Trong những năm gần đây, theo xu hướng của thế giới, Việt Nam cũng đã ứng dụng Bê tông tính năng cao vào các dự án lớn nhỏ để tăng khả năng khai thác thông hành như: dự án cầu Nhật Tân f
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU TRONG ĐÔ THỊ VÀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG TÍNH NĂNG CAO
Các dạng công trình cầu trong đô thị và phương pháp thi công
1.1.1 CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH CẦU TRONG ĐÔ THỊ[4]
1.1.1.1 Cầu dầm a Cầu dầm giản đơn
Gối cầu chỉ truyền áp lực thẳng đứng dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng, với biểu đồ momen chỉ có một dấu dương và mặt cắt dầm không đổi Kết cấu nhịp cầu dầm giản đơn có thiết kế đơn giản, dễ thi công, nên được áp dụng rộng rãi trong các cầu đô thị hiện nay.
Hình 1.1 Sơ đồ dầm giản đơn
Các loại dầm như dầm I, dầm T, dầm T ngược, dầm super T và dầm chữ U BTCT DUL thường được sử dụng cho cầu bắc qua sông và cầu vượt ở đô thị Việt Nam Những dầm này có thể được đổ tại chỗ, tại bãi đúc hoặc đúc sẵn trong nhà máy, giúp xây dựng nhanh chóng Tuy nhiên, việc sử dụng các kết cấu dầm này thường dẫn đến nhiều khe co giãn, gây khó chịu cho người đi xe, cùng với chiều cao kiến trúc lớn và chiều dài nhịp thấp.
Hình 1.2 Dầm Super T nhịp dẫn cầu Phú Mỹ Hình 1.3 Dầm I BTCT DUL cầu vượt Quán
Công nghệ dầm Super-T được phát triển nhằm tạo ra một loại dầm mới với chi phí thấp hơn so với các dầm tiêu chuẩn, phù hợp cho nhịp cầu trung bình, dễ dàng sản xuất và vận chuyển Ban Công Trình Cầu lớn thuộc Cục đường bộ bang Victoria, Úc, đã cải tiến dầm hình lòng máng hở tiêu chuẩn và kết hợp với dầm T để tạo ra dầm Super-T với tiết diện dạng hộp và bản mặt cầu bê tông tại chỗ Tại Việt Nam, dầm Super-T lần đầu tiên được áp dụng cho cầu dẫn của dự án cầu Mỹ Thuận, một trong những dự án hiện đại nhất Dầm Super-T không chỉ kế thừa ưu điểm của dầm bê tông dự ứng lực đúc sẵn mà còn có những đặc điểm nổi bật như chiều dài nhịp lớn (40m), không cần dầm ngang giữa, và bản mặt cầu liên tục, giúp bỏ qua khe co giản và tạo mỹ quan với cắt khấc ở hai đầu dầm Nhờ những tính năng vượt trội này, dầm Super-T hiện đang là sự lựa chọn hàng đầu trong xây dựng cầu.
Hình 1.4 Dầm Super T b Cầu dầm liên tục nhịp
Biểu đồ momen của cầu có giá trị âm và dương do đặc điểm liên tục nhịp So với dầm giản đơn, phần giá trị dương giảm, dẫn đến chiều cao và lượng cốt thép ít hơn Mỗi trụ chỉ cần một gối di động hoặc gối cố định, giúp giảm kích thước trụ cầu và tiết kiệm vật liệu hơn.
Hệ thống dầm liên tục có ưu điểm là áp lực gối thẳng đứng từ kết cấu nhịp truyền xuống trụ gần như đúng tâm, tạo ra ứng suất nén phân bố đều trong mặt cắt thân trụ và đáy móng Tuy nhiên, lực hãm xe từ hai nhịp liên tục lên một gối cố định tại mố hoặc trụ lớn hơn so với hệ thống dầm giản đơn, dẫn đến việc trụ và mố cần sử dụng nhiều vật liệu hơn.
Tính chất liên tục của bề mặt xe trên các nhịp dầm liên tục giúp xe di chuyển êm ái với tốc độ cao qua cầu, nhờ vào trắc dọc cầu có đường cong đều đặn, không có điểm gãy góc Hơn nữa, độ võng của dầm liên tục thấp hơn so với dầm giản đơn cùng khẩu độ.
