Giáo trình Thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn - Ngành Xây dựng Cầu đường

Giáo trình nghiên cứu thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn nghề xây dựng cầu đường trình độ cao đẳng, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên kỹ thuật.

Trường đại học

Trường Cao Đẳng Xây Dựng

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Giáo Trình
62
2
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn

Giáo trình môn học thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn được biên soạn dành riêng cho chương trình đào tạo trình độ cao đẳng nghề xây dựng cầu đường. Đây là môn học bắt buộc, giữ vai trò nền tảng trong việc trang bị kiến thức và kỹ năng cơ bản cho người học. Trước đây, việc thiếu một tài liệu giảng dạy chuẩn, thống nhất đã gây ra không ít khó khăn cho cả giảng viên và sinh viên. Nhận thức được điều đó, tập thể giáo viên khoa Công trình đã biên soạn giáo trình này nhằm đáp ứng yêu cầu cấp thiết trong giai đoạn mới. Nội dung giáo trình được xây dựng dựa trên sự tham khảo các nguồn tài liệu uy tín trong nước kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy thực tế. Cấu trúc chương trình bao quát các phương pháp thi công phổ biến nhất, từ thi công tại chỗ bằng bê tông cốt thép toàn khối, lắp ghép bằng cần cẩu, cho đến việc sử dụng các thiết bị chuyên dụng. Ngoài ra, giáo trình còn giới thiệu các công nghệ tiên tiến như phương pháp đúc đẩy và thi công trên đà giáo cố định, giúp người học có cái nhìn toàn diện về lĩnh vực xây dựng cầu. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp một tài liệu tham khảo chất lượng, hệ thống, làm cơ sở vững chắc để sinh viên tiếp cận và làm chủ các công nghệ thi công hiện đại, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của ngành.

1.1. Mục tiêu môn học thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn

Môn học thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn nhằm trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng cơ bản và cốt lõi trong công tác thi công công trình cầu. Mục tiêu chính là giúp sinh viên nắm vững các quy trình kỹ thuật, từ khâu chuẩn bị ván khuôn, đà giáo, gia công lắp dựng cốt thép, đến công tác đổ và bảo dưỡng bê tông. Hoàn thành môn học, người học có khả năng đọc hiểu bản vẽ, lập kế hoạch thi công, lựa chọn phương án và thiết bị phù hợp cho việc xây dựng các loại cầu dầm giản đơn. Đây là nền tảng kiến thức quan trọng để sinh viên có thể tham gia vào các dự án thực tế và tiếp tục học hỏi, phát triển lên các vị trí kỹ thuật chuyên sâu trong nghề xây dựng cầu đường.

1.2. Vai trò của giáo trình trong đào tạo nghề xây dựng cầu đường

Sự ra đời của giáo trình chuẩn mang một ý nghĩa quan trọng. Nó giải quyết tình trạng các cơ sở dạy nghề sử dụng tài liệu tự biên soạn, thiếu tính thống nhất và hệ thống. Một giáo trình chuẩn giúp đảm bảo chất lượng đào tạo đồng đều trên cả nước, cung cấp một nguồn tài liệu tham khảo chính thống, tin cậy cho cả người dạy và người học. Đối với sinh viên, đây là kim chỉ nam giúp định hướng học tập một cách bài bản. Đối với giảng viên, tài liệu này là cơ sở để thiết kế bài giảng, kiểm tra và đánh giá, góp phần nâng cao chất lượng chung của chương trình đào tạo nghề xây dựng cầu đường trình độ cao đẳng.

1.3. Các nội dung chính trong chương trình đào tạo cao đẳng

Chương trình học được cấu trúc một cách logic, bao gồm các bài học trọng tâm. Các nội dung chính gồm: xây dựng kết cấu nhịp bê tông cốt thép toàn khối; lắp ghép hệ dầm giản đơn bằng cần cẩu; lao lắp kết cấu nhịp bằng các thiết bị chuyên dụng như giá long môn, giá 3 chân; thi công các bộ phận phụ trên cầu; và giới thiệu các công nghệ hiện đại như phương pháp đúc đẩy và thi công hẫng trên đà giáo cố định. Mỗi bài học đều đi sâu vào đặc điểm kỹ thuật, trình tự thi công và các yêu cầu cần tuân thủ, đảm bảo người học có được cái nhìn tổng thể và chi tiết về các phương pháp thi công cầu dầm giản đơn.

