CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG THÂN TRỤ CẦU CAO Hiện nay tại Việt Nam, một số công trình cầu lớn với trụ cầu cao đã và đang được thi công và đưa vào sử dụng. Tiêu biểu đó là các công trình: cầu Pá Uôn (Sơn La) , Cầu Vĩnh Thịnh (Sơn Tây - Hà Nội), Cầu đường tầu điện cao tốc các tuyến Nhổn đến Cầu Giấy và Cát Linh đến Ba La (Hà Nội) .1 Một số công trình có trụ cầu cao ở Việt Nam.1 Cầu Pá Uôn – Sơn La. Cầ u Pá Uôn nằ m trên Quố c lộ 279 bắ c qua Sông Đà thuô ̣c điạ bàn Huyê ̣n Quỳnh Nhai, Tỉnh Sơn La. Dự án cầ u Pá Uôn có tổ ng chiề u dài là 1273,55m; trong đó chiề u dài cầ u Pá Uôn là 918,05 m với sơ đồ : (4x39+75+4x130+75+2x39) m, gồ m phầ n cầ u dẫn phía đi Than Uyên là 4 nhịp dầm đơn giản: 4x39 m với kế t cấ u là dầ m bán lắ p ghép - dầ m tiế t diê ̣n chữ I đúc sẵn bằ ng BTCTDUL căng sau, cấp bê tông B-50, bản BTCT mă ̣t cầ u đúc ta ̣i chổ ; Cầ u dẩ n về phiá thi ̣ trấ n Quỳnh Nhai đi Tuầ n Giáo là 2 nhip̣ dầ m đơn giản, mỗi nhịp 2x39 m với kết cấ u tương tự như cầ u dẫn phiá đi Than Uyên.
Cầ u chiń h bắ c qua lòng chủ sông Đà ta ̣i vi ̣trí cầ u là kế t cấ u cầ u khung dầ m liên tu ̣c với sơ đồ : (75+4x130+75)m là dầ m hô ̣p mô ̣t ngăn vách thẳ ng bằ ng BTCTDUL thi công theo công nghê ̣ đúc hẫng cân bằ ng có chiều cao dầm thay đổi từ 7,71m trên đỉnh tru ̣ và 3,61m ta ̣i giữa nhịp chính và đầ u nhip̣ biên. Bê tông của dầ m cầ u và các trụ cầ u chiń h là cấ p B-50. Dự án cầ u Pá Uôn nằm trong tổng thể các công trình tránh ngâ ̣p sau khi xây dựng xong và đưa vào vận hành nhà máy thủy điện Sơn La để đảm bảo lưu thông trên tuyế n Quố c lộ 279 với điểm xuấ t phát từ Hà Khẩ u (Quảng Ninh) và kế t thúc ta ̣i Tây Trang ( Lai Châu ). Chủ đầ u tư Dự án là Bô ̣ GTVT và trực tiế p quản lý thực hiê ̣n Dự án là Ban quản lý 1( PMU – 1 ).