Trước đây, do công nghệ hạn chế, cầu dầm liên tục thường chỉ có 2-3 nhịp Tuy nhiên, trong 20-30 năm qua, nhờ vào tiến bộ công nghệ, các cầu dầm liên tục đã được xây dựng với nhiều nhịp hơn để nâng cao chất lượng khai thác Khi chiều dài kết cấu nhịp liên tục tăng, chuyển vị dọc do nhiệt độ thay đổi cũng lớn hơn, yêu cầu khe biến dạng phức tạp hơn ở đầu kết cấu Lực hãm truyền lên gối cố định cũng tăng, ảnh hưởng đến thiết kế mố trụ cầu Ở những nơi không bị hạn chế bởi điều kiện địa chất, chiều dài các nhịp dầm liên tục nên được chọn sao cho mô men uốn giữa các nhịp gần bằng nhau, giúp các đoạn kết cấu có mặt cắt ngang và cách đặt cốt thép giống nhau, thuận tiện cho thi công Tỷ số chiều dài các nhịp biên so với nhịp giữa nên là 0,8 cho dầm liên tục 3 nhịp và 0,7 cho dầm liên tục nhiều nhịp hơn.
Hệ thống dầm liên tục là một kết cấu siêu tĩnh, với số bậc siêu tĩnh bằng số trụ trừ đi 2 Khi các mố trụ lún không đều, dầm liên tục sẽ chịu các ứng lực phụ bất lợi Vì vậy, loại cầu dầm liên tục nên được sử dụng ở những khu vực có địa chất tốt, và móng mố, trụ cần được đặt trên nền đất ổn định hoặc bệ cọc cứng.
Việc chuyển đổi từ cầu dầm giản đơn sang cầu dầm liên tục nhịp đòi hỏi quy trình phức tạp, trong đó các mối nối giữa đầu các dầm được gia cố bằng cáp dự ứng lực ngoài.
Từ những ưu điểm trên đó mà hiện nay người ta đang áp dụng cầu liên tục nhịp cho các cầu xây mới cũng như sửa chữa thay thế
Các hệ thống cầu khung nổi bật với việc kết nối cứng giữa nhịp cầu và trụ hoặc mố Trước đây, nhiều nước đã xây dựng cầu khung trong thời kỳ công nghệ cầu lắp ghép chưa phát triển Tuy nhiên, nhược điểm của loại cầu này là cần đúc bê tông tại chỗ trên đà giáo cố định, dẫn đến chi phí cao cho việc làm đà giáo và trụ tạm, đồng thời gây cản trở giao thông dưới gầm cầu trong quá trình thi công.
Hình 1.7 Sơ đồ cầu khung
Các cầu khung thuộc hệ kết cấu siêu tĩnh, vì vậy chúng chịu các ứng lực phụ do co ngót, từ biến bê tông, thay đổi nhiệt độ và lún không đều của các mố trụ.
Cầu treo dây xiên – dầm cứng BTCT, lần đầu xuất hiện ở Thụy Điển và CHLB Đức vào những năm 1960, là hệ thống kết cấu kết hợp giữa dầm cứng bằng thép hoặc BTCT và cáp thép treo xiên Các dây xiên được gắn vào đỉnh trụ tháp, tạo ra độ cao lớn và tỏa ra để treo vào các điểm trên dầm cứng Cấu trúc này không chỉ được nâng đỡ trên các gối cứng tại vị trí trụ mà còn trên hệ thống gối đàn hồi tại vị trí liên kết các dây xiên, giúp giảm đáng kể nội lực và độ võng do tĩnh tải và hoạt tải Nhờ vậy, cầu treo dây xiên – dầm cứng có khả năng vượt nhịp lớn từ 100-400m với dầm BTCT và lên tới 800-850m khi sử dụng dầm cứng bằng thép hoặc dàn thép.
Cầu treo dây xiên – dầm cứng không chỉ có khả năng vượt nhịp lớn mà còn sở hữu hình dáng kiến trúc đẹp mắt Công nghệ thi công hẫng giúp tiết kiệm chi phí đà giáo Dầm cứng BTCT có thể được đúc hẫng như cầu Mỹ Thuận hoặc lắp hẫng như cầu Kiến, với sự hỗ trợ của dây xiên chính và các dây cáp treo tạm thời.