II. Thách thức trong thi công kết cấu nhịp BTCT toàn khối

Phương pháp xây dựng kết cấu nhịp bê tông cốt thép toàn khối tại chỗ là một kỹ thuật truyền thống nhưng tiềm ẩn nhiều thách thức. Đặc điểm nổi bật của phương pháp này là yêu cầu khối lượng công tác rất lớn để xây dựng các công trình tạm phục vụ thi công. Việc chế tạo và lắp dựng hệ thống giàn giáován khuôn đồ sộ tiêu tốn nhiều vật liệu, nhân công và thời gian, trực tiếp đẩy giá thành công trình lên cao. Do đó, phương pháp này thường chỉ được áp dụng trong những trường hợp đặc biệt, có yêu cầu riêng hoặc tại các khu vực có sẵn vật liệu địa phương như cát, sỏi, đá, gỗ. Để khắc phục những nhược điểm này, ngành xây dựng cầu đã áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật. Các giải pháp như sử dụng giàn giáo giá vòm chuyên dụng, giàn giáo di động, giàn giáo treo đang ngày càng phổ biến. Đặc biệt, các công nghệ không cần giàn giáo như kết cấu bán lắp ghép, phương pháp đúc đẩy, hay ván khuôn trượt đã chứng minh hiệu quả vượt trội trong việc tiết kiệm chi phí, rút ngắn tiến độ và nâng cao chất lượng quản lý sản xuất. Việc nắm vững các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt đối với ván khuônđà giáo là yếu tố tiên quyết để đảm bảo sự an toàn và chính xác của kết cấu.

2.1. Phân tích đặc điểm xây dựng kết cấu nhịp bê tông toàn khối

Đặc điểm chính của việc thi công kết cấu nhịp bê tông toàn khối là sự phụ thuộc lớn vào hệ thống công trình tạm. Toàn bộ tải trọng của bê tông tươi, cốt thép, thiết bị và công nhân đều được truyền xuống hệ đà giáo. Điều này đòi hỏi một hệ thống chống đỡ cực kỳ kiên cố và ổn định. Thời gian thi công kéo dài do phải chờ bê tông đạt đủ cường độ mới có thể tháo dỡ ván khuônđà giáo. Chi phí cao là hệ quả tất yếu của việc tiêu tốn một lượng lớn vật tư cho công trình tạm và chi phí nhân công cho việc lắp dựng, tháo dỡ.

2.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với ván khuôn và hệ đà giáo đỡ

Hệ thống ván khuônđà giáo phải được thiết kế và thi công để đảm bảo cường độ, độ cứng và độ ổn định cần thiết. Theo quy định, độ võng của các thanh trong giàn giáo không được lớn quá 1/400 chiều dài nhịp. Chúng phải chịu được các loại tải trọng đứng và tải trọng ngang, bao gồm trọng lượng bản thân, trọng lượng bê tông cốt thép (2,5T/m³), hoạt tải thi công (tối thiểu 250Kg/m²), áp lực ngang của bê tông tươi, và lực gió. Vật liệu làm ván khuôn, đà giáo phải được lựa chọn cẩn thận để không ảnh hưởng xấu đến chất lượng bê tông. Các mối nối phải khít để giảm biến dạng và ngăn rò rỉ vữa.

2.3. Các giải pháp kỹ thuật giảm khối lượng thi công công trình tạm

Để tối ưu hóa quá trình thi công, nhiều giải pháp tiên tiến đã được ứng dụng. Giàn giáo di động là hệ thống có thể di chuyển từ nhịp này sang nhịp khác, đặc biệt hiệu quả khi thi công qua sông sâu nơi không thể đóng cọc. Phương pháp dùng giàn giáo treo đổ bê tông hẫng cũng được ứng dụng rộng rãi cho các cầu nhịp lớn. Ngoài ra, công nghệ bán lắp ghép, kết hợp cấu kiện đúc sẵn và bê tông đổ tại chỗ, giúp phát huy ưu điểm của cả hai loại kết cấu. Đáng chú ý nhất là phương pháp đúc đẩy, một công nghệ mới giúp tiết kiệm triệt để chi phí giàn giáo và ván khuôn, đồng thời thu hẹp công trường và tập trung hóa khâu quản lý.

