CHƯƠNG I XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP
1.4. Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép
1.4.4. Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lắp hẫng và bán hẫng
1.4.4.1. Đặc điểm:
- Phương pháp hẫng dựa vào một đoạn nhịp đã lắp sẵn trước làm nhịp neo để lắp nối tiếp kéo dài nhịp mà không cần trụ tạm hoặc đà giáo đỡ dưới cho đến khi nó đạt đến trạng thái ổn định cho phép.
- Đoạn nhịp neo được bắt đầu từ vị trí trụ hoặc ở giữa nhịp, từ đó lắp hẫng về hai phía cho nên phương pháp lắp hẫng còn gọi là lắp hẫng cân bằng để phân biệt với phương pháp lắp bán hẫng là chỉ lắp hẫng về một phía.
- Khi nhịp đã đạt đến trạng thái giới hạn về ổn định, cần phải bổ sung trụ tạm để đỡ lấy đầu hẫng mới lắp tiếp.
- Lắp hẫng cho 1 hoặc 2 nhịp, điểm nút cuối cùng là gối lên đỉnh trụ chính nên không có bước hợp long.
- Lắp hẫng cho 3 nhịp liên tiếp thì sẽ có điểm gặp nhau ở giữa nhịp và phải tiến hành bước hợp long.
1.4.4.2. Sơ đồ lắp hẫng hai nhịp giàn giản đơn:
- Nếu sử dụng biện pháp lắp hẫng đối xứng về hai phía đỉnh trụ thì có những điểm bất lợi:
Khoang neo là khoang neo tạm, lắp từ các thanh tăng cường, kém ổn định.
Nếu sử dụng hai khoang neo, điểm tỳ sẽ là tiếp điểm phụ, thanh đứng tại tiếp điểm này sẽ bị quá tải trong quá trình lắp hẫng, phải có biện pháp tăng cường.
Nếu khắc phục bằng cách mở rộng thêm mỗi nhịp hai khoang neo sẽ phải chi phí thêm cho kết cấu đà giáo.
- Sơ đồ công nghệ:
Hình 1.39. Sơ đồ công nghệ lắp hẫng cân bằng 1.4.4.3. Sơ đồ lắp hẫng cân bằng về hai phía đỉnh trụ:
- Giàn được lắp từ hai đỉnh trụ. Trước tiên lắp khoang neo trên đà giáo mở rộng trụ, sau đó lắp ráp cần cẩu chân cứng đứng trên mạ thượng của các khoang này và lắp hẫng đối xứng bằng các cần cẩu chân cứng.
- Khi hai nửa chuẩn bị gặp nhau, tiến hành lắp hợp long nhịp giữa.
- Sau đó lắp hẫng về một phía các khoang còn lại của hai nhịp biên.
- Sơ đồ này áp dụng cho trường hợp lắp ba giàn liền nhau hoặc cho giàn liên tục ba nhịp.
Hình 1.40. Công nghệ lắp hẫng cân bằng về hai phía đỉnh trụ
1.4.4.4. Sơ đồ lắp hẫng cân bằng từ giữa nhịp:
- Giàn được lắp hẫng từ khoang giữa về hai phía đầu giàn và tựa lên chồng nề đặt trên hai đỉnh trụ.
- Khoang neo được lắp trên đà giáo dựng ở giữa nhịp chính.
- Dùng cần cẩu nổi lắp các thanh của các khoang neo trên đà giáo và lắp ráp cần cẩu chân cứng trên giàn mạ thượng của khoang neo. Sử dụng cần cẩu chân cứng để tiếp tục lắp hẫng cân bằng các khoang còn lại.
- Áp dụng: Chỉ có một nhịp giàn, tốt nhất nhịp đó lớn và có nhiều nhịp dẫn.
- Nhược điểm:
Cản trở thông thuyền.
Chi phí xây dựng đà giáo lớn.
Hình 1.41. Sơ đồ lắp hẫng từ giữa nhịp 1.4.4.5. Các công nghệ trong lắp hẫng:
a. Trình tự lắp các thanh:
- Nguyên tắc: Cấu kiện dưới lắp trước, cấu kiện trên lắp sau, cấu kiện trong lắp trước, cấu kiện ngoài lắp sau, thanh chịu lực trước, thanh treo trước thanh ngang sau, nhanh chóng khép kín tam giác cơ bản để kết cấu không cho phép hệ biến hình và tham gia chịu lực để lắp các bộ phận tiếp theo. Giảm thiểu tĩnh tải cho sơ đồ lắp hẫng.
