BÀI GIẢNG XÂY DỰNG CẦU

Đặc điểm về cầu thép: Kết cấu thép với các ưu điểm cơ bản về độ bền cao, tính ổn định và đồng nhất, trọng lượng bản thân nhỏ, dễ công nghiệp hóa chế tạo, cơ giới hóa vận chuyển, đảm bảo

BÀI GIẢNG XÂY

là chìa khóa cho các kỹ sư có thể

mở ra những cánh cửa mới trong

sự nghiệp làm cầu

Đặng Huy Khánh

Xây dựng cầu 2

CHƯƠNG I - XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP 6

1.1 Đặc điểm về cầu thép: 6

1.2 Gia công chế tạo cầu thép: 6

1.2.1 Vật liệu: 6

1.2.2 Các loại liên kết dùng trong gia công cấu kiện thép: 7

1.2.3 Chế tạo, lắp ráp kết cấu nhịp trong xưởng: 7

1.2.4 Sơn kết cấu nhịp cầu: 8

1.2.5 Đóng gói và vận chuyển kết cấu nhịp cầu thép: 9

1.3 Thi công kết cấu nhịp dầm thép: 10

1.3.1 Đặc điểm: 10

1.3.2 Lắp ráp kết cấu nhịp dầm trên bãi: 10

1.3.3 Thi công lắp đặt dầm thép bằng cần cẩu: 15

1.3.4 Biện pháp lao lắp kết cấu nhịp dầm thép: 19

1.3.5 Thi công kết cấu nhịp dầm theo biện pháp lắp ráp tại chỗ 25

1.3.6 Biện pháp sàng ngang dầm: 29

1.3.7 Thi công bản bêtông mặt cầu 30

1.3.8 Điều chỉnh nội lực trong dầm liên hợp thép - bản BTCT 35

1.4 Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép: 36

1.4.1 Đặc điểm chung: 36

1.4.2 Lắp ráp giàn thép trên mặt bằng: 36

1.4.3 Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lắp tại chỗ trên đà giáo hoặc trụ tạm: 40

1.4.4 Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lắp hẫng và bán hẫng: 41

1.4.5 Thi công giàn thép theo phương pháp lắp bán hẫng: 47

1.4.6 Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lao kéo dọc trên đường trượt: 49

1.4.7 Thi công kết cấu nhịp giàn thép theo biện pháp lao kéo dọc trên trụ đỡ nổi: 51

1.4.8 Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép theo biện pháp lao ngang: 54

1.4.9 Biện pháp hạ kết cấu nhịp cầu thép xuống gối: 54

CHƯƠNG II - XÂY DỰNG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP 56

2.1 Thi công kết cấu nhịp cầu dầm bê tông cốt thép lắp ghép: 56

2.1.1 Đặc điểm chung cầu dầm bê tông cốt thép: 56

2.1.2 Chế tạo dầm BTCT thường: 56

2.1.3 Chế tạo dầm BTCT dự ứng lực: 56

2.1.4 Biện pháp thi công kế cấu nhịp dầm bê tông cốt thép lắp ghép: 65

2.2 Thi công kết cấu nhịp bê tông cốt thép theo biện pháp lắp ghép phân đoạn: 74

2.2.1 Đặc điểm chung: 74

2.2.2 Đặc điểm công nghệ và ưu nhược điểm: 74

2.2.3 Chế tạo các đốt dầm: 74

2.2.4 Tổ chức thi công lắp hẫng và thiết bị lắp hẫng: 76

2.2.5 Mối nối các đốt dầm và thực hiện các mối nối: 79

2.3 Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo biện pháp đúc hẫng cân bằng: 79

2.3.1 Đặc điểm công nghệ đúc hẫng cân bằng: 79

2.3.2 Tổ chức thi công đúc hẫng cân bằng: 80

2.3.3 Công nghệ đúc hẫng: 82

2.3.4 Đúc tại chỗ đoạn nhịp biên trên đà giáo cố định: 91

2.3.5 Biện pháp đổ bê tông các đốt đúc hẫng: 93

2.3.6 Biện pháp hợp long nhịp biên: 94

2.3.7 Biện pháp hợp long nhịp giữa: 94

2.3.8 Quản lý hình học kết cấu nhịp trong thi công đúc hẫng: 94

2.3.9 Ảnh hưởng của biện pháp công nghệ đến phân bố nội lực trong kết cấu nhịp: 97

2.4 Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo công nghệ đúc đẩy: 97

2.4.1 Giới thiệu về công nghệ đúc đẩy: 97

2.4.2 Đặc điểm cấu tạo kết cấu nhịp: 98

2.4.3 Phạm vi áp dụng: 99

2.4.4 Biện pháp tổ chức thi công đúc đẩy kết cấu nhịp: 99

2.4.5 Công nghệ đúc đẩy: 101

2.5 Thi công kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép theo công nghệ đà giáo di động: 103

2.5.1 Đặc điểm công nghệ: 103

2.5.2 Các loại đà giáo di động: 104

2.5.3 Trình tự công nghệ: 106

2.5.4 Cấu tạo đà giáo di động: 107

2.5.5 Một số vấn đề liên quan đến công nghệ: 108

2.6 Thi công kết cấu nhịp cầu bằng biện pháp đúc tại chỗ trên đà giáo cố định: 109

2.6.1 Khái niệm: 109

2.6.2 Đúc tại chỗ cầu bản và cầu dầm trên đà giáo cố định: 109

CHƯƠNG 3 – XÂY DỰNG CẦU TREO VÀ CẦU DÂY VĂNG 118

3.1 Khái niệm về cầu treo và cầu dây văng: 118

3.2 Thi công kết cấu nhịp cầu treo: 118

3.2.1 Đặc điểm cấu tạo của cầu treo: 118

3.2.2 Thi công kết cấu nhịp cầu treo: 121

3.3 Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng 130

3.3.1 Giới thiệu, đặc điểm và cấu tạo: 130

3.3.2 Thi công kết cấu nhịp cầu dây văng: 133

CHƯƠNG 4 - HOÀN THIỆN VÀ TỔ CHỨC XÂY DỰNG CẦU 141

4.1 Công tác hoàn thiện cầu: 141

4.1.1 Khái niệm chung: 141

4.1.2 Các lớp phủ mặt cầu: 141

4.1.3 Thi công lớp bê tông bảo vệ: 143

4.1.4 Thi công lớp mặt đường bê tông Astphan: 143

4.1.5 Thi công vạch sơn giải phân cách: 144

4.1.6 Thi công khe co giãn: 144

4.1.7 Thi công hệ thống thoát nước trên mặt cầu: 147

4.1.8 Thi công hệ thống lan can, lề bộ hành: 148

4.1.9 Thi công hệ thống chiếu sáng trên cầu: 152

4.2 Tổ chức xây dựng công trình cầu 152

4.2.1 Đặc điểm công tác xây dựng cầu: 152

4.2.2 Những yêu cầu của công tác tổ chức xây dựng cầu: 153

4.2.3 Nguyên tắc tổ chức xây dựng cầu: 153

4.2.4 Mục đích và yêu cầu của thiết kế tổ chức thi công (TK TCTC): 154

4.2.5 Nội dung thiết kế tổ chức thi công: 154

4.2.6 Kế hoạch, tiến độ thi công: 156

4.2.7 Tổ chức công trường xây dựng cầu: 160

4.2.8 Tổ chức bảo hộ lao động: 164

4.2.9 Bảo vệ môi trường: 164

Học liệu:

 Tài liệu chính

[1] Bài giảng Xây dựng cầu 2,ThS Đặng Huy Khánh, Khoa Xây dựng, Trường ĐH Vinh [2] Giáo trính thi công cầu - Tập 2, tác giả ThS Chu Viết Bình (chủ biên), Nguyễn Mạnh, Nguyễn Văn Nhậm, Nhà xuất bản giao thông vận tải năm 2009

 Tài liệu tham khảo

[1] Tính toán thiết kế thi công cầu - Phạm Huy Chính - Nhà xuất bản Xây dựng - 2010 [2] Các công nghệ thi công cầu - PGS.TS Nguyễn Viết Trung - NCB Xây dựng - 2009 [3] Giáo trình thi công cầu - ThS Nguyễn Văn Nhậm - Trường ĐH GTVT, Hà Nội [4] Giáo trình thi công cầu thép, tác giả Lê Đình Tâm, Nguyễn Tiến Oanh, Nguyễn Trâm, Nhà xuất bản xây dựng 2004

[5] Thiết kế và xây dựng cầu dây văng đường bộ, tác giả KS Đinh Quốc Kim, Nhà xuất bản giao thông vận tải, 2008

[6] Thi công cầu bê tông cốt thép, tác giả Nguyễn Tiến Oanh - Nguyễn Trâm - Lê Đình Tâm, Nhà xuất bản xây dựng năm 2013

[7] Thiết kế cầu treo dây võng, tác giả PGS.TS Nguyễn Viết Trung (chủ biên), TS Hoàng

Hà, Nhà xuất bản xây dựng năm 2008

[8] Sổ tay thi công Cầu Cống, tác giả GS.TS Nguyễn Viết Trung (chủ biên), TS Lê Quang Hạnh, TS Đinh Công Tâm, Th.S Phạm Duy Anh, Th.S Trần Việt Hùng, Th.S Vũ Quang Trung, Nhà xuất bản giao thông vận tải năm 2010

[9] Tiêu chuẩn ngành 22TCN 272-05 "Thiết kế cầu"

[10] Tiêu chuẩn ngành 22TCN266-2000 "Cầu và cống - Quy phạm thi công và nghiệm thu"

[11] Các bộ Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN), các bộ tiêu chuẩn nước ngoài như ASTM, ASSHTO, JIS, có các quy định liên quan cụ thể đến nội dung từng bài học

[12] Nghiên cứu, tìm hiểu các thông tin thực tế qua Báo cáo tổng kết các công trình dự án

đã thực hiện trong và ngoài nước

CHƯƠNG I - XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU THÉP

*) Mục tiêu:

- Có kiến thức cơ bản và các yêu cầu cần thiết về kết cấu thép trong xây dựng cầu

- Nắm được các tính chất đặc thù và các biện pháp thi công chỉ đạo kết cấu nhịp cầu dầm, dàn thép

- Phát huy được các kỹ thuật, sáng tạo trong xử lý các tình huống thi công xây dựng cầu thép

- Đủ kiến thức và kỹ năng để triển khai thi công một công trình thực tế

1.1 Đặc điểm về cầu thép:

Kết cấu thép với các ưu điểm cơ bản về độ bền cao, tính ổn định và đồng nhất, trọng lượng bản thân nhỏ, dễ công nghiệp hóa chế tạo, cơ giới hóa vận chuyển, đảm bảo thi công nhanh, không cần giàn giáo, không chịu ảnh hưởng của địa chất, thủy văn và thời tiết nên các công trình bằng thép hoặc thép bê tông liên hợp đã có mặt từ rất sớm trong các công trình cầu đường phục vụ giao thông đi lại trên khắp thế giới Ở Việt Nam, những năm đầu thế kỷ 19 các công trình cầu đường được xây dựng chủ yếu bằng thép và vẫn đang được khai thác sử dụng cho đến ngày hôm nay

Một số loại kết cấu nhịp cầu thép đang sử dụng phổ biến hiện nay như: Cầu dầm thép đặc, dầm hộp thép, cầu giàn thép, cầu treo dây văng, dây võng, cầu cong, cầu vòm thép, trong đó các loại kết cấu nhịp có thể sử dụng là nhịp giản đơn hoặc liên tục