III. Hướng dẫn lắp ghép hệ dầm giản đơn bằng cần cẩu hiệu quả

Phương pháp lắp ghép hệ dầm giản đơn bằng cần cẩu là một trong những kỹ thuật phổ biến và linh hoạt nhất trong thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn. Kỹ thuật này sử dụng các loại cần cẩu di động như cần cẩu bánh xích, bánh lốp để nâng và đặt các phiến dầm bê tông đúc sẵn vào vị trí gối trên mố trụ. Ưu điểm của phương pháp này là tốc độ thi công nhanh và khả năng cơ động cao của thiết bị. Có hai biến thể chính: lắp kết cấu nhịp bằng cẩu chạy dưới và cẩu chạy trên. Lựa chọn phương án nào phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trường như địa hình, địa chất, chiều cao trụ và chiều dài nhịp. Cẩu chạy dưới thường được áp dụng cho các cầu cạn hoặc sông cạn với nền đất tốt. Trong khi đó, cẩu chạy trên kết cấu nhịp vừa lắp xong phù hợp hơn cho các nhịp nhỏ như cầu bản. Để đảm bảo an toàn và hiệu quả, công tác tính toán lựa chọn cần trục và thiết bị phụ trợ phải được thực hiện một cách cẩn trọng, dựa trên trọng lượng phiến dầm, tầm với yêu cầu và chiều cao nâng. Trình tự lắp đặt phải tuân thủ nghiêm ngặt các bước kỹ thuật để đảm bảo dầm được đặt chính xác và an toàn.

3.1. Phạm vi áp dụng phương pháp lắp ghép bằng cần cẩu

Việc sử dụng cần cẩu để lắp ghép dầm phù hợp với các điều kiện thi công cụ thể. Phương pháp cẩu chạy dưới kết cấu nhịp thường được dùng khi thi công cầu cạn hoặc cầu qua sông cạn, nơi có điều kiện địa chất tốt cho phép cần cẩu di chuyển và hoạt động dễ dàng. Ngược lại, phương pháp cẩu chạy trên kết cấu nhịp đã lắp đặt được áp dụng khi không gian bên dưới bị hạn chế. Theo phương pháp này, cần cẩu sẽ đứng sau mố để lắp nhịp đầu tiên, sau đó di chuyển lên chính nhịp vừa lắp để thi công nhịp tiếp theo. Phương án này chỉ thích hợp cho các cầu có nhịp nhỏ, ví dụ như cầu bản.

3.2. Trình tự lắp đặt kết cấu nhịp bằng cẩu chạy dưới và trên

Trình tự lắp đặt cơ bản bao gồm các bước: chọn cần cẩu có sức nâng và tầm với phù hợp; xác định vị trí đứng chính xác của cần cẩu để tối ưu khả năng làm việc; đưa cần cẩu vào vị trí; vận chuyển dầm bê tông cốt thép vào trong tầm với của cần cẩu; cần cẩu móc, nâng dầm và từ từ đặt vào vị trí gối đã định sẵn. Sau khi lắp xong một dầm, cần cẩu sẽ di chuyển lùi hoặc tiến để lắp các dầm tiếp theo cho đến khi hoàn thành toàn bộ nhịp cầu. Quá trình này đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng và độ chính xác cao.

3.3. Tính toán lựa chọn cần trục và dây cáp treo dầm an toàn

Việc lựa chọn cần trục phải dựa trên các thông số chính: trọng lượng và kích thước khối lắp, chiều cao nâng và tầm với cần thiết. Cần trục hoạt động hiệu quả nhất khi tay với nhỏ. Cần kiểm tra độ hở giữa khối lắp và cần trục để đảm bảo không xảy ra va chạm. Tầm với của cần trục được xác định dựa trên chiều cao từ mặt đường đến khớp chân cần, khoảng cách đến tim dầm và các thông số hình học khác. Ngoài ra, dây cáp treo dầm cũng phải được tính toán cẩn thận. Lực trong dây cáp được xác định dựa trên trọng lượng vật nâng, có kể đến hệ số xung kích và hệ số an toàn (thường lấy K=6 đối với cáp buộc) để đảm bảo an toàn tuyệt đối trong quá trình cẩu lắp.

IV. Phương pháp lao lắp kết cấu nhịp bằng thiết bị chuyên dụng

Khi thi công các cầu có nhịp dài, chiều cao lớn hoặc dầm có trọng lượng nặng vượt quá khả năng của cần cẩu thông thường, phương pháp lao lắp kết cấu nhịp bằng các thiết bị chuyên dụng trở thành giải pháp tối ưu. Các thiết bị này được thiết kế riêng cho công tác lao lắp dầm cầu, mang lại độ ổn định, an toàn và chính xác cao hơn. Dựa vào năng lực thi công, có thể phân loại thành các hệ thống chính như: lắp ghép bằng giá long môn, giá 2 chân, giá 3 chân, giá poocti, và sử dụng dầm (giàn) dẫn. Mỗi loại thiết bị có đặc điểm, tính năng và phạm vi áp dụng riêng. Ví dụ, giá long môn thích hợp để lao lắp dầm bê tông cốt thép cho cầu nhiều nhịp, chiều cao lớn. Giá 3 chân lại có ưu điểm thi công nhanh, có thể lắp đặt hàng loạt nếu cầu có nhiều nhịp. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu và thời gian lắp dựng các thiết bị này khá lớn, nhưng hiệu quả kinh tế sẽ rất cao đối với các dự án quy mô lớn, yêu cầu thi công lặp lại theo chu kỳ. Việc lựa chọn và vận hành các thiết bị chuyên dụng đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật có chuyên môn cao và kế hoạch thi công chi tiết.

4.1. Phân loại các thiết bị chuyên dụng trong lao lắp dầm cầu

Các thiết bị chuyên dụng trong lao lắp dầm cầu rất đa dạng. Giá long môn (gantry crane) là hệ thống cổng trục di động trên ray, có sức nâng lớn. Giá 2 chângiá 3 chân là các hệ khung chuyên dụng, ổn định, thường dùng để lao dầm qua sông có mực nước cao. Giá 3 chân có ưu điểm về tốc độ và khả năng lắp đặt hàng loạt. Giá Pooctich cũng là một dạng thiết bị chuyên dụng khác. Dầm (giàn) dẫn là một hệ kết cấu tạm được lao trước qua nhịp, tạo thành đường vận chuyển để đưa dầm chính vào vị trí. Việc lựa chọn loại thiết bị nào phụ thuộc vào đặc điểm công trình và điều kiện thi công.

4.2. Quy trình thi công bằng giá long môn và giá 3 chân

Quy trình thi công bằng giá long môn bắt đầu bằng việc làm sàn công tác và lắp đặt đường ray cho giá di chuyển. Sau khi lắp dựng giá, dầm được vận chuyển đến vị trí, giá long môn sẽ nhấc dầm và di chuyển dọc theo ray để đặt lên gối. Đối với giá 3 chân, thường được dùng cho dầm dài đến 33m, quy trình bao gồm lắp giá trên nền đường đầu cầu, di chuyển giá đến vị trí lắp, sau đó vận chuyển dầm dọc theo xe con để đưa vào vị trí. Ưu điểm của giá 3 chân là thi công nhanh và an toàn, có thể lắp 2-3 dầm mỗi ca.

4.3. Đặc điểm và ứng dụng của phương pháp dầm giàn dẫn

Phương pháp dầm (giàn) dẫn được áp dụng để lao lắp kết cấu nhịp qua các sông có mực nước cao, nơi việc sử dụng các thiết bị khác gặp khó khăn. Trình tự thi công bao gồm: làm sàn công tác, lao kéo dọc dầm (giàn) dẫn đến vị trí, tạo đường vận chuyển dầm chính trên hệ dầm dẫn, vận chuyển dầm chính, nhấc và đặt dầm vào gối. Sau khi hoàn thành một nhịp, hệ dầm (giàn) dẫn sẽ được di chuyển đến vị trí mới để thi công nhịp tiếp theo. Đây là một giải pháp hiệu quả cho các địa hình phức tạp.

V. Cách thi công tại chỗ kết cấu nhịp trên đà giáo cố định

Việc thi công tại chỗ kết cấu nhịp bê tông cốt thép trên đà giáo cố định là một phương pháp cơ bản trong xây dựng cầu dầm. Toàn bộ quá trình, từ lắp dựng ván khuôn, gia công cốt thép, đến đổ bê tông nhịp cầu, đều được thực hiện trực tiếp tại vị trí thiết kế của nhịp cầu. Phương pháp này đòi hỏi một hệ thống đà giáo cố định vững chắc để chống đỡ toàn bộ tải trọng trong quá trình thi công. Công tác chuẩn bị phải cực kỳ kỹ lưỡng. Ván khuôn phải được thiết kế chính xác về hình dạng, kích thước và đảm bảo kín khít. Công tác cốt thép, đặc biệt là cốt thép dự ứng lực, phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về chủng loại, gia công và lắp đặt. Giai đoạn đổ bê tôngbảo dưỡng bê tông là khâu quyết định đến chất lượng và cường độ của kết cấu. Bê tông phải được đổ liên tục, đầm chặt để tránh phân tầng, rỗ. Sau khi bê tông đạt cường độ yêu cầu, việc tháo dỡ ván khuôn và hạ đà giáo phải được tiến hành từng bước một cách cẩn trọng để đảm bảo an toàn, tránh gây xung kích ảnh hưởng xấu đến kết cấu non.

5.1. Công tác cốt thép dầm cầu và cốt thép dự ứng lực

Công tác cốt thép bao gồm cả cốt thép thường và cốt thép dự ứng lực (DƯL). Cốt thép phải đúng chủng loại theo thiết kế, được làm sạch gỉ và chất bẩn trước khi gia công. Việc gia công uốn nguội phải đảm bảo đúng hình dáng và kích thước. Các thanh cốt thép được liên kết với nhau bằng mối buộc hoặc hàn, giữ đúng vị trí bằng các con kê. Đối với cốt thép DƯL, các yêu cầu về cường độ, giới hạn chảy, độ giãn dài phải được kiểm tra nghiêm ngặt. Việc lắp đặt các ống chứa cốt thép DƯL và bộ neo phải chính xác, đảm bảo kín nước để vữa xi măng không xâm nhập vào trong lúc đổ bê tông.

5.2. Quy trình đổ và bảo dưỡng bê tông nhịp cầu chi tiết

Trước khi đổ bê tông, phải kiểm tra toàn bộ hệ đà giáo, ván khuôn, cốt thép và dọn sạch các chất bẩn. Bê tông phải được trộn bằng máy, vận chuyển đến vị trí đổ sao cho không bị phân tầng, tách nước. Việc đổ bê tông phải tiến hành liên tục. Chiều cao rơi tự do của bê tông không nên vượt quá 2m để tránh phân tầng. Bê tông phải được đầm kỹ bằng đầm dùi hoặc đầm bàn. Sau khi đổ xong, phải tiến hành bảo dưỡng bê tông ngay. Bề mặt bê tông phải được phủ kín và tưới nước thường xuyên trong ít nhất 7 ngày để đảm bảo bê tông phát triển đủ cường độ và hạn chế nứt co ngót.

5.3. Kỹ thuật tháo dỡ ván khuôn và hạ đà giáo an toàn

Ván khuôn thành bên có thể được tháo dỡ sớm khi bê tông đạt cường độ trên 25daN/cm². Hệ đà giáo chống đỡ chỉ được phép hạ khi cường độ bê tông đạt trên 70% cường độ thiết kế. Quá trình hạ giàn giáo phải được thực hiện từ từ và đối xứng, đặc biệt với cầu dầm liên tục, để tránh gây ra các ứng suất bất lợi cho kết cấu. Chiều cao mỗi lần hạ được tính toán dựa trên độ võng của nhịp, biến dạng đàn hồi của hệ và khoảng hở cần thiết. Các phương pháp phổ biến để hạ đà giáo là dùng ngựa gỗ và nêm (cho nhịp nhỏ) hoặc hộp cát và kích (cho nhịp lớn).

VI. Tương lai và công nghệ mới trong thi công cầu dầm giản đơn

Ngành xây dựng cầu đường đang chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ thi công hiện đại, mang lại hiệu quả vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Nổi bật trong số đó là phương pháp đúc đẩycông nghệ đúc hẫng cân bằng. Đây là những giải pháp kỹ thuật tiên tiến, đặc biệt phù hợp cho việc xây dựng các cầu có khẩu độ lớn, cầu cạn dài hoặc thi công trong điều kiện địa hình phức tạp. Phương pháp đúc đẩy là một công nghệ sản xuất dây chuyền, nơi các đốt dầm được đúc tại một vị trí cố định sau mố rồi được đẩy dần ra các trụ. Công nghệ này giúp tập trung hóa sản xuất, dễ dàng kiểm soát chất lượng và giảm thiểu công trình tạm. Trong khi đó, đúc hẫng cân bằng cho phép thi công kết cấu nhịp vươn dần ra từ đỉnh trụ mà không cần hệ đà giáo chống đỡ bên dưới. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các cầu vượt sông sâu, thung lũng. Việc nắm vững các nguyên lý cơ bản trong giáo trình thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn sẽ là nền tảng vững chắc để các kỹ sư tương lai tiếp cận, làm chủ và ứng dụng thành công những công nghệ đột phá này.

6.1. Khái niệm và ưu điểm của phương pháp đúc đẩy hiện đại

Phương pháp đúc đẩy (Incremental Launching Method) là công nghệ thi công trong đó từng đoạn của kết cấu nhịp được chế tạo tại bãi đúc sau mố, sau đó được đẩy dần theo chiều dọc về phía các trụ bằng hệ thống kích thủy lực. Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là tiết kiệm gần như toàn bộ chi phí cho giàn giáován khuôn trên toàn chiều dài cầu. Công trường chính chỉ tập trung tại một vị trí hẹp, giúp quản lý sản xuất hiệu quả, nâng cao độ an toàn và ít ảnh hưởng đến môi trường bên dưới. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả cho các cầu cạn dài, có nhiều nhịp lặp lại.

