2.3.7. Cầu Chơng Dơng
---
Phần III. Chuyên đề: “ Tìm hiểu về công nghệ thi công
đúc hẫng cầu Bắc Giang ”
3.1.1. Giới thiệu chung .
Phơng pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thầnh các kết cấu hoàn chỉnh .Có thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra hai phía hoặc hẫng dần từ bờ ra. Phơng pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi công các kết cấu liên tục , cầu dầm hẫng ,cầu khung hoặc cầu dây xiên có dầm cứng BTCT .Đối với cầu dầm có thể xây dựng nhịp dài từ 70ữ 240m, nếu là cầu dây xiên dầm cứng có thể vợt nhịp từ 200ữ 350
3.1.2. Nội dung cơ bản của phơng pháp đúc hẫng .
Khi thi công theo phơng pháp đúc hẫng, kết cấu nhịp BTCT đợc đúc tại chỗ trên đà giaó di động theo từng đốt nối liên tiếp nhau đói xứng qua trụ cầu. Cốt thép thờng của các khối đợc liên kết với nhau trớc khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cấu. Sau khi bê tông đốt dầm đủ cờng độ cần thiết thì các đốt này đợc liên kết với các đốt đã đúc trớc đó nhờ các cốt thép dự ứng lực.
Phần cánh hẫng của kết cấu nhịp dầm BTCT đã đợc thi công xong phải đảm bảo đủ khả năng nâng đỡ trọng lực của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng lợng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục hồi thi công
Có thể dùng một giàn thép bắc qua và tựa trên các trụ làm đà giáo treo đỗ ván khuôn phía dới để ddúc các đốt dầm .Cũng có thể dùng một đà giáo chống di động trên mặt đất hoặc trên cầu tạm để đỗ ván khuôn bên trên .Theo sơ đồ này phần cánh hẫng đã thi công xong trớc đó chỉ chịu tải bản thân và thiết bị thi công bên trên .Nừu dùng bộ ván khuôn di động treo ngay vào phần kết cấu nhịp đã thi công xong thì cần phải tính thêm tải trọng ván khuôn ,đà giáo tác động lên cánh hẫng .
Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hâmngx hoặc nhờ trọng lợng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo để làm đối trọng .Đối với các sơ đồ cầu khung ,đốt dầm trên đỉnh trụ đợc liên kết cứng với thân trụ nhờ các cáp thép dự ứng lực chạy suốt chiều cao trụ với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng đợc liên kết tạm thời vào trụ nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh cốt thép dự ứng lực mà sau khi thi công sẽ tháo bỏ. Quá trình thi công cầu Phú Lơng đã dùng biẹn pháp này.
ở giai đoạn thi công hẫng, kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ cần bố trí cốt thép dự ứng lực ở phía trên. Sau khi đúc xong một cặp đốt dầm đối xứng thì kéo căng cốt thép dự ứng lực từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa cốt
thép và thành ống ngay đẻ bảo vệ cốt thép. Nếu phần cánh hẫng quá dài thì phải bố trí điểm nối cáp d ứng lực dự ứng lực hay có thể phân thành hai đoạn từ trụ ra cánh mút thừa.
Trong quá trình đúc hẫng các cốt dầm phải theo dõi chặt chẽ độ võng của cánh hẫng và biến dạng xoắn của mặt cắt. Cốt thép dự ứng lực cần đợc bố trí đối xứng qua tim dọc cằu và đảm bảo ít nhất mỗi sờn dầm có một bó cốt thép đợc kéo căng và neo lại ở cuối đốt.
Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng lại thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh theo sơ đồ nhịp đã thiết kế. Có ba hình thức nôí ghép:
+ Nếu là cầu dầm hay là cầu khung liên tục thì tiến hành nối cứng lần lợt các cánh hẫng . Đốt nối giữa hai cánh hẫng kề nhau gọi là đốt " hợp long" có chiều dài từ 1,5ữ2m đợc đúc trên ván khuôn treo giữa hai đầu mút thừa. Sau khi đúc xong tiến hành kéo căng các bó thép chịu mô men dơng dới đáy dầm. Các bó thép chịu mô men dơng đợc bố trí trong bản đáy hợp và uốn cong lên neo ở các ụ neo đã ó trí sẵn trên bề mặt bản đáy. Một số bó cốt thép có thể đợc uốn cong và neo vào sờn dầm.
+ Trong các cầu khung chốt thì đốt nối cứng đợc thay thế bằng liên kết khớp quay hoặc khớp mềm.
+ Trờng hợp đặt giữa hai mút hẫng một đoạn làm đeo thì sẽ hình thành hệ thống cầu khung hay cầu tĩnh định.