- Trình tự lắp không giống như lắp trên đà giáo vì trong quá trình lắp cấu kiện chưa khép kín tam giác bị võng có xu hướng tách rời điểm lắp nên phải đảo lại nguyên tắc dưới trước trên sau, trong trước ngoài sau.
- Sơ đồ lắp: Xem hình 1.41
b. Chuẩn bị các thanh trước khi lắp:
- Những công tác chuẩn bị gồm: gia công bề mặt thép để liên kết bu lông cường độ cao (công nghệ Nga); vệ sinh bề mặt sơn chống rỉ (công nghệ Nhật bản).
Hình 1.42. Sơ đồ lắp hẫng
- Lắp cụm: những chi tiết rời vào đầu các thanh, như bản tiếp điểm lắp vào đầu các thanh biên, thép góc liên kết vào đầu dầm ngang và đầu dầm dọc.
- Lắp sẵn đà giáo và thang lên vào những thanh ở trên cao.
Hình 1.43. Sơ đồ lắp sẵn các các chi tiết c. Biện pháp lắp từng thanh vào nút:
- Dùng dây treo 2 nhánh để cẩu treo các thanh. Buộc cáp vào vị trí đã đánh dấu bằng sơn.
Điểm tì cáp vào cấu kiện phải dùng mảnh ván mỏng đệm, bảo vệ cho lớp sơn chống rỉ. Cẩu treo các thanh, móc cẩu và cáp phải luôn ở vị trí thẳng đứng. Dùng dây chão để dắt đầu thanh đưa vào vị trí tiếp điểm.
- Đưa đầu thanh vào mang cá giữa hai bản tiếp điểm, dùng lói hình côn đóng để so trùng khớp các lỗ đinh.
- Dùng lói hình trụ để chốt giữ tạm, số lượng con lói đảm bảo an toàn cho thanh khi tháo móc cẩu. Số lượng con lói 10% số lỗ đinh.
- Dùng bu lông thi công xiết ép sát các bản thép vào với nhau, số lượng bu lông thi công
40% số con lói. Con lói và bu lông bố trí đều trên đám đinh liên kết.
- Bỏ móc cẩu ra khỏi thanh để thanh tự treo vào nút do con lói giữ.
- Sau khi khép kín tam giác khoang giàn, kiểm tra vị trí nút trên bình diện và cao độ, điều chỉnh vị trí nếu có sai lệch. Có thể lắp khoang tiếp theo mà chưa cần thực hiện liên kết chính thức nhưng số khoang liên kết tạm không vượt quá 3 khoang và phải được kiểm tra tính toán.
- Thực hiện liên kết chính thức thay thế cho lói và bu lông thi công.
- Cao đạc vị trí nút và ghi vào vị trí thi công, trước khi tiến hành lắp các khoang tiếp theo.
d. Kiểm soát độ võng khi lắp hẫng:
- Mục đích công tác kiểm soát độ võng:
Khắc phục sai số để đạt độ vồng thiết kế.
Đảm bảo hợp long chính xác.
- Biện pháp điều chỉnh khi có sự cố khi hợp long:
Vị trí trên mặt bằng: dùng kích thuỷ lực và palăng xích để nâng và kéo cho nút giàn vào đúng vị trí tim thanh biên. Dùng tời kéo dọc, di chuyển trên một cự ly nhỏ trong khi hợp long.
Chỉnh cao độ: khi liên kết các đầu thanh trong khoang còn là liên kết bằng lói, dùng móc cẩu kéo nâng lên; hoặc dùng tời kết hợp ròng rọc chuyển hướng để vít xuống sau đó thực hiện liên kết chính thức.
Chỉnh vị trí hợp long: Dùng kích thuỷ lực nâng và kê lại điểm kê của phía thấp hơn, khắc phục sai số do độ võng vượt quá dự kiến. Hạ thấp điểm kê để đầu hẫng của nhịp tựa lên điểm kê đỉnh trụ đối với lắp hẫng một phía.
Để mối nối cuối cùng của thanh hợp long được thực hiện dễ dàng, các lỗ khoan trên bản nút để nối với thanh hợp long được lấy dấu tại chỗ và khoan theo vị trí thực tế.
a- Võng của nhịp khi lắp hẫng một phía.
b- Võng của nhịp khi lắp hẫng hai phía.
I- trong quá trình lắp hẫng ; II- Sau khi hạ xuống gối ; III- đường thiết kế Hình 1.44. Kiểm soát võng trong lắp hẫng
e. Kiểm tra chất lượng và sai số cho phép khi lắp ráp giàn thép:
- Kiểm tra chất lượng liên kết: vị trí các hàng đinh và vị trí các đinh trong hàng phải đồng tâm, sai số cho phép không quá 20% số đinh bị lệch hướng trục và độ lệch tối đa không quá 0,02 tổng chiều dày các bản thép đồng thời không quá 2mm. Kiểm tra khuyết tật của đinh và kiểm tra lực xiết.
