Chương 7 Thi công mố trụ bằng đá xây
11.12. Cầu TSARITSA ở VONGAGRAD (nước Nga)
12.3.6. Chọn chiều dài nhịp trong cầu nhiều nhịp
Nói chung, nên cố gắng chọn sơ đồ có các nhịp dài bằng nhau trừ hai nhịp biên. Như
vậy giảm được chi phí thiết kế, thi công, dùng lại được nhiều lần các thiết bị và ván khuôn.
Chiều dài các nhịp biên nên lấy lớn hơn một nửa chiều dài nhịp trong sông. Ví dụ, nếu cầu có 3 nhịp được đúc bê tông tại chỗ, xét theo quan điểm phân bố hợp lý mômen trong kết cấu thì tỷ số giữa chiều dài nhịp biên với chiều dài nhịp giữa nên là 0,75 - 0,80. Tuy nhiên, còn phải xét đến các quan điểm khác nữa đối với các kết cấu đúc hẫng, ví dụ: phải
xét đến trình tự tác dụng của trọng lượng bản thân, hình dạng đường trục các cáp dự ứng lực trong kết cấu và hiệu ứng siêu tĩnh của chúng, phương pháp thi công nốt đoạn đầu mút sát mố của kết cấu nhịp.
Nhìn chung, kinh nghiệm nhiều nước cho thấy nên áp dụng tỷ số 0,65 - 0,70.
Nếu chọn chiều dài các nhịp như trên thì ở các mố không bao giờ có phản lực âm bất lợi.
Khi đó vì nhịp biên dài hơn một nửa nhịp cạnh nó nên sau khi đúc hẫng đối xứng phải đúc nốt một đoạn ngắn sát mố của nhịp biên đó trên đà giáo hoặc trên trụ tạm.
Ngược lại, nếu cố tình chọn nhịp biên dài xấp xỉ bằng một nửa nhịp cạnh nó thì việc thi công đúc hẫng đối xứng ở đó sẽ dễ dàng hơn nhưng sẽ phải có một giải pháp cấu tạo đặc biệt nào đó để dằn đầu kết cấu nhịp xuống, tránh xuất hiện phản lực âm ở đó. Như vậy rõ ràng là tốn kém hơn.
Trên thực tế, các cầu thường có nhịp biên dài thêm 1 hay 2 đốt so với nửa nhịp cạnh nó và vẫn được đúc hẫng không dùng đến đà giáo tạm thời mà dùng đối trọng để đảm bảo ổn
định trong lúc đúc hẫng.
Khi sơ đồ tĩnh học kết cấu nhịp là dầm liên tục mà nhịp biên lại được hợp long trước khi hợp long các nhịp chính thì trọng lượng các đốt bổ sung đã được đúc hẫng cân bằng sẽ tác dụng lên mố.
Ngược lại, nếu nhịp biên được hợp long sau khi đã hợp long nhịp chính cạnh nó thì sẽ phải dùng kích đặt trên trụ hay trên mố để điều chỉnh cao độ đáy dầm mà đặt gối trên mố cho đúng theo đồ án.
12.3.6.2. Trường hợp các nhịp có chiều dài khác nhau
Nếu do điều kiện thông thuyền hoặc điều kiện cục bộ nào đó mà bắt buộc phải làm các nhịp giữa sông dài hơn (bằng L) còn các nhịp gần bờ chỉ cần làm ngắn hơn (bằng l) để hạ thấp giá thành công trình thì cần bố trí một nhịp với chiều dài chuyển tiếp giữa hai đoạn cầu nói trên (dài bằng λ).
Khi đó nên lấy như sau: λ ≈ (L + l)/2
Đối với những cầu có các nhịp dài không bằng nhau và thay đổi một cách hài hòa thì
việc thi công đúc hẫng phải kèm theo các biện pháp sau:
a) Thay đổi chiều dài các đốt trong kết cấu nhịp cầu bằng cách điều chỉnh kích thước của các ván khuôn.
b) Thay đổi độ dài của đốt trên trụ của kết cấu nhịp nhờ cấu tạo ván khuôn đặc biệt.
c) Đúc bê tông tại chỗ nhiều đốt ở đầu công xôn ngắn sau khi đã hợp long với phần kết cấu nhịp đã làm xong trước đó.
Ví dụ: cầu Givors qua sông Rhône và cầu Gennevilliers qua sông Seine đều có nhịp giữa ngắn mà hai nhịp bên cạnh lại rất dài. Việc thi công đúc hẫng các cầu này đòi hỏi phải làm các nhịp dài hơn ở hai bên các nhịp ngắn theo 2 đợt.
Sơ đồ thi công như vậy bắt buộc phải đặt các phần cánh hẫng tựa lên các gối giản đơn trong giai đoạn thi công thứ hai để tránh sự truyền mômen uốn quá lớn vào trụ.
