NỐI VÀ TRèNH TỰ THI CễNG
4.1 Giới thiệu và thi cụng cỏc phương phỏp xử lý mối nối.
4.1.1 Cỏc loại mối nối cầu dầm lắp ghộp
Cỏc khối dầm đỳc sẩn sau khi chuyờn chở và lắp đặt vào vị trớ cần được liờn kết với nhau thụng qua cỏc mối nối. Mối nối dầm lắp ghộp thường bố trớ tại bản mặt cầu và dầm ngang. Cũng cú trường hợp mối nối chỉ thực hiện ở bản mặt cầu trong cầu khụng cú dầm ngang, hoặc chỉ nối ở dầm ngang. Tuỳ theo đặc điểm cấu
tạo và chịu lực của kết cấu mà chọn cỏc mối nối thớch hợp, vớ dụ nếu mối nối chỉ thực hiện ở dầm ngang thỡ bản mặt cầu làm việc như bản hẫng tựa trờn dầm chủ, hoặc nếu mối nối chỉ thực hiện ở bản mặt cầu, thỡ bản mặt cầu làm việc thay cho dầm ngang khi phõn bố tải trọng lờn cỏc dầm chủ. Cú thể phõn ra hai loại mối nối chớnh là mối nối khụ và mối nối ướt. Mối nối khụ là cỏc mối nối được thực hiện bằng hàn cỏc bản thộp chờ mà khụng cần đổ bờ tụng. Mối nối ướt là mối nối cần đổ bờ tụng tại hiện trường. Đối với cỏc dầm đỳc sẩn tiết diện I nối với nhau bằng bản mặt cầu và dầm ngang đỳc tại chỗ cũng được xem như mối nối ướt.
4.1.2 Mối nối khụ
Mối nối khụ là mối nối khụng cần đến đổ bờ tụng tại hiện trường. Cỏc mối nối này được thực hiện thụng qua bu lụng, hàn hoặc cỏp dự ứng lực. Cỏc mối nối khụ qua bản thộp hàn và căng cỏp DƯL thường chỉ cú hiệu quả chịu uốn tại dầm ngang. Mối nối khụ hàn bản thộp và cốt thộp căng ngang đơn giản về cấu tạo và thi cụng nhanh nhưng cốt thộp bản mặt cầu thường khụng được nối, bản làm việc như bản hẫng, nờn khi nhịp bản lớn thường xuất hiện cỏc vết nứt dọc trờn mặt cầu. Mối nối khụ thường được thực hiện bằng hàn một bản thộp thụng qua cỏc bản thộp chờ hàn sẵn vào cốt thộp chịu lực của dầm ngang. Để trỏnh hiện tượng bản thộp bị kờnh do chế tạo khụng chớnh xỏc, cỏc bản thộp chờ được thay bằng cỏc thộp gúc chờ. Nhược điểm là cỏc mối hàn chịu tải trọng xung kớch kộm và thường khụng khống chế được chất lượng mối hàn ngoại hiện trường. Trong cầu cú cỏc tấm bản lắp ghộp, mối nối khụ cú thể thực hiện thụng qua bu lụng cường độ cao nối bản lắp ghộp với dầm.
4.1.3 Mối nối ướt
Mối nối ướt là mối nối thực hiện bằng bờ tụng hoặc bờ tụng cốt thộp tại hiện trường, tuỳ theo cấu tạo, nếu cốt thộp cũng được nối thỡ mối nối cú thể chịu cả mụ men và lực cắt, nếu cỏc cốt thộp khụng được nối thỡ chỉ chịu được lực cắt. Mối nối ướt cú thể dựng để nối bản mặt cầu và dầm ngang trong cầu dầm T đỳc sẩn, khi đú cỏnh T đỳc sẵn thường để cốt thộp chờ, cỏc khối đỳc sẵn đặt cỏch nhau một khoảng đủ để nối cốt thộp và đổ bờ tụng (ớt nhất 300mm). Cốt thộp chờ
Bảng 4.1: Tổng hợp cỏc loại mối nối
Loại mối nối Ưu điểm Nhược Điểm
Mối nối Bờ tụng cốt thộp thường trong bản mặt cầu (Kaar et al. 1960, and Mattock and Kaar 1960)
Chiều dài nhịp lớn nhất, L=42.6m
Đặt thờm thộp nối vào bản mặt cầu
Đơn giản thi cụng và tương đối kinh tế.
Cú thể chống được mụ men õm, nếu thiết kế mụ men giới hạn bằng 2.5 lần moment thiết kế, bao gồm cả cỏc tỏc động khỏc.
Chiều dài nhịp bị hạn chế do hạn chế của chiều dài và trong lượng vận chuyển tối đa.