Sau khi cốt thép đã đợc hợp long và nối thành hệ hống hoàn chỉnh,có thể phải đặt thêm và khéo căng một số cốt thép dự ứng lực tăng cờng ở các vị trí cần thiết njhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu trong giai đoạn khâi thác cầu. Các cốt thép này thờng đợc uốn cong và tập trung trên đỉnh trụ. Nừu số lợng các bó cáp quá nhiều có thể đa một số bó ra ngoài tiết diện(dự ứng lực ở ngoài). ở cầu sông Giang(Quảng Bình) đã áp dụng giải pháp này.
3.1.3. Các u điểm của phơng pháp đúc hẫng.
Việc đúc hẫng trên đà giáo di động giảm đợc chi phí đà giáo. Ván khuôn đợc dùng lại nhiều lần với cung một thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và nâng cao năng suất lao động.
Phơng pháp đúc hẫng thích hợp với việỡiây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao mặt cắt thay đổi, khi đcs các đốt dầm chỉ cần thay đổi cao độ ván khuôn đáy dầm cho phù hợp. mặt cắt kết cấu nhịp đúc hẫng có thể là hình hộp,bản chữ nhật hay dầm có sờn .
giảm đợc trọng lợng bản thânkc và cho phép vợt các nhịp lớn (Hámana ở Nhật Bản thi công đúc hẫng và vợt nhịp tới 240m).
Trong trờng hợp xây dựng các cầu có sơ đồ kết cấu hợp lý thì quá trình đúc hẫng tạo ra sự phù hợp về trạng thái làm việc của kết cấu trong giai đoạn thi công và giai đoạn khai thác. Điều này làm giảm số lợng các bó cáp phục vụ thi công dẫn đén việc hạ giá thành công trình do không phải bố trí và kéo căng các bó cáp tạm thời.
Phơng pháp thi công hẫng không phụ thuộc vào không gian dới cầu do đó có thể thi công trong điều kiện sông sâu,thông thuyền hay xây dựng các cầu vợt qua thành phố, khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông dới công trình.Tuy nhiên việc đúc hẫng kết cấu trong điều kiện hẫng kém ổn định, mặt bằng chật hẹp đòi hỏi phải có trình độ tổ chức tốt,trang bị đồng bộ, cũng nh trình độ công nhân phù hợp mới đảm bảo đợc chất lợng công trình.
3.1.4. Các sơ đồ cầu thích hợp với phơng pháp đúc hẫng.
Phơng pháp đúc hẫng phù hợp với các sơ đồ cầu có trạng thái chịu mô men âm trên gối trụ. Đó là các sơ đồ cầu dầm liên tục,cầu dầm hẫng, cầu khung siêu tĩnh hoặc tĩnh định, cầu treo dây xiên- cầu cứng.
Khẩu độ nhịp kinh tế là nhịp 70 ≤ L ≤ 150 . ở Việt Nam đã áp dụng phơng pháp đúc hẫng đễ thi công các cầu khung T - dầm đeo tĩnh định ở cầu Nông Tiến, cầu Bình. Gần đây đã và đang thi công các cầu có chiều dài nhịp khá lớn với sơ đồ siêu tĩnh nh cầu Phú Lơng, Cầu Giang. Trong tơng lai còn thi công các cầu Tiên Cựu, Quán Hỗu cũng bằng phơng pháp này.
3.1.5. Phân loại đúc hẫng:
3.1.5.1. Đúc hẫng từ trụ ra hai phía: “ Đúc hẫng cân bằng”
Đây là hình thức phổ biến nhất của phơng pháp đúc hẫng. Nguyên lý chung là từ đoạ dầm đầu tiên đã đợc neo chắc chắn trên đỉnh trụ, kết cấu nhịp đợc đúc vơn dài ra hai phía theo nguyên tắc đảm bảo tính đối xứng qua trụ để đảm bảo tính chống lật đổ. Các bó cáp dự ứng lực cũng đợc kéo đối xứng về mạt bằng và qua tim cầu. Phơng pháp này lợi dụng tính đối xứng và thi công nhanh.
3.1.5.2. Đúc hẫng từ bờ ra:
3.1.6. Những trờng hợp chú ý khi đúc hẫng.
+ Khi đặt lệch thiết bị thi công.
+ Khi xẩy ra sự cố ở một số đốt đang đúc ở một bên cánh hẫng. + Thời điểm lắp đặt dầm đeo ở một bên cánh hẫng.
+ Tải trọng gió tác dụng chủ yếu vào một bên cánh hẫng.