6.2. Phân tích công nghệ đúc hẫng cân bằng trong xây dựng cầu

Công nghệ đúc hẫng cân bằng (Balanced Cantilever Method) là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ hẫng, đối xứng ra hai phía từ đỉnh trụ cho tới khi nối liền với các cánh hẫng khác. Phương pháp này sử dụng hệ thống ván khuôn di động chuyên dụng gọi là xe đúc. Ưu điểm chính là không cần hệ thống đà giáo từ mặt đất, rất thích hợp khi xây dựng cầu ở vùng sông sâu, thung lũng dốc cao, hoặc các nút giao thông đông đúc. Ngoài ra, sơ đồ chịu lực trong giai đoạn thi công khá phù hợp với sơ đồ chịu lực trong giai đoạn khai thác, giúp tối ưu hóa việc bố trí cốt thép dự ứng lực.

6.3. Xu hướng đào tạo nghề xây dựng cầu đường trong giai đoạn mới

Trong giai đoạn mới, yêu cầu đối với nhân lực nghề xây dựng cầu đường ngày càng cao. Các chương trình đào tạo, đặc biệt ở trình độ cao đẳng, không chỉ cần trang bị kiến thức nền tảng vững chắc về các phương pháp thi công truyền thống như trong giáo trình thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn, mà còn phải cập nhật và giới thiệu các công nghệ mới. Việc hiểu rõ bản chất của các phương pháp cơ bản là điều kiện tiên quyết để người học có thể tiếp thu và áp dụng các công nghệ phức tạp hơn như đúc đẩy hay đúc hẫng. Xu hướng đào tạo cần kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin và mô phỏng để sinh viên có cái nhìn trực quan và sẵn sàng đáp ứng yêu cầu của thực tế sản xuất.