Bộ phận chịu lực chính của cầu treo là dây cáp hoặc dây xích, hỗ trợ hệ mặt cầu như dầm hoặc dàn Từ góc độ tĩnh học, cầu treo được xem là một hệ thống kết hợp giữa dây và dầm (hoặc dàn).
Có 2 loại là cầu treo dây võng và cầu treo dây xiên, phần lớn đô thị sử dụng cầu treo dây xiên
Hình 1.9 Cầu vượt ngã 3 Huế (Đà Nẵng)
Cầu treo dây xiên – dầm cứng có nhược điểm là độ cứng của kết cấu thấp hơn so với cầu dầm thông thường và cầu vòm Dưới tác dụng của tải trọng, dây xiên có độ dãn dài lớn, đặc biệt là trong các cầu nhịp lớn với dây xiên dài, dẫn đến biến dạng võng do trọng lượng bản thân Khi chịu tải trọng, các biến dạng này gây ra độ võng lớn, ảnh hưởng đến độ cứng của cầu Với chiều dài nhịp từ 200-500m, hệ thống cầu này mang lại chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật tốt cho cầu ô tô và cầu thành phố, nhưng chỉ phù hợp cho nhịp nhỏ trong cầu đường sắt Thêm vào đó, mức độ thông thoáng tầm nhìn khi xe chạy trên cầu bị giảm do bố trí các dàn dây, và hệ mặt cầu nặng nề làm tăng tĩnh tải của kết cấu nhịp.
bê tông tính năng cao
1.2.1 ĐỊNH NGHĨA BÊ TÔNGCƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHẤT LƯỢNG CAO [3]
1.2.1.1 Về bê tông cường độ cao và chất lượng cao
Bê tông là vật liệu chủ yếu của thế kỷ 20, được tạo ra từ hỗn hợp cốt liệu lớn (đá dăm hoặc sỏi), cốt liệu nhỏ (cát), chất kết dính (ximăng), nước và phụ gia Cát và đá dăm đóng vai trò là bộ khung chịu lực, trong khi hỗn hợp xi măng và nước (hồ ximăng) là thành phần hoạt tính, bao bọc cốt liệu và lấp đầy lỗ rỗng Khi hồ ximăng rắn chắc, nó kết dính cốt liệu thành một khối đá gọi là bê tông Các chất phụ gia phong phú giúp đa dạng hóa tính chất của bê tông, đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao trong xây dựng.
Bê tông hiện nay là vật liệu phổ biến trong ngành xây dựng, được ứng dụng rộng rãi trong việc xây dựng nhà cửa, cầu và đường Tỷ lệ bê tông được sử dụng trong xây dựng nhà chiếm khoảng 40%, trong khi đó, xây dựng cầu đường chiếm khoảng 15% tổng khối lượng bê tông.
Bê tông có cường độ chịu nén cao, mô đun đàn hồi phù hợp với kết cấu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực
Bê tông bền nước và ổn định với các tác động của môi trường
Công nghệ bê tông ổn định ngày càng phát triển
Giá thành của bê tông hợp lý do tận dụng được các nguyên vật liệu địa phương, vì vậy kết cấu bê tông chiếm 60% các kết cấu xây dựng
Bê tông có nhược điểm chính là cường độ chịu kéo thấp và khối lượng công trình lớn Cường độ chịu nén tối đa của bê tông thường chỉ đạt 50 MPa, trong khi độ sụt tối đa là 7 cm.
Con đường phát triển bê tông tập trung vào việc cải tiến hệ thống cấu trúc, thành phần và công nghệ thông qua việc sử dụng phụ gia và các chất hỗ trợ công nghệ Bê tông chất lượng cao cần đáp ứng các yêu cầu về cường độ, độ bền, tính dễ đổ và tính kinh tế, với những tính chất vượt trội so với bê tông truyền thống Những đặc tính này không chỉ nâng cao chất lượng mà còn mở ra khả năng sáng tạo cho các kết cấu và công nghệ xây dựng mới Hệ thống phát triển bê tông chất lượng cao (HPC) bao gồm ba bộ phận chính: vật liệu mới với tính năng cải tiến, công nghệ mới và kết cấu mới.
Bê tông chất lượng cao bao gồm 5 loại bê tông như sau:
Bê tông cường độ cao siêu dẻo là loại bê tông được chế tạo từ cốt liệu và xi măng truyền thống kết hợp với phụ gia siêu dẻo, có tỷ lệ nước/xi măng khoảng 0,35-0,40 Loại bê tông này đạt độ sụt từ 15 đến 20 cm và có khả năng giữ độ sụt ít nhất 60 phút Cường độ của bê tông có thể đạt đến 70 MPa, với cường độ sớm (R7 = 0,85R28) Bê tông cường độ cao siêu dẻo chủ yếu được sử dụng trong các kết cấu cầu đường tại Việt Nam.
Bê tông chất lượng cao được sản xuất với N/X gần 0,25 và sử dụng phụ gia siêu mịn như tro nhẹ hoặc muội silic siêu mịn Loại bê tông này có cường độ chịu nén lên đến 80 hoặc 100 MPa, cùng với các đặc tính vật lý và cơ học được cải tiến, mang lại độ bền cao và tuổi thọ khai thác lên đến 100 năm.
Bê tông siêu nhẹ: có cường độ tương tự như bê tông thường, khối lượng đơn vị thấp đến 0,8 g/cm 3
Bê tông tự đầm là loại bê tông có thành phần cốt liệu lớn ít, được tăng cường bằng các chất bột và phụ gia siêu dẻo đặc biệt Với khả năng tự đầm, bê tông này không cần sử dụng thiết bị đầm trong quá trình thi công Nó cho phép thực hiện các công trình lớn với khối lượng từ 20.000 m³ trở lên mà không cần bố trí mối nối hay đầm Việc sử dụng bê tông tự đầm giúp tiết kiệm nhân công, thời gian và giảm thiểu tiếng ồn trong quá trình thi công.
Bê tông cốt sợi là loại bê tông được bổ sung thêm sợi (kim loại, polyme, và các loại sợi khác), giúp cải thiện độ dẻo và tăng cường khả năng chống nứt trong cả trạng thái mềm và khi chịu lực.
Bê tông HPC đã được phát triển toàn cầu từ những năm 1970 và từ năm 2000, nó đã được nghiên cứu tại các trường đại học và viện nghiên cứu ở Việt Nam.
1.2.1.2 Định nghĩa bê tông cường độ cao và chất lượng cao
1 Định nghĩa bê tông chất lượng cao
Bê tông chất lượng cao (HPC) là một thế hệ bê tông mới với các phẩm chất cải tiến, thể hiện sự tiến bộ trong công nghệ vật liệu và kết cấu xây dựng Đặc trưng bởi cường độ chịu nén lớn hơn 60 MPa ở tuổi 28 ngày, bê tông này được xác định qua mẫu thử hình trụ có đường kính 15 cm và chiều cao 30 cm Cường độ chịu nén sau 24 giờ đạt trên 35 MPa, và các mẫu thử được chế tạo, dưỡng hộ, thử nghiệm theo tiêu chuẩn hiện hành Bê tông chất lượng cao còn được gọi là bê tông cường độ cao, phản ánh tổng thể các tính năng vượt trội của nó.
Bê tông cường độ cao có thể được sản xuất với hoặc không có muội silic, hoặc kết hợp với tro bay Việc sử dụng muội silic giúp nâng cao chất lượng của bê tông.
Tiêu chuẩn của Bắc Mỹ qui định bê tông cường độ cao là loại bê tông có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày 42 MPa
Theo quy định của CEB.FIP, bê tông chất lượng cao phải đạt cường độ nén tối thiểu 60 MPa sau 28 ngày và sở hữu các tính năng vật lý cũng như cơ học vượt trội.
Hiện nay, kiến thức về bê tông chất lượng cao đã cho phép ứng dụng rộng rãi trong các công trình lớn, đặc biệt là trong ba lĩnh vực chính: nhà nhiều tầng, công trình biển và giao thông (cầu, đường, hầm) Những đặc tính cơ học vượt trội của bê tông cường độ cao giúp các nhà thiết kế sáng tạo ra các kết cấu mới với hiệu suất cao hơn.
2 Các nghiên cứu về bê tông cường độ cao và tính năng cao
Trong 15 năm qua, sản phẩm bê tông đã có sự phát triển vượt bậc với cường độ ngày càng cao, đạt từ 60 đến 140 MPa Đặc biệt, bê tông cường độ siêu cao (Ultra High Strength Concrete) đã được nghiên cứu và chế tạo trong phòng thí nghiệm, với cường độ lên đến 300 MPa (40.000 psi).
Bê tông cường độ cao, được sử dụng từ thập kỷ 70, đã trở thành vật liệu chính cho các cột trong các toà nhà cao tầng tại Mỹ Tại Na Uy, các công trình ngoài biển được xây dựng từ bê tông chất lượng cao đã đạt được thành công đáng kể Ở Pháp, Nga và Nhật Bản, bê tông này cũng đã được ứng dụng hiệu quả trong các công trình cầu đường Gần đây, bê tông chất lượng cao với cường độ từ 98 đến 112 MPa đã được sản xuất công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng tại Mỹ, Nga, Na Uy và Pháp Nhiều quốc gia như Anh, Đức, Thụy Điển, Italia, Nhật Bản, Trung Quốc và Việt Nam cũng đã bắt đầu áp dụng bê tông chất lượng cao trong xây dựng nhà, cầu, đường và thuỷ lợi.
Tình hình ứng dụng bê tông tính năng cao trong công trình cầu
1 Cầu Alabama dầm chữ T, 34m Đường cao tốc số 199 qua nhánh sông Uphapee, hạt Macon Được thông xe vào tháng 4 năm 2000, bắc trên đường cao tốc số 199 qua nhánh sông Uphapee là một cây cầu dài 798ft (243m) Nó bao gồm 7 nhịp có độ dài mỗi nhịp là 114ft (34m) với 54 dầm hình chữ T cách nhau 10ft (3m) Môi trường được coi là một cây cầu bình thường bắc qua sông Các bộ phận có sử dụng bê tông HPC là các kết cấu phụ, dầm và phiến lát Dầm hình chữ T có đơn giá là $120/ft dài (393.7USD/md), kết cấu phụ có đơn giá là $24.72/ft2 (286USD/m2)cho diện tích bề mặt phiến lát và đơn giá của siêu kết cấu là $16.93/ft2 (184USD/m2)của diện tích bề mặt phiến lát
Việc thiết kế dầm cho bê tông có cường độ nén 10,000 psi (69 MPa) sau 28 ngày cho phép sử dụng 5 tuyến dầm, trong khi bê tông thông thường cần đến 6 tuyến dầm Nhờ giảm được một tuyến dầm, dự kiến tiết kiệm được $100,000 Hơn nữa, việc sử dụng bê tông cường độ cao (HPC) còn mang lại nhiều lợi ích kinh tế khác.
Việc sử dụng HPC giúp tiết kiệm chi phí thi công ban đầu với ít hơn 1 trụ cầu và 1 tuyến dầm, đồng thời mang lại kết cấu bê tông bền hơn, giảm chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ Chủ đầu tư cho phép sử dụng tro nhẹ cấp C với tỷ lệ thấp hơn 35% và muội silic dưới 15% cho dầm, trong khi phiến lát sử dụng tro nhẹ cấp C ít hơn 30% và muội silic cũng dưới 15% Các yêu cầu về khả năng thấm clo không cần thiết, và phiến lát phải được xử lý ướt trong 7 ngày Đối với dầm, nhà thầu đã sử dụng 753 lb/yd³ xi măng và 133 lb/yd³ tro nhẹ, đạt cường độ nén 9920 psi (68 MPa) sau 28 ngày Còn với phiến lát, cường độ nén trung bình là 7370 psi (50 MPa) khi sử dụng 658 lb/yd³ xi măng và 165 lb/yd³ tro nhẹ.
Cầu qua vịnh Oakland: đường bộ trên không, San Francisco
Cây cầu mới trên vịnh Oakland - San Francisco, đang trong quá trình thi công, bao gồm nhịp Signature, các nhịp Skyway và nhịp tiếp cận Cây cầu được đặt ở môi trường biển phía trên vịnh San Francisco tại giao lộ 80, với tuổi thọ thiết kế lên đến 150 năm.