Cỏc vết nứt phỏt triển ở thớ dưới dầm do mụ men dương của co ngút.
Mối nối thộp tấm và bu lụng (Bishop 1962) Chiều dài nhịp lớn nhất,
L=42.6m
Đơn giản cho mối nối khụng dự ứng lực
Chi tiết mối nối trỏnh được sự cần thiết phải căng sau cỏp DƯL
Phương phỏp này thay đổi cỏc điều kiện tải trọng dưới tải trọng bản thõn dầm từ việc hỗ trợ đơn giàn cho việc đỳc hẫng cõn bằng nú đũi hỏi phải tăng thờm cốt thộp tại thớ trờn dầm. Khú thi cụng. Những tấm thộp, đặc biết là tấm thộp đặt dưới dầm rất khú để hàn, vỡ nú giới hạn về khoảng cỏch, và việc hàn cỏc
tấm thộp này cú thể tỏc động lờn việc đổ bờ tụng dầm ngang. Mối nối đổ bờ tụng cốt thộp và liờn kết bản mặt cầu (Dimmerling et al. 2005, Miller et al. 2004, and Mirmiran et al. 2001b)
Thờm thanh thộp nối
Thanh thộp chờ được uốn 90 độ tại cuối dầm chớnh, và được đổ bờ tụng để liờn kết
Kiểm soỏt được vết nứt trong dầm ngang khi chịu tỏc dụng của Moment dương.
Kết cấu mối nối này được xem là an tồn, ngay cả khi nứt tại bề mặt dầm ngang. Tớnh dẻo của kết cấu cú thể được cải thiện bằng cỏch thờm hệ thống treo trong đốt dầm ngang cuối cựng tại cỏnh ngồi của dầm chớnh. Những hệ treo này cú thể thay thế những thanh thộp chờ và giảm thiểu hàm lượng cốt thộp.
Đề xuất thay thế hệ treo bằng nhưng thanh thộp chờ trong dầm ngang xuyờn qua thõn dầm chớnh. Mối nối này được chứng minh là cứng hơn hệ treo và cú sức khỏng mỏi tốt hơn.
Giảm ứng suất tại vị trớ mối nối.
Nú được cho là tốn kộm và khụng kinh tế. Những vết nứt tại dầm ngang được quan sỏt thấy khi dầm cuối cựng được đổ dầm ngang. Tổng mụ men dương tăng cường cũng phải được cộng vào mụ men khỏng mà cần phải xem xột trong thiết kế. Cỏc thanh thộp cần phải được uốn cong để vừa với khoảng cỏc hợp long của dầm, nhưng rất khú để uốn cong nú một cỏch nhất quỏn.
Đối với nhưng thộp nối với thõn dầm, việc gõy ra cỏc vết nứt khụng mong muốn đĩ được ghi nhận.
Khụng cú phương phỏp thiết kế nào được
Kết cấu an tồn, ngay cả khi vết nứt bề mặt dầm ngang phỏt xuất hiện. Giảm mật độ cốt thộp trong dầm ngang so với thộp tại chi tiết mối nối.
vào.
Việc rung lắc trong quỏ trỡnh đổ bờ tụng cú thể làm dịch chuyển vị trớ cỏc bú cỏp DƯL. Vết nứt ngang trong dầm ngang cú tỏc động lớn đỏng kể trong TTGH sử dụng. Việc vỡ bờ tụng dầm ngang sẽ được quan sỏt khi vị trớ nối dầm đĩ được đổ dầm ngang. Việc mở rộng chiều dài khụng cõn xứng của bú cỏp dự ứng lực sẽ làm giảm khả năng chịu lực của mối nối.
Cốt thộp thường với thanh thộp mềm đặt dưới đỏy dầm chống đỡ (Koch 2008, and Newhouse et al. 2005)
Dầm được thiết kế như một nhịp đơn giàn cho tỉnh tải và hoạt tải. Nhiệt độ, co ngút, từ biến khụng được xem xột trong thiết kế. Mối nối, dầm ngang được đổ trực tiếp vào đầu dầm.
Vết nứt sẽ xảy ra tại bề mặt dầm ngang.Bề mặt tiếp giỏp sẽ được cố định trong suốt giai đoạn thi cụng.
Nứt ban đầu xảy ra tại thời điểm suất kộo thấp
Mối nối liờn tục được đặt ở đỏy đầu dầm kộo dài 180 độ thộp mềm vào trong dầm ngang.
Mụ men õm mối nối do cốt thộp bản mặt cầu.
Thanh thộp chờ cứng, khụng dễ uốn trong quỏ trỡnh chịu tải.