12.4. Trình tự tính toán thiết kế kết cấu nhịp thi công đúc hẫng hoặc lắp hẫng
Nói chung, trình tự tính toán thiết kế một kết cấu nhịp cầu đúc hẫng nhiều nhịp có thể nh sau:
- Lựa chọn sơ đồ nhịp, dạng và kích thước chính trong mặt cắt ngang của cầu, phân các
đoạn đúc lần lượt của dầm căn cứ vào kinh nghiệm và các tài liệu tham khảo, các đồ án đã
thực hiện trước đó;
- Xác định phương pháp đúc hẫng phân đoạn, phương pháp hợp long, thiết bị đúc di
động và các bước thi công đúc hẫng lần lượt các nhịp liên tục của kết cấu nhịp cầu dầm hoặc cầu khung;
- Xác định các sơ đồ cấu tạo và bố trí của các hệ thống mở rộng trụ, trụ tạm (nếu có);
- Xác định các sơ đồ tĩnh học của kết cấu nhịp thay đổi qua từng bước thi công đúc hẫng;
- Tính toán nội lực kết cấu nhịp dầm, nội lực trụ và trụ tạm, các phản lực gối đỡ và các chuyển vị thẳng đứng, chuyển vị nằm ngang phát sinh trong quá trình đúc hẫng. Vẽ các hình bao nội lực và biểu đồ độ võng trong giai đoạn thi công;
- Tính toán lượng cốt thép cần thiết tại mặt cắt đặc trưng của dầm trong giai đoạn thi công;
- Tính toán nội lực dầm, các phản lực gối đỡ phát sinh trong quá trình khai thác cầu dưới các tổ hợp tĩnh tải và hoạt tải. Vẽ các hình bao nội lực trong giai đoạn khai thác cầu;
- Tính toán lượng cốt thép cần thiết tại mặt cắt đặc trưng của dầm trong giai đoạn khai thác;
- Kết hợp các kết quả tính toán cốt thép trong giai đoạn thi công và giai đoạn khai thác
để bố trí hợp lý cốt thép dự ứng lực;
- Tính duyệt các mặt cắt đặc trưng theo các trạng thái giới hạn trong giai đoạn thi công cũng như giai đoạn khai thác cầu. Hiệu chỉnh kích thước mặt cắt và bố trí cốt thép thường cũng như cốt thép dự ứng lực;
- Tính toán mối nối giữa các đốt kết cấu nhịp được đúc hẫng;
- Tính toán ổn định lật trong quá trình đúc hẫng, chọn thiết bị đẩy;
- Tính toán hợp long;
- Tính toán ứng suất cục bộ phát sinh ở khu vực ụ neo;
- Tính toán ảnh hưởng của co ngót và từ biến trong giai đoạn khai thác;
- Tính toán ảnh hưởng của gối lún không đều trong các giai đoạn thi công và giai đoạn khai thác cầu;
- Tính toán về xoắn kết cấu nhịp;
- Tính toán hạ dầm xuống gối sau khi đã đúc hẫng và hợp long xong hoàn toàn.
12.5. ví dụ cấu tạo bố trí cáp dự ứng lực cầu đúc hẫng
Đây là sơ đồ bố trí cáp dự ứng lực trong một cầu đúc hẫng. Trên hình 12.29 là sơ đồ đặt cáp dự ứng lực trong kết cấu nhịp liên tục đúc hẫng hoặc lắp hẫng.
a)
c)
Đốt hợp long
Đốt hợp long
Đốt hợp long b)
d)
Hình 12.29 a. Sơ đồ đặt cắp dự ứng lực trong kết cấu nhịp liên tục đúc hẫng hoặc lắp hẫng
Hình 12.29b. Sơ đồ trình tự căng cáp dự ứng lực trong kết cấu nhịp liên tục đúc hẫng hoặc lắp hẫng
Bịt neo ép nước, ép khí Tháo kích, neo công cụ
Hạ tải, theo dõi đóng neo và đo độ dãn dài Gia công cáp theo kích thước
Căng 0,2P lắp con trỏ đo độ dãn dài Căng tiếp các cấp tải trung gian và cấp 0,9 P
Lắp bơm dầu vào kích Lắp neo công cụ
Luồn bó cáp
Rửa sạch ống tạo lỗ Cường độ bê tông
cho phép căng cáp
