Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực bằng

Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG.
Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo
sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh . Có thể thi công hẫng
từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra . Phương pháp này có thể áp dụng
thích hợp để thi công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng , cầu khung hoặc cầu dây
xiên dầm cứng BTCT .
Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng :
- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng , kết cấu nhịp BTCT được đúc
trên đà giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu .
Cốt thép thường của các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê
tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê
tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kết với
các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL
- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo
đủ khả năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng
với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi
công
- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải
đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng ( Thi công hẫng từ trụ ra ) hoặc
nhờ trọng lượng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối
trọng . Đối các sơ đồ cầu khung , đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kết
cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ ,
Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ
Nguyên Văn Khỏa
123
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự

ứng lực bằng
cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà sau
khi thi công xong sẽ tháo bỏ.
- Ở giai đoạn thi công hẫng , kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ
cần bố trí cốt thép DƯL ở phía trên . Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm
đối xứng thì căng kéo cốt thép DƯl từ đầu mút này sang đầu mút kia và
bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa cốt thép và thành ống ngay để bảo
vệ cốt thép
- Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép
chúng thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh
Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo . Ván
khuôn được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực
và nâng cao năng suất lao động
Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có
chiều cao mặt cắt thay đổi , khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván
khuôn cho hợp lý
Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu
do đó có thể thi công trong điều kiện sông sâu , thông thuyền hay xây dựng các càu
vượt trong thành phố , các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất
hay giao thông dưới công trình
II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN
II.1 – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- Quy trình thiết kế : 22TCN272 –05 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế :
+) Hoạt tải HL93 ,
+) Người đi : 3KN/m2
II.2 – SƠ ĐỒ KẾT CẤU
- Sơ đồ cầu : 4x33 + 75 + 120 + 75 + 3x33
- Chiều dài toàn cầu Lc = 511 m , khổ cầu 8+2x1,5 m
Nguyên Văn Khỏa

124
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
II.2.1 – Kết cấu phần trên
- Một liên dầm liên tục ở giữa , 2 bên là các nhịp dầm giản đơn L=33m
- Dầm khung liên tục BTCTDƯL 3 nhịp ( 75 + 120 + 75 ) tiết diện hình hộp ,
vách nghiêng , chiều cao dầm thay đổi H= 7m trên trụ đến H=3m tại giữa nhịpvà
đầu dầm , bề rộng đáy dầm hộp B=5m
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu
chịu lực và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành xiên
+) Chiều dày bản nắp : t
b
= 30 (cm)
+) Chiều dày bản đáy : Tại mặt cắt gối là 100 cm , tại mặt cắt giữa nhịp là 30
cm
+) Chiều dày phần cánh hẫng : h
c
= 25 cm
+) Chiều dày sườn dầm : Tại trụ t
s
= 80 cm , Tại mặt cắt giữa nhịp t
s
= 50
cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông mác có:
+) f’
c
= 40 (MPa).

+) γ
c
= 24,5 (kN/m
3
).
+) E
c
= 32979,77 (MPa).
2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ
tiêu sau:
+) Diện tích một tao A
str
= 1,387 mm
2
+) Cường độ cực hạn: f
pu
= 1860 MPa
+) Độ chùng sau 1000h ở 200C là 2.5%
3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.
4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+) f
y
= 420 (MPa).
Nguyên Văn Khỏa
125
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
- Dầm dẫn : bằng bê tông cốt thép DƯL có chiều dài L = 33m , Mặt cắt
ngang gồm 5 dầm chủ tiết diện chữ T , chiều cao h = 1,5 m , đặt cách nhau 2,3m
- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3866 m , trong phạm vi 270m , tiếp theo

dốc 3% về phía 2 mố và đường đầu cầu , Độ dốc ngang cầu i
n
= 2%
- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dưới là lớp phòng nước 4mm
- Gối cầu , khe co giãn bằng cao su , lan can bằng thép , Thoát nước và chiếu
sáng theo quy định hiện hành
- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu
gồm 3 lớp : Lớp bê tông tạo dốc 4cm , lớp phòng nước 0,4cm , Lớp bê tông
asphan 7cm ; độ dốc ngang cầu i
n
= 2%
II.2.2 – Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có
cường độ chịu nén f’
c
= 30Mpa
- Trụ T
1
, T
2
, T
3
, T
8
, T
9
: được đặt trên móng cọc đóng : d = 40 cm
- Trụ T
4

, T
7
: được đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 100 cm
- Trụ T
5
, T
6
: được đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm
- Phương án móng : Móng cọc đài thấp.
b) Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo f’
c
=
30Mpa
- Mố của kết cấu nhịp dẫn được đặt trên móng cọc đóng d= 40 cm
Nguyên Văn Khỏa
126
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
CHƯƠNG II
TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC
I . CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CẦU CHÍNH .
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên
L
nb
= (0,6 ÷ 0,8) chiều dài nhịp giữa L
ng
.
+) Trong phương án này chọn L
ng

= 120m.
+) Lấy : L
nb
= 75 m
Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :
7500 120000 7500
- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta
chọn mắt cắt ngang như hình vẽ :
Nguyên Văn Khỏa
1800
500 1500
8000
1500 500
1000
400
300
1200
500
3280
300
5
0
0
8
0
0
1000
7000
3000
400

400
600
700
127
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
II . TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ .
II.1 – Phân chia đốt dầm
Nguyên tắc chung phân chia đốt dầm :
- Chọn chiều dài đốt K0 trên phần đà giáo mở rộng trụ : Trong phương pháp
đúc hẫng cân bằng , Chiều dài của đốt K0 thường vào khoảng 12-14 m, để có đủ
diện tích mặt bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công hai
cánh hẫng đối xứng nhau
- Chọn chiều dài đốt hợp long nhịp chính : Có thể lấy trong khoảng 2-4 m
- Phần còn lại của chiều dài cánh hẫng có thể lấy trong khoảng từ 2,5 – 4 m ,
Theo dọc cầu sẽ có từng nhóm đốt, mỗi nhóm gồm các đốt có chiều dài giống nhau
, Các nhóm khác nhau có chiều dài khác nhau . Chiều dài của đốt được chọn sao
cho tận dụng hết năng lực của thiết bị xe đúc . Ví dụ trọng lượng của xe đúc nên
gần bằng với khả năng treo của xe đúc . Như vậy sẽ giảm bớt số xe đốt đúc hẫng .
Mặt khác khối lượng bê tông mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp bê tông
đến công trường .
- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện
có của đơn vị thi công ta phân chia các đốt dầm như sau :
+) Đốt trên đỉnh trụ : d
o
= 14m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng
thời 2 xe đúc trên trụ)
+) Đốt hợp long nhịp giữa : d
hl
= 2m

+) Đốt hợp long nhịp biên : d
hl
= 2m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : d
dg
= 14 m
+) Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m
+) Số đốt trung gian còn lai : n = 10 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm :
+) Nhịp giữa :
Nguyên Văn Khỏa
128
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
K0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4x3 10x4

2
7
3
14
+) Nhịp biên :
13'
12'
11'
10'
9'
8' 7'
6'
5'
4'
3'
2'
1'
K0
1
16'
14 2
10x4
4x3
14
3
7
14'
II.2 – Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol bậc 2 theo phương
trình :

Y = ax
2
+ bx +c
- Lấy điểm dưới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ , trục x , y có chiều
như hình vẽ :
- Do đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0 , đồng thời đường cong đi qua 2
điểm A(-58,5;4,0) và B(58,5;4,0) nên có dạng :
4,0 = a.58,5
2
+ 58,5.b
4,0 = a.58,5
2
- 58,5.b
- Từ hai phương trình trên ta tính được :
A = 0,001169
B=0
Vậy phương trình có dạng:
Y = 0,001169.x
2
Nguyên Văn Khỏa
O(0,0)
O(0,0)
A(58,5;4,0)
Y
B(-58,5;4,0)
129
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
II.3 – Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như sau

( Với gốc toạ độ chọn tại mặt trên của đáy dầm tại vị trí giữa nhịp) :
Y = 0,00108119.x
2
– 0,000097307
II.4 – Xác định cao độ mặt dầm chủ
-Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 3866 m
II.5 – Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết
diện.
Sau khi khai báo mặt cắt thay đổi trong MiDas xong , ta tính được kích
thước của các mặt cắt như sau :
½ Mặt cắt dầm chủ
BI1
BI1-2
BI3
BI3-2
H01H02H03
H02-2
B01 B02 B03
B01-2
HI1
HI2
HI3
HI5
HI4
- Bảng các kích thước hình học của mặt cắt :
MC 0 1 2 3 4 5 6 7
HO1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HO2 0.5
0.518
2

0.527
4 0.536
0.544
1
0.551
6
0.560
8 0.569
Nguyên Văn Khỏa
130
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
HO2-
2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
HO3 6.2 5.4532
5.077
4 4.724 4.3929
4.084
1
3.707
1 3.3698
BO1 2.25
2.254
8 2.2574 2.26 2.2626 2.2652
2.268
7 2.2722
BO1-
2 1.85 1.8952 1.9199 1.9346 1.9693 1.994 2.0269 2.0598
BO2 1.25
1.170

6 1.1273 1.084
1.040
7 0.9974 0.9397 0.8819
BO3 2.5 2.5746 2.6153 2.656 2.6967 2.7374 2.7917 2.8459
HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HI2 0.4
0.418
2
0.427
4 0.436
0.444
1
0.451
6
0.460
8 0.469
HI3 4.7 4.1262
3.837
5 3.566 3.3116
3.074
4
2.784
8 2.5256
HI4 0.6
0.554
5
0.531
6 0.51
0.489
8 0.471 0.448 0.4274

HI5 1
0.872
5
0.808
3 0.748 0.6915
0.638
8
0.574
4 0.5168
BI1 2.95 2.9739 2.987 3 3.013
3.026
1
3.043
5 3.0609
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3 2
2.086
1 2.133 2.18 2.227 2.2739 2.3365 2.3991
BI3-2 1.3
1.405
2 1.4626 1.52 1.5774
1.634
8 1.7113 1.7878
MC 8 MC 9
MC
10
MC
11
MC
12

MC
13
MC
14
MC
15
HO1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HO2
0.576
3
0.582
6
0.587
9 0.5923 0.5956
0.598
1 0.5995 0.6
HO2- 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
Nguyên Văn Khỏa
131
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
2
HO3
3.072
2
2.814
3 2.596 2.4175
2.278
6 2.1794 2.1198 2.1
BO1 2.2757 2.2791

2.282
6
2.286
1 2.2896 2.293 2.2965 2.30
BO1-
2 2.0927 2.1256
2.158
5 2.1914 2.2243 2.2572 2.2901 2.323
BO2
0.824
2
0.766
4
0.708
7 0.651 0.5932
0.535
5
0.477
7 0.42
BO3
2.900
2 2.9544
3.008
7 3.063 3.1172 3.1715 3.2257 3.28
HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HI2
0.476
3
0.482
6

0.487
9 0.4923 0.4956
0.498
1 0.4995 0.5
HI3 2.2969
2.098
8 1.9311 1.7939
1.687
2 1.611 1.5652 1.55
HI4
0.409
3 0.3936
0.380
2 0.3694
0.360
9
0.354
8
0.351
2 0.35
HI5 0.466 0.422
0.384
7
0.354
2
0.330
5
0.313
6
0.303

4 0.3
BI1
3.078
3 3.0957 3.113
3.130
4
3.147
8 3.1652
3.182
6 3.2
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3 2.4617 2.5243 2.587 2.6496 2.7122
2.774
8
2.837
4 2.9
BI3-2
1.864
3 1.9409
2.017
4 2.0939
2.170
4 2.247 2.3235 2.4
- Bảng tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt đầm chủ
Tên
MC
x
(m)
h
(m)

h
d
(cm)
B
(m)
B
d
(m)
B
s
(cm)
F
(cm
2
)
S
(cm
3
)
Yo
(cm)
J
(cm
4
)
0 0 7
108.4
0 12 5 80 133628 4.41E+07 329.699.86E+09
Nguyên Văn Khỏa
132

Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
1 7
6.271
4 95.61 12 5.1492 76.4 122050 3.67E+07 301.067.42E+09
2 10
5.904
8 89.17 12 5.2306 74.9 116440 3.34E+07 286.846.35E+09
3 13 5.56 83.09 12 5.312 73.4 111147 3.04E+07 273.505.43E+09
4 16 5.237 77.39 12 5.3934 71.9 106171 2.77E+07 261.024.65E+09
5 19
4.935
7 72.06 12 5.4748 70.3 101472 2.53E+07 249.363.99E+09
6 23
4.567
9 65.52 12 5.5834 68.3 95759 2.25E+07 235.113.26E+09
7 27
4.238
8 59.65 12 5.6918 66.3 90613 2.01E+07 222.312.68E+09
8 31
3.948
5 54.44 12 5.8004 64.2 86007 1.81E+07 210.942.22E+09
9 35
3.696
9 49.89 12 5.9088 62.2 82006 1.65E+07 201.001.86E+09
10 39
3.483
9 46.00 12 6.0174 60.2 78578 1.51E+07 192.501.59E+09
11 43
3.309

8 42.77 12 6.126 58.1 75701 1.40E+07 185.471.39E+09
12 47
3.174
2 40.19 12 6.2344 56.1 73428 1.32E+07 179.891.24E+09
13 51
3.077
5 38.28 12 6.343 54.1 71735 1.26E+07 175.811.14E+09
14 55
3.019
3 37.02 12 6.4514 52 70599 1.22E+07 173.201.08E+09
15 59 3 36.42 12 6.56 50 70072 1.21E+07 172.061.07E+09
Trong đó :
+) F : Diện tích tính đổi của mặt cắt
+) S : Mômen tĩnh của mặt cắt với đáy dầm.
+) Y
o
: Khoảng cách từ trục trung hoà đến đáy dầm
+) J : Mômen quán tính của mặt cắt dầm với trục trung hoà
Nguyên Văn Khỏa
133
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
+) h
d
: Chiều cao bầu dầm tính đổi
+) b
d
: Chiều rộng đáy mặt cắt hộp
+) B
s

: Bề rộng của sườn dầm
+) h : Chiều cao của dầm
+) B : Bề rộng đỉnh mặt cắt hộp
Nguyên Văn Khỏa
134
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN.
I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ):
Tĩnh tải giai đoạn I (DC) Chính là trọng lượng của bản thân kết cấu . Khi sử
dụng chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay được loại tải
trọng này .
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) :
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lượng phần chân lan can
+) Trọng lượng cột lan can, tay vịn
+) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng : DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
clc
+ DW
lc+tv
a)Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu :
Lớp phủ mặt cầu dày 7,4 cm bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và
lớp phòng nước dày 0,4 cm

+) Lớp bê tông Asphalt :
DW
asphalt
= 12x0,07x22,5 = 18,9 ( KN/m)
+) Lớp phòng nước :
DW
pn
= 12x0,004x22,5 = 1,08 ( KN/m)
-> Trọng lượng dải đều lớp phủ mặt cầu :
DW
mc
tc
= 18,9 + 1,08 = 19,98 ( KN/m)
b) Tính trọng lượng của chân lan can + tay vịn + lề Người đi bộ :
Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Chiều rộng chân lan can B
clc
50 cm
Chiều cao chân lan can h
clc
30 cm
+) Trọng lượng chân lan can :
DW
clc
= 0,5x0,3x2x24 = 7,2 ( KN/m)
Nguyên Văn Khỏa
135
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Trọng lượng 1 cột lan can P
clc
0.027 KN
Khoảng cách bố trí cột lan can A
clc
2 m
Trọng lượng dải đều của cột lan can P
clc
0. 135 KN/m
Trọng lượng dải đều phần tay vịn P
tv
0.7 KN/m
Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn P
lc+tv
0.835 KN/m
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
clc
+ DW
lc+tv

= 19,98 + 7,2 + 0. 835 = 28,015 (KN/m)
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DW

II
tt
= g . DW
II
TC
= 1,5. 28,015 = 42,0225 ( KN/m)
III . TÍNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU NHỊP
III.1. NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG
1. Các sơ đồ tính :
Sơ đồ phân chia đốt đúc và các mặt cắt.
Đặc điểm của công nghệ thi công đúc hẫng là sơ đồ kết cấu thay đổi liên tục
trong quá trình thi công.
Căn cứ trình tự thi công và phương pháp thi công ta chia ra làm các giai đoạn
thi công sau:
Nguyên Văn Khỏa
136
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
1.1.Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ
Hình 3.1. Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng
- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng n
DC
= 1.25
+ Trọng lượng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE =660 KN đặt cách đầu
mút đốt đúc trước là 0,9 m, n
CE
= 1.25
+ Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi công
CLL = 0.24x12 =2,88 KN/m; n

CLL
= 1.3.
+) Trọng lượng bê tông ướt ( WC )
+) Co ngót , Từ biến
+) Tải trọng gió
- Tính tải trọng bê tông ướt và tải trọng xe đúc :
+) Tải trọng xe đúc :
Giả thiết ta đang thi công đốt K4 ta tính quy đổi tải trọng xe đúc về nút K3 .
Tải trọng xe đúc ta quy đổi thành F
z
và M
y
như hình vẽ sau :
Nguyên Văn Khỏa
137
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
+) Trọng lượng bê tông ướt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì
trọng lượng bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 như
hình vẽ sau :
Công thức tính :
WC =
wc
L
FF
γ

2
21
+

Trong đó :
WC : Trọng lượng bê tông ướt
F
1
, F
2
: Diện tích của hai mặt của khối đúc
γ
wc
: Trọng lượng riêng của bê tông ướt (γ
wc
= 24,5 KN/m
3
)
Tính quy đổi về nút . WC đặt tại trọng tâm của đốt đúc quy đổi về nút thành
lực cắt và mô men như hình vẽ trên .
Bảng tính trọng lượng bê tông ướt :
Tên đốt Chiều dài
đốt
γ
wc
KN/m
WC
KN
M
y
KN.m
Nguyên Văn Khỏa
138
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự

ứng lực bằng
m
K1 4 24.5 876.4507
5 1314.676
K2 4 24.5 836.3822
3 1254.573
K3 4 24.5 798.64365 1197.965
K4 4 24.5 763.0880
3 1144.632
K5 3 24.5 966.4319 1932.864
K6 3 24.5 913.2228 1826.446
K7 3 24.5 865.438 1730.876
K8 3 24.5 823.2637 1646.527
K9 3 24.5 786.8616 1573.723
K10 3 24.5 755.9671 1511.934
K11 3 24.5 730.7321 1461.464
K12 3 24.5 711.2987 1422.597
K13 3 24.5 697.4366 1394.873
K14 3 24.5 689.2879 1378.576
Phần đà
giáo
14 24.5 2403.47
Hợp Long 2 24.5 343.3528 343.3528
1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhưng bê tông chưa đông
cứng :
Khi đó bê tông dẻo còn chưa hóa cứng , trọng lượng của ván khuôn hợp long
, của hỗn hợp bê tông dẻo , của cốt thép hợp long được coi như chia đôi để tác
dụng lên hai sơ đồ hệ thông kết cấu tách biệt nhau , Một là sơ đồ đúc trên đà giáo
phần nhịp biên , Hai là sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ ra nhịp biên
Các tải trọng tác dụng bao gồm :

- Trọng lượng bản thân của đốt hợp long nhịp biên
- Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
- Tải trọng thi công rải đều
Nguyên Văn Khỏa
139
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
1.3. Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng :
Nhịp biên có đoạn đúc trên đà giáo cố định dài 14 m . Sau khi đúc hẫng cân
bằng xong ta tiến hành hợp long nhịp biên. Việc tính toán hợp long nhịp biên là rất
phức tạp do trình tự đổ bê tông, căng kéo cáp DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp long
ảnh hưởng rất nhiều đến trình tự và phương pháp tính toán hợp long.
Sơ đồ tính toán :
Hình 3.2. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp biên.
-Tải trọng:
+ Trọng lượng bản thân đoạn đổ trên đà giáo.
+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long.
+ Lực ngược do rỡ tải trọng thi công
+ Lực ngược do rỡ xe đúc
1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
Nguyên Văn Khỏa
140
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
+ Tải trọng thi công rải đều
+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long
+ Trọng lượng bê tông ướt
1.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng.

Sơ đồ:Liên tục 3 nhịp:
Hình 3.4. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp giữa bê tông đã đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lượng bản thân ( DC)
+ Lực ngược do dỡ tải trọng thi công.
+ Lực ngược do dỡ xe đúc .
1.6. Giai đoạn khai thác
Sơ đồ kết cấu: Dầm liên tục 3 nhịp
Hình 3.4 : Sơ đồ kết cấu giai đoạn khai thác
Tải trọng tác dụng:
+ Tải trọng bản thân ( DC)
+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)
+ Tải trọng gió
+ Co ngót, từ biến
Nguyên Văn Khỏa
141
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
+ Hoạt tải xe LL (Design truck + Tandom) + PL + Lane Load.
2 . Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công :
Mục đích:
Tính ra được nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dưới tác dụng của
tải trọng để từ đố bố trí cốt thép DƯL đảm bảo an toàn cho kết cấu.
Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục.
2.1.Thi công đúc hẫng đối xứng từ hai bờ ra trụ
Hình 3.1. Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng
- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng n
DC
= 1.25

+ Trọng lượng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE = 660KN đặt cách đầu
mút đốt trước là 0,9 m, n
CE
= 1.25
+ Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi công
CLL = 0.24x12 =2.88 KN/m; và hệ số tải trọng n
CLL
= 1.3
+ Tải trọng bê tông ướt (WC)
- Tính toán nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn đúc hẫng
Nguyên Văn Khỏa
142
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
Dùng chương trình phân tích kết cấu MiDas sau khi phân tích giai đoạn thi
công và khai bao các loại tải trọng của từng giai đoạn thi công ta có giá trị mô men
tại các mặt cắt như sau :
Khi đúc đốt K0:
Mặt cắt
M
(KN.m) V(KN)
20 -11533.87 4054.19
Khi đúc đốt K1:
Mặt cắt
M
(KN.m)
V(KN)
18
-1848.92
1240.54

20
-34751.6
6834.35
Khi đúc đốt K2:
Mặt cắt
M
(KN.m)
V(KN)
17
-1755.65
1178.14
18
-13484
3911.28
20
-52461.5
7974.85
Khi đúc đốt K3:
Mặt cắt
M
(KN.m)
V(KN)
16
-1668.41
1119.72
17
-12957.2
3753.22
18
-26088.9

4992.77
Nguyên Văn Khỏa
143
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
20
-72654.4
9058.85
Khi đúc K4
Mặt cắt
M
(KN.m)
V(KN)
15
-1587.08
1065.20
16
-12464
3605.19
17
-25054.75
4782.43
18
-41280.49
6021.70
20
-95065.24
10090.17
Khi đúc K5:
Mặt cắt

M
(KN.m)
V(KN)
14
-2659.7 1342.44
15
-15685.5 4031.18
16
-29466.4 5149.94
17
-46699.8 6326.78
18
-67568.1 7565.65
20
-132186 11637.71
Khi đúc K6:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
13
-2499.55 1261.31
14
-18923.1 4174.57
15
-33050.2 5238.7
16
-50459.4 6357.17
17
-71321 7533.71
18
-95817.5 8772.25
20

-168901 12847.12
Khi đúc K7:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
12
-2357.06 1188.96
13
-18042.9 3973.85
Nguyên Văn Khỏa
144
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
14
-36614.5 5315.22
15
-54168.1 6379.04
16
-75003.6 7497.24
17
-99291.6 8673.5
18
-127215 9911.74
20
-208293 13989.25
Khi đúc K8:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
11
-2231.83 1125.2
12
-17266 3796.01
13

-34961.7 5056.42
14
-57868.1 6397.49
15
-78672.8 7461.04
16
-102759 8578.98
17
-130298 9754.96
18
-161473 10992.92
20
-250137 15072.95
Khi đúc K9:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
10
-2123.47 1069.85
11
-16591.7 3640.86
12
-33520.8 4829.08
13
-55352.2 6089.24
14
-82394.1 7430.04
15
-106301 8493.32
16
-133489 9611.02
17

-164130 10786.74
18
-198405 12024.42
20
-294307 16106.85
Khi đúc K10 :
Mặt
cắt M (KN.m)
V(KN)
Nguyên Văn Khỏa
145
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
9
-2031.56 1022.7
10
-16016.8 3507.78
11
-32285.6 4632.37
12
-53183.2 5820.38
13
-78982.9 7080.31
14
-109993 8420.84
15
-136876 9483.86
16
-167041 10601.33
17

-200658 11776.79
18
-237910 13014.22
20
-340756 17098.94
Khi đúc K11 :
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
8
-1955.71 983.57
9
-15540.6 3396.5
10
-31253.9 4465.87
11
-51356.7 5590.29
12
-76088.2 6778.1
13
-105722 8037.8
14
-140566 9378.08
15
-170324 10440.86
16
-203364 11558.09
17
-239857 12733.32
18
-279985 13970.49
20

-389540 18057.44
Khi đúc đốt K12:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
7
-1895.51 952.26
8
-15162.4 3306.82
9
-30423.4 4329.15
10
-49868.3 5398.38
11
-73702.8 6522.65
Nguyên Văn Khỏa
146
Ứng dụng phương pháp đúc hẫng cân bằng trong công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự
ứng lực bằng
12
-102166 7710.26
13
-135531 8969.74
14
-174107 10309.77
15
-206664 11372.31
16
-242503 12489.32
17
-281794 13664.31
18

-324720 14901.23
20
-440806 18990.34
Khi đúc đốt K13:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
6
-1850.57 928.58
7
-14879.2 3238.12
8
-29788.4 4221.42
9
-48708.5 5243.65
10
-71812.4 6312.75
11
-99305.9 7436.85
12
-131428 8624.28
13
-168452 9883.55
14
-210687 11223.33
15
-245988 12285.63
16
-284572 13402.42
17
-326607 14577.18
18

-372278 15813.86
20
-494767 19905.1
Khi đúc đốt K14:
Mặt cắt Mặt cắt M (KN.m)
5
-1820.49 912.34
6
-14690.1 3190.14
7
-29346.6 4142.22
8
-47872.6 5125.45
9
-70409.4 6147.58
10
-97130.1 7216.55
Nguyên Văn Khỏa
147