Một số nhược điểm của kết cấu thép như độ bền theo thời gian kém, yêu cầu công tác duy

tu bảo dưỡng thường xuyên, tốn kém chi phí phát sinh trong quá trình khai thác, chi phí đầu tư ban đầu đắt đỏ, đặc biệt khi ngành công nghiệp cơ khí phát triển, các mỏ quặng thép khan hiếm dần làm giảm sản lượng thép đưa vào xây dựng các công trình cầu đường Do đó, người ta ưu tiên thép để phục vụ xây dựng các cầu lớn, yêu cầu kỹ thuật-mỹ quan cao, đòi hỏi các tính chất đặc biệt mà các loại vật liệu khác không đáp ứng được Tuy nhiên, các công trình cầu bằng thép

và thép liên hợp bê tông sẽ vẫn còn đóng vai trò không nhỏ trong công cuộc xây dựng mạng lưới giao thông ở nước ta trong thời gian tới

1.2 Gia công chế tạo cầu thép:

1.2.1 Vật liệu:

Vật liệu trong cầu thép có thể là thép cán không chịu hàn ghép hoặc thép cán chịu hàn ghép Thép thường dùng trong xây dựng là loại thép cacbon thường có tính dẻo cao nhằm tránh đứt gãy đột ngột và thép hợp kim được bổ sung thêm một số thành phần nguyên tố kim loại nhằm cải thiện một số thuộc tính của thép như tăng cường độ, chống rỉ, chống ăn mòn

Vật liệu thép sử dụng để sản xuất cầu thép được chọn lựa trong bước thiết kế kỹ thuật, trong bước thi công sản xuất các cấu kiện cầu thép phải tuân thủ tuyệt đối Các thành phẩm thép công nghiệp xây dựng của các nhà máy cán thép chế tạo các dạng thép cơ bản như sau:

- Thép tấm 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 hoặc hơn tùy theo đơn đặt hàng

- Thép tấm rộng vạn năng chiều dài từ 5-18m, rộng từ 1,5-2,2m với độ thay đổi chiều rộng 10-30cm, chiều dày có thể lên tới 60mm

- Các loại thép cán định hình như thép góc đều hoặc lệch cạnh, thép chữ V, chữ I chữ H,

- Các loại thép tròn để chế tạo đinh tán, bu lông, con lăn

Khi nhập nguồn thép cần kiểm tra kỹ các thông tin xuất xứ của vật liệu thép theo đúng tiêu chuẩn quy định của công trình, về cơ bản thép cần phải có các thông tin cơ bản sau:

- Ca-ta-lô hoặc các chứng chỉ về phẩm chất của thép, nhà máy sản xuất,

- Phù hợp với chủng loại thép theo qui định trong thiết kế

- Không có khuyết tật ảnh hưởng đến việc gia công hoặc chất lượng của kết cấu thép

Để đảm bảo sử dụng đúng loại thép theo thiết kế cần phải xem xét mác thép phù hợp, có các loại ký hiệu thép theo các tiêu chuẩn khác nhau như sau:

- Tiêu chuẩn Việt Nam: thường ký hiệu là CT, sau chữ CT ghi giới hạn bền tối thiểu (VD: CT38 là thép có giới hạn bền tối thiểu 38KG/mm2 tương đương 380Mpa)

- Tiêu chuẩn Nhật Bản: thường ký hiệu SSxxx; SMxxx hay xxx là các số chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu tính bằng Mpa (VD: SS400 là thép cacbon thường có giới hạn bền 400Mpa)

1.2.2 Các loại liên kết dùng trong gia công cấu kiện thép:

Trong kết cấu thép các cấu kiện được nối với nhau bằng hai loại liên kết là: liên kết hàn

và liên kết đinh (bu lông, đinh tán)

1.1.2.1 Liên kết dạng đinh: (đinh tán, bu lông):

Liên kết đinh là cụm từ chung dùng để chỉ các loại liên kết có dạng thanh thép tròn xâu qua lỗ của các bộ phận cần liên kết Như vậy, đinh đại diện cho đinh tán, bu lông, bu lông cường

độ cao, chốt, …

Ưu điểm của liên kết dạng đinh là: Chịu tải trọng động tốt, thuận tiện cho việc tháo lắp Đặc biệt hiện nay trong các công trình cầu người ta sử dụng bu lông cường độ cao rất phổ biến Nhược điểm: Tốn vật liệu và tốn công chế tạo, gây ra hiện tượng giảm yếu tiết diện

1.2.2.2 Liên kết hàn:

Liên kết hàn là hình thức liên kết chủ yếu hiện nay trong kết cấu thép Ưu điểm của liên kết hàn là đơn giản về cấu tạo, thiết kế và thi công, ít chi tiết và không gây giảm yếu mặt cắt Thông thường, các cấu kiện thép được hàn nối trong nhà máy và được lắp ghép tại công trường bằng bu lông cường độ cao

Tuy nhiên, nhược điểm của liên kết hàn là thường gây ứng suất dư, đặc biệt trong những mối hàn lớn Ngoài ra, chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào công nghệ hàn và trình độ người thi công Các mối hàn được thiết kế với cường độ bằng cường độ thép cơ bản, trong đó, que hàn được quy định phù hợp với từng loại thép kết cấu

1.2.3 Chế tạo, lắp ráp kết cấu nhịp trong xưởng:

tự làm phẳng tấm hoặc thanh thép cần nắn

Sử dụng các loại công cụ như kim vạch, đột nguội, đột trung tâm, đột kiểm tra, đột vạch chỉ, thước đo, thước vuông để lấy dấu trên vật liệu thép cơ bản, có thể lấy dấu trực tiếp hoặc dán tiếp thông qua các bản mẫu, việc lấy dấu trực tiếp yêu cầu tay nghề công nhân chuyên nghiệp bậc cao

Gia công thép người ta sử dụng các loại thiết bị như dao cắt, cưa, khí cháy để cắt thép kết hợp với phay, bào hoàn thiện các chi tiết trước khi lắp ghép thành các cấu kiện thép

Sử dụng các loại khoan, đục, khí đốt để gia công tạo lỗ liên kết các chi tiết thép tạo thành từng cấu kiện riêng

1.2.3.2 Lắp ráp kết cấu nhịp trong xưởng:

Trước khi lắp kết cấu nhịp hoàn chỉnh trên công trường, đối với các loại cầu nhỏ và cầu

trong xưởng có thể không thực hiện được, thay vào đó người ta lắp ráp các cụm cấu kiện lớn,

có tính đặc thù cao để tiến hành kiểm tra, nghiệm thu trước khi xuất xưởng Các yêu cầu cơ bản của việc lắp ráp thử kết cấu nhịp trong xưởng gồm:

- Việc lắp ráp thử phải tuân thủ bản vẽ thiết kế tổng thể kèm theo trình tự lắp ráp thử đã được chấp thuận

- Chỉ tiến hành lắp ráp thử khi đã kết thúc toàn bộ quá trình gia công chế tạo các chi tiết kết cấu, cụm kết cấu

- Chuẩn bị mặt bằng lắp thử kết cấu nhịp, đặt chồng nề kê đỡ, làm đường vận chuyển cung cấp cấu kiện, lắp đặt máy cẩu, đà giáo, thiết bị thi công, các công việc này phải được hoàn thành trước khi tiến hành lắp thử Cần đảm bảo chồng nề đặt trên nền cứng và kê cao trên 70cm để kết cấu không bị võng lún trong quá trình lắp ráp

- Đường tim định vị các thanh dầm cần cho lắp thử được vạch trên các chồng nề kê đỡ Việc bố trí các tim mốc định vị này phải theo đúng yêu cầu của công tác đo đạc trong thi công

- Khi lắp ráp thử, số lõi và bu lông thi công phải đủ số lượng theo tính toán căn cứ và phương pháp lắp và vị trí các điểm kê đỡ, nhưng không được ít hơn 25% tổng số lỗ ở bản nút liên kết các thanh dầm chính và không ít hơn 15% tổng số lỗ ở mối nối liên kết bản bụng dầm đặc, trong đó số lõi phải có không ít hơn 5% số này Dung sai chênh lệch giữa lõi và lỗ lõi là -0,1mm, +0mm

- Dùng kích nhỏ hoặc vam để tạo lực cần thiết xê dịch các chi tiết lại với nhau cho trúng

lỗ, nhằm tránh các hư hại các lỗ bu lông khi phải dùng lõi đóng mạnh

- Tiến hành đo đạc, kiểm tra, nghiệm thu kích thước tổng thể, độ vồng xây dựng, độ chính xác các cấu kiện theo quy định

1.2.4 Sơn kết cấu nhịp cầu:

Độ bền của cấu kiện và kết cấu nhịp cầu thép khi thi công và trong quá trình sử dụng phụ thuộc rất nhiều vào bề mặt sơn phủ để bảo vệ cấu kiện khỏi các tác động của môi trường Các cấu kiện được sơn 1 lớp sơn lót chống gỉ và các lớp sơn màu với màu sắc phụ thuộc yêu cầu của chủ đầu tư Thông thường lớp sơn ngoài cùng được sơn ngay tại xưởng và có các giải pháp đảm bảo không xây xước khi vận chuyển đến lắp ráp tại công trường, riêng đối với các cầu nhỏ hoặc cầu giao thông nông thôn có thể tiến hành sơn ngay tại công trường sau khi lắp ráp kết cấu nhịp hoàn chỉnh nếu đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đề ra

Trong mọi trường hợp đều phải có sơn lót và sơn phủ ngoài cùng

- Bộ sơn bảo vệ cần phải đạt các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Màng sơn phải có tính cách ly cao

+ Sơn lót phải có độ dính bám trên mặt thép cao

+ Sơn phủ phải phù hợp với sơn lót và phù hợp giữa các lớp phủ và có độ dính bám cao với lớp trong, chịu được tác động của thời tiết và bền màu

+ Bộ sơn phải tạo thành màng phủ có đủ chiều dày và bọc kín bề mặt thép, ngoài ra còn chịu được axit, khí CO2 và một số hóa chất khác

+ Thời hạn bảo vệ mặt thép phải đạt trên 4 năm (hoặc quy định khác theo tiêu chuẩn riêng của công trình)

- Bộ sơn bảo vệ cầu thép phải đạt các tính năng vật lý và cơ học như quy định trong Mục 7.1 của Tiêu chuẩn TCVN8789-2011 “Sơn bảo vệ kết cấu thép-yêu cầu kỹ thuật và phương

pháp thử”

1.2.3.2 Kiểm tra bề mặt sơn:

- Phải làm sạch bề mặt cần sơn bằng phun cát, phun hạt gang, bàn chải điện và các dụng

cụ cơ giới hóa khác, chỉ cho phép làm bằng tay khi khối lượng công tác ít

- Chỉ được làm sạch bề mặt bằng phương pháp hơ nóng hoặc hoá học khi có sự đồng ý của cơ quan chủ quản Khi hơ nóng không để cho thép bị đốt nóng, khi dùng phương pháp hoá học phải loại trừ hoàn toàn lớp phản ứng ở trên bề mặt

- Phải làm sạch bề mặt ngay trước khi sơn để tránh bẩn lại Nếu điều kiện nào đó mà sau khi làm sạch bề mặt không sơn lót ngay trong cùng ngày cần bôi một lớp dầu sơn lên bề mặt đã gia công Nếu để cách quá 3 ngày đêm thì phải cạo gỉ làm sạch lại

- Khi làm sạch bề mặt cho phép để lại các bộ phận có lớp sơn cũ còn tốt nghĩa là khi lớp sơn đó không có các hư hỏng sau:

+ Các vết rạn nứt trên mặt xuyên suốt bề dày của lớp sơn đến bề mặt thép

+ Gỉ thép nổi lên trên mặt lớp sơn

+ Có gỉ dưới lớp sơn hoặc lớp sơn bị rộp lên

+ Lớp sơn cũ bị dòn và dễ vụn

+ Lớp sơn cũ dính bám vào thép không tốt

1.2.3.3 Phương pháp sơn:

- Nên dùng máy xì sơn để sơn kết cấu Chỉ sơn bằng tay nếu khối lượng công tác ít hoặc

có nhiều bộ phận tiết diện nhỏ khi đó sơn theo phương pháp cơ giới sẽ hao phí sơn nhiều

- Phải sơn thành từng lớp mỏng, đều, không để sót Qua lớp sơn phủ không được nhìn thấy bề mặt thép, lớp sơn lót và lớp sơn trước Trước khi sơn lót bề mặt kim loại phải được lau khô Chỉ sơn lớp sau khi lớp trước đã khô (không dính)

- Sau khi lớp sơn lót đã khô lấy bột dẻo trát và miết mặt cho phẳng các chỗ lõm và các khe nhỏ của kết cấu

- Khi dùng máy sơn xì bằng hơi ép không khí phải được lọc sạch dầu bằng cách cho qua

bộ phận lọc khí Trước khi cho sơn vào bình phải lọc sơn qua sàng 1.600 lỗ trên 1cm2 và phải khuấy kỹ sơn trong bình theo đúng chu kỳ

- Khi sơn máy cần phải di động mỏ sì một cách điều hòa, khoảng cách đến bề mặt cần sơn khoảng 260mm đến 360mm và thẳng góc với bề mặt sơn Khi đưa mỏ xì từ giải này sang giải khác phải đóng mỏ lại

- Không được phép sơn khi trời mưa, trời có sương mù hoặc khi nhiệt độ không khí thấp hơn 10 C

- Nhiệt độ của sơn không được chênh lệch nhiều với nhiệt độ bề mặt cần sơn, do vậy trước khi sơn nên để sơn đã pha một thời gian ngoài trời bên cạnh bề mặt cần sơn

- Trước khi sơn phải nghiệm thu chất lượng làm sạch bề mặt, đặc biệt chú ý kiểm tra các chỗ khe hẹp khó làm sạch

- Phải kiểm tra và nghiệm thu sau khi mỗi lớp sơn đã khô Trước khi sơn lớp sơn phủ thứ nhất phải nghiệm thu chất lượng làm nhẵn bề mặt Một đến hai ngày đêm sau khi sơn lớp cuối cùng phải kiểm tra và nghiệm thu toàn bộ công tác sơn

- Phương pháp thử nghiệm chất lượng sơn xem trong Tiêu chuẩn sơn dùng cho cầu thép

và kết cấu thép (TCVN8789-2011) Hiện tại ngoài phương pháp sơn để bảo vệ cầu thép còn có các phương pháp khác như mạ kẽm v.v

1.2.5 Đóng gói và vận chuyển kết cấu nhịp cầu thép:

Kết cấu nhịp và các chi tiết cầu thép sau khi gia công lắp đặt xong trong công xưởng, đã được các bên có liên quan nghiệm thu chất lượng cần tiến hành phân loại, đóng gói và vận

cấu đã gia công lắp đặt hoàn chỉnh trong xưởng cần tuân thủ theo đúng thiết kế, và trình tự lắp ráp kết cấu nhịp tại công trường Kiểm tra phương thức vận chuyển, cung đường vận chuyển

để có giải pháp vận chuyển và phân chia cấu kiện hợp lý Về cơ bản công tác đóng gói vận chuyển kết cấu nhịp cầu thép phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Tất cả cấu kiện thép sau khi sơn xong phải được đánh dấu mã hiệu theo đúng bản vẽ thiết kế Dấu mã hiệu phải ghi ở đầu thanh, ngoài vị trí mối nối lắp ráp, trường hợp cần thiết có thể bổ sung mã hiệu nhưng sau đó phải ghi vào hồ sơ hoàn công Trên những chi tiết không được phép sơn phải dùng thẻ nhãn ghi mã hiệu và buộc vào chi tiết

- Các cấu kiện nhỏ phải được đóng gói trong hòm gỗ, hoặc cùm lại bằng bu lông, thép góc, v.v tùy thuộc điều kiện vật liệu và yêu cầu của Chủ đầu tư

- Tập kết các chi tiết ở kho cần phải:

+ Phân loại theo hạng mục công trình, theo chủng loại mác thép, và thứ tự lắp ráp + Kiểm tra lại, nếu có hư hỏng phải sửa chữa

+ Đánh dấu điểm móc cẩu để tránh bị biến dạng kết cấu

+ Đảm bảo chắc chắn trên các tấm hoặc bệ kê lót, khoảng cách giữa các tấm kê lót phải đảm bảo không gây biến dạng dư cho kết cấu Trong các đống xếp nhiều tầng, giữa các cấu kiện phải dùng các tấm vật liệu thích hợp để ngăn kê theo tầng và theo phương đứng

+ Các chi tiết thép có dạng uốn phải được bảo quản ở vị trí đứng

+ Đặt cấu kiện ở xa mặt đất

+ Kê xếp sao cho dễ thoát nước mặt và thông gió

- Đối với các cấu kiện dễ bị hư hại trong khi vận chuyển thì phải đóng gói cẩn thận và có giải pháp đảm bảo chắc chắn trước khi vận chuyển

- Việc phân gói cấu kiện cần đảm bảo các nguyên tắc:

+ Chặt chẽ khi xếp kho và vận chuyển

+ Trọng lượng phù hợp với thiết bị cẩu chuyển và phương tiện vận chuyển đồng thời phù hợp yêu cầu tiêu chuẩn kết cấu công trình

- Hoàn chỉnh các hồ sơ hoàn công, tài liệu, nhật ký gia công lắp ráp, các bản vẽ chi tiết, kèm theo cấu kiện khi xuất xưởng phục vụ công tác kiểm tra, kiểm định theo đúng quy định

1.3 Thi công kết cấu nhịp dầm thép:

1.3.1 Đặc điểm:

Kết cấu nhịp cầu dầm thép là một trong những kết cấu cầu thép được sử dụng khá rộng rãi trong các công trình giao thông do tính chất cấu tạo đơn giản, dễ sản xuất và thi công lắp dựng Do khả năng vượt nhịp trên chi phí đầu tư là khá lớn, công tác bảo dưỡng tốn kém nên cầu dầm thép thường sử dụng trong các công trình cầu nhỏ, cầu cạn trong thành phố Ngày nay

sử dụng phổ biến là các dạng dầm thép đặc, dầm hộp thép hoặc dầm thép chữ U Trình tự thi công chủ đạo đối với loại kết cấu nhịp dầm thép như sau:

B1: Sản xuất các bộ phận của kết cấu nhịp cầu thép trong xưởng

B2: Lắp đặt các bộ phận thành kết cấu tại công trường hoặc trong xưởng

B3: Vận chuyển, lắp đặt kết cấu nhịp lên mố - trụ cầu

B4: Hoàn thiện các liên kết ngang dọc và kết cấu mặt cầu

B5: Sơn hoặc sửa chữa thẩm mỹ dầm thép đặc và hoàn thiện cầu đưa vào sử dụng B6: Lập kế hoạch và tiến hành duy tu bảo dưỡng cầu thường xuyên

1.3.2 Lắp ráp kết cấu nhịp dầm trên bãi:

1.3.2.1 Lựa chọn vị trí lắp và kích thước bãi lắp dầm:

- Vị trí bãi lắp dầm được bố trí ngay trên nền đường đắp đầu cầu, hoặc khu vực dưới chân cầu phụ thuộc vào phương pháp thi công kết cấu nhịp sau này

 Nếu thi công kết cấu nhịp theo phương pháp lao dọc bằng cần cẩu ta chọn vị trí lắp dầm ngay trên đường đầu cầu với cao độ thiết kế của nền đường đầu cầu sau này

 Nếu thi công kết cấu nhịp theo phương pháp cẩu ngang thì bãi lắp được bố trí tại khu vực bãi dưới chân của nền đường đắp đầu cầu hoặc tại một bãi sông gần đó với cao độ bằng với cao độ của bãi sông để tạo điều kiện thuận lợi trong việc vận chuyển kết cấu nhịp ra vị trí đứng của cần cẩu

 Nếu lao dầm lên nhịp theo phương pháp lao kéo dọc trên hệ đường trượt con lăn thì bãi lắp đầu cầu được bố trí tại nền đắp đầu cầu với cao độ bãi bằng với cao độ của xà mũ mố để tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình kích kéo kết cấu nhịp Sau khi thi công xong kết cấu nhịp thì mới tiến hành đổ bê tông phần tường đỉnh của

mố

- Kích thước của bãi lắp kết cấu nhịp:

Kích thước bãi lắp kết cấu nhịp, tùy theo tình hình thực tế để tính toán làm sao đảm bảo

đủ không gian để lắp đặt kết cấu nhịp dầm thép theo các biện pháp thi công sau này cộng với không gian hoạt động và đường di chuyển của thiết bị cẩu lắp cấu kiện dầm và không gian để làm việc của công nhân

Theo đó, sơ bộ kích thước bãi lắp kết cấu nhịp có thể tham khảo như sau:

 Chiều dài bãi: L = Lnhịp + Lmui dẫn + 5 (m)

Trong đó:

 Lnhịp: là chiều dài kết cấu nhịp lớn nhất trong trường hợp lắp dọc kết cấu nhịp bằng cần cẩu hoặc là tổng chiều dài của 2-3 nhịp trong trường hợp lao dọc có mui dẫn

 Lmui dẫn: là chiều dài của mui dẫn trong trường hợp lao kéo dọc kết cấu nhịp hoặc không tính chiều dài này trong trường hợp lắp dọc kết cấu nhịp bằng cần cẩu

 5m: là chiều rộng hoạt động tiêu chuẩn của cần cầu

 Chiều rộng bãi: B = Bnhịp + Bcẩu + Bcông vụ

Trong đó:

 Bnhịp: là bề rộng phủ bì của cụm dầm lớn nhất Thông thường trong quá trình thi công để đảm bảo ổn định trong quá trình lao kéo ta thường ghép thành các cụm dầm, mỗi cụm từ 23 dầm bằng hệ liên kết ngang

 Bcẩu: bề rộng đường di chuyển của cần cẩu khi lắp ráp nhịp, thường là 3,5m

 Bcông vụ: bề rộng đường phục vụ thi công, thường là 1m

Trong trường hợp nền đường đầu cầu không đủ bề rộng yêu cầu của bãi thì ta sẽ phải tiến hành đắp thêm sang một hoặc sang cả hai bên Các dầm được liên kết thành cụm, tối thiểu là 2 dầm và tối đa tuỳ thuộc vào trọng lượng cẩu

1.3.2.2 Các yêu cầu đối với bãi lắp kết cấu nhịp:

- Yêu cầu về cấu tạo kết cấu bề mặt của bãi

 Nền đường đầu cầu và mặt của bãi lắp dầm phải được đầm kỹ, tạo dốc và thoát nước ngang tốt

 Trên bề mặt bãi phải được rải đá dăm để tạo phẳng và phân phối đều áp lực xuống nền đường

 Mặt đường di chuyển của cần cẩu phải được rải cấp phối chống lầy lội khi gặp thời tiết xấu

Hình 1.1.Cấu tạo các loại chồng nề

 Cần cẩu 1625 tấn

 Kích răng 35 tấn, kích thuỷ lực 10  20 tấn

 Chồng nề, tà vẹt, gỗ kê đệm khi cần thiết

 Các dụng cụ cầm tay phục vụ cho quá trình thực hiện liên kết đinh tán hoặc bu lông như: búa, cờ lê, khoan tay

 Máy hàn điện

1.3.2.3 Trình tự và phương pháp lắp ráp kết cấu nhịp:

- Trình tự lắp ráp kết cấu nhịp

 Chế tạo các bộ phận của kết cấu trong nhà máy và vận chuyển đến công trường

 Tiến hành đo, đánh dấu vị trí tim các dầm và vị trí mối nối

 Dùng cần cẩu cẩu các đoạn dầm đặt lên chồng nề

 Gá tạm một số thanh liên kết ngang giữa các đoạn dầm để chống lật

 Lắp gá tạm mối nối, hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang

 Thực hiện nối ghép hoàn chỉnh tại vị trí mối nối

- Dầm được chia thành từng đoạn để vận chuyển, các đoạn này nối lại với nhau bằng mối nối công trường đồng thời là mối nối tạo vồng Những đoạn dầm trong cùng một cụm được cẩu đặt lên tất cả các điểm kê chồng nề