3.1.7. Nội dung công nghệ đúc hẫng cầu Bắc Giang.3.1.7.1. Lắp đặt thanh DƯL tạm thời φ32mm. 3.1.7.1. Lắp đặt thanh DƯL tạm thời φ32mm.
Thanh dự ứng lực φ32mm là thanh thép DƯL thẳng đứng làm nhiệm vụ neo tạm khối đỉnh trụ xuống thân trụ để giữ ổn định cho dầm đang ở trạng thái hẫng trong suốt quá trình đúc hẫng. Thanh DƯl là loại thanh thép cờng độ cao tròn trơn phù hợp với tiêu chuẩn JISG3109 - 1988, cấp B, loại 2, ký hiệu SBPR 95/120 và có độ tự chùng thấp.
a. Các đặc tính của thanh DƯL 32mm:
+ Đờng kính danh định của thanh: 32mm. + Khối lợng danh định: 6,31 (kg/m)
+ Diện mặt cắt danh định: 804,2 (mm2) + Giới hạn chảy: 95 (kg/mm2)
+ Giới hạn bền: 12 (kg/cm2) . (mm2) + Độ dãn dài tối thiểu: 5%.
+ Độ tự chùng tối đa: 1,5%.
+ Tải trọng phá hoại tối thiểu: 96,5T.
b. Các phụ kiện của các thanh dự ứng lực gồm có:
+ Bản đệm neo bằng thép kích thớc: 165x165x32mm. + Đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu.
+ Đai ốc hãm.
+ Cút nối thanh DƯL
Khi sử dụng các thanh DƯL cần phải lu ý nh sau: + Không đợc hàn.
+ Không đợc để chạm mát do hàn. + Không đợc uốn cong thanh.
+ Không đợc va chạm mạnh vào thanh vì điều này dễ gây nứt hoặc vỡ ren. + Không đợc để thanh bị rỉ hoặc bị ăn mòn.
+ Thanh chỉ chịu lực kéo đúng tâm.
Trớc khi đặt thanh DƯL vào vị trí cần phải kiểm tra bằng mắt thờng, tránh các khuyết tật có thể có: nứt, sứt...
- Khi có yêu cầu tất cả các thanh DƯL phải đợc đa vào kéo thử trên giá tại hiện tr- ờng tới lực kéo bằng 60% lực kéo đứt trớc khi sử dụng.
- Trong bất kỳ trờng hợp nào cũng không đợc sử dụng thanh DƯL quá 80% tải trọng phá hoại tối thiểu.
c. Tiêu chuẩn nghiệm thu vị trí các ống thép bọc thanh DƯL.
- Sai lệch vị trí trên mặt bằng (tại vị trí đỉnh trụ): ±5mm - Độ nghiêng theo phơng thẳng đứng: không vợt quá 1/1000.
d. Trình tự lắp đặt các thanh DƯL nh sau:
Bớc 1: Công tác chuẩn bị:
- Căn cứ vào số lợng thanh đã tính toán đợc, lắp đặt 28 đoạn thanh dài 4,015m và đảm bảo cho bê tông không bị chịu ứng suất cục bộ quá lơn tại một vị trí.
- Trớc tiên hàn ống thép bảo vệ cút nối với ống thép bảo vệ thanh DƯL bằng đờng hàn cao 4mm (hàn 100% đờng tiếp xúc).
- Hàn ống bơm vữa (bằng thép) vào ống thép bảo vệ thanh DƯl. Lắp ống bơm vữa bằng nhựa cứng với các ống thép này. Dùng dây thép D2mm buộc chặt mối nối.
- Cút nối phải đợc vệ sinh sạch sẽ, đợc bôi mỡ vào ren xoay cút nối vào đầu thanh DƯL khi đỉnh thanh chạm vào chốt định vị thì dừng lại và dùng băng dính đen rộng bản quấn chặt xung quanh (việc quấn băng dính có tác dụng cố định không cho cút nối xoay theo khi tháo đoạn thanh DƯL trên dài 6,7m. (nằm trong khối K0 sau này.)
(Chi tiết của việc bố trí thanh DƯL để neo tạm thể hiện trong bản vẽ trụ).
Bớc 2: Đặt ống thép vào vị trí thiết kế:
- Xác định vị trí ống thép căn cứ vào đờng tim dọc và tim ngang cầu.
- Đặt các ống thép vào vị trí (có thể dùng cầu hoặc dùng tay). để cố định vị trí của chúng phải đặt các lới thanh φ12 theo chiều cao với a=0,5m/1 lới. Các lới thép này kẹp chặt vào ống thép và đợc hàn cố định vào cốt thép chủ.