Căng tiếp đén Po (không quá 5%P ) đo độ dãn dài dài tính trước Lắp kích đúng tim bó cáp và vuông góc với đệm neo
130
P2 P1 A1
135 20004x120
C5C4 C3 C1C2
4@350400200
150
5@1205@120
400
8000 150
2004004@350 C2C1 C3C4 C5
4x1202000 135
42000
42000
bố trí cáp dự ứng lực nhịp dẫn (42+42+8)m
300
2000 6500
7000
4@350
255 c2
c5 c3 c4 c1
c2-7,c2-8 c2-5,c2-6
c2-1,c2-2 c2-3,c2-4 c1-6
c1-11(2) c1-9(2) c1-10(2)
c1-8(2) c1-7(2)
c1-5 c1-4
c1-3 c1-2
c1-1
c3-3
c2
c5 c3 c4 c1 c3-1
2000
c1-r
c1-10(2) c1-11(2)
c1-r c1-6
c1-7(2) c1-9(2) c1-8(2) c1-4
c1-5 c1-1
c1-2 c1-3
c3-2
c2-r c3-1
c3-2 c3-3
MặT đứng cáp Dự ứng lực
500 500
13000/2
2000
7000 255
500300 5@120
1354@120
255 500 13000/2
255
4@350
6500
2000 2000 250
2000 2000
tl 1:50 mặt cắt a-a a
a
c c
b b
d d
tl 1:50 mặt cắt d-d
tl 1:50 mặt cắt c-c
tl 1:50 mặt cắt b-b
1000 1000
250
2000
400 400
200 200
2000 1000
Hình 12.30. Ví dụ bố trí cốt thép DƯL toàn cầu và phần nhịp dẫn (cầu Non Nước)
131
c1-9 c1-8 c1-10 c1-11
c1-2 c1-6
c1-7
13000/2 c1-11
c1-10 c1-8 c1-9
c1-6 c1-7 c1-2
c3-1
7000/2
c3-2 c3-3
tIM DọC CầU
c1-11 c1-10 c1-9
c1-8
c3-1
c1-7 c1-5 c1-1 c1-7
c3-3 c3-2
c1-4
c1-3
c1-4
c1-1
c2-8
c2-7
c1-3 c1-5
c2-1 c2-2
c1-10
c2-4
c2-3 c2-6
c2-5
c1-8 c1-9
c1-11
MặT bằng cáp dưl ứng lực nhịp chính MặT đứng cáp Dự ứng lực nhịp chính
3500 c1-5
3 K 4
14500 4000
3 K 10 3000 8000
CP23 c1-11(2) TIM TRô p2
CL p2
3500 3500 3500 3500 4000 4000
c1-8(2) c1-10(2)
3 K 9 3 K 8 c1-9(2)
3 K 7 c1-7(2)
3 K 6 3 K 5 c1-6
3500
3 K 7 6000
6000 3000 3000 3000 c1-4 c1-3
3 K 3 3 K 2 c1-2
3 K 1
3 K 0 c1-1
TIM TRô p3C p3L
3500 3500 3500 3000 3000 3000
3 K 2 3 K 1 c1-1 c1-2
3 K 3
c1-3 c1-4 c1-5 c1-6
3 K 4 3 K 5 3 K 6 c1-7(2)
3000 4000 4000 4000
c1-9(2) c1-8(2)
3 K 8 3 K 9 c1-10(2) c1-11(2)
3 K 10 CP34 c3-3 c3-1
c3-2
c3-2 c3-3 c3-1
c2-7
c2-8 c2-5c2-6 c2-1c2-2
c2-3 c2-4 c1-10(2)
c1-11(2)
c1-9(2)
c1-8(2) c1-8(2)
c1-9(2) c1-10(2)
c1-11(2) c1-7(2)
c1-6 c1-5
c1-3
c1-1 c1-1
c1-3
c1-5 c1-6
c1-7(2)
c1-4 c1-4
c1-2 c1-2
c2-1 c2-2
c2-3 c2-4
c2-5 c2-6
c2-8 c2-7 c3-1
c3-2 c3-3 c3-1
c3-2 c3-3
c2-R c1-r c1-R
c2-R
c1-R c1-R c1-R
c1-R 9500
7000 13000
300
500 3000
900 4355
8@200 8@200
150
100
8@200 8@200
150
250150 760 2000
7000 13000 6@200 850
150 300
6@200
250
3300 150
450
1000 500
900 300
300 25050
532
300 300
50
250 50
200200
250
6@200 650 900
50
7000 200 13000
250
2973
900 300
461
450
500
200
5@200
300
250 250
5@200
2000
200
150
50 250 211 50
2@250
a
b
b c
c a
d
d e
e f
f
mặt cắt a-a
tl 1:75 mặt cắt b-btl 1:75
tl 1:75 mặt cắt c-c
tl 1:75 mặt cắt d-d
tl 1:75 mặt cắt e-e
tl 1:75 mặt cắt f-f h
h
2000
7000 585
13000
900
300
tl 1:75 mặt cắt h-h tl 1:75
mặt cắt g-g
900
250
1000
450
300900
450
235
g
g
125 125
Hình 12.31. Ví dụ bố trí cáp DƯL nhịp biên và nhịp giữa (cầu Non Nước)
132
132
12.6. thi công đốt hợp long
Khối hợp long là khối cuối cùng để nối các dầm hẫng với đoạn dầm đúc trên đà giáo hoặc nối các dầm hẫng với nhau tạo thành dầm liên tục. Có thể chia hai loại khối hợp long: