Chương I Mở đầu Xây dựng cầu DCKX UTT

Bài Giảng XDC

Chương I: TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG CẦU
1.1 Mở đầu
- Môn học “xây dựng cầu “ là môn học chuyên ngành kỹ thuật xây dựng cầu đường bộ.
Nội dung môn học cung cấp những kiến thức cơ bản cho sinh viên trong lĩnh vực xây dựng
cầu. Môn học nghiên cứu các nội dung :
+Thi công kết cấu phần dưới
+Thi công kết cấu phần trên
+Quản lý xây dựng trong quá trình thi công.
- Vị trí môn học: Môn học được bố trí sau môn học thiết kế cầu, Địa chất, cơ học đất,
thủy văn, cơ kết cấu và Máy xây dựng.
- Mục đích: Trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản về công nghệ thi công, kiểm tra và
nghiệm thu công trình cầu giúp sinh viên hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp và kiến thức thi
công thực tế công trình cầu.
- Yêu cầu: sau khi học xong vận dụng các kiến thức để thiết kế thi công, tổ chức thi công,
kiểm tra và nghiệm thu công trình cầu.
1.1.1.Các nguyên tắc khi tổ chức xây dựng cầu
 Công tác tổ chức xây dựng cầu tạo điều kiện để đạt năng suất cao, bàn giao công trình
đúng thời hạn, với chất lượng và giá thành hạ.
1. Quá trình xây dựng cầu và cống cần được thực hiện ưu tiên bằng phương pháp công
nghiệp, sử dụng tối đa các kết cấu và chi tiết lắp ghép.
2. Các cầu nhỏ, cầu trung và cống lên tận dụng theo thiết kế mẫu để tận dụng tối đa các kết
cấu đã được chọn lọc, điển hình hóa kết cấu đã thiết kế và chế tạo với chất lượng cao, tiết
kiệm trong điều kiện công xưởng chuyên môn hóa. Nếu không có gì trở ngại nên dung các
khối dầm có chiều dài nguyên bằng chiều dài nhịp( L  33m). Nếu do điều kiện vận chuyển
và cẩu lắp hạn chế có thể dung các đốt ngắn được chế tạo ở công xưởng, sau đó ghép tại công
trường.
3. Với các công trình cầu lớn và cầu đặc biệt cũng nên tận dụng các kết cấu đã được điển
hình hóa, nhưng có thể kết hợp các kết cấu được thiết kế và chế tạo đơn chiếc cho phù hợp
điều kiện của cầu

4. Về nguyên tắc, mọi cấu kiện lắp ghép phải được chế tạo tại các xí nghiệp chuyên nghiệp.
Trong điều kiện cụ thể, nếu cần có thể lắp bãi thi công tại công trường.
5. Số lượng công trình tạm ở trong công trường cần hạn chế tới mức ít nhất và phải vận dụng
các kết cấu vạn năng có thể tháo lắp được.
6. Công tác xây dựng và lắp ghép cần được cơ giới hóa tới mực tối đa và phù hợp với khả
năng thực tế của đơn vị thi công.
7. Trong công tác tổ chức lao động, điều phối nhân lực cần xắp xếp để chuẩn bị tốt, kịp thời
và điều kiện làm việc cho công nhân đúng ngành nghề và bậc thợ. Cần phân công hợp lý
trong các đội sản xuất chuyên môn, trong các hạng mục công tác, có xét đến tình hình biến
động theo mùa trong năm và khí hậu điều kiện thuỷu văn, cung cấp vật tư….

