Phần 13: Chế tạo cầu thép
VIII. Tiết diện hình hộp biến dạng theo hình thoi
15.1.1.3. Cấu tạo đường lăn
Trong quá trình lao dọc hoặc lao ngang, kết cấu nhịp được kéo trên một hệ đường trượt hoặc đường lăn. Tuỳ theo trọng lượng và sơ đồ cấu tạo của kết cấu nhịp mà thiết kế hệ đường trượt, đường lăn thích hợp.
Đường lăn: thường làm bằng gỗ hoặc ray và bố trí theo ba kiểu sau:
- Đường lăn trên và dưới đều liên tục. Tức là đường lăn trên bố trí chạy dài suốt dưới đáy vật. Đường lăn dưới bắc chạy suốt quãng đường kéo vật đia qua, con lăn được rải đều dưới đáy vật nặng.
- Đường lăn trên liên tục, đường lăn dưới gián đoạn - Đường lăn trên gián đoạn, đường lăn dưới liên tục.
Nếu kết cấu nhịp là cầu dầm đặc thì có thể dùng hệ trượt hoặc gối lăn. Các gối trượt hoặc gối lăn được bố trí cố định trên nền đường và trên các trụ chính, trụ tạm mà kết cấu nhịp sẽ
kéo ra. Đối với các cầu dầm đặc nhịp nhỏ thì các gối trượt có thể chỉ gồm một thanh ray hoặc một dầm I được bôi mỡ để giảm ma sát (hình 15.1.3c).
Hình 15.1.3. Sơ đồ lao kéo dọc trên các gối trượt, gối lăn a. Lao dọc trên các gối trượt b. Lao dọc trên các gối lăn c. Cấu tạo gối trượt d. Cấu tạo gối lăn
Hiện nay, người ta đang nghiên cứu áp dụng lao cầu trượt trên các tấm đệm bằng chất dẻo.
Các tấm đệm bằng chất dẻo có độ ma sát nhỏ, chịu lực tốt khi kéo lại rất êm nên được dùng để kéo cho cả cầu nhỏ và cầu lớn.
Đối với các cầu nhịp lớn, để giảm ma sát lực kéo cầu và lực ngang tác dụng lên trụ thì có thể dùng các gối lăn (hình 15.1.3d). Gối lăn gồm các ống rỗng hình trụ quay quanh các trục cố
định gắn vào một hệ gối xoay tự do.
Số lượng ống rỗng và độ lớn của của trục được xác định theo trị số phản lực lớn nhất tác dụng lên các gối lăn. Khả năng chịu lực của một ống rỗng đường kính 60mm tới 250mm khoảng 150KN.
Đặc điểm của hệ gối trượt (lăn) là chiếm diện tích bố trí rất nhỏ trên các trụ chính hoặc trụ tạm, đồng thời quá trình lao kéo cũng đơn giản hơn, nhưng các gối trượt (lăn) sẽ tiếp xúc và do đó tác dụng lực lên suốt chiều dài đáy dầm trong quá trình kéo, vì vậy thường không áp dụng được cho các cầu giàn thép thông thường (không có biên dưới cứng). Để khắc phục cũng có thể bố trí hệ đường lăn (trượt) dưới hệ dầm dọc mặt cầu (hình 15.1.4) nếu hệ dầm mặt cầu
đủ chịu lực. Tuy nhiên khi đó cần chú ý rằng độ ổn định chống lật ngang sẽ kém hơn do khoảng cách giữa các điểm kê hẹp hơn và độ lăn đàn hồi của gối kê lớn hơn (dầm ngang và dầm dọc cũng biến động trong quá trình lao).
Hình 15.1.4. Lao kéo cầu giàn thép trên hệ dầm dọc mặt cầu
Để tránh các thanh biên dưới của giàn khỏi chịu uốn trong quá trình lao thường dùng phương pháp kéo dọc trên các con lăn. Trong đó đường lăn dưới thông thường bố trí liên tục trên nền đường, đường lăn trên bố trí gián đoạn và tập trung tại nút giàn tạo thành các bàn lăn (h×nh 15.1.5).
