BÀI GIẢNG XÂY DỰNG CẦU PHẦN CẦU THÉP

GIỚI THIỆU CHUNG Trong các nhà máy hoặc các cơ sở chế tạo kết cấu thép, thường phải dùng các loại thép cán cơ bản do các nhà máy cán thép sản xuất để chế tạo thành các kết cấu cụ thể th

Chương1: Chế tạo cầu thép

1.6 TÁN ĐINH LIÊN KẾT CÁC THANH TRONG NHÀ MÁY 1.7 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ LỖ CHO CÁC MỐI NỐI LẮP RÁP

Ờ CÔNG TRƯỜNG

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Trong các nhà máy hoặc các cơ sở chế tạo kết cấu thép, thường phải dùng các loại thép cán

cơ bản (do các nhà máy cán thép sản xuất) để chế tạo thành các kết cấu cụ thể theo đơn đặt hàng của các cơ quan thiết kế

Các thành phẩm công nghiệp xây dựng của các nhà máy cán thép thường chế tạo các dạng thép cơ bản sau đây:

1 Thép tấm có chiều dài từ 4,5 – 8m, rộng từ 1,5 – 2,2m với độ tăng chiều rộng từ 0,1 – 0,2m Chiều dày thép tấm có thể tới 60mm Trong đó, thép dài thường có chiều dày lớn hơn để tránh biến dạng quá lớn khi vận chuyển và xếp kho

2 Thép tấm rộng vạn năng, chiều dài từ 5 – 18m, rộng từ 1,5 – 2,2m với độ thay đổi chiều rộng 10 – 30mm Chiều dày của htép bản vạn năng cũng có thể tới 60mm

3 Các loại thép hình như thép góc cánh đều hoặc cánh lệch, các loại thép chữ V hoặc chữ I

4 Các loại thép tròn để chế tạo đinh tán, bulông và con lăn

Từ các loại thép này, để có thể chế tạo thành cầu thép, phải lập các nhà máy chuyên dụng, các xưởng đặc biệt hoặc các cơ sở có qui mô lớn được trang bị máy móc hiện đại

Quá trình chế tạo trong nhà máy bắt đầu từ việc bốc dỡ hàng hoá đến chế tạo các bộ phận, các chi tiết và cuối cùng là các thành phẩm, tức là toàn bộ kết cấu nhịp cầu hoặc là bộ phận của cầu Việc chế tạo toàn bộ kết cấu nhịp trong nhà máy chỉ thực hiện trong các trường hợp rất đặc biệt, với điều kiện kết cấu nhịp có thể đặt vừa lên các phương tiện vận chuyển Ví dụ như các kết cấu nhịp cầu đường sắt xe chạy trên, nhịp dưới 33 – 45m, còn thông thường các thành phẩm xuất xưởng ở dạng các bộ phận riêng biệt của kết cấu nhịp cầu (thanh biên, thanh chéo của cầu giàn, dầm dọc, dầm ngang phần xe chạy, các bộ phận dầm chủ của cầu dầm đặc v.v…) Tại đầu của các thành phẩm xuất xưởng, thường bố trí sẵn các lỗ bulông hoặc đinh tán để có thể dễ dàng thực hiện các mối nối tại công trường Trong số các thành phẩm xuất xưởng còn phải có cả các bộ phận liên kết như các bản nút, bản nối, bản đệm đã được chế tạo sẵn với đầy đủ lỗ đinh tán hoặc bulông

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -2

Hình V- 1.1: Các loại thành phẩm xuất xưởng a/ Liên kết hàn b/ Liên kết đinh tán 1/ Liên kết hàn trong xưởng 2/ Liên kết đinh tán trong xưởng 3/ Các lỗ lắp ráp tại công trường

Trước khi gia công, thép cần được rửa, cạo gỉ và phân loại theo hình dạng, theo số liệu, theo kích thước v.v… Nừu thép bị cong vênh thì cần hiệu chỉnh các biến dạng và xếp kho

Tiếp theo là quá trình gia công các bộ phận chi tiết bao gồm từ việc lấy dầu, đánh dấu đường bao, tâm lỗ và các đường cắt trên các tấm thép, thép góc

Theo các đường đánh dấu đột và tâm lỗ, tiến hành cắt uốn, khoan hoặc đột lỗ bulông và đinh tán, gia công đầu và mép bằng máy bào hoặc máy phay Các chi tiết đã chuẩn bị và đánh dấu được chuyển sang khâu lắp ráp để ghép thành từng thanh, từng đoạn dầm, hoặc từng bộ phận kết cấu cầu Trong giai đoạn này, các chi tiết được liên kết với nhau bằng đinh tán trong xưởng hoặc bằng hàn điện tự động Trước khi hàn hoặc tán, để đảm bảo độ chính xác, các chi tiết thường được gá tạm bằng các mối hàn đính hoặc bằng các bulông gá lắp Khi các thanh hoặc các bộ phận của cầu đã chế tạo xong, cần kiểm tra lại kích thước rồi mới chuyển sang bước tạo lỗ cho các mối nối lắp ráp tại công trường Bước cuối cùng là sơn và đánh dấu

Để thực hiện quá trình sản xuất như trên, nhà máy chế tạo kết cấu cầu phải có các phân xưởng chính sau đây:

1 Xưởng thu nhận, cạo gỉ, phân loại điều chỉnh cong vênh và xếp kho

2 Xưởng lấy dấu, chế tạo và gia công các chi tiết

3 Xưởng lắp ráp cac chi tiết bằng hàn điện

4 Xưởng lắp chi tiết bằng tán đinh

5 Xưởng kiểm tra tổng thể và lắp thử

6 Xưởng sơn và xếp kho

Ngoài ra, còn cần các công xưởng phụ như xưởng chế tạo đinh tán và bulông, xưởng rèn, xưởng làm công cụ và sửa chữa, xưởng gia công nhiệt, trạm ôxy, trạm khí nén, xưởng chế tạo các khuôn mẫu v.v…

Các phân xưởng chính cần tập trung vào một căn nhà chính Thí dụ sơ đồ căn nhà chính thức của một nhà máy chế tạo cầu cỡ lớn Trong đó dựa trên nguyên tắc vận chuyển của nhà máy hiện đại, tức là khi vận chuyển dùng các phương tiện di chuyển trên đường ray như xe goòng hoặc các toa trần Một trong các ưu điểm của sơ đồ này là việc treo, cẩu các chi tiết rất thuận lợi

Trong từng phân xưởng, cần trục cầu chạy di chuyển ngang theo dây chuyền công nghiệp, còn các bộ phận kết cấu trong quá trình chế tạo di chuyển dọc theo căn nhà chính trên đường

Chương1: Chế tạo cầu thép

Công việc sản xuất trong nhà máy chế tạo cần phải tiến hành theo phương pháp dây chuyền, trong đó triệt để tận dụng các dây chuyền chuyên môn cao Chuyên môn hoá trong kho thép thể hiện ở khâu chuẩn bị thép tấm và thép hình, còn ở trong xưởng gia công thể hiện ở khâu gia công các chi tiết nhỏ (kể cả các chi tiết bản nút), các bộ phận riêng của thanh như thép góc v.v

Mỗi dây chuyền chuyên môn đều bố trí các thiết bị đảm bảo quá trình công nghệ khi gia công Việc phân bố các thiết bị phải đảm bảo hướng di chuyển của dây chuyền dọc theo căn nhà chính

Hình V-1.2: Bình đồ căn nhà chính của nhà máy chế tạo cầu thép

(mũi tên chỉ hướng của dây chuyền sản xuất)

và chi tiết treo cầu của cần trục cầu chạy

I- Xưởng chuẩn bị thép (kho) II- Xưởng gia công thép III- Kho chứa các chi tiết đã gia công xong và các bộ phận của cấu kiện

IV- Xưởng lắp ráp và tán đinh V- Xưởng lắp ráp và hàn VI- Xưởng lắp ráp tổng thể VII- Xưởng sơn Các chi tiết đã chuẩn bị xong được đưa vào kho bán thành phẩm, từ đó chuyển dần sang các phân xưởng lắp ráp

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -4

Chuyên môn hoá trong các phân xưởng lắp ráp đảm bảo chế tạo các bộ phận bằng hàn hoặc tán, hoặc chế tạo các thanh, các bộ phận cùng loại, mỗi khâu chế tạo đòi hỏi phải sắp xếp các thiết bị công nghiệp một các hợp lý Trong các phân xưởng này, dây chuyền sản xuất sẽ di chuyển theo phương ngang

Kết cấu cầu thép được chế tạo theo các bản vẽ thi công do cơ quan thiết kế của nhà máy phải lập các bản vẽ chi tiết, trong đó nêu rõ dùng các loại thép hình, thép tấm nào trong xưởng đã

có thể đưa vào chế tạo Sau khi có các bản vẽ chi tiết, phòng công nghệ nhà máy lập các bản

vẽ công nghệ, trong đó phải nêu rõ trình tự gia công chi tiết và các thiết bị chế tạo cụ thể Trong các trường hợp cần thiết thì phòng công nghệ nhà máy còn phải thiết kế các thiết bị gá lắp và trang bị cho việc chế tạo

Khối lượng thép để tính giá thành lấy theo các bản vẽ chi tiết, nếu là kết cấu hàn thi thêm 1% cho khối lượng đường hàn và nếu là đinh tán thì thêm 2% cho khối lượng đầu đinh

1.2 TIẾP NHẬN VÀ CHUẨN BỊ THÉP

Các loại thép hình do các nhà máy chế tạo thép xuất xưởng phải có dấu hiệu kiểm tra của nhà máy, dấu chứng nhận thí nghiệm về các nấu và số hiệu thép Trong giấy chứng minh của thép, cần ghi rõ thành phần hoá học và các số hiệu thí nghiệm cơ học Trường hợp đặc biệt

có thể tiến hành thí nghiệm để xác minh các đặc trưng cơ, lý, hoá của thép Tuy nhiên khi kiểm tra mặt ngoài của thép hình, thép tấm yêu cầu phải không có xỉ, bọt, nứt, phân lớp hoặc các khuyết tật khác

Sau khi tiếp nhận thép và lấy hồ sơ cần đánh dấu bằng cách dùng sơn trắng ghi số hiệu hồ sơ tiếp nhận lên đầu của thép Ngoài ra trên đầu của thanh còn đánh dấu bằng các màu sơn khác nhau để phân biệt số hiệu thép Ví dụ thép M16C đánh dấu bằng các vạch trắng nằm song song với nhau, thép C15XCHD bằng các vạch sơn màu da cam

Trước khi gia công, thép cần được nắn thẳng, mục đích là để khắc phục biến dạng của thép hình do quá trình nguội lạnh không đều sau khi cán, hoặc do va chạm trong quá trình nâng, cẩu và vận chuyển

Nắn thép là khâu cơ bản trong công tác chuẩn bị Thông thường thép được uốn nắn, điều chỉnh ở trạng thái nguội Trường hợp thép bị công vênh quá lớn mới điều chỉnh bằng nung nóng Uốn nắn thép ở trạng thái nguội thực chất là đã bắt thép làm việc trong giai đoạn chảy dẻo, làm giảm tính dẻo và do đó làm cho thép kém phẩm chất hơn

Vì vậy biến dạng dọc tương đối cho phép của thép khi uốn nắn phải nhỏ hơn 1%, tức là mới chiếm một phần nhỏ trong toàn bộ biến dạng dẻo của thép than và thép hợp kim thấp (2,5 - 3%) Các trị số bán kính cong tối thiểu rmin và độ võng cực đại cho thép fmax khi uốn nắn phụ thuộc vào kích thước tiết diện ngang và chiều dài đoạn có biến dạng l (bảng 1.1)

Nếu khi uốn nắn, biến dạng của thép vượt quá trị số cho phép thì phải tiến hành uốn nắn ở trạng thái nóng Nhiệt độ khi nắn nóng phải đảm bảo từ 900 - 11000C và quá trình uốn nóng phải kết thúc ở nhiệt độ không nhỏ hơn 7000C

Nếu khi uốn nắn, biến dạng của thép vượt quá trị số cho phép thì phải tiến hành uốn nắn ở trạng thái nóng Nhiệt độ khi nắn nóng phải đảm bảo từ 900 - 11000C và quá trình uốn nóng phải kết thúc ở nhiệt độ không nhỏ hơn 7000C

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -5

1 2.1 Nắn nguội

Khi nắn bản thép trên máy năn thì thép được di chuyển qua một hệ thống con lăn bố trí xen

kẽ cho thép có biến dạng hình sin Khoảng cách tính giữa các con lăn bố trí nhỏ hơn chiều dày của thép bản một chút để trong quá trình di chuyển chỉ thớ ngoài cùng của thép xuất hiện biến dạng dẻo Độ giảm chiều dày cũng như độ cong và độ uốn không được vượt quá trị số cho phép ghi trên bảng V-1.1 Để đảm bảo uốn nắn thật phẳng, thép tấm được di chuyển qua

hệ thống con lăn vài lần

Máy nắn thép tấm thường có năm con lăn, trong đó thớt dưới gồm ba con lăn cố định, thớt trên gồm hai con lăn có thể di chuyển theo chiều đứng để điều chỉnh theo chiều dày của các tấm thép khi nắn nguội Hai con lăn trên ngoài cùng (con lăn thứ sáu và thứ bảy) không tham gia uốn nắn thép nhưng đã chống thép khỏi bị uốn cong lên trên khi ra khỏi bàn lăn Độ cao của các con lăn này bố trí sao cho khi ra khỏi bàn lăn tấm thép hoàn toàn thẳng Các con lăn dưới chuyển động nhờ một động cơ điện truyền lực qua bộ truyền động

Bảng V-1.1

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -6

Hình V- 1.3: Máy nắn thép tấm

a/ Sơ đồ bố trí con lăn b/ Sơ đồ máy nắn thép tấm

Phía trước và sau máy có bố trí hai chiếc bàn, trên bàn có bố trí con lăn cố định Thép tấm trước và sau khi nắn đều lăn trên các bàn lăn này Mặt trên của bàn lăn có cùng cao độ với mặt trên của các con lăn làm việc ở thớt dưới

Sơ đồ làm việc của máy nắn thép góc cũng giống sơ đồ máy nắn thép tấm, nhưng các con lăn đều có hình dạng như thép hình và trục các con lăn được bố trí hẫng (hìnhV-1.4)

Hình V- 1.4: Máy nắn thép góc 1/ Các con lăn 2/ Bệ máy

Để uốn nắn các loại thép I và U phải dùng máy ép trục khuỷu tác động có chu kỳ Thép hình

di chuyển đi lại qua máy và chịu lực ép ngang (hình V-1.5) Khi chịu lực ép, thép hình tựa lên hai gối tạo thành một dầm kê trên hai gối tựa Lực ép (chuyển vị) trong quá trình uốn nắn được tăng dần cho đến khi thép được uốn thẳng Chuyển động có chu kỳ điều hoà do tay quay 1 đảm nhiệm Tay quay 1 quay trục 2 dưới tác dụng của biên 4 Biên 4 lại đặt lệch tâm vào trục quay 5 Thay đổi lực ép thực hiện bằng cách điều chỉnh vị trí của trục 2 nhờ bộ phận điều chỉnh 3

Chương1: Chế tạo cầu thép

Nắn thép bằng cách nung nóng chủ yếu để khử độ cong vênh của các loại thép hình lớn, tức

là nhằm khắc phục biến dạng trong mặt phẳng có độ cứng lớn nhất Thép được nong nóng tại mép lõi bằng ngọn lửa ôxi axêtilen (ngoài axêtilen có thể dùng các khí cháy khác) Sau khi đốt nóng đến trạng thái chảy dẻo thì dừng lại Trong quá trình nguội lạnh, thép nóng chảy co lại nhưng không co tự do, do phần thép không bị nung nóng cản trở Kết quả sẽ gây lực kéo S (hình V-1.6), lực này gây mômen lệch tâm M đối với trục trọng tâm tiết diện Mômen uốn này sẽ điều chỉnh cong vênh của thép ngay cả trong mặt phẳng có độ cứng lớn

Kết quả của việc nắn thép bằng nhiệt độ làm cho thớ có độ cong lõm (đối diện với thớ đốt nóng) bị kéo và xảy ra biến dạng Như vậy, về bản chất thì nắn bằng nhiệt cũng không khác

gì nắn bằng cơ học trong trạng thái nguội Vì vậy nắn nóng cũng coi như nắn nguọi và cũng cần giới hạn bằng độ cong và độ võng như trong bảng V-1.1

Nhiệt độ nung nóng cục bộ khi nắn vào khoảng 850 - 9500C Miền nung nóng nên đốt theo dạng hình nêm Số lượng điểm đốt nóng phụ thuộc độ cong vênh cần điều chỉnh Để sơ bộ điều chỉnh chiều rộng và số điểm cần đốt nóng có thể tính với chiều dài đốt nóng 100mm thì thép co lại 1mm

Tất nhiên cũng có thể dùng phương pháp nắn bằng nhiệt thay cho phương pháp dùng máy nắn dập khi cần uốn nắn thép U và I Khi nắn các loại này cần phối hợp cả các nhung nóng cục bộ hình nêm và đốt nóng thành vệt Nêm bố trí trong mặt phẳng uốn, còn vệt trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng uốn Trong đó có thể sơ bộ như sau: vật nung nóng sẽ cho biến dạng dọc từ mép này sang mép kia khoảng 0,5 - 1mm, còn biến dạng ngang từ 0,1 - 0,2mm Chiều rộng của vệt có thể lấy bằng 0,8 - 2 lần chiều dày thép trong đó số lớn ứng với

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -8

tốc độ nung chậm, tức là sử dụng các loại khí cháy có nhiệt độ nhỏ hơn

1.3 CÔNG TÁC LẤY DẤU VÀ GIA CÔNG THÉP

Khi chế tạo các bản mẫu, cần căn cứ trực tiếp vào bản vẽ nên càng cần phải lấy dấu trực tiếp

Lấy dấu trực tiếp đòi hỏi công nhân chuyên nghiệp bậc, còn lấy dấu gián tiếp sẽ cho năng suất cao, không cần công nhân lành nghề, nhưng tốn vật liệu chế tạo các bản mẫu Chi phí về chế tạo bản mẫu càng ít nếu bản mẫu càng được sử dụng nhiều lần Số lần sử dụng bản mẫu phụ thuộc vào việc chế tạo hàng loạt các kết cấu thép cùng loại và việc tiêu chuẩn hoá kích thước các bộ phận và bản nút trong từng kết cấu

Các bản mẫu có thể làm bằng bìa, gỗ dán, bằng thước gỗ hoặc trường hợp đặc biệt có thể làm bằng thép Đường bao quanh của bản mẫu phải trùng với đường bao của các chi tiết làm bằng thép bản, còn tâm lỗ trên bản mẫu trùng với tâm lỗi của các chi tiết

Khi lấy dấu trực tiếp lên thép hoặc lên bản mẫu cần lưu ý đến độ hao hụt kích thước do co ngót mỗi hàn và do gia công cơ khí mép tấm Hao hụt do co ngót của mối hàn có thể lấy như sau:

 Chi 1m chiều dài mối hàn góc 0,05 - 0,1mm

 Cho mối hàn đối đầu 1mm

 Cho mỗi cặp sườn tăng cường 0,5 - 1mm

Sai số do gia công thép phụ thuộc vào phương pháp cắt thép và có thể lấy vào khoảng 2mm khi cắt bằng dao cắt thép cơ học, 3mm khi cắt tự động bằng hơi đốt và 4mm khi cắt thủ công bằng khí cháy

Phương pháp lấy dấu thép bản hiện đại nhất là chụp ảnh (photocopie) Các chi tiết bản được

vẽ chính xác lên giấy rồi chụp, in dán lên thép để định vị các đường tâm bao lỗ cần cắt

Trong quá trình lấy dấu cần sử dụng một số thiết bị đặc biệt (hình V-1.7):

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -9

Hình IV- 1.7: Các dụng cụ để lấy dấu thép

a/ Kim vạch b/ Đột nguội c/ Đột trung tâm d/ Đột kiểm tra e/ Đột vạch chỉ g/ Thước đo h/ Thước vuông

 Bộ vạch chỉ để vạch các đường tim lỗ đinh lên thép góc và lên các loại thép hình khác

 Thước đo góc và thước kẹp để tạo hình

 Thước thép cuộn hoặc thước thẳng để đo chiều dài

1.3.2 CÔNG TÁC GIA CÔNG THÉP

Công tác gia công thép chủ yếu là cắt thép và gia công mép Các phương pháp cắt thép trong nhà máy gồm cắt bằng dao, bằng khí cháy và bằng cưa

Cắt bằng dao: là phương pháp cắt dùng nguyên lý cơ học, chủ yếu là dùng để cắt thép bản Cấu tạo dao cắt gồm lưỡi dưới cố định, lưỡi trên di động và một bộ phận để cố định tấm thép trong quá trình cắt (hình V-1.8)

Khi cắt, lưỡi dao trên ép lên tấm thép làm cho thép bị cắt đứt hoàn toàn Theo chiều ngang, hai lưỡi dao đặt gần sát nhau để khi mặt cắt thẳng và ít biến dạng Theo chiều dọc lưỡi dao có cấu tạo xiên, tạo với thép tấm một góc nghiêng khoảng 2 - 50, như vậy tấm thép sẽ không bọ cắt ngang trên toàn bộ tiết diện, hiện tượng cắt sẽ xảy ra cục bộ rồi lan dần như hiện tượng cắt bằng kéo Phương pháp cắt cục bộ lan dần làm giảm lực cắt và lực cắt càng giảm khi góc nghiêng càng lớn Tuy nhiên khi góc nghiên lớn tại vị trí cắt thép bị biến dạng nhiều

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -10

Hình V-1.8: Sơ đồ cắt thép bằng dao a/ Cách đặt dao b/ Lưỡi dao

1 Tấm thép cần cắt 2 Đầu ép 3 Lưỡi dao trên 4 Lưỡi dao dưới

Hình V- 1.9: Sơ đồ lưỡi dao cắt thép góc

1 Lưỡi dao, 2 Thép góc bị cắt Khi cần cắt các thanh thép có kích thước nhỏ, thường dùng lưỡi dao có chiều dài nhỏ hơn (từ 0,25 - 0,5m) và có góc nghiên lớn hơn Còn khi cắt thép góc, thép hình thì thường dùng lưỡi dao có dạng góc (hình V-1.9) Cắt thép góc khác với cắt thép bản ở chỗ cần cắt trên toàn tiết diện Ngoài ra còn có các loại lưỡi dao dùng để cắt thép U và I Tuy nhiên trong các nhà máy chế tạo cầu thì thép U và I dùng không nhiều Do đó, việc trang bị các máy cắt thép U và I thường không kinh tế bằng cách cắt theo phương pháp khác

Cắt bằng hơi đốt: tức là dùng ngọn lửa cháy bằng hơi, đốt thép đến nhiệt độ nóng chảy

10500C và làm cho thép bị cháy trong ngọn lửa khí ôxy Hỗn hợp khí cháy thường là ôxy và axêtilen, là loại khí cho nhiệt độ nóng chảy cao hơn cả (3100 - 32000C) hoặc các loại khí như mêtan, hơi xăng, hơi than cốc v.v… Dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao của khí ôxy, thép bị cháy và xỉ thép bị thổi ra ngoài Tuỳ theo chiều dày của tấm thép bị cắt mà chiều rộng vết cắt có thể từ 2 - 15mm

Ôxy và axêtilen được cung cấp bằng ống dẫn từ các trung tâm cung cấp hoặc từ các bình chứa Các ống dẫn hơi tập trung và phun ra tại vòi phun, vòi phun có thể điều chỉnh lỗ rộng

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -11

hẹp tuỳ theo chiều dài tấm thép bị cắt

Tuỳ theo hình thức di chuyển và cung cấp khí mà có thể chia làm ba loại: cắt tự động, cắt bán

tự động và cắt thủ công

Máy cắt tự động gồm nhiều mũi cắt có thể di chuyển dọc, ngang theo các đường cố định, có thể cắt được các đường thẳng, đường cong, cắt xiên và cắt theo khuôn mẫu Máy cắt tự động, trong đó vòi phun được gắn trên một xe nhỏ di chuyển trên tấm thép bị cắt (hình V-1.10a) Khi cắt bằng tay thì vòi phun do tay người di chuyển

Đặc điểm của phương pháp cắt bằng hơi là đơn giản và dễ cắt, khi cắt bằng máy tự động và bán tự động sẽ cho các đường cắt thẳng và mịn Cắt bằng hơi còn rất vạn năng, nó có thể cắt được bất kỳ loại thép hình, thép bản, cắt các mép vuông góc, xiên góc, có thể cắt toàn tiết diện hoặc cắt một phần tiết diện

Thông thường sau khi cắt bằng hơi tự động và bán tự động thì không cần gia công mép Đặc biệt khi cần gia công mép các chi tiết cho liên kết hàn thì cắt bằng hơi rất dễ tạo các đường cắt nghiêng tại mép thép (hình V-1.11)

cung cấp ôxy và axêtilen

7 Dây dẫn tới máy phát điện

8 Máy di chuyển bán tự động

9 Máy cắt tay

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -12

Hình V-1.11: Sơ đồ tạo mép xiên Cắt bằng hơi thường được dùng trong các nhà máy lớn để cắt thép có chiều dày lớn, hoặc để cắt một tấm thép bản tạo năng suất cao, để cắt đường cong hoặc cắt bnả thép có mép xiên dùng cho kết cấu hàn Còn ở các cơ sở nhỏ, ở công trường thì cắt bằng hơi lại rất thuận lợi vị tránh phải trang bị lại các máy cắt cồng kềnh phức tạp

Phương pháp cắt bằng cưa: các loại máy cưa cắt thép thường có hai loại: cưa có răng và cưa đĩa không có răng Cưa có răng có thể có lưỡi dạng thẳng hoặc dạng cưa đĩa Răng cưa thường làm bằng các loại thép hợp kim cứng Tốc độ quay của đĩa khoảng 18 - 20vòng/phút Cưa đĩa thông không răng có tốc độ quay rất lớn (khoảng 120vòng/phút) Tốc độ ở một đĩa

có thể tới 150m/s Do tốc độ quay lớn tạo ra dùng để cắt ngang các loại thép hình, như thép

U, thép I hoặc thép tròn đường kính lớn để làm con lăn, chốt hoặc các bộ phận của gối cầu Công tác gia công mép (bào, phay):

Công tác gia công mép cần được tiến hành trong các trường hợp sau:

 Sau khi cắt thép bằng dao cắt cơ học, nếu sau đó không dùng liên kết hành theo đường cắt thì mép bị cắt phải được bào gọt sâu 2 - 3mm để khử bỏ lớp thép đã bị hoá cứng

 Sau khi dùng máy cắt hơi, nếu độ lồi lõm của vết cắt lớn hơn 3mm thì mép thép phải được bào nhẵn

 Các mép bản thép yêu cầu có độ chính xác cao (mép của thanh đứng dầm I tán đinh, bản ngang của tiết diện chữ H), cần được bào nhẵn để đảm bảo kích thước chính xác

Đôi khi để khử các khuyết tật của thép hình, mép của các bản thép cũng được bào nhẵn Việc bào mép thép bản là một công việc phức tạp, tốn thời gian, năng suất thấp Vì vậy giảm khối lượng gia công mép là một vấn đề quan trọng, nó liên quan trực tiếp đến việc tăng độ chính xác khi cắt bằng hơi hoặc dùng liên kết hàn

Chương1: Chế tạo cầu thép

 Khoan theo lỗ thiết kế

 Khoan nhỏ hơn thiết kế

 Khoan mở rộng thành lỗ thiết kế

Thiết bị khoan thường có hai loại: khoan tay và khoan máy Khoan máy có năng suất cao hơn khoan tay và có độ chính xác cao, vì trong quá trình khoán máy luôn nằm ở vị trí ổn định và mũi khoan luôn luôn vuông góc với mặt tấm thép Vì vậy trong các nhà máy chỉ dùng khoan tay khi không thể khoan máy được

Các bộ phận chính của máy khoan đứng (hình V-1.12) bao gồm trụ đứng 1 có thể xoay được quay trục dọc, tay hẫng 2, bộ phận 3 đảm bảo di chuyển mũi khoan trên tay hẫng, bộ phận kẹp 4 và mũi khoan 5 Trục đứng lại được đặt trên một xe goòng có hai bánh chạy dọc theo hai đường biên của tấm thép cần khoan Như vậy máy khoan có phạm vi hoạt động rất lớn theo cả chiều cao và trên mặt bằng Còn nếu dùng xe goòng trên đường ray hẹp thì các tấm thép cần khoan được bố trí dọc hai bên đường ray

Khi khoan theo lỗ thiết kế, ta dùng mũi khoan hai răng (hình V-1.13a) Trong đó mặt cắt thép tạo với đỉnh một góc khoảng 110 - 1300C Phần hình trụ của mũi khoan làm khuôn của lỗ khi khoan theo lỗ thiết kế

Hình V-1.12: Máy khoan đứng

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -14

Hình V-1.13: Cấu tạo mũi khoan a) Mũi khoan 2 răng; b) Mũi khoan 3 răng Khi khoan mở rộng thì dùng khoan ba răng (hình V- 1.13b) Đặc điểm của loại mũi khoan

này là các mép răng tạo với đỉnh một góc 25 - 300C Với một đầu nhọn như vậy, ta có thể dễ dàng đưa sâu mũi khoan vào lỗ đ• có sẵn để khoan mở rộng dần thành lỗ lớn bằng cách gọt

dần vách lỗ khoan Do có ba răng khoan trên phần hình trụ nên mũi khoan dễ xoáy sâu vào lỗ

và đảm bảo khoan đúng tâm

2 Tạo lỗ bằng đột dập

Phương pháp tạo lỗ nhanh nhất là dùng máy đột dập Dưới áp lực của con đột qua một lỗ làm khuôn, thép bị biến dạng, rồi bị cắt theo đường kính của lỗ khuôn Lỗ khuôn dk phải lớn hơn đường kính của đột dđ một chút Thường có thể lấy:

Chương1: Chế tạo cầu thép

1 Máy đột lỗ 2 Mũi đột 3 Khuôn

Chẳng hạn nếu đường kính tiêu chuẩn của lỗ là 23mm thì đường kính đột dập không quá 19mm

Mỗi máy có thể có một, hai, bốn hoặc nhiều mũi đột Trường hợp các lỗ cần đột nằm trên một đường thẳng thì dùng máy đột nằm trên một đường thẳng thì dùng máy đột một mũi, và cũng vì vậy thường dùng máy đột để tạo lỗ cho thép góc

Trình tự gá lắp có thể tiến hành như sau: thoạt đầu đặt và định vị bản ngang, rồi đến các bản đứng Như vậy hình dáng thanh phụ thuộc vào độ chính xác của bản thân thanh, tức là chiều rộng của bản ngang Vì vậy cần có độ chính xác cao thì phải gia công mép của bản ngang thật chính xác

Sau khi lắp ráp cần tạm thời liên kết để cố định vị trí tương đối giữa các bộ phận thanh ở bước này thường chỉ dùng các mối hàn đính, tức là các mối hàn mỏng, ngắng (40 - 50mm) phân bố cách nhau 0,5 - 1m theo chiều dài và chỉ dùng hàn tay Các mối hàn đính thường bố

Chương1: Chế tạo cầu thép

Khuôn gá lắp trên hình 1.15 là loại khuôn cố định dùng để gá lắp nhiều loại thanh có tiết diện khác nhau Muốn vậy chỉ cần bố trí một trong hai thanh đứng số 3 có thể thay đổi được vị trí theo chiều dài của dầm ngang 1

Nếu các thanh được liên kết bằng đinh tán trong nhà máy thì có thể thực hiện theo hai phương pháp như sau:

Phương pháp thứ nhất có nội dung giống như chế tạo các thanh hàn, tức là dùng khuôn gá lắp Khuôn gá lắp đơn giản nhất để chế tạo tiết diện chữ H trình bày trên hình 1.15 Sau khi

gá lắp các thanh mới tiến hành khoan bằng máy khoan tay một số lỗ đinh theo đúng đường kính thiết kế

Khi lắp ráp tạo hình thanh thường dùng con lói định vị có dạng hình côn (hình V-1.16) để cố định các thanh Sau đó dùng bulông lắp ráp ép các tấm với nhau

Hình V-1.16: Con lói định vị hình côn và con lói lắp ráp a/ Con lói định vị hình côn b/ Con lói lắp ráp

Con lói hình côn có thể đóng vào lỗ để điều chỉnh độ sai lệch của các lỗ đinh Vì vậy để phân

bố đều các sai lệch thì lói nên đóng từ giữa thanh ra hai đầu Sau khi đóng lói và xiết bulông lắp ráp thanh được đưa đến bộ p hận khoan mở rộng cho đủ đường kính lỗ Thoạt đầu khoan các lỗ trống, đóng luôn các con lói lắp ráp và bulông lắp ráp tiêu chuẩn Sau đó tháo dần các con lói định vị hình côn và bulông lắp ráp, theo trình tự tháo đến đâu khoan đến đó

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -17

Hình V-1.17: Sơ đồ lắp ráp thanh liên kết tán đinh không cần khuôn gá

Sau khi khoan mở rộng tất cả các lỗ, thanh được chuyển đến bộ phận tán

Phương pháp lắp ráp theo khuôn gá đảm bảo độ chính xác cao, cho năng suất cao và tốn ít công lao động hơn Vì vậy phương pháp lắp ráp không khuông chỉ dùng khi khối lượng chế tạo nhỏ

1.5 CÔNG TÁC HÀN LIÊN KẾT

Khi chế tạo kết cấu thép trong nhà máy, trên công trường lớn thường dùng máy hàn tự động, bán tự động và hàn tay Việc lựa chọn phương pháp hàn tuỳ thuộc vào vị trí, hình dạng, khối lượng, chiều dài đường hàn và loại sản phẩm

Hàn tự đọng là phương pháp hàn có năng suất cao nhất, chất lượng mối hàn tốt nhất Tuy nhiên phương pháp hàn tự động chỉ thích hợp cho những mối hàn nằm thẳng và dài

Que hàn tự động thường là một sợi dây thép để trần Khi hàn, ngọn lửa hàn được phủ kín bằng một lớp phủ Lớp phủ mối hàn là một hỗn hợp của pheuorit manhezit (MgCO3) hạt từ 0,25 - 0,3mm Trong quá trình hàn, dưới tác dụng nhiệt, lớp bột nóng chảy tạo thành lớp phủ ngắn, không cho phép tác dụng với ôxy và ôzôn trong không khí đồng thời thép lại phản ứng tốt với một thành phần nằm trong chất bột phủ làm tăng thêm chất lượng của thép hàn

Hàn tự động có nhiệt tập trung và lớn nên mối hàn sâu, do đó có thể hàn được các bản thép

có chiều dày lớn hơn

Máy hàn tự động thường có dạng một chiếc xe tự di chuyển được (hình V-1.18)

Trong quá trình hàn, máy di chuyển dọc theo mối hàn trên hai đường ray Trọng lượng máy hàn tự động kiểu TC-17 khoảng 450N Năng suất hàn có thể tới 30 - 60m/h Que hàn thường

có đường kính 2 - 4mm Máy làm việc với dòng điện một chiều được nắn dòng bằng một biến điện (hình V-1.19)

Cường độ dòng điện khi hàn lên tới 400 - 1000A (tuỳ theo đường kính que hàn và chiều dày thép) với điện thế khoảng 40 - 50V

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -18

Hình V-1.18: Xe hàn tự động kiểu TC-17

1 Que hàn 2 Thân động cơ để di động 3 Thùng chứa chất phủ

4 Cuộn que hàn 5 Ray di chuyển dọc 6 Lớp phủ

7 Tấm thép hàn 8 Lớp bột lót 9 Giá đỡ

Hình V-1.19: Sơ đồ bố trí hàn tự động

1 Tấm thép hàn 2 Máy hàn 3 Biến điện 4 Buồng điều chỉnh

Dùng máy hàn tự động chỉ có lợi khi hàn các đường dài trên 3m Khi hàn, bột phủ từ trong thùng tự động chảy ra và phủ một lớp dày khoảng 30-40mm Tốc độ chạy của que hàn phụ thuộc vào tốc độ hàn và độ lớn của mối hàn Các mối hàn trong nhà máy thường là mối hàn nối để nối các bản không đủ kích thước và các mối hàn góc để liên kết các bản thành các tiết diện khác nhau

Thép trước khi hàn cần được gia công mép và khe để đảm bảo mối hàn nối thấm sâu trên toàn chiều dày liên kết, đồng thời tránh phải quay lật thép trong quá trình hàn, thường chỉ bố trí hàn một phía Vì vậy khi chiều dày tấm thép hàn dưới 10mm thì có thể hàn không cần vát mép bản thép Khi thép dày lớn hơn thì phải vát mép bản thép để que hàn có thể thấm sâu trên toàn tiết diện ngang cần hàn Các mép cần gia công dạng chữ V hoặc chữ X (hình V-1.20b,c)

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -19

Hình V- 1.20: Chuẩn bị mép mối hàn a/ Hàn hai mặt không cần vát mép b/ Hàn hai mặt vát mép chữ V c/ Hàn một mặt vát mép chữ V d/ Vát mép chữ X e/ Hàn góc không vát mép g/ Hàn góc vát mép chữ K h/ Hàn nhiều lớp

Trong quá trình hàn, để đề phòng mủ hàn chảy qua khe hở giữa các tấm xuống dưới, thường đệm bằng một lớp bột phủ bố trí dọc theo mối hàn

Để tránh cánh thép góc chạm vào tĩnh không của máy hàn, yêu cầu tiết diện có các kích thước tối thiểu và tối đa đủ để bố trí máy và không cản trở lối đi của máy Hạn chế này cần được nghiên cứu kỹ khi thiết kế chế tạo để phù hợp với từng loại máy hàn

Hình V-1.21: Vị trí của máy hàn tự động khi hàn góc của dầm I và dầm H

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -20

Khi hàn các dầm I và dầm H, phải xoay dầm lần lượt 4 tư thế, để đặt dầm có thể dùng loại giá cố định Sau khi hàn xong, dùng cần cẩu để quay dầm đến vị trí mới Để tăng năng suất hàn, nên bố trí hai giá đặt liền nhau (trong khi cần cầu quay dầm thứ nhất thì máy hàn sang dầm thứ hai)

Nhưng tốt nhất là dùng giá quay, trong đó thanh đ• gá lắp kẹp vào một khung tròn, khung có thể quay tròn trên các con lăn (hình V-1.22)

Hình V- 1.22: Sơ đồ giá hàn cố định và giá xoay

Khung tròn gồm hai mảnh ghép lại với nhau bằng bulông Số lượng khung kẹp và số gối tựa tuỳ theo nhịp và độ mảnh của thanh để khi hàn không gây độ võng quá lớn do tải trọng bản thân Khi hàn thì nửa khung trên được tháo bỏ hoặc khoét lỗ để máy hàn di chuyển khỏi bị vướng

Các con lăn được gắn với một môtơ, khi cần thiết người ta mở máy cho các con lăn quay và khung tròn quay lật thanh đến vị trí cần thiết

Thiết bị gá lắp và quay lật hoàn chỉnh nhất là giá quay cả vòng hoặc giá quay nửa vòng (hình V-1.23) Loại giá này cho phép gá lắp các thanh và hàn ngay tại một vị trí mà không cần phải hàn đính bằng tay

Hình V-1.23: Giá quay nửa vòng

1 Xilanh khí ép 2 Nêm 3 Thanh cần gá lắp và hàn

Ưu điểm cơ bản của hệ gá này là không cần động tác hàn đính và chuyển dầm từ vị trí gá sang vị trí hàn

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -21

Khi hàn các tiết diện hình hộp cũng cần phải chú ý đến một số đặc điểm riêng Nói chung khi

hàn các tiết diện hình hộp, cần hàn chủ yếu tám đường hàn cơ bản, trong đó bốn đường ở

trong hộp và bốn đường ở ngoài hộp

Khi hàn các mối hàn bên trong, máy hàn tự động phải di chuyển dọc trong lòng hộp Để đảm

bảo thông thoáng và để sau này có thể chui vào sơn và kiểm tra bên trong thì một trong các

vách hộp phải bố trí lỗ giao thông đặc biệt

Để có thể gá lắp và hàn các tiết diện hình hộp, phải dùng giá gá lắp như trên hình 1.24 Thoạt

đầu đặt bản đáy dưới rồi dùng bulông đút qua các lỗ xiên kiểm tra bắt chặt xuống cánh sắt

góc của giá gá lắp bên dưới Sau đó đặt các tấm đứng rồi bắt bulông chặt vào cột đứng của

gá Như vậy các bản đứng buộc phải khoan một số lỗ tạm, sau này sẽ bịt lại bằng bulông

hoặc đinh tán Để có thể ép chặt bản đứng với cột đứng của giá gá lắp, trước khi hàn, bố trí

một kích hơi chạy dọc trong lòng hộp để ép chặt bản đứng rồi hàn đính bản đứng với bản

ngang, đồng thời xiết chặt bulông để giảm biến dạng khi hàn góc

Sau khi gá lắp xong bản đáy và hai bản đứng, đưa máy hàn tự động để hàn hai mối hàn dưới

Khi đó, tiết diện hình hộp không cần đặt nghiêng mà vẫn đặt nằm, que hàn sẽ bố trí nghiêng

hướng vào góc cần hàn Khi que hàn nghiêng, mủ hàn có khuynh hướng chảy lan trên bản

đáy đặt ngang làm giảm chiều cao mối hàn đứng và tăng chiều rộng mối hàn ngang Vì vậy

khi hàn cần điều chỉnh sao cho mủ hàn ít bị chảy lan và khống chế chiều rộng mối hàn ngang

không quá 4 - 6mm

Vì bản đáy đặt ngang và dùng que hàn nghiêng nên một lúc có thể bố trí hàn cả hai đường

Như vậy, phải dùng loại máy hàn có hai que Máy hàn hai que trên căn bản cũng giống như

máy hàn một que loại TC-17, chỉ cần bố trí hai thùng bột phủ và hai cuộn dây que hàn Như

vậy, loại máy hàn này chỉ khác nhau về số lượng que hàn và cách đặt bánh xe di chuyển

Thoạt đầu hàn các mối hàn góc bên trong bằng máy hàn hai que, sau đó lắp đặt và hàn đính

bản ngang bên trên, tiếp theo tháo thanh khỏi giá gá lắp, quay đầu hàn nối hai mối hàn góc

bên trong Các mối hàn ngoài cũng có thể dùng loại máy tự động hai que theo tuần tự hàn

bản trên rồi bản dưới Như vậy yêu cầu phải lật thanh 2 lần

Hình V-1.24: Chế tạo tiết diện hộp

I Đặt bản đáy và các bản đứng vào giá gá lắp II Hàn mối hàn trong

III Lắp bản đáy IV Hàn mối hàn ngoài

1 Giá gá lắp 2 Xe chở kích 3 Kích ép khí 4 Thùng chứa chất phủ

5 Dây dẫn 6 Máy hàn hai que hàn trong 7 Máy hàn hai que hàn ngoài

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -22

Quá trình hàn, các thanh tiết diện hình hộp thường phức tạp và tốn nhiều công, chủ yếu là do phải hàn các liên kết bên trong hộp Đó là điều khi thiết kế cần phải quan tâm sửa đổi, tạo thuận lợi cho việc chế tạo Ví dụ có thể thiết kế tiết diện hoàn toàn kín, trường hợp này chỉ cần hàn bốn đường hàn bên ngoài Vấn đề chống gỉ bên trong được đảm bảo bằng cách tạo

đủ độ kín để khí ẩm và hơi độc không vào được Để tạo độ kín thì ở các đầu thanh, đặt các bản nắp đậy và hàn bịt kín lại

Ngoài ra, máy hàn tự động hai que còn dùng để hàn các sườn tăng cường dính vào tường đứng của dầm hộp Khi đó máy hàn tự động di chuyển theo phương pháp ngang với biên dầm Cũng theo nguyên tắc tương tự, người ta tiến hành làm các sườn đứng và ngang khi chế tạo bản mặt cầu có sườn

Hàn bán tự động: Khi hàn các đường hàn ngắn hoặc cong, người ta dùng máy hàn bán tự động Máy hàn bán tự động khác máy hàn tự động ở chỗ khi làm việc, que hàn không phải do máy mà do người điều khiển

Để vật cầm tay không quá nặng, máy cấp que hàn đặt cố định ở một vị trí, còn que hàn truyền đến vị trí hàn bằng một ống cao su mềm (hình V-1.25) Khi đó người thợ chỉ cần cầm một cán mang hộp bột phủ

Ở ống dẫn que hàn có một công tắc cho phép thợ hàn có thể chỉ bấm nút để tự động cung cấp que hàn hay ngắt nguồn điện Muốn vậy, que hàn bố trí tại chính giữa dây, còn dây dẫn nằm bên ngoài lớp cách điện bao bọc dây que hàn

Hàn bán tự động cũng như hàn tự động đều có nhược điểm làm không hàn được các mối hàn khó Ví dụ như khi hàn trên mặt đứng hoặc nghiêng thì mủ hàn thường bị rớt, trong các trường hợp như vậy, hàn bán tự động thường phải dùng lớp bột phủ được nhiễm từ cao hoặc hàn trong môi trường hơi cacbonic

Hình V-1.25: Máy hàn bán tự động và cấu tạo ống dẫn que hàn

1 Máy cấp dây que hàn 2 Dây dẫn que hàn 3 Hộp chứa bột phủ

4 Tay cầm 5 Vỏ cách điện 6 Dây dẫn điện 7 Que hàn 8 Dây dẫn điện

Bột phủ nhiễm từ là bột phủ có trộn bột sắt Khi có dòng điện lớn qua que hàn, lớp phủ cùng que hàn nóng chảy và phun vào mối hàn Lớp phủ loại này chẳng những có thể không cho

mủ hàn tác dụng với ôxy và ôzôn trong không khí mà còn hợp kim hoá thép ở mối hàn Khi hàn trong môi trường khí cacbonic thì không cần lớp phủ nữa vì mủ hàn đ• được môi trường cacbonic bảo vệ Hơi cacbonic được chữa trong bình qua dây dẫn đến vị trí tay cầm Để đảm bảo khí bảo vệ được mối hàn tốt, vòi phun khí phải bố trí cách mặt mối hàn khoảng 1,5 - 2,5cm

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -23

Hàn tay chỉ dùng để hàn các mối hàn đính, các mối hàn ngắn tại các vị trí mà máy hàn tự động và bán tự động không thể thực hiện được Khi hàn tay, phải dùng que hàn đặc biệt được phủ một lớp thuốc hàn dày bên ngoài để đảm bảo ổn định ngọn lửa khi hàn, đồng thời lớp phủ khi hàn cũng bị nóng chảy bao phủ không cho mủ hàn tiếp xúc với môi trường bên ngoài

và tác dụng ủ cho mối hàn nguội lạnh từ từ

Chế độ hàn tay khác hẳn với hàn tự động và bán tự động ở chỗ hàn tay cần cường độ dòng điện nhỏ hơn nhiều (khoảng 250 - 300A) Cường độ nhỏ sẽ cho nhiệt lượng nhỏ và khối lượng mủ hàn ít Độ thấm sâu và kích thước mối hàn nhỏ Vì vậy, hàn tay chỉ dùng vào một

số trường hợp khi que hàn không những cần di chuyển dọc mà còn phải di chuyển ngang Chế độ nhiệt trong quá trình hàn đặc biệt ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.Quá trình hàn bao gồm việc nung nóng thép và sau đó là quá trình nguội lạnh Tốc độ nguội càng nhanh nếu lượng nhiệt khi hàn nhỏ, chiều dày thép hàn lớn và nhiệt độ ban đầu của thép thấp Tốc

độ nguội nhanh đặc biệt ảnh hưởng không tốt đến các loại hợp kim thép, vì nó xảy ra hiện tượng tôi già làm thay đổi chất lượng thép theo chiều hướng xấu Do đó khi hàn, tuy loại thép

và tuỳ chiều dày, cần hạn chế nhiệt độ ban đầu của thép theo bảng sau đây:

độ hàn có lượng nhiệt cao

Sau khi hàn xong, cần kiểm tra chất lượng mối hàn nhằm xác minh chất lượng và xác định các khuyết tật Các khuyết tật khi hàn có thể là các vết nứt bên ngoài hoặc bên trong có thể

có bọt, có xỉ, hàn không thấy ở các mối hàn đối đầu, mối hàn góc (mà theo thiết kế cần hàn

