một số kết cấu cầu đặc biệt ở hàn quốc (phần 2)

MỘT VÀI DẠNG KẾT CẤU CẦU ĐẶC BIỆT Ở HÀN QUỐC
K.s Lê Thị Thu Hạnh

Tiếp nối số báo trước, trong số này tôi xin tiếp tục giới thiệu hai dạng cầu mới sau:
► Edge girder concrete bridge : Cầu bê tông hai dầm biên
► Corrugated Steel Web P.S.C Bridge : Cầu bê tông ứng suất trước sườn thép lượn sóng
3. Cầu Bê tông hai dầm biên – Edge girder concete bridge
Cũng như cầu Double-T, cầu bê tông hai dầm biên cũng là một dạng cầu cải tiến từ cầu dầm I cơ
bản được phát triển nhằm tăng cường tính mỹ thuật, khả năng bảo dưỡng, tăng cường khả năng chịu
lực. Đồng thời khi cầu liên tục nhiều nhịp, thi công bằng dàn giáo di động MSS sẽ được sử dụng với tính
kinh tế cao.
Mô tả đặc điểm
Phối
cảnh

Mặt
cắt
điển
hình

Cầu Double-T Chuyển đổi thành cầu 2 dầm biên Dạng cầu 2 dầm biên hoàn thiện
Giới
thiệu
cơ
bản
Dạng cầu hai dầm biên là sự phát triển và điều chỉnh từ dạng kết cấu cầu Double –T. Hình
dạng dầm có sự biến đổi kết hợp với sự mở rộng nhịp của bản mặt cầu tạo ra dạng cầu hai
dầm biên. Với sườn biên cong sẽ làm tăng khả năng chống xoắn của mặt cắt đồng thời đảm
bảo về điều kiện mỹ thuật. Với khe hở ở vị trí bản cánh đáy dầm tạo điều kiện cho việc bảo
dưỡng dễ dàng hơn. Sự lắp đặt cáp dự ứng lực trong cầu 2 dầm biên được đặt cả theo
phương dọc và ngang cầu. Vị trí và lực căng trong cáp còn phụ thuộc vào các giai đoạn xây

dựng, các mất mát ứng suất, tất cả điều này sẽ được xem xét kỹ trong quá trình thiết kế. Đặc
biệt các cầu này khi áp dụng thi công theo phương pháp đúc trên đà giáo di động (MSS) thì các
giả thuyết về từ biến, co ngót, sự phụ thuộc vào thời gian của bê tông cần được xem xét kỹ
lưỡng và là yếu tố quan trọng khi thiết kế các giai đoạn xây dựng.
Đặc
tính
chủ
yếu
- Các đặc tính chủ yếu sẽ được đề cập theo hình vẽ dưới đây




작업자 미탑승시
MOVING 높이 : 1300
작업자 탑승시
Phương án bố trí
thoát nước hợp lý
Thiết kế và kiểm toán
thung lũng gió
Phương pháp thi
công bằng MSS
Hệ thống duy tu
bảo dưỡng di động
- Đối với cầu hai dầm biên liên tục nhiều nhịp cần nghiên cứu việc bố trí cáp dự ứng lực theo cả
phương dọc và phương ngang cầu.

Bố trí cốt thép trong cầu hai dầm biên
Khi thiết kế dạng cầu này trong giai đoạn thi công cần xem xét các yếu tố như co ngót từ biến
của bê tông và đặc biệt là sơ đồ kết cấu trong các giai đoạn. Khi tính duyệt ứng suất trong thi

công đảm bảo ứng suất nén của bê tông không vượt quá 98.9kg/cm2, ứng suất kéo trong bê
tông là 17kg/cm2, nếu có xét đến có ngót và từ biến thì giá trị ứng suất nén không vượt quá
98.4kg/cm2.
Khi thiết kế trong giai đoạn sử dụng cần xem xét đến tất cả các tải trọng có thể xảy ra như tĩnh
tải, hoạt tải, co ngót từ biến, chuyển vị lún, nhiệt độ, gió và động đất đồng thời cũng cần xét đến
trường hợp sử dụng hoạt tải đặc biệt là TANK, TRAILER.
Vị trí Giai đoạn thi công Giai đoạn sử dụng
Thớ
trên
Thớ
dưới