Trần Kiên Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 4 Nguồ n vố n đầ u tư của Dự án là lấ y từ nguồ n vố n đền bù của Dự án Nhà máy thủy điê ̣n Sơn La với tổ ng mức mức đầu tư sau khi đã đươ ̣c điều chỉnh và phê duyê ̣t vào tháng 3 – 2009 là 739,807 tỷ đồng VN. Qui mô của Dự án là cầ u vin̉ h cữu nằ m trên đường cấ p III miề n núi (có châm chước) với bề rô ̣ng cầ u là : 2x3,0+2x1,0+2x0,5 = 9,0m. t æn g t h Ód ù ¸ n c Çu p¸ u« n (Què c l é 279 - h uyÖn q uún h n h a i - t Øn h s¬ n l a ) Ph¹ m v i Gã i t hÇu sè 01 Ph¹ m v i Gã i t hÇu sè 2a Ph¹ m v i Gã i t hÇu sè 2b Ph¹ m v i Gã i t hÇu sè 2c Ph¹ m v i Gã i t hÇu sè 03 Ph¹ m v i Gã i t hÇu sè 01 (L=326672) (L=275878) Lc=918050 M- ê n g g iµ n g Tha n uyª n 6000 100 39000 50 39000 50 39000 50 39000 300 75500 130000 130000 130000 130000 75500 300 39000 50 39000 100 6000 +232.693 DÇm BTCT I39m iIi DÇm BTCT I39m +225.0 23160 23160 24160 24160 D=150cm, L=08m 6 cäc khoan nhåi +202.5 D=150cm, L=16m 5 cäc khoan nhåi Mùc n-íc lò H=+194.0 D=150cm, L=10m 2000 2000 Nh Þp1 37500 39500 37500 39500 37500 39500 6 cäc khoan nhåi 57660 67273 67543 T1 T2 6 cäc khoan nhåi D=150cm, L=10m +185.5 Nh Þp4 2000 2000 2000 10 cäc khoan nhåi 10 cäc khoan nhåi +167.0 T7 T8 c ¸ c ®¬ n v Þt h i c « n g : g ã i t h Çu sè 01: C« n g t y x©y d ùn g 99 - t æn g c « n g t y x©y d ùn g t r - ê n g s¬ n g ã i t h Çu sè 2a : Liª n d a n h c « n g t y c p c Çu 3 t h ¨ n g l o n g - c « n g t y c p c ¬ kh Ýv µ x©y d ùn g sè 10 t h ¨ n g l o n g g ã i t h Çu sè 2b: c « n g t y c æ ph Çn c Çu 5 t h ¨ n g l o n g g ã i t h Çu sè 2c : c « n g t y c p x©y d ùn g c « n g t r ×n h g ia o t h « n g 479-t æn g c « n g t y xd c t g t 4 g ã i t h Çu sè 03: l iª n d a n h c « n g t y c æ ph Çn c Çu 3 t h ¨ n g l o n g v µ c « n g t y c Çu 1 t h ¨ n g l o n g MÆt b» n g c ä c kh o a n n hå i T6 T7 T8 T4 T5 T9 T10 25000 25000 25000 T11 M12 M0 T1 T2 T3 15000 15000 10500 10500 7000 7500 7500 7500 7000 7500 16000 27000 27000 27000 11500 11500 11500 16000 19000 19000 11500 11500 8500 Hình 1-1. Tổng thể dự án cầu Pá Uôn – Sơn La Đơn vi ̣Tư vấ n thiế t kế : Tổ ng công ty TVTK GTVT thuô ̣c Bô ̣ GTVT.
Thời gian khởi công từ ngày 28-5-2007 vàthông xe kỹ thuâ ̣t vào cuố i tháng 6-2010. Cầu Pá Uôn là cây cầu có trụ cao nhất Việt Nam bắc qua sông Đà. Đây là dự án được xếp vào cấp đặc biệt quan trọng do kết cấu trụ cầu lớn, biện pháp thi công mới và tiến độ thi công hết sức gấp rút để phục vụ cho vùng Tây Bắc rộng lớn khi thủy điện Sơn La đi vào hoạt đông các tổ máy phát điện, đồng thời tạo ra tuyến giao thông kết nối ngắn nhất giữa hai tỉnh Lai Châu và Sơn La. Do cầu nằm trong vùng lòng hồ thủy điện Sơn La, phía thượng lưu là thủy điện Lai Châu nên trụ chính được thiết kế lên đến 98 m, khoan sâu 26 m.