16/07/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

BQ GIAO THONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I GIAO TRINH MON HOC THI CONG CAU KET CAU NHIP GIAN DON TRINH DO CAO DANG NGHE: XAY DUNG CAU DUONG Ban hành theo Quyết định số 1955/QĐ-CĐGTVTTWI-ĐT ngày 21/12/2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung ương ï Hà nội, 2017 BO GIAO THONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I GIAO TRINH Môn học: Thi công cầu kết cầu nhịp giản đơn NGHÈ: XÂY DỰNG CAU DUONG TRÌNH DO: CAO DANG LỜI NÓI ĐÀU Thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn là môn học bắt buộc trong chương trình. dạy nghề dài hạn, nhằm trang bị cho người học nghề một số kiến thức, kỹ năng cơ. bản trong công tác máy xây dựng trong thi công công trình. Hiện nay các cơ sở dạy nghề đều đang sử dụng tài liệu giảng dạy theo nội dung tự biên soạn, chưa được có giáo trình giảng dạy chuẩn ban hành thống nhất, vì vậy các giáo viên và sinh viên đang thiếu tài liệu để giảng dạy và tham khảo. Nhằm đáp ứng yêu cầu giảng dạy và học tập trong giai đoạn mới của nhà trường, tập thể giáo viên khoa Công trình đã biên soạn giáo trình môn học thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn hệ Cao đẳng. Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã tham khảo các nguồn tải liệu sẵn có trong nước và với kinh nghiệm giảng dạy thực tế. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực, tuy nhiên không tránh khỏi thiểu sót. Chúng tôi rat trân trọng và cám ơn những ý kiến đóng của đồng nghiệp và các nhà chuyên môn để giáo trình Thi công cầu kết cấu nhịp giản đơn đạt được sự hoàn thiện trong những lần biên soạn sau này. "Trân trọng cảm ơn! Nhóm tác giả! MUC LUC Bai 1: Xây dựng kết cấu nhịp bê tông cốt thép toàn khối. Bài 2: Láp ghép hệ dCm giản đơn bằng cần cầu. tu “ng -28 Bài 3: Lao lấp kết cấu nhịp bằng các thiết bị chuyên dụng - thi công phần xe chạy trên cầu. 34 Bài 4: Lao lắp kết cấu nhịp cầu dầm giản đơn. 38 Bài 5: Lắp ghép kết cấu nhịp cầu dầm liên tục 1 40 B Khái niệm chung về ph- ong pháp đúc đẩy - lấp đầy kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép dự ứng lực. aia 42 Bài 7: Thi công tại chỗ kết cấu nhịp bê tông cốt thép trên đà giáo cố định. 46 Bài 8: Tổ chức công tr- ờng. Bài 1: Xây dựng kết cấu nhịp bê tông cốt thép toàn khối Đặc điểm xây dựng kết cấu nhịp bê tông toàn khối. - Cầu bê tông cốt thép đúc toàn khối tại chỗ cần khối lượng công tác rắt lớn đề xây dựng công trình tạm để phục vụ thi công: Chế tạo vả lắp dựng giàn giáo và ván khuôn, tốn kém sức lao động, thời gian thi công kéo dài, giá thành đắt. Vì vậy cầu dầm bê tông cốt thép đỗ tại chỗ chỉ dùng trong trường hợp cả biệt, có yêu cầu riêng hoặc xây dựng ở vùng sẵn vật liệu như: cát, sỏi đá, gỗ. Hiện nay trong xây dựng cầu bê tông cốt thép đỗ tại chỗ đã áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật để giảm bớt khối lượng thi công như: Dùng giàn giáo giá vòm chuyên dụng; giàn giáo di động; giàn giáo treo. Thậm chí dùng các biện pháp thi cong không cần giàn giáo như sủ dụng kết cấu bán lắp ghép, phương pháp đúc đẩy hoặc dùng ván khuân trượt. Phương pháp dùng giàn giáo treo đỗ bê tông hãng được ứng dụng rộng rãi ở các nước. ~_ Phương pháp thi công dùng giàn giáo treo đỗ bê tông hẫng có nhiều ưu điểm đối với cầu mút thừa, cầu liên tục và cầu khung T có nhịp 50m trở lên. -_ Kết cấu bản lắp ghép chỉ sử dụng một phần là cấu kiện đúc sẵn, còn lại là bê tông đúc tại chỗ, nên có nhiều hiệu quả kinh tế và kỹ thuật, khắc phục được nhược điểm hai loại kết cấu trên, đồng thời phát huy những ưu điểm sẵn có của chúng. Do đó rất thông dụng trong nghành xây dựng nhiều nước. ~ _ Phương pháp đúc đẩy cũng là một công nghệ xây dựng mới tiết kiệm được kinh phí thỉ công các công trình phụ tạm là giàn giáo và ván khuôn, đồng thời thu hep được bãi đúc và công trình xây dựng cầu, tập trung được khâu quản lý sản xuất. Xây dựng cầu dầm trên giàn giáo.1 Cấu tạo giàn giáo cố định. ~_ Xây dựng cầu dầm bê tông cốt thép toàn khối trên giàn giáo có định bao gồm các vật liệu sau: Làm giàn giáo, lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép, đỗ và đầm bê tông, bảo dõng bê tông, tháo đỡ ván khuôn và giàn giáo. 