Thi
công
Đối với các cầu liên tục nhiều nhịp và đi qua vùng có mực nước khống chế cao thì phương án
thi công trên đà giáo di động kiểu chạy trên là phương án hợp lý và kinh tế nhất.
Lắp đặt ván khuôn và đổ bê tông Tự xoay và chuyển ván khuôn Tháo dỡ ván khuôn và di chuyển

Chi tiết thi công trên đà giáo di động MSS kiểu chạy trên.
STEP 1 :Lắp dựng trụ tạm và ván khuôn

STEP 2 :Lắp đặt cốt thép và đổ bê tông
⇨
⇧

⇩
STEP 4 :Lắp dựng lại ván khuôn và đổ bêtông

STEP 3 :Dỡ ván khuôn và di chuyển
⇦

Ứng
dụng
Cầu Seosang 1: Cầu được xây dựng trong dự án mở rộng đường đoạn Sinme-Owon trên tỉnh
Kangwon do vào năm 2003. Cầu được thiết kế bởi công ty Dongbu engineering và công ty DM
engineering. Chiều dài nhịp 11@50+12@50+11@50=1770m, chiều rộng cầu là 12m.
Phối cảnh cầu Seosang 1:


4. Cầu bê tông ứng suất trước sườn thép lượn sóng - Corrugated Steel Web P.S.C Bridge
Cầu dầm hộp bê tông ứng suất trước có sườn thép lượn sóng có đặc điểm chính là khối lượng
nhẹ hơn các dầm hộp bê tông cùng kích thước thông thường và thể hiện sự liên hợp giữa bê tông và
thép thông qua liên kết giữa sườn thép và bản bê tông. Ứng suất có hiệu khi làm việc của dạng cầu này
sẽ tăng lên, ảnh hưởng của co ngót-từ biến cũng như nhiệt độ đến kết cấu này cũng ít hơn. Sức kháng
cắt sẽ được tăng cường mà không cần thiết phải bố trí bản sườn thép quá dầy hoặc cần sự tăng cường
nào từ bên ngoài. Chế tạo dễ dàng và sức kháng mỏi được tăng cường cũng là một ưu điểm của cầu
dầm hộp thép lượn sóng. Việc đặt tao cáp dễ dàng cả bên trong lẫn bên ngoài nên công tác kiểm tra và
thay thế thuận lợi hơn.
Mô tả đặc điểm
Phối
cảnh

Bê tôn
g
bản trên
Tườn
g

p
hân cách

Cá
p
n
g
oài
Cá
p
tron
g

Bê tôn
g
bản đá
y

Sườn thé
p
lư
ợ
n són
g
Mặt
cắt
điển
hình

Đặc
điểm
chun
g

Hiện nay dạng cầu này được xây dựng rộng rãi tại Pháp và Nhật bản với các loại cầu giản đơn,
liên tục hoặc cầu khung. Vì trọng lượng dầm nhẹ hơn so với cầu dầm hộp thông thường nên
thuận lơi hơn trong thi công, phương pháp thi công phân đoạn cũng được áp dụng.
+ Tiêu chuẩn thiết kế : Việc thiết kế dạng cầu này đã tham khảo ở rất nhiều nước khác nhau và
sẽ được kiểm tra, đánh giá, xác nhận lại trên cơ sở các phần mềm tính toán hiện đại.
+ Nhịp áp dụng: Nhịp áp dụng cho cầu dạng này là 60m
+ Vật liệu sử dụng: Đối với các quy định về đường hàn và liên kết được sử dụng theo tiêu
chuẩn thiết kế cầu; vật liệu sử dụng là thép tối thiểu là SM400.
+ Chiều dày tối thiểu: Trong tiêu chuẩn cầu Hàn quốc quy định chiều dày tối thiểu của thép
lượn sóng là 8mm; Còn theo quy trình của Nhật bản thì chiều dày tối thiểu là 9mm.
+ Sự làm việc của thép lượn sóng: Kết quả làm việc của kết cấu phụ thuộc vào chiều rộng và
bước của thép lượn sóng. Khi chiều rộng và bước hợp lý sẽ tránh được tình trạng mất ổn định
cục bộ, tăng khả năng chịu cắt. Do vậy khi xác định chiều rộng và bước sóng cần phải nghiên
cứu kỹ.

Hình vẽ thể hiện định hình thép lượn sóng ở một số cầu.
Đặc
điểm
liên
- Liên kết giữa thép và bê tông:
Các liên kết giữa thép lượn sóng và bê tông là một bộ phận hết sức quan trọng của kết cấu.
Dựa vào tính dính bám ta có thể chia làm các loại sau:
kết + Neo mềm dính bám: Sườn thép lượn sóng được liên kết vào bản thép nằm trong bê tông.
Loại liên kết này dùng cho cầu ShinKai và cầu Nachenoki. Các neo sử dụng là các neo mềm
dính bám có các tấm hàn nằm trong bê tông. Phương pháp thiết kế dạng neo mềm đã được
công bố rộng rãi.
+ Liên kết kiểu gia cường: Liên kết này được sử dụng lần đầu tiên cho cầu Hongdani, các thép
tròn trơn được luồn qua các lỗ của sườn thép lượn sóng và kết hợp với hai thanh thép gia
cường chạy dọc theo đỉnh của sườn thép. Tất cả các bộ phận này được chôn trong bê tông để
đảm bảo chất lượng liên kết.

+ Liên kết thanh thép góc: Liên kết này gồm bản thép cánh liên kết với sườn thép lượn sóng
đồng thời bản thép liên kết với thanh thép góc chữ L thông qua đường hàn. Trên thanh thép
góc sẽ được đục lỗ và xuyên các thanh thép tròn trơn qua. Toàn bộ phần liên kết này cũng
được chon toàn bộ trong bê tông.
+ Liên kết tổ hợp: Biện pháp này sử dụng các neo mềm và kết hợp gia cường tấm thép bản có
đục lỗ chạy dọc cầu. Các liên kết này thường được sử dụng cho các vị trí đầu dầm, nơi có lực
cắt lớn.


LK Neo mềm LK Kiểu gia cường


LK Kiểu thép góc Liên kết kiểu tổ hợp
- Liên kết giữa các mô đun thép lượn sóng.
Các sườn thép được chế tạo có giới hạn vì điều kiện vận chuyển do đó cần thiết phải liên kết
giữa các khối sườn thép với nhau. Ta có thể dùng loại liên kết bằng đường hàn hay bu lông.
+ Liên kết đường hàn: Hầu hết các cầu dùng dạng liên kết này bởi nó sẽ đảm bảo khả năng
chịu lực, chống thấm và thẩm mỹ cao, dễ dàng sơn phủ.
+ Liên kết bu lông CĐC: Chất lượng có thể đảm bảo tuy nhiên tính thẩm mỹ kém hơn so với
đường hàn. Đồng thời sự truyền tải ứng suất cũng kém hơn đường hàn. Có thể sử dụng
đường hàn trên bề mặt tấm hoặc uốn thành tai liên kết.
필렛용
접

파형강판

Torque볼트

Liên kết Hàn Liên kết bu lông cường độ cao

Thi
công
Thi công dạng cầu dầm hộp sườn thép lượn sóng thì phương pháp lao dọc sẽ được lựa chọn,
các phân đoạn được đúc tại chỗ. Chi tiết quá trình thi công được trình bày dưới đây;


Lắp đặt thép dự ứng lực Thi công bản sườn thép lượn sóng


Sơn và lắp thiết bị kiểm tra sườn thép Lắp dựng mũi lao

Lao dọc dầm hôp sườn thép lượn sóng

Ứng
dụng
Cầu Ilseon grand: Cầu nằm trên đoạn Seongsan-toke thuộc quốc lộ 4 được xây dựng vào năm
2001. Chủ đầu tư là văn phòng điều hành xây dựng khu vực busan; được thiết kế bởi công ty
Huyndai engineering. Chiều dài nhịp 50+10@=801m, chiều rộng cầu là 21.2m.
Bố trí chung cầu như hình vẽ dưới đây.
Mặt bằng cầu
A1
P1 P2 P3 P4
P5 P6
P7
P8 P9 P10 P11
P12 P13 A2
S=+0.30 %
S=+0.30 %
Trắc dọc cầu
낙 동 강

(Vì các dạng cầu là khá nhiều nên tôi xin phép giới thiệu các dạng cầu thông qua kênh thông tin khác;
Các phần tiếp theo của bài viết này sẽ được đăng tải trên trang web: www.cauduongonline.com.vn
)