đủ thấu) Ngoài ra thép chính còn có thể bị thương tật do quá trình hàn gây nên

Nứt là hiện tượng nghiêm trọng nhất, gây ứng suất tập trung lớn làm cho mối hàn không thể làm việc an toàn khi chịu tải trọng Vì vậy hiện tượng nứt khong thể bỏ qua được Khi phát hiện vết nứt (có thể bằng máy thường hay máy do siêu âm) thì phải cắt bỏ chỗ nứt bằng ngọn lửa ôxy - axêtilen, sau đó lại hàn lại Các mối hàn không thấu, không đủ độ chịu lực cũng làm theo biện pháp trên (hình V-1.26)

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -24

Hình V-1.26: Các khuyết tật mối hàn

1 Hàn không thấu ở mối hàn nối 2 Vết nứt ngoài 3 Thép bị thương 4 Đóng xỉ

5 Bột bên trong 6 Bọt ngoài 7 Nứt trong 8 Hàn không thấu mối hàn góc

Với các khuyết tật khác, nếu số lượng và kích thước khuyết tật không vượt quá các trị số qui định thì có thể bỏ qua, ngược lại cũng cần được xử lý như trên

Với các khuyết tật nằm trong mối hàn cần có các máy kiểm tra đặc biệt

Các máy phát hiện khuyết tật của mối hàn có thể là máy chụp bằng tia rơnghen, tia gamma hoặc máy dò siêu âm

Để phát hiện các khuyết tật của thép có chiều dày dưới 100mm thì có thể dùng máy chụp bằng tia rơnghen (ví dụ máy RY-400-5-L của Liên Xô cũ)

Hình V-1.27: Sơ đồ chiếu tia rơnghen

1 Đèn chiếu rơnghen 2 Hộp 3 Phim ảnh 4 Màn ảnh

Đèn chiếu tia rơnghen được đặt cách mối nối sao cho các tia chiếu vuông góc với mặt tấm thép, dưới tấm thép đặt một hộp kín, trong hộp có đặt phim ảnh rơnghen (3) và hai màn ảnh (4) Sau khi chiếu tia rơnghen, người ta tháo phim ra đem tráng ở dạng âm bản Trên ảnh âm bản của mối hàn, ta sẽ thấy có vệt màu sẫm nhạt khác nhau Các tia đi qua các khuyết tật bị tiêu hao ít hơn so với các tia đi qua thép đặc và tác dụng lên phim mạnh hơn Khi cần phát hiện các lỗ hổng hoặc có các khuyết tật ở nhiều vị trí khác nhau, ở mép của các mối hàn hình tam giác thì ta có thể di chuyển đèn chiếu sang các vị trí II và III Khi đó các khuyết tật ở mép đường hàn tam giác hiện trên phim ảnh bằng những vệt sẫm màu Khi phát hiện khuyết tật của các mối hàn góc thì đèn chiếu đặt sao cho góc giữa tia chính làm với mặt phẳng của

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -25

tường đứng khoảng 10 - 150 Khi đó có thể phát hiện được mối hàn không thấu ở mép của tường đứng Tuy nhiên khi phát hiện mối hàn góc, các tia chiếu phải đi qua nhiều chiều dày tấm thép khác nhau, nên chụp mối hàn góc không thuận lợi bằng chụp các mối hàn nối

Trên nguyên tắc chụp bằng tia gamma cũng giống như tia rơnghen, nhưng máy móc nhỏ gọn

và đơn giản hơn nhiều

Do tia gamma có hại đối với cơ thể người nên các chất phóng xạ phải đựng trong các hộp kín đặc biệt (hình V-1.28) ở giữa hộp bảo vệ có một bóng đèn trong đựng chất phóng xạ, vỏ 1 và nút 2 của hộp đều làm bằng gang, phía trong bình của vỏ và nút đều có lót chì 3

Nguyên tắc và kỹ thuật chụp tia gamma cũng giống tia rơnghen nhưng so với tia rơnghen chụp bằng tia gamma có các ưu điểm sau:

 Máy phóng xạ có thể chụp những vị trí mà máy chụp tia rơnghen có kích thước lớn không thể chụp được

 Máy phóng xạ thuận tiện cho việc chuyển đến đo mối hàn tại các công trường

Nhược điểm của máy chụp tia gamma là có độ nhạy kém khi phát hiện các khuyết tật trong các mối hàn có chiều dày nhỏ hơn 50mm Ngoài ra người dùng máy dễ bị nhiễm phóng xạ

Vì vậy, khi dùng phải tuyệt đối tuân theo các nguyên tắc an toàn

Phương pháp dùng siêu âm dựa trên nguyên tắc phản xạ sóng siêu âm ở mặt ngăn cách giữa các môi trường có độ truyền âm khác nhau Dùng siêu âm có thể phát hiện các vết nứt, sự phân lớp, hiện tượng rỗ, hàn không thấu, có xỉ, có bọt

Máy phát siêu âm nghiêng một góc khoảng 45 - 700 so với mặt bản thép và phản chiếu lại với góc đúng bằng góc tới Nếu gặp các khuyết tật thì các tia siêu âm cũng phản chiếu lại như vậy, nhưng khi đó phương và chiều dài đường đi thay đổi làm xảy ra sự nhiễu của các sóng

âm và được thể hiện trên dao động kế Ví dụ nếu mối hàn không có khuyết tật (mối hàn đặc thấu) thì khoảng cách giữa các đinh của sóng âm thể hiện trên dao động kế tương đối đều (đỉnh a và c hình 1.30), nếu gặp khuyết tật đường phản chiếu sẽ ngắn hơn (đỉnh b hình V-1.30) Khoảng cách giữa a và b cho phép ta xác định khuyết tật nằm ở độ sâu bao nhiêu, như vậy căn cứ vào tín hiệu trên dao động kế, ta có thể xác định được đặc điểm và kích thước của khuyết tật Máy dò siêu âm có thể kiểm tra các mối hàn nối cũng như hàn góc

Hình IV-1.28

Máy dò siêu âm kiểm tra rất thuận tiện và phát hiện khuyết tật nhanh, nhưng độ chính xác, xác định loại khuyết tật và kích thước khuyết tật lại kém hơn so với phương pháp chụp Vì vậy thường phải dùng cả hai phương pháp, phương pháp chụp thường được dùng để chính xác hoá hoặc kiểm tra kết quả của máy dò bằng tia siêu âm

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -26

Chất lượng mối hàn chủ yếu phụ thuộc vào chế độ hàn (cường độ, điện thế và tốc độ hàn) và vật liệu hàn (dây dẫn, que han và bột phủ) Định chế độ hàn cần căn cú vào loại liên kết, nhiệt độ ban đầu của thép, chiều dày của tấm thép Khi không có qui trình qui định và chế độ hàn thì chọn theo kinh nghiệm, dựa đặc điểm liên kết, chiều dày bản và độ lớn của mối hàn

1.6 TÁN ĐINH LIÊN KẾT CÁC THANH TRONG NHÀ MÁY

Khi chế tạo các thanh, các bộ phận bằng đinh tán thì đinh phải được tán ở trạng thái nóng Thông thường, đối với công trình cầu, các đinh tán được chế tạo bằng thép tròn mà một đầu

đã gia công sẵn mũ đinh có dạng nửa mũ cầu (hình V-1.29)

Hình V- 1.29: Cấu tạo đinh tán

Mũ đinh chế tạo sẵn gọi là mũ chết, còn mũ thứ hai sẽ hình thành trong quá trình tán chiều dài của thân đinh hình trụ đủ để tạo mũ nửa hình cầu xác định gần đúng bằng công thức:

1,12.h + 1,4.d

Với: h - chiều day của bản thép cần tán

d - đường kính thân đinh

Đường kính đinh thường nhỏ hơn đường kính lỗ 1mm với sai số +0,4 và -0,3mm, để có thể đút lọt lỗ đinh nung nóng vào lỗ Lỗ đinh có dung sai +0,5 và -0,2mm Trong quá trình tán nóng, dưới tác dụng của lực nén xung kích đinh tán bị chùn lại, tăng đường kính và ép chặt vào lỗ khoan Khi nguội, đinh co ngắn lại tạo thêm lực ép giữa các tấm thép bản

Khi chiều dày của các bản thép cần tán dày hơn 3,5 lần đường kính và nếu tán bằng búa tay thì rất khó ép đầy lỗ đinh Để khắc phục hiện tượng này, người ta thường làm mũ đinh chết

có kích thước lớn hơn một chút và làm đinh có dạng hình côn Khi tán, lượng thép thừa ở mũ chết sẽ được ép vào lỗ nhét đầy khe hở giữa lỗ và thân đinh

Áp lực ép lên đinh khoảng 500kN – 800kN Đối với thép than để sau khi tán ép, thép của đinh vẫn không bị thay đổi về kết cấu cũng như về tính chất cơ lý, công tác tán ép phải kết thúc khi nhiệt độ vào khoản 500-600 độ C như vậy ép đập bằng máy thì nhiệt độ nướng đinhphải vào khoảng 650 – 700 độ C (đinh có màu đỏ) Đối với đinh tán bằng thép hợp kim thấp, nhiệt độ nướng đinh tăng them khoảng 100 – 110 độ C

Khi tán ép bằng máy ép, bàn đỡ cố định thường đặt ở trên, bàn di động ở dưới như vậy sẽ thuận lợi cho công tác đúc đinh và do đó nâng cao năng suất ép

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -27

Máy ép dập mũ đinh dung thuận tiện nhất cho các thanh có tiết diện ngang hình chữ T, chữ I hoặc chữ H các loại tiết diện này thường phù hợp với kích thước của các máy tán thong thường a=1-2m; b=0,6-0,7m trường hợp các kích thước này không phù hợp thì phải thay đổi trình tự tán đinh

Búa tán tay là một chấn động va đập chạy bằng hơi ép có số nhát đập khoảng 1000 nhát/phút với lực xung kích của búa đặt vào đầu đinh bị nướng chính, còn đầu kia được đỡ bằng một bàn đỡ, bàn đỡ được ép chặt vào mũ chết của đinh Khi tán đập bản dày quá 3,5 lần đường kính lỗ để đề phòng đinh không đầy lỗ có thể dung bàn đỡ xung kích Bàn đỡ xung kích có thể dung búa tán tay nếu khoảng không gian có thể cho phép tán hai đầu nhưng thường dung bàn đỡ xung kích chuyên dung có kích thước ngắn hơn để có thể đỡ tại vị trí hẹp