Trần Kiên Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 5 Trụ cầu Pá Uôn được thi công đúc từng đốtmột, bằng công nghệ ván khuôn hỗn hợp, ván khuôn bán trượt và ván khuôn trượt. (Hình 1-2) 220 220 1175 10000 1175 1225 50 PhÇn BT th©n trô ®ang thi c«ng 4000 4200 150 300 300 350 350 PhÇn BT th©n trô ®· thi c«ng xong 1800 1800 1800 1800 4000 1700 2075 1200 1550 1550 1200 2075 1700 175 175 Hình 1-2. Mặt đứng thi công một đốt ván khuôn bán trượt Cầu Pá Uôn Trong phần Cầu chính có 3 trụ khung trụ T6, trụ T7 và trụ T8 thì trụ T7 và trụ T8 là cao nhất : trụ T7 với chiều cao tính từ móng trụ tiếp xúc với đáy sông đến cốt cao độ mặt cầu trên đỉnh trụ( kể cả chiều cao dầm cầu ) là: 104,0m; còn trụ T8 với chiều cao tính tương tự đạt tới 107,0m. Cốt cao độ mặt cầu so với điểm thấp nhất của đáy sông có chiều cao đạt tới 111,0m.
Với chiều cao trụ lớn như vậy nên kết cấu trụ khung thiết kế với dạng 2 sườn BTCT cấp B-50 tương đương với bê tông mác M-600 được giằng bằng các sườn ngang theo chiều cao. Sơ đồ cầu chính Cầu Trần Kiên Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 6 Pá Uôn gần giống sơ đồ cầu chính vượt lòng chủ sông Hồng của Cầu Thanh Trì là: (80+4x130+80)m với 5 trụ khung và 2 trụ kê nhưng chiều cao trụ lớn nhất của cầu chính Cầu Thanh Trì chỉ khoảng hơn 20,0m(kể cả chiều cao dầm cầu). Để thi công các trụ cầu cao như vậy các Nhà thầu Việt nam đã sử dụng các cần cẩu tháp vận thăng cao hơn 116,0m để thi công lắp dựng cốt thép, ván khuôn và đúc các đốt thân trụ từ dưới lên đến đốt K0 của dầm cầu. Đặc biệt là công tác lắp dựng ván khuôn và công tác đổ bê tông, các Nhà thầu đã phải thiết kế, thí nghiệm và lựa chọn cấp phối bê tông hợp lý để bơm bê tông,đồng thời phải sử dụng thêm 01 máy bơm bê tông trung chuyển đặt ở dầm ngang để bơm bê tông đến các đốt trên cao.
Máy bơm có công suất lớn để đổ bê tông đúc các đốt bê tông thân trụ và thi công đúc hẫng các đốt dầm ở các cánh hẫng của phần Cầu chính. Những ưu nhược điểm của hệ ván khuôn sử dụng thi công Cầu Pá Uôn. - Ưu điểm: Hệ ván khuôn được ghép từ nhiều mảnh cho lên dễ cẩu lắp, vận chuyển, giá thành giẻ, sử dụng đa dạng thiết bị cẩu tháp lắp đặt hoặc dùng giá Pa Năng Xích nâng hạ ván khuôn. - Nhược điểm: Chiều cao đốt thi công thấp, vì vậy phải chia thành nhiều đốt để đổ bê tông, thời gian thi công kéo dài, mất nhiều thời gian lắp đặt cho một đốt và tốn khá nhiều công sức.
Trần Kiên Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 7 1.2 Cầu Vĩnh Thịnh – Sơn Tây.Bình đồ vị trí Cầu Vĩnh Thịnh – Sơn Tây Dự án xây dựng cầu Vĩnh Thịnh trên Quốc lộ 2C bắc qua sông Hồng nối thành phố Vĩnh Yên - tỉnh Vĩnh Phúc với thị xã Sơn Tây - TP Hà Nội nằm trong kế hoạch Trần Kiên Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - 2013 8 xây dựng đường vành đai V kết nối các đô thị xung quanh thành phố Hà Nội từ thành phố Vĩnh Yên - Sơn Tây - Hòa Lạc, Thị trấn Xuân Mai, Miếu Môn - Đồng Văn - Thành phố Hưng Yên - Thành phố Hải Dương - Chí Linh - Thành phố Bắc Giang - thị xã Sông Công.