tỉnh Nghệ An Hà Tĩnh Phần bêtông liên hợp với dầm dọc hệ mặt cầu nghiên cứu nối liên tục liên dầm
Hình 1.22 : Cầu Chương Dương có