Thời gian tán bằng búa tay lâu hơn so với tán bằng búa máy tán ép, vì vậy nhiệt độ nướng đinh phải vào khoảng 1000-1100 đô C, khi đó đinh có màu vàng da cam Nếu đinh đốt tới nhiệt độ sang trắng (>1200 độ C) sẽ bị chảy, than đinh bị rỗ, sau khi nguội đinh bị mất tính dẻo ngược lại nếu nướng đinh không đủ chin đinh sẽ không lấp đầy lỗ

Hình V-1.30

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -28

Kiểm tra chất lượng đinh tán chủ yếu thường xem các bản thép có được ép chặt không; đinh tán có nhét đầy vào lỗ không Để kiểm tra độ kít chặt vào các tấm thép bản có thể dung búa nhẹ khoảng 0,4 Kg gõ nhẹ lên mũ đinh, nếu đầu đối diện bị rung tức là bản thép không chặt cần thay bằng đinh khác Các khuyết tật khác được kiểm tra bằng mắt Nếu có hiện tượng nghi ngờ có thể chặt một số đinh để kiểm tra mức độ đầy lỗ các khuyết tật nghiêm trọng cần thay bằng đinh khác

1.7 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ LỖ CHO CÁC MỐI NỐI LẮP RÁP Ờ CÔNG TRƯỜNG

Các thanh, các bộ phận sau khi chế tạo trong nhà máy được chuyển đến lắp ráp tại công trường nếu các mối nối tại công trường bằng đinh tán hoặc bu long cường

độ cao thì cần chuẩn bị trước các lỗ trên thanh và trên bản nút trong nhà máy

Công tác tạo lỗ lắp ráp là một việc rất phức tạp vì phải đảm bạo độ chính xác

về vị trí cao Nếu các lỗ đinh không trùng khít sẽ gây khó khăn lớn trong việc lắp ráp Còn nếu khoảng cách giữa các chum lỗ sai sẽ dẫn đến sai lệch hình dáng công trình, không thể khắc phục được ở công trường

Để chuẩn bị liên kết ở công trường thì thường có hai biện pháp tạo lỗ theo phương pháp thứ nhất công tác khoan lỗ được tiến hành trên cơ sở kết cấu được lắp sẵn, còn theo phương pháp thứ hai các lỗ được khoan theo các bản giá lắp sẵn ( bản mẫu)

Khi giá lắp tổng thể được lắp theo từng mặt phẳng của công trình, chẳn hạn nếu

Hình V-1.31

Hình V-1.32

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -29

là cầu giàn thép đường xe chạy dưới thì tuần tự lắp từng giàn một, phần xe chạy dưới được lắp liền với thanh biên dưới của giàn, kể cả hai lien kết ngang Các lien kết ngang bên trên được lắp với thanh biên trên, các thanh liên kết cổng cầu cũng được lắp với các thanh xiên đầu dầm Mỗi hệ lien kết ngang với các thanh đứng tương ứng của giàn chủ Tất cả các mặt phẳng đều được lắp trên mặt bằng

Trong quá trình lắp cần đảm bảo độ chính xác về kích thước hình học ( kể cả độ vồng ngược cần thiết) và vị trí thiết kế của từng thanh theo đường trục thanh và tim nút

Sau khi lắp xong mới tiến hành khoan lỗ lắp ráp Vị trí tâm lỗ được xác định bằng cach1 lấy dấu trực tiếp hoặc qua các bản mẫu chế sẵn cũng có thể sơ bộ tạo lỗ có đường kính nhỏ vào các chi tiết, các bản nút Khi khoan các lỗ lắp ráp thường phải dung khoan tai vì không thể bố trí được khoan máy

Vì khoan lỗ theo kết cấu đã tạo hình nên sau này khi lắp thật sẽ không xảy ra hiện tượng không trùng lỗ và hình dạng của công trình hoàn toàn giống như hình dạng đã lắp ráp

Yêu cầu phải đánh dấu các thanh các bộ phận thật chi tiết, thật rõ rang Ví dụ khi chế tạo kết cấu nhịp giàn thép thì có thể đánh dấu các thanh và nút theo kí hiệu sau Các nút được đánh dấu số và chữ Ví dụ thanh biên trên ký hiệu chữ T thanh biên dưới kí hiệu chữ H, các giàn thưởng và hạ lưu cũng đánh dấu theo theo chữ T & H Như vậy cứ mỗi thanh được kí hiệu bằng hai nút đầu và cuối (ví dụ thanh biên H1 H2, thanh xiên T1H2 thanh đứng T2H2)

Theo cách thứ hai thì các lỗ lắp ráp được khoan riêng theo từng bản bút, từng thanh Sau đó các thanh riêng theo từng bản nút, từng thanh Sau đó các thanh được ráp ngay tại vị trí không cần bước lắp ráp định vị

Để đảm bảo độ chính xác của lỗ khoan và khi lắp ráp các lỗ thường được định vị bằng các khuôn mẫu, giá ráp Nếu các bản nút thì dung bảng mẫu phẳng, con đối với các thanh thì dung khuôn mẫu không gian

Bẳng mẫu thường là một bảng thép được gia công nhẵn, phẳng, dày từ 10-12mm, nếu đó khoan lỗ dựa vào lỗ đó sau này sẽ khoan vào các bản nút hoặc thanh Để có thể sử dụng được bản giá được nhiều lần , tránh lỗ bị mòn trong quá trình khoan người ta dung một vòng khuyên làm bằng thép công cụ đã được gia công nhiệt Vòng khuyên đó được gắn chặt vào lỗ của bản giá

Chương1: Chế tạo cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V -30

Hình V-1.33

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

 Cầu có chiều cao của mố trụ nhỏ, h < 4m

 Lắp các cầu cạn, cầu qua đường và cầu trong quá trình thi công không yê cầu thông

thương đường thuỷ

Lắp cầu bằng phương pháp lắp hẫng và bán hẫng

 Lắp cầu nhiều nhịp, qua các sông sâu, nước chảy xiết

 Trong quá trình thi công yêu cầu thông thuyền

 Yêu cầu tiến độ thi công nhanh

Hình V-2.1

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V - 32

2.1 LẮP RÁP DÀN THÉP TRÊN MẶT BẰNG ĐƯỜNG ĐẦU CẦU

Để đưa dàn thép lên nhịp bằng các biện pháp lao dọc trên đường trượt hay chở nổi thì trước hết các nhịp dàn phải được lắp hoàn chỉnh trên nền đường đầu cầu, trừ mặt cầu là chưa lắp sẽ hoàn thiện khi dàn đã dược lắp trên nhịp

Chọn một phía nền đường đầu cầu và dựng thành bãi lắp, phía bờ này là mặt bằng chính của công trường Cao độ bải lắp đắp đến cao độ của mũ mố

Chiều rộng bãi đắp căn cứ theo thiết kế mặt bằng thi công và cố gắng để tận dụng được chiều rộng cửa nền đường đắp

Nền phải được đầm kỹ đến độ chặt yêu cầu của nền đường Mặt bãi lắp nên rãi đá dăm và tạo

độ dốc thoát nước

2.1.1 LẮP TUẦN TỰ

Trước hết lắp toàn bộ các thanh biên dưới , theo thứ tự từ khoang này sang khoang khác và từ đầu dàn đến cuối dàn Sau đó lắp hệ liên kết dọc dưới rồi dầm ngang , dầm dọc của hệ mặt cầu, cuối cùng lắp các thanh đứng, thanh xiên rồi các thanh biên trên

Cần cẩu di chuyển trên mặt bằng lắp ráp theo chiều dài bãi lắp, song song với dàn thép và nên sử dụng cần cẩu chạy trên đường ray Cấu kiện được chở trên xe goòng đi theo sau cung cấp cho cẩu

Trong quá trình lắp đầu các thanh được liên kết tạm bằng bu lông và con lói Sau khi lắp xong toàn bộ , điều chỉnh chính xác cả trên mặt bằng và mặt đứng mới tán đinh hoặc lắp bu lông cường độ cao Lắp tuần tự dễ điều chỉnh nhưng năng suất thấp vì cần trục phải di chuyển đi lại nhiều trong quá trình lắp

 Lấy mép tường đỉnh cuả mố làm mốc, đo dọc theo hai tim dàn về phía sau và đánh c

 Dung cọc gỗ đánh , đánh dấu các điểm đo

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V - 33

b Kê chồng nề tại các nút dàn, mỗi chồng nề theo sơ đồ như hình vẽ Chồng nề kê tại mỗi đầu thanh biên và đầu dầm ngang, chiều cao chồng nề 70cm, nền đá dăm 30cm

Hình V-2.3 Sơ đồ kê chồng nề tại các nút

c Lắp các thanh tầng 1, liên kết tạm bằng lói hình trụ và bulong thi công Số lượng con lói và bulong thi công theo quy phạm thi công.Lắp cho đến hết chiều dài nhịp dàn

d Lắp các thanh tầng 2, Thứ tự lắp theo nguyên tắc : Dưới trước, trên sau, trong trước , ngoài sau, lắp khép kín từng tam giác cơ bản để kết cấu ổn định không biến hình Lắp được hai khoan dàn chủ thì lắp hệ lien kết dọc trên, cần cẩu lắp đứng ở một vị trí và lắp cho hệ lien kết của cả hai khoang Liên kết tạm bằng con lói và bulong thi công

c Đo và dựng trắc dọc, bình đồ của hai mặt dàn theo tỉ lệ cao = 10 tỉ lệ dài Căn cứ vào mứng