 Mỗi một đầu đoạn dầm kê lên một chồng nề

 Chồng nề tà vẹt có chiều cao 5070cm và đặt tránh ra ngoài không được nằm trong phạm vi mối nối, đồng thời tạo khoảng trống giữa hai chồng nề là 70cm để

có thể kích và thao tác lắp ráp mối nối

 Khi đặt lên chồng nề cần phải giữ ổn định bằng cách lắp tạm một số thanh liên kết ngang giữa các dầm trong cụm

 Các loại chồng nề:

 Chồng nề tà vẹt gỗ: Dùng các thanh tà vẹt gỗ xếp từng lớp ngang, dọc kê lên nhau và cố định bằng các đinh đỉa

 Chồng nề thép: các đoạn thép chữ I bó từng đôi một xếp chồng “cũi lợn”

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết bu lông tinh chế:

Gá lắp các bản vào mối nối: lắp các bản nối cánh dưới trước, lắp vào một đầu dầm đặt nằm ngang trước và chốt tạm bằng các con lõi hình trụ, để lắp vào đầu kia dùng con lõi hình côn đóng kết hợp kích hoặc hạ thấp điểm kê tại gối (nếu cần) sẽ có tác dụng kéo cho các lỗ đinh

ở trên cánh dầm và trên bản nối so trùng khớp vào với nhau Khi các lỗ đinh đã trùng khớp, dùng các con lõi hình trụ chốt lại Tiếp đó lắp bản nối bụng Cuối cùng lắp bản cá trên và chốt lại bằng các con lõi

Hình 1.2 Kê chồng nề lắp ráp dầm thép

 Dùng con lõi hình côn đóng để làm trùng khớp các lỗ đinh

 Chốt tạm (chống cắt) bằng các con lõi hình trụ Số lượng 25% số lỗ đinh trong mỗi phía của mối nối

 Dùng bu lông thi công xiết ép chặt khít các bản thép trong liên kết Số lượng bu lông thi công chiếm 40% số lượng con lói

 Thực hiện liên kết chính thức, tháo dần

các bu lông thi công và con lói nhưng phải

bảo đảm số con lói không được nhỏ hơn

25% số lỗ đinh còn lại chưa tán đinh hoặc

lắp bu lông CĐC

Loại a- Con lói hình côn, làm bằng thép mềm

CT2 Đường kính chỗ lớn nhất =  lỗ+2mm

Loại b- Con lói hình côn làm bằng thép cứng

CT5 Đường kính thân lói nhỏ hơn đường

kính lỗ đinh một chút và bằng  lỗ - 0,2mm

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết hàn

 Trên bản cánh ở mỗi đầu mối nối bố trí

các tai định vị Các tai này nằm ngang chìa

ra hai bên hoặc thẳng đứng vuông góc với

cánh dầm

 Các tai định vị có khoan lỗ để liên kết

 Dùng bản nối có khoan lỗ để liên kết các tai định vị ở hai phía mối nối lại với nhau bằng chốt lói và bu lông thi công

 Cặp bộ gá tăng cường cho sườn dầm chống ứng suất nhiệt trong khi hàn

 Sau khi thực hiện xong mối hàn, tháo bỏ liên kết gá tạm

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết đinh tán:

 Đinh tán làm bằng thép CT2 Đường kính d= lỗ-1mm Đinh được tạo sẵn một

mũ hình chỏm cầu Chiều dài thân đinh còn lại được tính toán sao cho khi tán đầu

Hình 1.3.Cấu tạo các loại con lõi

(mm), với : chiều dày các bản tệp bản thép tán ép với nhau

 Các đinh được nung ở 100011000 C, dùng kìm gắp lắp vào lỗ đinh, phía mũ đinh

có cối giữ, đầu chưa có mũ được dập bằng búa hơi ép, mặt búa có khuôn hình chỏm cầu

 Mối nối được gá lắp và bó chặt bằng bu lông thi công, tán đến đâu tháo bỏ bu lông

bó và lói đến đó, đảm bảo số lượng con lói không nhỏ hơn 25% số lỗ đinh còn lại

- Phương pháp lắp ráp bằng liên kết bu lông cường độ cao:

 Liên kết bu lông cường độ cao làm việc nhờ ma sát giữa hai mặt bản thép tiếp xúc với nhau Do đó, công tác vệ sinh bề mặt tiếp xúc giữa hai cấu kiện rất quan trọng

Có nhiều phương pháp để tẩy sạch bề mặt tiếp xúc trước khi lắp ráp như: phun cát, phun hạt gang, sơn mạ kẽm hoặc keo ma sát, ngọn lửa, chổi sắt Phải tiến hành kiểm tra chặt chẽ bề mặt tiếp xúc trước khi lắp ráp

 Sự làm việc của liên kết với một bulông trong liên kết ma sát cho một mặt tiếp xúc xác định theo công thức: T = k.m.N.f, trong đó:

 T: lựa ma sát do bu lông cương độ cao tạo ra trong liên kết

 f: hệ số ma sát, được xác định tùy thuộc vào phương pháp vệ sinh bề mặt tiếp xúc (tra bảng 2 Tiêu chuẩn 22TCN 24-1984)

 k: hệ số đồng nhất, được xác định tùy thuộc vào phương pháp vệ sinh bề mặt tiếp xúc (tra bảng 3 Tiêu chuẩn 22TCN 24-1984)

 m: hệ số điều kiện làm việc, lấy m=1 trong thi công và m = 0,95 trong thiết

kế để tính từ biến và tự chùng ứng suất trọng khai thác

 N: lực căng trong bu lông cường độ cao

Có nhiều phương pháp siết bu lông để tạo ứng lực N trước, trên thực tế ta hay dùng phổ biến phương pháp Cờ lê lực (loại cờ lê có đồng hồ đo lực, mô men xoắn được xác định như sau:

Mx = N.d.k Trong đó:

 d - đường kính thân bulông (mm)

 k - hệ số mômen xoắn, k được quyết định trong thiết kế cho từng loại bulông và phương pháp bôi trơn Có thể xác định hệ số k theo thực nghiệm, thông thường k = 0,17

 N - lực căng trong thân bulông (tấn)

 Mối nối ghép đã được bó chặt bằng lói và bu lông thi công, tiết hành kiểm tra, lắp ráp bu lông cường độ cao theo trình tự sau:

 Tiến hành lắp cụm trước khi lắp vào kết cấu nhịp

 Các lỗ đinh của tập bản phải đồng tâm Định vị bằng các con lói thi công

 Lắp đủ số bulông đảm bảo sự làm việc của liên kết theo từng giai đoạn chịu lực của quá trình thi công và dùng cờ-lê lực xiết tới trị số từ 50% đến 90% lực căng tiêu chuẩn Kiểm tra kích thước và độ khép kín của tập bản nếu đạt yêu cầu tiến hành trám kín các khe ghép ở liên kết

 Xiết chặt số lượng bulông này đến đúng lực căng tiêu chuẩn Đầu tiên dùng cờ-lê gió để xiết bulông nhưng sau đó phải dùng cờ-lê lực có bộ phận chỉ thị chính xác để xiết lại kiểm tra Xiết từ từ không giật cục, sau khi xiết xong bulông phải được đánh dấu bằng sơn để tránh nhầm lẫn

 Lắp các bulông vào các lỗ còn trống và xiết ngay đến lực căng tiêu chuẩn

 Rút từng con lói thi công và thay bằng bulông, thay đến đâu xiết đến lực

căng tiêu chuẩn đến đó

 Để tránh cong bản thép thì xiết bu lông từ giữa đám đinh dồn ra hoặc xoắn ốc từ trong ra ngoài, đảm bảo các bu lông ngoài cùng được xiết cuối cùng

 Luôn phải kiểm tra hình dạng và kích thước của kết cấu sau khi đã lắp ráp Sai số phải nằm trong quy định như trong Phụ lục 1 và Phụ lục 4 của Quy trình thi công

và nghiệm thu dầm cầu thép liên kết bằng bulông cường độ cao

1.3.3 Thi công lắp đặt dầm thép bằng cần cẩu:

1.3.3.1 Lựa chọn cần cẩu

Hình 1.4 Lựa chọn cần cẩu

- Cần cẩu sử dụng trong quá trình cẩu dọc kết cấu nhịp phải đảm bảo các điều kiện sau:

 Sức nâng của cần cẩu phải lớn hơn trọng lượng của cụm dầm lớn nhất:

Q > Pmax

 Tầm với L (m): Phải đảm bảo cần cầu có thể lấy được cụm dầm và đặt lên nhịp an toàn

 Chiều cao tối đa của móc cẩu H (m)

- Xác định tầm với của cẩu: Căn cứ vào vị trí đứng của cần cẩu để xác định được khoảng cách từ vị trí cẩu đến điểm lấy dầm và điểm đặt dầm lên nhịp Lấy giá trị lớn nhất trong hai khoảng cách này đó chính là tầm với của cần cẩu L (m)

- Xác định sức nâng của cẩu: Từ giá trị tầm với L đã chọn => tra đường đặc tính tương ứng với từng loại cẩu để chọn sức nâng của cẩu

Q > Pmax

1.3.3.2 Treo dầm lên cần cẩu

- Đối với kết cấu nhịp có trọng lượng lớn, thiết kế riêng tai cẩu để móc cáp

- Đối với trọng lượng nhịp không lớn (khoảng ≤ 40 T ) buộc cáp vào vị trí hai dầm kích đầu nhịp

- Cách buộc cáp vào dầm ngang kích

 Dùng dây số 8 hoặc đây vạn năng để làm quai xách tại hai dầm ngang kích

 Đệm gỗ vào những chỗ dây cáp tì vào thép dầm

 Dùng ma ní hãm các nhánh cáp ép chặt vào dầm ngang

- Dây cáp treo được chọn phụ thuộc vào sức căng của dây



sin 2

P

S 

- Biện pháp treo cụm dầm lên cẩu

Buộc sai Buộc đúng Ma ní

Hình 1.5 Treo cụm dầm

1.3.3.3 Lắp đặt bằng cẩu dọc:

- Đặc điểm:

 Tiến độ thi công nhanh chóng rút ngắn thời gian thi công, tính kinh tế cao

 Đảm bảo liên kết giữa các đoạn và các cụm dầm tốt do quá trình lắp ráp được tiến hành tại bãi lắp đầu cầu

 Không phải xây dựng hệ đà giáo trụ tạm

 Tốn chi phí lắp dựng bãi lắp đầu cầu

- Phạm vi áp dụng:

 Cần cẩu phải có đủ sức nâng cần thiết

 Có vị trí đứng cho cần cẩu để lấy các cụm dầm và đặt lên nhịp

 Khi thi công kết cấu nhịp giản đơn

- Tổ chức thi công:

 Lắp ghép các cụm dầm trên bãi lắp đầu cầu

 Lắp dựng hệ thống đường ray di chuyển

 Di chuyển các cụm dầm đến vị trí đứng bên cạnh cần cẩu Không được đặt các cụm dầm ở phía sau cần cẩu vì trong quá trình thi công cần cẩu chỉ có thể quay được một góc tối đa là 150o Như vậy, ta phải giành chỗ đứng cho cần cẩu nên chỉ

có thể lắp từng cụm dầm, sau khi đặt lên nhịp mới tiến hành lắp cụm tiếp theo

 Cần cẩu đứng trên đỉnh mố, mép dải xích hoặc mép chân đế của chân cần cẩu chống cách tường đỉnh 1m và quay cần lấy cụm dầm rồi đặt lên nhịp

 Tiến hành lắp cụm dầm gần vị trí cẩu trước, cụm ở xa lắp đặt sau Trước tiên đặt dầm lên các chồng nề Kích, sàng điều chỉnh cho từng cụm dầm đứng đúng vị trí trên gối

 Thực hiện liên kết ngang và các liên kết dọc (nếu có) giữa các cụm dầm trước khi

hạ xuống gối cầu

 Kích, tháo bỏ chồng nề Hạ kết cấu nhịp xuống gối cố định trước sau đó hạ xuống gối di động Khi đặt gối di động cần dự trù biến dạng của dầm do chênh lệch nhiệt

độ tại thời điểm lắp gối với nhiệt độ trung bình trong năm

- Trình tự lắp đặt các nhịp tiếp theo

 Làm đường goòng nối từ bãi lắp dầm ra hết nhịp 1

 Làm mặt đường tạm cho cần cẩu di chuyển từ nền lên đứng được trên nhịp 1

 Cụm dầm sau khi lắp ráp trên bãi dùng cần cẩu đặt lên hai xe rùa và đẩy ra đứng trên nhịp 1

 Di chuyển cần cẩu lên nhịp 1 và đứng ở vị trí thoả mãn với yêu cầu tầm với khi cẩu đặt nhịp xa nhất

 Cẩu cụm dầm đặt lên các chồng nề kê trên hai đỉnh trụ

 Thực hiện tương tự cho những cụm dầm còn lại

 Điều chỉnh vị trí và thực hiện liên kết giữa các cụm dầm

 Hạ kết cấu nhịp xuống gối

 Tiếp tục lắp các nhịp sau theo biện pháp tương tự

- Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu:

 Di chuyển cần cẩu ra khỏi vị trí nhịp

 Tháo bỏ kết cấu đường goòng

 Bố trí các neo liên kết (nếu có)

 Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông mặt cầu

 Tháo dỡ ván khuôn

 Tháo dỡ hệ thống đường ray, tà vẹt chồng nề tại bãi lắp đầu cầu

 Hoàn thiện cầu và nền đường đầu cầu

1.3.3.4 Lắp đặt bằng cẩu ngang:

- Đặc điểm:

 Tiến độ thi công nhanh, có thể vừa lắp dầm vừa thi công bản mặt cầu

 Các cụm dầm được vận chuyển ra đứng ngay trước vị trí cần cẩu đồng thời cần cẩu đứng ở vị trí giữa nhịp do đó giảm được tầm với và sức nâng của cẩu

 Giảm được chi phí làm mặt cầu tạm cho sự di chuyển của cẩu trên các nhịp đã lắp Tuy nhiên, lại phải làm đường di chuyển cho cẩu và cho xe goòng vận chuyển các cụm dầm trong khu vực bãi sông

 Khó khăn hơn biện pháp cẩu dọc: cần cẩu phải với cao, tập kết dầm đến vị trí cần

 Phụ thuộc vào địa hình bãi sông, chế độ thuỷ văn trên sông

 Lắp những nhịp khẩu độ nhỏ, dùng cần cẩu thông dụng tự hành hoặc đặt trên hệ nổi có sức nâng vừa phải

 Hoặc áp dụng để lắp đặt nhịp có trọng lượng lớn, bao gồm cả hệ mặt cầu đã hoàn chỉnh, dùng cần cẩu nổi có trọng tải hàng ngàn tấn

- Áp dụng:

 Cầu có nhiều nhịp, các nhịp là nhịp giản đơn

 Khi thi công các nhịp dẫn trong phạm vi bãi sông cạn và điểu kiện địa chất tương đối tốt đồng thời không bị ngập nước để cần cẩu có thể đứng được trên bãi

 Khi cần giảm ngắn tầm với để tăng sức nâng của cần cẩu

 Có thể tập kết các cụm dầm đã lắp đến vị trí đứng của cần cẩu

- Tổ chức thi công trên cạn

 Tiến hành bóc bỏ lớp đất hữu cơ, đất bùn nhão trong phạm vi thi công tại khu vực bãi sông

 Rải cấp phối đá dăm làm lớp mặt cho bãi và tiến hành lắp đặt hệ chồng nề, tà vẹt, đường ray di chuyển các cụm dầm và di chuyển cẩu

 Các cụm dầm được lắp ráp trên bãi lắp có cao độ ngang với cao độ địa hình bãi sông

 Vận chuyển từng cụm dầm đến gần vị trí đứng của cần cẩu theo đường goòng chạy dọc theo hướng tim cầu hoặc vận chuyển các đốt dầm ra vị trí nhịp và tiến hành lắp ráp từng cụm dầm ngay trên mặt bằng phía dưới nhịp

Hình 1.7 Lắp dầm trên bãi bằng phương pháp cẩu ngang

 Cẩu đặt từng cụm dầm lên nhịp, kê trên các chồng nề Lắp các cụm dầm ở xa so với vị trí đứng của cần cẩu trước

 Kích, sàng dầm điều chỉnh các cụm dầm cho đúng với vị trí gối Thực hiện liên kết giữa các cụm dầm

 Kích nhịp, rút chồng nề hạ nhịp xuống gối

- Tổ chức thi công nhịp trên sông:

 Tiến hành xây dựng hệ

cầu tạm (mũi nhô) nhô

ra phía mặt sông Mũi

nhô được đặt ở phía hạ

 Tiến hành kích và sàng ngang điều chỉnh các cụm dầm vào vị trí tim gối

 Liên kết các cụm dầm với nhau bằng hệ liên kết dọc và ngang

 Kích và hạ các cụm dầm xuống gối

 Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu

- Cẩu lắp ngang bằng cần cẩu nổi:

 Thi công lắp ráp toàn nhịp hoặc một đoạn nhịp trên bến lắp dầm

 Đưa cần cẩu nổi vào sát bến, nâng kết cấu nhịp đặt xuống hệ nổi

 Chở nổi kết cấu nhịp ra vị trí lắp

 Dùng cần cẩu nổi cẩu đặt kết cấu nhịp lên trụ

Hình 1.9 Cẩu nổi lắp nhịp dầm trên sông

1.3.4 Biện pháp lao lắp kết cấu nhịp dầm thép:

1.3.4.1 Phương pháp lao kéo dọc bằng con lăn

- Đặc điểm:

Hình 1.8 Lắp ngang kết cấu nhịp trên sông

 Toàn bộ kết cấu nhịp được lắp rỏp trờn bói lắp đầu cầu nờn đảm bảo chất lượng tốt

 Phải xõy dựng hệ thống trụ tạm, đường trượt con lăn phục vụ trong quỏ trỡnh lao kộo rất phức tạp và tốn kộm

 Phải chuẩn bị hệ thống dõy cỏp, tời mỳp và hố thế trong quỏ trỡnh lao kộo

 Việc tớnh toỏn kiểm soỏt nội lực và biến dạng của KCN theo từng bước thi cụng rất phức tạp

- Áp dụng:

 Khi thi cụng tại sụng phải đảm bảo vấn đề giao thụng đường thủy và khụng cho phộp thu hẹp dũng chảy

 Khi thi cụng KCN liờn tục hoặc nhiều nhịp giản đơn

- Cỏc biện phỏp lao kộo dọc

 Điều kiện đảm bảo ổn định trong quỏ trỡnh lao kộo: Trong quỏ trớnh lao kộo thỡ KCN sẽ bị hẫng gõy mất ổn định cho KCN do đú chiều dài đoạn hẫng tối đa phải nhỏ hơn 1/3 chiều dài nhịp lao:

3

Z h

L

L 

Hỡnh 1.10 Sơ đồ lao kộo dọc

 Cỏc biện phỏp lao dọc KCN trờn đường trượt: trong quỏ trỡnh lao kộo ta cú thể bố trớ kết cấu trụ tạm hoặc sử dụng mũi dẫn để làm giảm chiều dài và giảm trọng lượng của phần hẫng KCN do đú giảm được nội lực, biến dạng và đảm bảo ổn định cho KCN Khi đú ta cú cỏc biện phỏp thi cụng như sau:

 Lao dọc cú mũi dẫn - khụng cú trụ tạm

 Lao dọc khụng cú mũi dẫn - cú trụ tạm

 Lao dọc cú cả mũi dẫn và trụ tạm

- Tổ chức thi cụng:

 Sơ đồ bố trớ thi cụng

Hỡnh 1.11 Sơ đồ bố trớ thi cụng tổng thể

- Trỡnh tự thi cụng:

Cáp thi công Múp di động

Đà giáo mở rộng trụ

Đà giáo mở rộng mố Đường trượt dưới

MNTC

Cần cẩu phục vụ thi công

Nhịp đang lao Tời kéo

 Liên kết các cụm dầm của các nhịp giản đơn thành liên tục và sẽ cùng lao trong một đợt

 Lắp dựng kết cấu mở rộng trụ trên trụ chính Nếu sử dụng trụ tạm thì chiều rộng của trụ tạm phải bằng với chiều rộng của trụ chính cộng thêm phần mở rộng

 Tiến hành lắp tà vẹt, hệ thống đường trượt dưới trên bãi lắp và trên đỉnh trụ chính, trụ tạm Đồng thời lắp hệ thống đường trượt trên dọc theo hai bên đáy dầm ngoài cùng của cụm dầm

 Đặt các con lăn trên đường trượt dưới

 Hạ nhịp lao xuống đường trượt

 Lắp hệ thống tời (tời kéo, tời hãm), múp

 Tiến hành kéo KCN chuyển động từ từ Trong quá trình kéo phải thường xuyên kiểm tra tính đúng tim của KCN để từ đó điều chỉnh góc lệch của các con lăn cho phù hợp

 Tiếp tục kéo KCN cho đến khi mũi dẫn gác được lên đỉnh trụ Tiến hành kê nhịp lao lên chồng nề

 Lắp nối tiếp nhịp sau với nhịp trước và tiếp tục chu trình kéo KCN cho đến khi lắp hết toàn bộ chiều dài nhịp lao

 Tiến hành kéo dọc toàn bộ KCN lao trên các đường trượt - con lăn cho đến khi mũi dẫn nằm trên nền đắp phía bờ bên kia và đầu dầm đã gối lên đỉnh mố

 Kê nhịp lao lên chồng nề, tại mỗi vị trí gối kê có một chồng nề Mũi dẫn cũng được kê trên chồng nề, điều chỉnh cao độ các điểm kê sao cho nội lực tại mối nối dầm với mũi dẫn bằng 0 thì tháo rời mũi dẫn ra khỏi nhịp lao

 Tháo bỏ đường trượt dưới ra khỏi đáy dầm và tháo bỏ các mối nối tạm giữa các nhịp giản đơn

 Tiến hành sàng từng cụm dầm vào vị trí trên gối và kê lên các chồng nề tại vị trí sát gối

 Tiếp tục lao các cụm dầm tiếp theo

 Thực hiện liên kết các cụm dầm với nhau thông qua hệ liên kết dọc và ngang Sau

đó kích và hạ KCN xuống gối

 Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu

- Kỹ thuật lao kéo

 Tốc độ di chuyển của nhịp lao v = 3÷5 m/phút và không được tiến hành lao kéo khi có gió vượt quá cấp 5

 Để thuận tiện cho quá trình lao kéo thì đường trượt dưới được bố trí trên xà mũ của mố - trụ do đó khi thi công KCN theo phương pháp lao kéo dọc KCN thì tường đỉnh của mố được đặt cốt thép chờ và sẽ được đổ bê tông sau khi đã lao xong KCN

 Cao độ của đường trượt dưới phải tính toán sao cho khi đầu hẫng của nhịp lao vươn ra đến nơi, sau khi bị võng xuống thì vừa đủ tựa lên con lăn đầu tiên Trong trường hợp đầu mũi dẫn bị võng xuống dưới và không tựa được lên con lăn thì phải dùng kích để kích nâng đầu mũi dẫn lên tựa vào đường trượt dưới

 Khi có những con lăn bị chèn sát vào nhau chúng không quay được và nhịp lao không di chuyển được Để gỡ các con lăn ra thì ta phải dùng tời hãm kéo nhịp lao lùi lại sau đó dùng xà beng để tách các con lăn ra xa nhau

 Trong quá trình lao kéo phải thường xuyên kiểm tra và điểu chỉnh để cho các con

dưới thì phải dừng kéo và dùng búa đánh điều chỉnh tất cả các con lăn trên đường trượt phía trước xoay về vuông góc với hướng tim của đường trượt dưới rồi tiếp tục kéo

- Thiết bị phục vụ cho lao kéo dọc KCN

 Mũi dẫn: Dùng để đưa KCN lao sớm kê thên chồng nề, giảm mômen uốn trong nhịp, thường chọn chiều dài mui dẫn Lmd = (0.4 0.6) Lh Các loại mũi dẫn:

 Mũi dẫn dùng dầm I định hình: có chiều cao thấp, tận dụng được vật liệu nhưng chịu lực không hiệu quả do chiều cao mặt cắt không thay đổi Khi liên kết với dầm chính phải chồng thêm một đoạn dầm để chiều cao mũi dẫn bằng chiều cao dầm chính áp dụng cho nhịp dầm có khẩu độ L  30m

 Mũi dẫn bằng dầm tổ hợp hàn: Có chiều cao thay đổi, chịu lực hợp lý, phù hợp với cấu tạo của dầm chính Tuy nhiên phải chế tạo riêng do đó giá thành cao Áp dụng khi lao dầm thép có chiều cao H = 1.5  2.0 m

 Mũi dẫn dạng giàn: Cấu tạo từ các thanh thép định hình, có chiều cao thay đổi, trọng lượng bản thân nhẹ Để có thể cấu tạo đường trượt trên liên tục thì thanh biên dưới của giàn phải sử dụng thanh biên cứng (sử dụng thép

I, [ )

 Trụ tạm: trụ tạm được bố trí nhằm giảm chiều dài hẫng trong quá trình lao kéo KCN để nhịp lao sớm gối được lên đường trượt trên đỉnh trụ mà không gây ra mômen lớn tại mặt cắt ngàm và độ võng tại đầu mút thừa của nhịp lao

Hình 1.12 Cấu tạo trụ tạm

Trụ tạm được cấu tạo từ kết cấu vạn năng UYKM hoặc MYK Vị trí của trụ tạm:

 Đối với KCN giản đơn nhiều nhịp có khẩu độ bằng nhau thì khi lao kéo ta nên sử dụng trụ tạm vì ta chỉ cần tính toán lao kéo qua một nhịp thì cũng

sẽ đảm bảo khi lao qua các nhịp khác

 Đối với KCN liên tục có Lnb = (0,7÷0.8) Lng nên khi lao kéo ta sẽ phải tính toán với chiều dài hẫng tối đa Lh = Lng do đó sẽ rất khó đảm bảo điều kiện

ổn định và nội lực trong dầm khi thi công sẽ rất lớn Trong trường hợp này

ta nên sử dụng trụ tạm và vị trí trụ tạm được chọn sao cho chiều dài hẫng, khi lao kéo bằng với chiều dài nhịp mà khi lao không cần trụ tạm (nhịp biên), Lh = Lnb

Hình 1.14 Cấu tạo đường trượt dưới

 Con lăn: Cấu tạo bằng ống thép nhồi bê tông có đường kính  = 80140 mm Chiều dài tối thiểu của con lăn Lcl = 60cm đồng thời phải đảm bảo ở mỗi đầu con lăn nhô ra khỏi ray dưới 20cm Khoảng cách giữa các con lăn  20cm để đảm bảo con lăn không bị kẹt và có thể dùng búa đánh để điều chỉnh cho chúng lăn thẳng hướng

 Hệ thống tời, múp, cáp và hố thế

- Các sơ đồ tổ chức thi công:

 Cầu dầm giản đơn nhiều nhịp có khẩu độ bằng nhau

Sơ đồ bố trí thi công

đường trượt trên, 3- Con lăn thép nhồi bê tông, 4- Tà vẹt của đường trượt dưới, 5- Đường trượt trên, 6- Đường trượt dưới, 7- Đá dăm đệm

Hình 1.15 Sơ đồ lao kéo dọc không sử dụng trụ tạm Trình tự thi công:

 Lắp ráp các nhịp trên bãi lắp đầu bờ

 Xây dựng hệ đường trượt - con lăn và đà giáo mở rộng trụ, mố

 Nối tạm các cụm dầm của mỗi nhịp thành liên tục sau đó tiến hành lao kéo dọc có sử dụng mũi dẫn

 Cầu dầm liên tục không có nhịp dẫn

Sơ đồ bố trí thi công:

Hình 1.16 Sơ đồ lao kéo dọc có sử dụng trụ tạm Trình tự thi công

 Lắp ráp KCN liên tục trên bãi lắp đầu bờ

 Xây dựng trụ tạm phục vụ công tác lao kéo

 Xây dựng hệ đường trượt - con lăn và đà giáo mở rộng trụ, mố

 Tiến hành lao kéo dọc có sử dụng mũi dẫn và trụ tạm

 Cầu dầm liên tục có nhịp dẫn ở một phía bờ

Sơ đồ bố trí thi công

Hình 1.17 Sơ đồ lao kéo nhịp chính và dắt theo nhịp dẫn

Hình 1.18 Lao kéo nhịp chính sau đó thi công nhịp dẫn bằng cần cẩu Trình tự thi công

 Lắp ráp KCN liên tục trên bãi lắp đầu bờ

 Xây dựng trụ tạm phục vụ công tác lao kéo

 Xây dựng hệ đường trượt - con lăn và đà giáo mở rộng trụ, mố

 Tiến hành lao kéo dọc có sử dụng mũi dẫn và trụ tạm:

MNTC

MNTC

MNTC

MNTC

 Nếu nhịp dẫn là dầm thép thì nối nhịp dẫn với nhịp chính và khi lao nhịp chính sẽ dắt theo cả nhịp dẫn

 Nếu nhịp dẫn là dầm bê tông thì ta không thể nối dầm được nên ta lao nhịp chính trước sau đó thi công nhịp dẫn bằng cần cẩu theo phương pháp lắp dọc hoặc ngang

 Cầu dầm liên tục có nhịp dẫn ở cả hai phía bờ

Trình tự thi công

 Lắp ráp KCN liên tục trên bãi lắp đầu bờ

 Xây dựng trụ tạm phục vụ công tác lao kéo

 Xây dựng hệ đường trượt - con lăn và đà giáo mở rộng trụ, mố

 Tiến hành lao kéo dọc có sử dụng trụ tạm:

 Trong trường hợp lao không sử dụng mũi dẫn thì ta tiến hành lao kéo nhịp chính sau đó thi công nhịp dẫn bằng cần cẩu Hoặc thi công nhịp dẫn trước bằng phương pháp cẩu lắp sau đó lao kéo nhịp chính trên nhịp dẫn

 Trong trường hợp có sử dụng mũi dẫn thì tiến hành lao dọc nhịp chính sau đó dùng cần cẩu đứng trên bãi sông hoặc trên hệ nổi để tháo dỡ mũi dẫn Hoặc thi công nhịp dẫn hai bờ trước bằng cần cẩu, lao kéo nhịp chính và tháo dỡ mui dẫn trên nhịp dẫn

1.3.4.2 Phương pháp lao lắp kết cấu nhịp cầu thép bằng kích đẩy:

Tương tự như phương pháp lao kéo dọc dầm thép bằng con lăn, ở đây thay hệ thống tời kéo và đường trượt con lăn bằng hệ thống kích đẩy và ụ trượt Phương pháp này mới được đưa vào sử dụng rộng rãi thời gian gần đây khi năng lực hoạt động của kích tăng lên đáng kể và vật liệu có hệ số ma sát rất bé như tấm nhựa Teflon, Polimer, graphene, làm cho việc kích đẩy kết cấu nhịp một cách dễ dàng và thuận tiện trong việc kiểm soát điều chỉnh hướng trượt, đặc biệt là trong các cầu cong

1.3.5 Thi công kết cấu nhịp dầm theo biện pháp lắp ráp tại chỗ

- Đặc điểm:

 Phải xây dựng hệ đà giáo - trụ tạm phức tạp

 Không đảm bảo thông thuyền trong quá trình thi công

- Các phương pháp lắp đặt kết cấu nhịp tại chỗ:

 Lắp đặt tại chỗ trên trụ tạm

 Lắp tại chỗ theo phương pháp hẫng

1.3.5.1 Biện pháp lắp tại chỗ trên các trụ tạm

 Có chiều dài không lớn: để rời từng đốt

 Có chiều dài lớn, không đảm bảo ổn định: liên kết thành từng cụm gồm 2 hoặc 3 dầm

- Trình tự thi công:

 Gá các đốt dầm thành kết cấu nhịp, điều chỉnh vị trí và thực hiện liên kết theo qui trình công nghệ

 Tháo hẫng các trụ tạm khỏi đáy dầm Hạ kết cấu nhịp xuống gối

- Phạm vi áp dụng:

 Chiều cao cầu không lớn

 Các nhịp dẫn nằm trên cạn, mặt bằng thuận lợi

 Điều kiện thủy văn không phức tạp

 Lưu lượng thuyền bè ít

- Tiến hành tổ chức thi công lắp dầm theo 2 sơ đồ:

 Sơ đồ lắp dọc

 Sơ đồ lắp ngang

b Tổ chức thi công lắp dọc

- Sơ đồ tổ chức thi công:

Hình 1.19 Sơ đồ thi công lắp dọc

- Trình tự thi công:

 Tiến hành lắp ráp các dầm và liên kết thành cụm dầm trên bãi lắp đầu cầu

 Xây dựng hệ trụ tạm: Trụ tạm được xây dựng tại vị trí có mối nối thi công

 Cần cẩu đứng trên nền đường đầu cầu, cẩu từng cụm dầm của đoạn dầm số 1 và đặt lên chồng nề trên xà mũ trụ và trên trụ tạm Sau đó sàng ngang, liên kết các cụm dầm và hạ đoạn dầm số 1 xuống gối

 Làm mặt cầu tạm, di chuyển và liên kết đường ray trên mặt cầu tạm

 Di chuyển cần cẩu lên đoạn dầm số 1, đứng tại vị trí trụ tạm số 1

 Di chuyển các cụm dầm của đoạn dầm số 2 lên mặt cầu tạm

 Dùng cần cẩu để cẩu và đặt các cụm dầm lên chồng nề của trụ tạm, sàng ngang, liên kết các cụm dầm và hạ đoạn dầm số 2 xuống gối

 Các đoạn dầm tiếp theo được tiến hành tương tự

 Di chuyển cần cẩu ra khỏi cầu và tháo dỡ hệ dầm mặt cầu tạm

 Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu

c Tổ chức thi công lắp ngang

- Sơ đồ tổ chức thi công:

Hình 1.20 Sơ đồ thi công lắp ngang

- Trình tự thi công:

 Tiến hành lắp ráp các dầm và liên kết thành cụm dầm trên bãi lắp đầu cầu

 Xây dựng trụ tạm tại vị trí có mối nối thi công

 Làm đường di chuyển cho cần cẩu trên khu vực bãi sông và chuẩn bị hệ nổi để thi công trong khu vực ngập nước

 Đối với đoạn nhịp gần bờ thì dùng cần cẩu đứng trên đường tạm trong khu vực bãi sông để cẩu lắp từng cụm dầm và đặt lên nhịp Đối với đoạn nhịp trong khu vực ngập nước thì dùng cần cẩu đứng trên hệ nổi để cẩu lắp các cụm dầm

 Tiến hành sàng ngang và liên kết các cụm dầm bằng hệ liên kết dọc, ngang

 Hạ kết cấu nhịp xuống gối

 Làm kết cấu mặt cầu và hoàn thiện cầu

d Nguyên tắc sử dụng trụ tạm khi thi công lắp ráp tại chỗ KCN

- Vị trí: Trụ tạm được bố trí tại các mối nối thi công

- Cấu tạo: Trụ tạm được làm bằng kết cấu vạn năng UYKM và MYK

- Số trụ tạm: Nếu trụ thấp từ 4-6m nên bố trí 1 dầm một trụ tạm làm việc độc lập, trường hợp trụ cao trên 6m thì nên sử dụng trụ tạm có xà mũ để giảm tối đa số lượng móng và trụ tạm phải xây dựng đồng thời làm tăng tính ổn định của trụ

- Móng trụ: ở trên cạn ta sử dụng móng rọ đá đặt trên đá dăm đệm còn tại nơi ngập nước thì ta sử dụng móng cọc thép từ các thanh thép định hình I hoặc [ ,

- Biến dạng của trụ tạm gồm 2 thành phần: Biến dạng dư và biến dạng đàn hồi

 Biến dạng dư là do lún không đàn hồi của nền, do co ép của các điểm kê và độ rơ rão của liên kết trong trụ tạm bởi các bu lông thi công Biến dạng này rất khó kiểm soát nên phải khử bằng biện pháp chất tải đồng thời kết hợp với công tác thử tải trụ tạm trước khi lắp ráp kết cấu nhịp

 Biến dạng đàn hồi và độ lún của móng được xác định theo các lý thuyết tính toán của sức bền vật liệu và nền móng

1.3.5.2 Biện pháp lắp tại chỗ theo phương pháp lắp hẫng:

 Trên các đỉnh trụ chính, dựng kết cấu đà giáo mở rộng trụ

 Trên đà giáo mở rộng trụ lắp các đốt K0 và K1 tạo mặt bằng cho lắp hẫng

 Neo tạm các đốt đỉnh trụ vào trụ chính hoặc trụ tạm của kết cấu đà giáo

 Đưa cần cẩu lắp hẫng lên mặt bằng các đốt đỉnh trụ

 Dùng cần cẩu lắp hẫng lắp từng đốt dầm (hoặc từng đốt cụm dầm) nối dài ra hai phía trụ

 Hợp long nhịp giữa

 Lắp hẫng tiếp hai phía nhịp biên cho đến khi gối lên trụ biên

Hình 1.22 Sơ đồ thi công lắp hẫng

 Tháo liên kết tạm

- Kết cấu đà giáo mở rộng trụ: dạng dầm gác trên trụ tạm và dạng chống xiên

Hình 1.23 Cấu tạo đà giáo mở rộng trụ

- Cần cẩu chân cứng cho lắp hẫng:

Hình 1.24 Cần cẩu chân cứng dùng trong lắp hẫng nhịp cầu thép

1.3.6 Biện pháp sàng ngang dầm:

1.3.6.1 Đặc điểm công tác sàng ngang:

- Công tác sàng ngang trong thi công kết cấu nhịp cầu là di chuyển kết cấu nhịp hoặc một nhóm dầm theo phương ngang trên phạm vi đỉnh trụ, mố

- Trong quá trình thi công lao kéo dọc ta phải sàng ngang nhằm đưa các cụm dầm từ đường trượt sang vị trí kê trên gối Ngoài ra, trong các biện pháp thi công lắp đặt khác, khi kết cấu nhịp bị lệch khỏi vị trí tim gối đều phải áp dụng biện pháp sàng ngang để đưa về đúng vị trí điểm kê

- Do phải di chuyển trên cự ly ngắn trong điều kiện mặt bằng thi công chật hẹp nên biện pháp thi công phải gọn và chính xác với tốc độ di chuyển chậm

1.3.6.2 Cấu tạo đường trượt ngang

- Đường trượt dưới:

 Được cấu tạo từ các đoạn ray đôi ngắn nối với nhau để có thể tháo rời một cách

dễ dàng

 Đường trượt được bố trí trên đỉnh trụ nối từ vị trí đường trượt dưới lao dọc đến hết chiều dài xà mũ trụ

 Cao độ của đường trượt ngang bằng với cao độ của đường trượt dưới lao dọc

- Đường trượt trên: gọi là “Bàn máp”

chữ U úp xuống mặt ray

 Trên bề mặt tiếp xúc với mặt các thanh ray được bôi mỡ để giảm ma sát

 Trên lưng của đoạn thép chữ U hàn 2 đoạn thép góc làm điểm chặn giữ đoạn tà vẹt kê giữ kết cấu nhịp lên trên

- Đường trượt ngang được bố trí ở hai đầu nhịp

1.3.6.3 Thi công sàng ngang kết cấu nhịp

- Sơ đồ bố trí thi công:

Hình 1.25 Cấu tạo đường sàng ngang dầm

- Trình tự thi công:

 Lao kéo dọc cụm dầm trên hệ đường trượt, con lăn

 Lắp dựng hệ đường trượt ngang dưới

 Dùng kích đặt trên xà mũ trụ, mố để kích nâng dầm lên

 Lắp tà vẹt kê và bàn máp vào đáy của 2 dầm biên của cụm dầm

 Hạ kết cấu nhịp xuống đường trượt ngang dưới

 Dùng palăng xích để kéo cụm dầm Một đầu palăng móc vào móc kéo của bàn máp, một đầu móc vào một điểm neo cố định liên kết với kết cấu mở rộng trụ Phải tiến hành kéo ca 2 đầu KCN cùng một lúc

 Khi sàng ngang đến vị trí, dùng kích thuỷ lực đặt dưới dầm ngang kích nâng dầm

và kê lên các chồng nề đặt phía dưới đáy các dầm biên

 Tiến hành tháo bỏ đoạn ray ngang nằm phía dưới cụm dầm

1.3.7 Thi công bản bêtông mặt cầu

1.3.7.1 Các loại bản bê tông mặt cầu

- Bản bê tông mặt cầu được chia thành 2 loại:

 Bản bê tông đổ tại chỗ

 Bản bê tông lắp ghép

- Bản mặt cầu đổ tại chỗ:

 Đảm bảo tính liền khối cao

 Thiết bị thi công phổ biến và kỹ thuật thi công đơn giản

 Dễ bị nứt ngay trong giai đoạn thi công

 Kéo dài thời gian thi công

 Áp dụng cho dầm liên hợp Giữa dầm và bản bê tông có bố trí trước hệ thống neo chống trượt Sử dụng hệ dầm thép làm đà giáo để ghép ván khuôn và đổ bê tông

tại chỗ Sau khi bê tông đông cứng liên kết neo có tác dụng nối bản bê tông cùng làm việc với dầm thép dưới tác dụng của tĩnh tải giai đoạn hai và tải trọng khai thác

 Ưu điểm:

 Bê tông liền khối, làm việc có độ tin cậy cao

 Không đòi hỏi thiết bị thi công chuyên dụng

 Nhược điểm :

 Tăng chi phí cho ván khuôn

 Tiến độ thi công kéo dài

 Những yêu cầu đối công tác thi công:

 Bê tông được đổ liên tục, liền khối

 Không bị nứt vỡ do ảnh hưởng của biến dạng đà giáo và do chịu lực không hợp lý

 Đảm bảo đủ chiều dày bảo vệ cốt thép

 Tổ chức đổ bê tông phù hợp với biện pháp điều chỉnh nội lực trong dầm

- Bản bê tông lắp ghép:

 Tiến độ thi công nhanh

 Đòi hỏi phải có các phương tiện cẩu lắp chuyên dụng

 Tại vị trí mối nối và hố neo phải có phụ gia trương nở và đông cứng nhanh

 Bản bê tông được đúc sẵn thành từng tấm Các tấm chia theo mối nối ngang cầu

và có thể cả mối nối dọc cầu Mối nối ướt có để cốt thép chờ, mối nối khô không

có cốt thép Đối với dầm không liên hợp, bản kê lên mặt dầm, không có neo Đối với dầm liên hợp, bản có vút và để lỗ chờ cho neo liên kết chống trượt

 Ưu điểm:

 Tiến độ thi công nhanh

 Giảm chi phí ván khuôn

 Nhược điểm:

 Có nhiều mối nối, chất lượng khó kiểm soát

 Đòi hỏi thiết bị cẩu lắp có tầm với lớn

 Khó thực hiện liên kết neo vào bản

 Những yêu cầu đối công tác thi công:

 Lắp đặt chính xác, giữa mặt dầm và đáy bản phải được gắn vữa mác cao

 Mối nối và lỗ chờ neo phải được lấp đầy và chặt bằng bê tông ít co ngót

 Thi công mối nối và lỗ chờ neo phải phù hợp với biện pháp điều chỉnh nội lực trong dầm

1.3.7.2 Cấu tạo ván khuôn đổ bê tông bản mặt cầu

a Trường hợp dầm chủ thấp, liên kết ngang bằng dầm ngang

Hình 1.26 Thi công bản mặt cầu sử dụng dầm ngang

b Trường hợp dầm chủ cao, dầm ngang đặt thấp

Hình 1.27 Thi công bản mặt cầu có liên kết ngang đặt thấp

c Trường hợp liên kết ngang dạng giàn với liên kết dọc trên đặt thấp

Hình 1.28 Thi công bản mặt cầu có liên kết ngang dạng giàn đặt thấp

d Trường hợp dầm liên kết ngang dạng giàn với liên kết dọc trên đặt trên cao

Hình 1.29 Thi công bản mặt cầu liên kết ngang dạng giàn đặt cao

1.3.7.3 Tổ chức đổ bê tông bản mặt cầu đổ tại chỗ

a Yêu cầu đối với công tác đổ bê tông bản mặt cầu

- Đổ bê tông liên tục để đảm bảo tính liền khối của bản mặt cầu

- Bản mặt cầu không bị nứt vỡ do ảnh hưởng của các biến dạng đà giáo

- Tổ chức đổ bê tông phù hợp với sơ đồ chịu lực của kết cấu

- Đảm bảo chiều dày bảo vệ đối với cốt thép

b Tổ chức thi công đối với các nhịp giản đơn

- Tiến hành đổ bê tông lần lượt từng nhịp Đối với cầu có ít nhịp thì có thể bắt đầu từ một phía bờ và đổ lùi dần về phía bờ bên kia Đối với cầu có nhiều nhịp và do yêu cầu đẩy nhanh tiến độ thi công thì có thể tiến hành đổ từ giữa cầu lùi về hai phía bờ

- Nếu cấp vữa bằng máy bơm:

Hình 1.30 Thi công bê tông mặt cầu bằng máy bơm

- Nếu trộn vữa tại chỗ

Hình 1.31 Thi công bê tông mặt cầu bằng trộn vữa tại chỗ

c Tổ chức thi công đối với các nhịp giản đơn mút thừa và nhịp liên tục

- Đặc điểm chung trong quá trình đổ bê tông bản mặt cầu

 Xuất hiện mômen âm tại mặt cắt gối trong quá trình đổ bê tông

 Khi đổ bê tông nhịp này sẽ xuất hiện mômen ở những nhịp khác

- Đối với dầm giản đơn mút thừa khi chất tải tại đầu mút thừa thì sẽ gây ra mômen âm tại nhịp giữa do đó ta không thể đổ bê tông nhịp giữa trước mà phải đổ bê tông từ hai đầu mút thừa vào giữa Tuy nhiên, việc thi công như vậy sẽ phức tạp nên biện pháp hợp lý nhất là đổ bê tông

từ một đầu mút thừa đến hết nhịp giữa thì dừng lại, chờ cho bê tông đạt cường độ (80%Ru) thì tiến hành đổ bê tông từ vị trí dừng đến hết đầu mút thừa còn lại

- Đối với kết cấu nhịp liên tục: Tiến hành đổ bê tông nhịp giữa trước trong phạm vi giới hạn 0,8Lg Sau đó đổ bê tông nhịp biên Tuy nhiên, khi đổ bê tông nhịp bên này sẽ gây ứng suất nén nhịp bên kia nên nếu ta đổ khi bê tông chưa đạt cường độ sẽ làm cho bản bê tông nhịp đổ trước bị vỡ do phá hoại Để khắc phục sự cố này khi đổ bê tông trên hai nhịp biên có 3 cách giải quyết sau đây:

 Tiến hành đổ bê tông đồng thời trên cả 2 nhịp

 Đổ bê tông từng nhịp, chờ cho bê tông đạt cường độ thì mới tiến hành đổ tiếp nhịp còn lại

 Đổ bê tông cả 2 nhịp theo sơ đồ cuốn chiếu, khi đổ bê tông nhịp trước thì chất tải trọng dằn trên nhịp sau Khi đổ bê tông nhịp sau thì dỡ dần tải trọng dằn và thay

thế bằng tải trọng vữa bê tông

Bước 1: Đổ bê tông nhịp biên trái

Bước 2: Đổ bê tông nhịp biên phải và xếp tải trọng dằn

Bước 3: Đổ bê tông nhịp giữa và tháo bỏ tải trọng dằn

Bước 4: Đổ bê tông phần bản trên đỉnh trụ

1.3.7.4 Tổ chức thi công bản mặt cầu lắp ghép

a Chế tạo bản bê tông đúc sẵn

b Lắp các bản BTCT lên mặt dầm thép

Hình 1.32 Chế tạo bản bê tông đúc sẵn

- Neo cứng:

- Neo mềm:

c Thực hiện mối nối

- Thi công mối nối dọc:

- Thi công mối nối ngang:

1.3.8 Điều chỉnh nội lực trong dầm liên hợp thép - bản BTCT

1.3.8.1 Mục đích của việc điều chỉnh nội lực

- Trong kết cấu cầu liên tục khi khai thác có xuất hiện mômen âm M tại mặt cắt gối, do 

đó thớ trên của dầm chịu kéo Ứng suất kéo trong bản bê tông làm cho bản bị nứt làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu cầu Để hạn chế ứng suất kéo và chống nứt cho bản bê tông thì ta phải

dự ứng lực trước cho bản bằng các biện pháp điều chỉnh nội lực trong quá trình thi công

- Mục đích của việc điều chỉnh nội lực:

 Tạo ứng suất trước trong bản bê tông mà không cần dùng cốt thép cường độ cao Đảm bảo cho bản không bị nứt trong quá trình khai thác

 Phát huy tối đa hiệu ứng của mặt cắt liên hợp, tức là mặt cắt liên hợp sẽ chịu cả tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải do đó giảm được chiều cao của dầm thép

 Đối với nhịp giản đơn và mút thừa: để tiết diện liên hợp cùng tham gia làm việc với tĩnh tải phần 1

 Đối với nhịp liên tục và mút thừa: vừa để tiết diện liên hợp tham gia chịu tĩnh tải phần một vừa tạo ra ứng suất nén trước ngược dấu với ứng suất gây ra trong khai thác trong bản bê tông ở vùng chịu kéo để chống nứt cho bản

- Các biện pháp điều chỉnh nội lực:

 Biện pháp sử dụng trụ tạm tạo mômen âm trong dầm thép giai đoạn thi công

 Biện pháp kích gối đỉnh trụ hoặc chất tải trọng thi công

 Xếp tải trọng dằn trên nhịp giữa

 Nén trước bản bê tông bằng cốt thép cường độ cao

 Tháo bỏ neo liên kết bản bê tông với dầm thép tại vị trí chịu mômen âm, giải pháp này nhằm giảm thiểu nứt bê tông mặt cầu trên gối tuy nhiên phải tăng cường mặt cắt dầm thép để chịu lực

1.4 Thi công kết cấu nhịp cầu giàn thép:

1.4.1 Đặc điểm chung:

Giàn là một hệ kết cấu, trong đó mỗi phần tử chính là một thanh được cấu tạo sao cho chịu lực dọc là chủ yếu Giàn được ứng dụng trong các sơ đồ kết cấu: Hệ dầm, Hệ khung, Hệ vòm, Hệ hỗn hợp

Đặc điểm của kết cầu giàn là dễ dàng thay đổi kích thước chung, đặc biệt là chiều cao mà không làm thay đổi đáng kể trọng lượng kết cấu, dễ dàng tạo độ cứng theo phương ngang, tính

ổn định cao, dễ dàng tiêu chuẩn hóa và mô đun hóa, vượt nhịp lớn hơn kết cấu dầm thép

Ưu điểm của kết cấu cầu giàn là tiết kiệm vật liệu hơn cầu dầm trong cầu nhịp lớn, chịu lực ngang tốt, có hình dáng đẹp đảm bảo mỹ quan Tuy nhiên, do cầu giàn có nhiều chi tiết nên công tác gia công phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao, phải bảo dưỡng thường xuyên, giá thành đắt hơn đáng kể so với cầu bê tông cốt thép Thông thường cầu giàn áp dụng cho các nhịp có khẩu độ 80m trở lên, các khẩu độ nhỏ hơn cần so sánh tính kinh tế - kỹ thuật giữa dầm và giàn

để lựa chọn kết cấu thích hợp

Tại Việt Nam những năm trước đây đã xây dựng rất nhiều cầu giàn, đặc biệt là trong giao thông đường sắt do tính ưu việt của nó về độ cứng, ổn định, vượt nhịp lớn, độ võng bé Một số công trình cầu giàn đã đi vào lịch sử như: Cầu Chương Dương, Cầu Long Biên, Cầu Thăng Long, Cầu Bến Thủy, …

b Kích thước của bãi lắp

- Chiều dài của bãi: Lbai  Lnhiplao  Lmuidan  10 (m)

Trong đó:

 Lnhiplao : là chiều dài lớn nhất của các nhịp cần lao

 Lmuidan : là chiều dài của đoạn mũi dẫn sử dụng khi lao kộo

 10m : là phạm vi đứng của cần cẩu và xe goũng phục vụ trong thi cụng

- Chiều rộng của bói Bbói = Bgiàn + bcẩu + blề (m)

Trong đú :

 Bgiàn : là bề rộng phủ bỡ của giàn

 blề : là bề rộng đường người đi phục vụ trong quỏ trỡnh thi cụng

 bcẩu : là đường di chuyển cho cần cẩu: bcẩu = 3.5 m

 Trong trường hợp nền đường đầu cầu khụng đủ bề rộng yờu cầu của bói thỡ ta sẽ phải tiến hành đắp thờm sang một hoặc sang cả hai bờn

- Yờu cầu về cấu tạo kết cấu bề mặt của bói

 Nền đường đầu cầu và mặt của bói lắp dầm phải được đầm kỹ, tạo dốc và thoỏt nước ngang tốt

 Trờn bề mặt bói phải được rải đỏ dăm để tạo phẳng và phõn phối đều ỏp lực xuống nền đường

 Mặt đường di chuyển của cần cẩu phải được dải cấp phối chống lầy lội khi gặp thời tiết xấu

c Cỏc thiết bị phục vụ trong quỏ trỡnh lắp rỏp KCN

- Cần cẩu tự hành, cẩu bỏnh xớch, cẩu bỏnh lốp, cẩu long mụn,

- Kớch răng 3ữ5 tấn, kớch thuỷ lực 10ữ20 tấn

- Chồng nề, tà vẹt, gỗ kờ đệm khi cần thiết

- Cỏc dụng cụ cầm tay phục vụ cho quỏ trỡnh thực hiện liờn kết đinh tỏn hoặc bu lụng như: bỳa, cờ lờ, khoan tay, lũ nung, kềm,

- Mỏy hàn điện, …

1.4.2.2 Trỡnh tự lắp rỏp kết cấu nhịp

a Phương phỏp lắp theo tầng

- Kết cấu nhịp được chia thành 2 tầng:

 Tầng dưới: cỏc thanh biờn dưới, hệ liờn kết dọc, ngang dưới và hệ dầm mặt cầu

 Tầng trờn: cỏc thanh xiờn, thanh đứng, cỏc thanh biờn trờn và hệ liờn kết dọc, ngang trờn

- Bố trớ thi cụng

Hướng lắpLắp tầng 1

Hướng lắp

Lắp tầng 2

Phía đỉnh mố

- Trình tự thi công:

 Định vị trí tim giàn: đường tim mặt phẳng giàn trùng với tim các gối cầu trên mố, trụ Do đó trong quá trình thi công ta bố trí 2 máy kinh vĩ hoặc thuỷ bình để ngắm hướng định vị trí tim mặt phẳng giàn

 Định vị trí tim các nút giàn: Lấy mép tường đỉnh làm mốc, dùng máy kinh vĩ ngắm thẳng đồng thời đo lùi về phía sau để đánh dấu vị trí các tiếp điểm của giàn và của mũi dẫn Mũi dẫn được bố trí cách mép của tường đỉnh 2m

 Dùng cọc gỗ đóng, đánh dấu các điểm đo

 Tiến hành kê chồng nề,

tà vẹt tại các nút giàn

Chồng nề được kê tại

vị trí đầu mỗi thanh

biên dưới và đầu dầm

ngang Chiều cao của

chồng nề là: H = 70cm,

chiều cao của nền đá

dăm là H = 30cm

 Liên kết tạm các đầu

thanh vào bản tiếp

điểm bằng các con lói

và bu lông thi công Số lượng con lói và bu lông thi công  1/3 số lỗ đinh trong bản tiếp điểm Trong đó có 2/3 là con lói + 1/3 là bu lông thi công Không được dùng bu lông CĐC thay cho bu lông thi công

 Tiến hành lắp tầng 1 cho đến hết chiều dài nhịp giàn

 Tiến hành lắp tầng 2 theo trình tự: Lắp thanh dưới trước - thanh trên sau, thanh trong trước - thanh ngoài sau Lắp kín từng tam giác cơ bản để kết cấu ổn định không biến hình

 Đối với KCN giàn có lề đi bộ được bố trí phía ngoài giàn thì lắp các dầm công son của phần lề người đi bộ cùng với khi lắp các thanh đứng và thanh treo

 Theo sơ đồ lắp cứ 2 khoang giàn chủ thì tiến hành lắp hệ liên kết dọc trên Khi đó cần cẩu đứng ở một vị trí lắp và lắp luôn cho cả 2 khoang

 Đo và dựng trắc dọc và bình đồ của hai mặt phẳng giàn theo tỉ lệ cao bằng 10xtỉ

lệ dài Căn cứ vào mức độ lệch của các nút so với đường chuẩn, dùng kích đặt dưới mỗi nút giàn để điều chỉnh tạo độ vồng thiết kế cho cả 2 bên mặt phẳng giàn, đồng thời chỉnh vị trí các thanh biên dưới cho cùng nằm trên một đường thẳng sau

đó đóng nêm và tháo kích ra khỏi nút

1- đường chuẩn 2,3 - Vị trí đo được sau khi lắp

giàn

Hình 1.34 Đo vẽ sơ đồ trắc dọc nút giàn

 Thay thế các liên kết nút tạm bằng các liên kết nút chính thức

- Phương pháp lắp theo tầng đảm bảo độ chính xác cao nhưng tốc độ thi công chậm Khi lắp tầng dưới thì các dầm ngang chỉ kê lên các chồng nề mà không lắp ngay được vào nút đến khi lắp các thanh đứng và thanh treo thì mới lắp dầm ngang cùng

b Phương pháp lắp cuốn chiếu

- Kết cấu nhịp được lắp ráp hoàn chỉnh từng khoang theo thứ tự:

 Các thanh biên dưới, hệ liên kết dọc dưới

 Kê chồng nề - tà vẹt tại các vị trí nút giàn

 Tiến hành lắp tuần tự các khoang theo sơ đồ như hình vẽ

 Đo kiểm tra và dựng biểu đồ độ vồng của giàn ở vị trí kê trên chồng nề

 Đặt kích dưới các nút giàn để kích và điều chỉnh cao độ theo độ vồng thiết kế, đồng thời chỉnh các thanh biên dưới nằm trên cùng một đường thẳng, sau đó đóng nêm và hạ kích

 Thay thế các liên kết tạm bằng liên kết chính thức