- Đặt các thanh thép chịu lực cục bộ vào hai đầu thanh.
Bớc 3: Đặt các thanh DƯL vào vị trí:
- Dùng tay nhấc từ từ thanh DƯl rồi thả vào trong ống thép, khi cút nối gần đỉnh ống thép thì thả nhanh rơi xuống đồng thời đỡ đầu dới của thanh chống tạo ra lực xung kích. đặt rộng đen và xoáy đai ốc vào đầu dới thanh.
- Dùng các nêm gỗ nhỏ định vị sao cho các cút nối không chạm vào ống thép, bảo vệ tránh hiện tợng chạm mát sau này.
- Dùng nút gỗ bịt đầu trên của ống thép tránh bê tông lọt vào ống trong lúc đổ bê tông.
Bớc 4: Lắp đoạn thành DƯL dài 6,7m.
- Các đoạn thanh 6,7m nằm trong khối đỉnh trụ sẽ đợc nối với các đoạn thanh dài 4,015m và 3,55m nằm trong thân trụ. Công việc này chỉ bắt đầu tiến hành khi bắt đầu thi công khối định trụ.
- Cút nối phải đợc liên kết với các thanh DƯL đã đặt sẵn trong thân trụ bằng ẵ chiều dài của nó.
- Cao độ của đỉnh trụ cút nối phải thấp hơn đỉnh trụ 50mm.
- Đoạn thanh 6,7m sẽ đợc quấn sợi thép thờng D2mm cách đầu dới một khoảng 52mm. Khoảng này sẽ đợc lắp vào cút nối liền với các đoạn thanh 4,015m và 3,55m nằm trong thân trụ. Dùng tay xoay đoạn thanh 6,7m theo chiều kim đồng hồ vào với cút nối, khi đoạn dây D2mm chạm vào đầu cút nối thì xoay mạnh vài lần rồi dừng lại.
- Lắp đặt ống thép (nằm trong khối K0) cho đoạn thanh dài 6,7m.
- Phía đỉnh của thanh DƯl phải có giá đỡ để giữ ổn định, các giá đỡ có thể làm bằng thép góc và đợc cố định chặt vào ván khuôn thành của khối đỉnh trụ.
- Mối nối giữa ống thép trong khối bê tông kê tạm thời và ống thép trong khối K0 (ống nối bằng nhựa) đợc quấn bằng băng dính (để chống lọt vữa...)
3.1.7.2. Thi công khối bê tông kê tạm thời:
Phần ở giữa mặt đáy của khối bê tông kê tạm và đỉnh trụ là một lớp vữa dày tối thiểu 3,5cm. Sau này lớp vữa này sẽ bị khoan phá để tháo dỡ các khối kê tạm. Mặt trên của khối bê tông kê tạm đợc phủ một lớp vải nhựa dày 2mm đẻ ngăn cách với khối bê tông đỉnh trụ.
Trình tự thi công các khối bê tông kê tạm nh sau: B
ớc 1: Đổ lớp vữa dày 3,5cm trên đỉnh trụ.
- Trớc khi thi công lớp vữa này ở ngoài hiện trờng thì cần phải thí nghiệm cấp phối vữa trong phòng thí nghiệm. Vữa phải có độ linh động thích hợp để đảm bảo đợc độ chặt.
- Vệ sinh bề mặt đỉnh trụ.
- Xác định vị trí, lắp ghép ván khuôn.
- Trộn và đổ vữa vào vị trí: vữa đợc trộn bằng máy và đợc đổ bằng xô. - Bảo dỡng: ớp vữa phải đợc bảo dỡng trong 7 ngày.
B
ớc 2 : Thi công các khối bê tông kê tạm:
- Lắp ván khuôn, cốt thép.
- Đổ bê tông, cao độ đỉnh của khối bê tông tạm có sai số cho phép trong khoảng; 0 - 5mm.
- Bảo dỡng: bê tông của cá khối kê tạm đợc bảo dỡng liên tục trong thời gian 7 ngày.
3.1.7.3. Lắp đặt ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông khối đỉnh trụ.
Các ván khuôn để thi công khối đỉnh trụ đợc đặt trên phần đà giáo mở rộng trụ đã đợc xây dựng từ khi thi công trụ). Sơ đồ bố trí và phân mảnh ván khuôn đã chỉ dẫn trong bản vẽ. Việc phân mảnh ván khuôn phụ thuộc vào cách phân chia các đợt đổ bê tông.
Công tác đặt ván khuôn đợc thực hiện bằng cẩu (có năng lực 25T) và 4 pa lăng