độ lệch của nút so với đường chuẩn, dung kích điều chỉnh để tạo độ vồng thiết kế điều ở hai bên mặt phẳng dàn và chỉnh cho tim dàn theo đường thẳng

d Thay thế liên kết tạm tại các nút dàn bằng các lien kết chíng thức

Hình V-1.4: Đo vẽ đường biên và kiểm tra độ vồng của dàn

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V - 34

2.1.2 LẮP PHÂN ĐOẠN

Lắp khoang nào xong khoang ấy, rồi mới chuyển sang lắp khoang khác Cách liên kết này cho phép tán đinh , bắt bu lông cường độ cao đồng thời với việc lắp , nhưng cần phải điều chỉnh thật chính xác vị trí của từng khoang Lắp theo phân đoạn có năng suất cao hơn do cần trục di chuyển một chiều từ khoang này sang khoang khác, tức là có hành trình hợp lý hơn Tuy nhiên cách lắp này rất khó đảm bảo chính xác độ vồng ngược của dàn

Hình V-2.5: Sơ đồ lắp phân đoạn

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V - 35

Chữ số La Mã chỉ vị trí đứng của cần cẩu Chữ số La Tin chỉ thứ tự lắp các thanh trong từng khoang Lắp đến đâu điều chỉnh độ vồng đến đó và thay các lien kết tạm bằng lien kết chính thức

2.1.3 LẮP HỖN HỘP

Phương pháp này thường dùng hai cần cẩu , một cần cẩu làm nhiệm vụ lắp phần dưới, một cần cẩu lắp phần trên, lắp xong khoang nào hay đoạn nào điều chỉnh chính xác và tiến hành tán đinh hoặc bắt bu lông cường độ cao ngay, vì vậy lắp theo phương pháp hỗn hợp có năng suất cao

2.2 LẮP KẾT CẤU NHỊP TRÊN ĐÀ GIÁO

Lắp đặt kết cấu nhịp bao gồm các công việc sau :

 Xây dựng đà giáo

 Lắp đặt cần cẩu

 Lắp đặt các bộ phận hoặc các thanh và liên kết các bộ phận hoặc các thanh

 Hạ kết cấu nhịp xuống gối

 Tháo dỡ cần cầu, đà giáo

2.2.1 XÂY DỰNG ĐÀ GIÁO

Đà giáo bao gồm móng, trụ và kết cấu phần trên, trường hợp đặc biệt có thể dùng đà giáo không có kết cấu phần trên, khi đó các trụ bố trí ngay dưới các tiết điểm và cần cẩu để lắp ráp ngay trên biên trên của dàn đang lắp

1 Móng

Móng có thể là móng cọc hoặc móng tạm bằng rọ đá, v v

 Móng cọc: Cọc có thể là cọc gỗ, cọc thép, cọc bê tông cốt thép Số lượng cọc và chiều sâu đóng cọc được xác định bằng tính toán, tuy vậy chiều sâu cọc không được dưới 3 m Trong trường hợp không đóng được cọc sâu hơn 3m thì phải đóng thêm cọc xiên hoặc làm thêm khung vây rồi bên trong bỏ đá để đảm bảo điều kiện ổn định Sau khi thi công xong cầu các cọc được nhổ lên vì vậy không nên đóng cọc quá sâu

Hình V-2.7:

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V - 36

 Móng tạm bằng rọ đá: Khi không thể tiến hành đóng được cọc thì có thể dùng móng kê bằng rọ đá, cũi đá v.v Khi làm móng kê diện tích cản nước sẽ lớn do vậy cần phải bảo đảm thoát nước tốt

và liên kết bằng bu lông Do trọng lượng bản thân các thanh vạn năng nhẹ (từ 8.5 đến 76.4 kg) nên có thể lắp ráp bằng tay Thông thường người ta lắp bằng tay thành từng phần rồi dùng cần cẩu lắp đặt vào vị trí và liên kết lại

Các trụ của đà giáo nên bố trí dưới các tiết điêm của dàn để cho dầm dọc của kết cấu nhịp của đà giáo không chịu uốn do trọng lượng dàn Theo chiều dọc cầu đỉnh trụ phải rộng để có thể kê chống nề đỡ các đầu thanh ở hai bên bản tiết điểm

3 Kết cấu phần trên của đà giáo:

Kết cấu phần trên cũng có thể bằng gỗ hoặc bằng thép

 Kết cấu nhịp bằng gỗ: Trên xà mũ của trụ bố trí các dầm dọc, các dầm dọc nên bố trí ngay trên đầu các cọc để tránh cho xà mũ khỏi chịu uốn Các dầm ngang ở dưới chồng nề có khoảng cách không nên vượt quá 0.4m, còn ở chỗ khác khoảng cách dầm ngang thường

từ 0.7m đến 1 m Nếu không dùng dầm ngang thì ván lát đặt ngay trên dầm dọc, khi đó

Hình V-2.8

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V - 38

2.2.2 LẮP RÁP KẾT CẤU NHỊP TRÊN ĐÀ GIÁO

Để lắp ráp cầu trên đà giáo cần thực hiện theo trình tự

Nội dung công tác chuẩn bị bao gồm :

 Nắn thẳng các thanh bị cong vênh trong quá trình vận chuyển đến công trườn Có thể nắn nguội hoặc nắn nóng

 Nắn nguội bằng vam và kích được sử dụng khi các thanh bị cong vênh ít Nắn nóng khi thanh, dầm bị cong vênh nhiều hơn mà nếu nắn nguội sẽ phát sinh vết nứt

 Làm sạch các thanh như cạo rỉ, tẩy ba via ở các lỗ đinh nếu có Khi liên kết bằng bu lông cường độ cao thì làm sạch bề mặt bằng phun cát, phun cát gang, nhưng chỉ tiến hành làm sạch ngay trước khi lắp để rỉ chưa kịp phát triển

 Đánh số các thanh, sắp xếp các thanh theo trình tự lắp ráp , nếu cần thì ghép gộp các thanh lắp liên tiếp nhau để tận dụng khả năng của cần cẩu và nâng cao tốc độ cầu lắp Thí

dụ đối với cầu dầm có thể ghép gộp một đoạn dầm chủ với các dầm ngang, liên kết dọc trong đoạn dầm chủ đó để cùng cầu một lần đưa ra vị trí lắp

2 Chuẩn bị mặt bằng, các thiết bị để lắp cầu:

Hình V-2.9

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

 Thu dọn các chướng ngại để để có mặt bằng rộng r•i bảo đảm cho việc lắp ráp thuận lợi

và nhanh chóng

3 Công tác lăp ráp:

Có thể áp dụng một trong các cách lắp sau:

a Lắp tuần tự: Trước hết lắp toàn bộ các thanh biên dưới , theo thứ tự từ khoang này sang

khoang khác và từ đầu dàn đến cuối dàn Sau đó lắp hệ liên kết dọc dưới rồi dầm ngang , dầm dọc của hệ mặt cầu, cuối cùng lắp các thanh đứng, thanh xiên rồi các thanh biên trên

Trong quá trình lắp đầu các thanh được liên kết tạm bằng bu lông và con lói Sau khi lắp xong toàn bộ , điều chỉnh chính xác cả trên mặt bằng và mặt đứng mới tán đinh hoặc lắp bu lông cường độ cao Lắp tuần tự dễ điều chỉnh nhưng năng suất thấp vì cần trục phải di chuyển đi lại nhiều trong quá trình lắp

Hình V-2.10

Chương 2: Lắp ráp kết cấu nhịp cầu thép

XDC-T.M.Phung, MEng-V - 40

b Lắp phân đoạn: Lắp khoang nào xong khoang ấy, rồi mới chuyển sang lắp khoang khác

Cách liên kết này cho phép tán đinh , bắt bu lông cường độ cao đồng thời với việc lắp , nhưng cần phải điều chỉnh thật chính xác vị trí của từng khoang Lắp theo phân đoạn có năng suất cao hơn do cần trục di chuyển một chiều từ khoang này sang khoang khác, tức là có hành trình hợp lý hơn Tuy nhiên cách lắp này rất khó đảm bảo chính xác độ vồng ngược của dàn

c Lắp hỗn hợp: Phương pháp này thường dùng hai cần cẩu , một cần cẩu làm nhiệm vụ lắp

phần dưới, một cần cẩu lắp phần trên, lắp xong khoang nào hay đoạn nào điều chỉnh chính xác và tiến hành tán đinh hoặc bắt bu lông cường độ cao ngay, vì vậy lắp theo phương pháp hỗn hợp có năng suất cao

Chú ý rằng dù lắp theo phương pháp nào thì trong quá trình lắp cũng phải luôn luôn kiểm tra

vị trí các thanh trên mặt bằng và trên trắc dọc sao cho bảo đảm đúng theo thiết kế Để điều chỉnh độ vồng ngược của dàn ta dùng các kích đặt dưới nút dàn Sau khi đã kích đúng cao độ dùng các nêm ở hai bên chèn chặt rồi mới tháo kích

2.2.3 HẠ KẾT CẤU NHỊP XUỐNG GỐI

Hạ kết cấu nhịp xuống gối thường tiến hành bằng các kích ở hai dầm ngang ở đầu Trên mỗi dầm ngang thường đặt hai kích; Sức nâng của các kích phải bằng 1.5 lần trọng lượng kết cấu nhịp Khi hạ xuống gối phải hạ thành nhiều đợt theo thiết kế Trong khi hạ dưới nút dàn ở trên trụ phải đặt chồng nề và nêm để bảo vệ, khoảng cách giữa nêm và nút giàn không được vượt quá 2cm đến 3cm

Hạ kết cấu nhịp xuống gối cố định trước, sau đó hạ xuống gối di động Vị trí và độ nghiêng của con lăn phải xác định theo nhiệt độ lúc hạ cầu để ở trạng thái nhiệt độ trung bình hàng năm, con lăn ở vị trí thẳng đứng Sau khi kết cấu nhịp Được hạ xuống cả hai gối, kiểm tra cẩn thận mới tháo kích và chồng nề bảo hiểm

2.2.4 ƯU KHUYẾT ĐIỂM & PHẠM VI ÁP DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP LẮP TRÊN