'Vật liệu làm giàn giáo có thể là gỗ, thép. ~_ Giàn giáo phải đủ cờng độ bảo đảm độ cứng va độ ổn định theo yêu cầu, chẳng hạn độ võng các thanh trong giàn giáo không lớn quá 1/400 chiều dài nhịp. Cấu tạo giàn giáo phải đơn giản dễ tháo lắp và sử dụng đợc nhiều lần. Mối nồi phải thật khít để giảm biến dạng không đàn hồi, khe nối không hở quá +10mm. Sai số khoảng cách giữa tim giàn không quá +30mm. Giàn giáo đợc chọn tuỳ chiều dai nhịp, chiều cao cầu, vật liệu và thiết bị thi công có sẵn. Giàn giáo có nhiều dạng chẳng hạn giàn giáo cố định, giàn giáo di động. -_ Để làm giàn giáo cố định, nhiều née đã sử dụng các loại linh kiện thép ống, nối với nhau bởi những đai "cút" và "rắc co" khác nhau. ở nhiều công ty lớn, còn sử dụng những mảng giàn giáo đã chế tạo sẵn theo mẫu mã nhất định, bảo đảm. Tỉnh hoạt trong lắp ráp các loại hình giàn giáo không gian một cách nhẹ nhàng và thuận lợi, liên kết với nhau bởi những chỉ tiết gia công tỉnh bằng kim loại, chịu đợc những lực trợt tong đối lớn. Hình 1: cấu tạo giàn giáo cố định. Cấu tạo giàn giáo di động. -_ Giàn giáo đi động là giàn giáo có thể chạy được để chế tạo từ nhịp này đến nhịp bắc qua sông sâu, lòng sông không thể đóng cọc để làm giàn giáo cố định hoặc 7 không kinh tế. Đặt ván khuôn lắp cốt thép, đúc dằm và bảo dưỡng bê tông đều thực hiện trên giàn giáo treo. Khi bê tông đạt cường độ tháo ván khuôn, lắp cốt thép, đúc dằm và bảo dưỡng bê tông đều thực hiện trên giàn giáo treo. Khi bê tông đạt cường độ tháo ván khuôn và kéo giàn giáo sang nhịp khác và các công việc sẽ đợc lặp lại như trên. - Gian giáo di động có thé làm bằng dầm hoặc giàn thép định hình. Khi di động cần một số thiết bị phụ trợ. Hình 2: Cấu tạo giàn giáo di động. * Các yêu cầu chung. ~ Ván khuôn (bao gồm cả hệ đà giáo đỡ nó) và bệ căng cốt thép DƯL. kéo trước phải được thiết kế và thỉ công sao cho đảm bảo được cường độ và độ cứng yêu cầu, đảm bảo độ chính xác về hình dạng, kích thước và vị trí của kết cầu BTCT. 'Ván khuôn và bệ căng phải có khả năng sử dụng lại được nhiễu lần mà không bị hư hỏng theo đúng yêu cầu của bản đồ án thiết kế chung. ~ Ván khuôn phải có cầu tạo hợp lý, dé dàng lắp dựng, tháo dỡ hoặc điều chinh khi cần thiết. ~ Việc thiết kế và thi công ván khuôn, bệ căng cũng như việc khai thác chúng phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và các thiếtbị liên quan. 'Ván khuôn và bệ căng phải được thiết kế theo các loại tải trọng sau đã) ~ Tải trọng thẳng đứng bao gồm: trọng lượng của ván khuôn, da giao, của bê tông và cốt thép, của người và thiết bị có liên quan (đối với thiết bị cần xét lực xung kích). ~ Tải trọng nằm ngang bao gồm : các tải trọng do rung động gây ra, do các lực lúc lắp dựng ván khuôn, do áp lực gió. ~ áp lực ngang của hỗn hợp bê tông tươi chưa hoá cứng. ~ Các tai trong đặc biệt mà có thể dự đoán xảy ra trong thi công. ‘Tai trong thing đứng đợc tính với tỷ trọng bê tông cốt thép là 2,5T/mã, hoạt tải được coi là rải đều với trị số không nhỏ hơn 250Kg/m2, và được lấy tuỳ tình hình cụ thể. Tải trọng nằm ngang tác dụng lên ván khuôn thành bên do bê tông tươi lấy như sau: ~ Khi tốc độ bê tông đỗ không quá 2m/giờ.H T/m2 - Khi tốc độ bê tông theo chiều cao lớn hơn 2m/giờ p=0,8 + (120 +25R)/(T + 20) < 15T/m2 hoặc 2,4. - Nhiệt độ của bê tông trong khuôn (oC) H_ _ - Chiều cao của bê tông tơi bên trên điểm đang xét (m) - Khi đùng biện pháp rung động bên ngoài ván khuôn dùng bê tông có độ sệt lớn, dùng phụ gia làm chậm hoá cứng hoặc các phụ gia khác, giá trị của p phải tăng lên thích đáng. * Vật liệu Vat liệu dùng làm ván khuôn, đà giáo, bệ căng phải được chọn sao cho đảm bảo về cường độ, độ cứng, độ vững, không gây ảnh hưởng xấu đến bê tông tươi do hút nư- 6c va cũng không làm hỏng bề mặt ngoài của kết cấu BTCT. 'Khi chọn vật liệu ván khuôn đà giáo và bệ căng phải xét đầy đủ các vấn đề như loại kết cấu, số lần sẽ sử dụng lại, vị trí sử dụng. Nên dùng thép làm ván khuôn kết cấu. * Thiết kế ván khuôn. ~ _ Ván khuôn phải được thiết kế với hình dang va vị trí chính xác. Ván khuôn phải dễ lắp dựng và tháo đỡ. Các mối nối phải song song hoặc phải vuông góc với trục dầm và trám kín đủ chống rò rỉ vữa. Ván khuôn phải có vạt cạnh ở chỗ có góc cạnh. * Thiết kế đà giáo. - Vật liệu và kiểu đà giáo đợc lựa chọn sao cho phủ hợp các điều kiện của kết cầu BTCT và điều kiện thi công; ~_ Phải chọn cấu tạo sao cho mọi tải trọng đều được truyền xuống đến móng; Đà giáo phải được cố định phần trên của nó vào các kết cấu hiện có hoặc nhờ các giằng ngang và giằng kéo. Cần đảm bảo cho ván khuôn nghiêng không bị áp lực bê tông làm cho biến dạng; - Đà giáo phải được thiết kế sao cho dễ dàng tháo dỡ an toàn, tránh xung kích ảnh hưởng xấu đến kết cấu B TCT; ~ Các mỗi nối của các đà giáo và ở các liên kết của cột chống thẳng đứng với các dầm cầu phải đảm bảo không bị trượt, lật và vững chắc.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