Hình 15.1.5. Sơ đồ lao dọc cầu giàn thép trên con lăn
Bàn lăn thường được làm bằng các đoạn ray liên kết cới nút giàn qua các đoạn gỗ ngắn và bu lông. Các thanh ray của bàn lăn trên thường được uốn cong hai đầu mút lên trên để dễ lắp con lăn và giảm lực xung kích khi con lăn ra khỏi bàn. Số lượng ray ở bàn lăn trên được xác
định theo trị số phản lực lớn nhất khi lao nhưng thường có số lượng ít hơn ở đường dưới một thanh để các đỉnh ray trên và dưới tiếp xúc qua các khe hở, như vậy phản lực truyền lên trên các ray sẽ đều hơn, khi kéo cầu sẽ êm hơn do có sự đàn hồi của các con lăn chịu uốn (hình 15.1.5). Con lăn: Có thể làm bằng gỗ cứng, thép tròn đặc hoặc tròn rỗng bên trong đổ bêtông.
Đường kính con lăn thường là 10cm trở lên. Con lăn phải có đủ độ dài để thò ra ngoài hai mép
đường lăn dưới ít nhất mỗi bên 15-20cm.
Đường lăn dưới có số lượng ray lớn hơn đường lăn trên một chiếc được đặt lên các tà vẹt kê trực tiếp trên nền đường hoặc trên trục chính, trụ tạm. Số lượng con lăn được xác định theo nội lực lớn nhất khi dầm có độ hẫng lớn nhất trong quá trình lao.
Để đảm bảo phản lực của con lăn chỉ tác dụng vào tim giàn, tránh cho biên dưới của giàn chủ chịu uốn khi kéo qua trụ ( chính hoặc tạm) thì chiều dài đường lăn dưới trên các trụ (chính hoặc tạm) phải lớn hơn chiều dài khoang giàn ít nhất 1.25 lần, do đó trên trụ bao giờ cũng có ít nhất một bàn lăn trên. Như vậy thường bắt buộc phải mở rộng các trụ chính. Trong trường hợp cần có trụ tạm thì chiều rộng mặt trên của trụ tạm ít nhất cũng phải lớn hơn 1.25 lần chiều dài khoang giàn. Đường lăn trên gắn với thanh biên dưới bố trí gián đoạn và chỉ bố trí dưới các tiết điểm dàn để tránh cho thanh biên dưới không chịu uốn, đường lăn gián đoạn dưới các mút dàn được gọi là bàn trượt hay thuyền trượt. Thuyền trượt thường được làm bằng các đoạn ray uốn cong hai đầu và liên kết với nút dàn bởi các đoạn gỗ vuông và bulông. Số lượng ray ở thuyền trượt xác định theo áp lực lớn nhất trong quá trình lao. Đường lăn dưới có số lượng ray lớn hơn ở thuyền trượt một ray, các thanh này đặt lên tà vẹt gỗ và liên kết với tà vẹt bằng đinh Crămpon. Tà vẹt gỗ đặt trực tiếp trên nền đường hoặc trên đỉnh trụ. Số lượng con lăn xác định theo áp lực lớn nhất xuất hiện trong quá trình lao.
Con lăn thường làm bằng thép tròn đặc hoặc rỗng, rỗng trong đổ bêtông. Đường kính các con lăn thường chọn từ 60-140mm. Trong quá trình lăn, con lăn có thể bị nghiêng, lệch làm chệch hướng lao, khi đó cần phải chỉnh lại con lăn bằng cách dùng búa đánh vào đầu con lăn, vì vậy khoảng cách tĩnh giữa các con lăn không được nhỏ hơn 10cm đến 15cm để có chỗ đánh
búa. Từ đó có thể xác định được chiều dài của đường lăn trên đủ để bố trí số con lăn cần thiết cho mỗi nút giàn, và xác định độ mở rộng trụ cần thiết. Chiều dài con lăn thường lấy lớn hơn chiều dài rộng đường lăn 20-30cm.