TÊN CÁC SAI SỐ TRỊ SỐ CHO PHÉP Độ cong của đường tim thanh có chiều dài l
Các thanh của giàn chủ
Các thanh trong hệ liên kết
0,001l 0,0015l Chênh cao giữa hai nút giàn thượng và hạ lưu, khoảng
cách B
Tại gối
Trong nhịp
0,001B 0,002B Độ lệch trên mặt bằng của các nút giàn so với tim thanh
mạ của giàn có khẩu độ là L 0,002L
Độ nghiêng của thanh đứng, thanh treo có chiều cao H so
với phương thẳng đứng 0,0015H
Độ lệch trên mặt bằng của các nút giàn so với đường
thẳng nối hai nút kề bên 5mm
Sai số của tung độ nút giàn có độ vồng chế tạo, sau khi đặt giàn lên gối
Đối với tung độ 50mm
Đối với tung độ >50mm
4mm 8%
Vị trí bệ kê gối:
Trên mặt bằng so với thiết kế
Sai lệch cự ly giữa tim hai gối
10mm 0,002B f. Tính toán trong lắp hẫng:
- Điều kiện ổn định chống lật. L
g
M m M
m- hệ số điều kiện làm việc, m=0,8 lắp hẫng một phía và 0,85 lắp hẫng cân bằng.
ML - Mô men lật do trọng lượng bản thân phần hẫng lớn nhất, trọng lượng cần cẩu có hệ số xung kích 1,1 và tải trọng thi công 200 KG/m2.
MG - Mô men giữ trọng lượng nhịp neo, tải trọng thi công và kết cấu neo tạm.
- Một số thanh giàn trong thi công có thể từ chịu kéo thành chịu nén (thanh biên dưới của giàn giản đơn) và nội lực trong con lói thay đổi trong quá trình thi công nên phải tiến hành kiểm tra.
- Tính duyệt theo cường độ và ổn định của thanh chịu nén:
0
= 0
.
tc th tc
ng
N R F
N R
F
Trong đó: Ntc nội lực tính toán do tải trọng tại thời điểm thi công hẫng.
Hệ số triết giảm cường độ của thanh chịu nén.
Fth diện tích tiết diện thực của thanh Fng diện tích tiết diện nguyên của thanh - Tính duyệt điều kiện chống cắt của lói:
2 2
4 1, 25 2, 5
2 . . cat
x xN N
xmx d mx d R
Trong đó:
N- nội lực tính toán trong thanh tại nút chưa thay lói do trọng lượng của các khoang liên kết tạm và trọng lượng cần cẩu, tải trọng thi công.
1,25 - Hệ số xét đến sự làm việc không đồng đều giữa các con lói.
m- Số lượng con lói trong một bên nút.
Rcat cường độ chịu cắt của con lói hình trụ làm bằng CT5 là 2.300KG/m2.
- Tính thanh nối tạm: sơ đồ giàn ở trạng thái hẫng tối đa (chuẩn bị lên gối tạm trung gian hoặc chuẩn bị hợp long), tải trọng trọng lượng bản thân, thi công, cần cẩu và gió 50KG/m2.
- Tính trụ tạm: tải trọng thẳng đứng truyền từ giàn xuống (thay đổi trong thi công), trọng lượng bản thân trụ tạm và lực gió ngang. Nếu sử dụng một trụ tạm thì sơ đồ hẫng tối đa sẽ bất lợi nhất cho trụ tạm, nếu nhiều trụ tạm thì xét sơ đồ dầm liên tục để chọn giá trị lớn nhất. Ngoài ra còn phải xét đến kích nâng vì áp lực lên trụ tạm đặt kích sẽ tăng lên do giàn thép bị nâng lên khỏi điểm kê trên các trụ khác.
- Tính độ võng của đầu hẫng:
Xét hai trường hợp: giai đoạn hợp long và giai đoạn đầu nhịp gối lên đỉnh trụ.
Sơ đồ tính: dầm giản đơn mút thừa.
Tải trọng thẳng đứng: trọng lượng bản thân, cần cẩu, thi công.
1.4.4.6. Những biện pháp tăng cường cho giàn khi lắp hẫng:
- Mở rộng thêm kết cấu mở rộng trụ để lùi điểm tỳ ra xa.
- Chồng lên các thanh biên trên giàn tăng cường (giàn phụ).
- Nối liên tục các nhịp giản đơn bằng thanh chữ T.
- Dùng kết cấu dây văng.