Skyway là một dầm hình hộp đúc sẵn nhiều nhịp, với chiều dài mỗi nhịp đạt 540 feet (162m) và được cấu tạo từ hai dầm "chính" cách nhau gần 26 feet (7.8m) Bài viết này tập trung vào các bộ phận siêu kết cấu của cầu vịnh mới, trong khi tất cả các thành phần đều phải đáp ứng các yêu cầu về tính năng nghiêm ngặt Việc sử dụng công nghệ HPC kết hợp với thi công phân đoạn đã giúp tăng đáng kể chiều dài nhịp thiết kế.
Cường độ thiết kế cho các dầm đúc sẵn của Skyway là 8000 psi (55 MPa), trong khi chủ đầu tư yêu cầu mô đun tối thiểu là 5.200.000 psi (40 GPa) Giới hạn độ co rút được quy định là 0,045% sau 180 ngày theo tiêu chuẩn ASTM C157 (7 xử lý nước), và giới hạn độ dão là 0,5 mils/psi tại 20 - 40% f'c (28 ngày) Ngoài ra, việc sử dụng các hợp chất hóa học như tro nhẹ, muội silic và metakaolin cũng được yêu cầu.
Nhà thầu áp dụng 25% tro nhẹ cùng với các hợp chất giảm co rút, chất làm chậm (kiểu B) và chất giảm nước ở mức cao (kiểu G) Cường độ bê tông đạt trên 10.000 psi (>69MPa).
1.3.1.2 Nhật bản Ở Nhật Bản hàng loạt công nghệ mới đã được phát triển để tăng cường tính năng cơ học và độ bền lâu dài của kết cấu cầu Sự phát triển hệ thống kết cấu mới như DƯL ngoài, bó cáp DƯL ngoài xa trọng tâm, DƯL tăng cường EXTRADOSE và các bó cáp có vỏ bọc Polyme
Trong những năm gần đây, nhiều cầu DƯL tại Nhật Bản, Việt Nam và Châu Âu đã hư hỏng trước tuổi thọ thiết kế do tác động của ăn mòn và môi trường Do đó, độ bền lâu dài đã trở thành mối quan tâm hàng đầu trong thiết kế và xây dựng cầu bê tông ứng suất trước.
Cầu DƯL ngoài xa trọng tâm có cầu Cầu Buukei-Hokkaido gồm 2 nhịp liên tục tổng chiều dài là 57m có các bộ cáp
Cầu bê tông DƯL tăng cường, được phát triển từ ý tưởng của ông Mathivat (Pháp), đã được xây dựng tại Nhật Bản với nhiều ưu điểm nổi bật Loại cầu này sử dụng bê tông tính năng cao, cho phép dầm cầu có chiều cao thấp hơn 1/30L so với cầu dầm truyền thống với tỷ lệ 1/15L Hơn nữa, chiều cao của các cột tháp cũng giảm xuống khoảng 3-4 lần, mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao.
Cầu bê tông DƯL (UHSC) sử dụng cốt liệu nhẹ “J-lite” từ tro than, có cường độ cao gấp đôi cốt liệu nhẹ thông thường, với cường độ nén đạt 120MPa Loại bê tông này không co ngót và phù hợp cho thi công đổ tại chỗ Cầu Akihabara tại Tokyo có chiều dài nhịp 170m và chiều rộng 8m, sử dụng công nghệ DƯL ngoài.
Hình 1.26 Cầu Akihabara- Tokyo Hình 1.27 Cầu IBI River
Vào năm 1987, nghiên cứu chế tạo cầu DƯL tại Joigny với bê tông mác 60MPa không sử dụng phụ gia muội silic đã được thực hiện Cầu có cấu trúc liên tục 3 nhịp với sơ đồ 34+46+34, bề rộng 15m và chiều cao dầm không đổi là 2.2m Nghiên cứu này đã kết hợp việc khảo sát nhiệt độ bê tông, độ võng, góc quay và từ biến của cầu, đánh dấu đây là cây cầu đầu tiên làm cơ sở cho các dự án cầu sau này.