Dầm ngang được thiết kế cú tải trọng nhiệt độ. Mối nối sẽ được truyền tải trọng tỏc động ở trạng thỏi sử dụng.Thanh thộp chờ được thiết kế sao cho hệ số tải trọng lớn nhất.
Thanh thộp nối được xem là cú hiệu quả hơn so với bú cỏp DƯL được uốn 90 độ trong dầm ngang khi vết nứt mở rộng dưới THGH sử dụng và tải trọng mỏi Nứt tại bề mặt dầm ngang sẽ được kiểm soỏt bởi cỏc thanh thộp thờm vào.
hơn so với cỏc mụ đun của vỡ bờ tụng tại bề mặt dầm ngang. Dầm được kiến nghị bảo quản 90 ngày, trước khi tớnh liờn tục, đồng nhất đĩ được thiết lập.
Gia tăng đỏng kể đĩ được quan sỏt thấy trong cỏc chi phớ xõy dựng chi tiết ban đầu.
Dầm căng trước cho nhịp đơn giản và mối nối với hộp nối bu lụng (Tadros and Sun 2003, Sun 2004, and Tadros 2007)
Dầm định hỡnh phải cú đỉnh dầm mở rụng và cạnh đỏy để chống lại vị trớ mụ men õm và dương. Cú tỏc dụng chịu một phần mụ men õm.
Phớa dưới dầm ngang sẽ được nộn lại để cõn bằng với ứng suất tại đỉnh dầm
Sử dụng dầm ngang và tăng thờm tĩnh tải cho kết cấu.
Dầm ngang được sử dụng, làm tăng giỏ thành ban đầu của kết cấu thượng tầng. Khú khăn trong việc vận chuyển và lắp đặt
Chi tiết hệ nối bu lụng (sun 2004)
Gắn thanh thộp cú tiện ren vào đầu dầm.
Nối cỏc đầm trờn đỉnh trụ. Đổ bờ tụng dầm ngang Đổ bản mặt cầu với bản nối liờn tục.
chiều dài nhịp tăng 5m. Tăng chiều dài nhịp so với cỏc dầm giản đơn tiờu chuẩn.
Căng cỏp DƯL sau qua mối nối (Castrodale and White 2004, and Lounis et al. 1997) Chiều dài nhịp lớn nhất L=49m Phương phỏp này sẽ khắc phục những vẫn đề vận chuyển và lao lắp những dầm đỳc sẵn dài và nặng Cung cấp một giải phỏp dầm I đỳc sẵn cạnh tranh với dầm thộp và dầm hộp để thay thế cho cỏc kết cấu cầu nhịp lớn.
Phương phỏp này sẽ loại trừ ra những chi tiết tại vựng neo và mật độ cốt thộp tại đầu dầm.
Khả năng chịu lực tốt hơn,
Hệ thống cỏp DƯL sau đắt tiền nhưng nú cõn bằng với một vài kết cấu thượng tầng và khoảng cỏc giữa cỏc dầm cũng được mở rộng.
Đũi hỏi neo cho cỏp DƯL căng sau trong dầm ngang.
độ bền của bản mặt cầu đĩ được quan sỏt loại bỏ vết nứt
Mặc dự đặt tiền, nhưng nú thớch hợp và hiệu quả trong thiết kế chi tiết
Mối nối cốt thộp/ cỏp dự ứng lực căng sau, tạo khấc tại 02 đầu dầm (Abdel-Karim and Tadros 1995)
Chiều dài nhịp lớn nhất L=49m
Nhịp đơn giản dầm căng sau cú tĩnh tải và hoạt tải. Những vị trớ ứng suất cục bộ trong dầm được thay thế bằng cỏc dầm ngang, chịu lực tập trung tại vị trớ neo. Mối nối này làm cho việc lắp đặt trở lờn đơn giản. Giảm ứng suất cắt tập trung và phõn bố ứng suất cắt một cỏch hiệu quả.
Mối nối cú thộp kết hợp cả căng cỏp DƯL sau và tăng cường thộp tại mối nối. Đoạn căng cỏp được căng sau sử dụng cỏc bú cỏp ngắn hoặc thanh thộp thường.
Mối nối sẽ xuất hiện vết nứt trờn đỉnh mặt cắt dưới tỏc dụng của THGH sử dụng.
Đường cắt sẽ được tỡm thấy khụng mong muốn về mặt thẩm mỹ.
Trong mối nối cú kết hợp cốt thộp. Nếu liờn kết giữa cỏc ống thộp khụng chuẩn xỏc thỡ sẽ gõy ra mất mỏt ma sỏt đỏng kể, làm giảm lực căng cỏp sau. Hệ trụ tạm phải được duy trỡ trong suốt quỏ trỡnh thi cụng.