Cây cầu lớn trên sông Rance được xây dựng với cầu vòm có khẩu độ 260m, sử dụng bê tông từ xi măng CPA HP có phụ gia muội silic Dự án này cũng ứng dụng bê tông tính năng cao trong việc xây dựng tunnel ở vịnh Măngxơ, nối liền giữa Pháp và Anh Ngoài ra, tại Pháp còn chế tạo giàn thép kết hợp với bản bê tông tính năng cao.
1.3.1.4 Các ứng dụng bê tông tín năng cao từ năm 2000-2007
Cao: 472m, Thể tích bê tông: 245.000 m 3 Tuổi thọ thiết kế: 100 năm
TSING MA Bridge – Hồng Kông
Tuổi thọ thiết kế: 120 năm Độ thắm Clo: nhỏ hơn 1000 coulombs
Cường độ cao: 80 MPa Thành phần: 390-450 kg OPC
Cầu có tuổi thọ thiết kế lên đến 100 năm, với chiều dài 32,5 km và nhiều nhịp Bề rộng mặt cầu đạt 31,5 m, cho phép 6 làn xe lưu thông với tốc độ tối đa 80 km/h Cường độ bê tông được sử dụng là 50 MPa, cùng với xi măng 470 Tỷ lệ N/X là 0,32, và độ thấm Clo nhỏ hơn 1000 coulombs theo tiêu chuẩn ASTM C1202.
Cường độ bê tông: 80MPa; RCP: 500 coulombs; hàm lượng muội silic: 7%
Bê tông G80; 10% microsilica; RCP: 500 coulombs
Cầu treo dài 1624m, cột 254m; khối lượng bê tông 380.000 m3; tỷ lệ N/X=0,35, Fly ash + SF: 25% (4-8% SF)
HPC đã được nghiên cứu tại Việt Nam từ những năm 1990, với Viện KHCN GTVT thực hiện các quy hoạch và nghiên cứu quan trọng Giai đoạn 1 (1990-1993) tập trung vào việc chế tạo bê tông cường độ cao (HSC) với cường độ từ 30-45 MPa, trong khi giai đoạn 2 (2000- ) tiếp tục phát triển các ứng dụng và cải tiến công nghệ liên quan đến HPC.
2003), nghiên cứu chế tạo bê tông HSC, cường độ 50-80 MPa; giai đoạn 3 (2003-
2005), nghiên cứu, ứng dụng HSC trong ngành GTVT, cường độ >120 MPa
Năm 1995 trở về trước, theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6025 : 1995 “Bê tông – Phân mác theo cường độ nén”, mác của bê tông tối đa là M80 (80 MPa) Năm 2001,
Kết luận
Trong đô thị, có nhiều loại kết cấu cầu khác nhau, được lựa chọn dựa trên nhu cầu khai thác, tiến độ thi công và đặc tính kỹ thuật Thông thường, cầu vượt và cầu cạn sử dụng kết cấu cầu lắp ghép, như cầu dầm Phương pháp thi công cũng đa dạng, tùy thuộc vào loại kết cấu và hoàn cảnh xây dựng; cầu vượt thường được thi công bằng cẩu lắp dầm, có thể sử dụng song cẩu, đối cầu hoặc đơn cẩu.
Bê tông tính năng cao có những đặc tính nổi bật, rất phù hợp cho các công trình cầu cả trong và ngoài đô thị Nhu cầu xây dựng cầu đô thị ngày càng tăng, đòi hỏi tốc độ thi công nhanh, tuổi thọ cao, mỹ quan và giá thành hợp lý Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng bê tông tính năng cao không chỉ giới hạn ở công trình cầu mà còn mở rộng ra các lĩnh vực như dân dụng, thủy lợi và đập điện Hơn nữa, nguyên liệu để sản xuất bê tông tính năng cao hoàn toàn có thể được lấy từ nguồn vật liệu trong nước Do đó, việc áp dụng bê tông tính năng cao trong xây dựng sẽ trở nên phổ biến trong tương lai Đề án này sẽ trình bày những ưu điểm nổi bật của bê tông tính năng cao trong các dầm sử dụng cho công trình cầu đô thị.