BM Công trình

XDC-1


Bài Giảng XDC

1.1.2.Những văn bản và tài liệu cần thiết
a,Đồ án thiết kế tổ chức thi công:
* Nội dung của đồ án thiết kế tổ chức thi công bao gồm các tài liệu chính sau.
- Bản vẽ tiến độ thi công.
- Bản vẽ mặt bằng nơi xây dựng công trình.
- Thuyết minh về quá trình thi công chủ yếu kèm theo các bản vẽ thiết kế kết cấu tạm
thời, các kết cấu và thiết bị phục vụ thi công.
- Thuyết minh về tổ chức thi công kèm theo các biểu đồ phân phối nhân lực, vật tư, thiết
bị.
- Các bản vẽ những thiết bị cần thiết phục vụ thi công, đảm bảo an toàn lao động, thông
xe.
- Đối với các công trường lớn ở nơi xa, công trường có các điều kiện thi công đặc biệt

phức tạp để phù hợp với thực tế thì nên lập đồ án tổ chức thi công ngay trên công trường đó.

b,Các văn bản kiểm tra và nghiệm thu:
Trong quá trình thi công cần ghi các sổ nhật kí công tác các hạng mục xây dựng và lập các
bản báo cáo, kiểm tra và văn bản nghiệm thu từng công việc. Khi kết thúc công trình cần lập
các văn bản nghiệm thu toàn bộ công trình và báo cáo tổng kết.
Một số danh mục văn bản chủ yếu cần lập gồm có:

BM Công trình

XDC-2


Bài Giảng XDC

1.1.3.Lịch sử xây dựng cầu
1.1.3.1.Trong nước
Thời kỳ cổ xưa người việt cổ đại đã biết làm cầu tre, cầu gỗ, cầu gạch đá đơn giản để
bắc qua sông suối

Hình 1.1 Các Cầu sơ khai Việt nam

Thời kỳ pháp thuộc và kháng chiến chống pháp hệ thống giao thông được hình thành trên
cả nước

Hình 1.2 Cầu Long biên và Tràng tiền

BM Công trình

XDC-3

Bài Giảng XDC

Hình 1.3 Cầu Thăng Long

Hình 1.4 Cầu Bãi Cháy.

BM Công trình

XDC-4


Bài Giảng XDC

Hình 1.5 Cầu Cần Thơ

Hình 1.6 Cầu Nhật Tân
1.1.3.2.Thế giới

Hình 1.7 Hình ảnh các cây cầu sơ khai

BM Công trình

XDC-5


Bài Giảng XDC

Hình 1.8 Dạng cầu vòm đá TCN

Hình 1.9 Cầu Forence Italia

Hình 1.10 Cầu An Tế Trung Quốc năm 605

Hình 1.11 Cầu Pont neuf Pháp dạng vòm ngắn
BM Công trình

XDC-6


Bài Giảng XDC

Hình 1.12 Cầu Iron Bridge Anh là cầu kim loại đầu tiên 1776 - 1779

Hình 1.13 Cầu menai Mỹ xây dựng năm 1826 nhịp 177m

Hình 1.14 Cầu Firth of ford ( scotlad) nhịp 521m lớn hơn cầu treo cùng thời.

BM Công trình

XDC-7


Bài Giảng XDC

Hình 1.15 Cầu Sydney Úc nhịp 503m

Hình 1.16 Cầu Golden Gate Mỹ nhịp 1280m năm 1937

Hình 1.17 Cầu Akasi Kaiyo nhịp 1991m xây năm 1998

BM Công trình

XDC-8


Bài Giảng XDC

Hình 1.18 Cầu stormasunet nhịp 301m năm 1998

1.2.Tổng quan về các công nghệ thi công cầu.
Trong công trình cầu có nhiều bộ phận kết cấu hợp thành, những bộ phận kết cấu này
phân ra làm 2 nhóm:
- Kết cấu phần dưới gồm móng, mố và trụ cầu.
- Kết cấu phần trên gồm kết cấu nhịp, hệ mặt cầu và các chi tiết phục vụ khai thác trên cầu.
1.2.1.Tổng quan các công nghệ thi công kết cấu phần dưới.
Kết cấu phần dưới bao gồm mố, trụ cầu chủ yếu vật liệu bằng bê tông cốt thép ngoài ra
trước kia còn sử dụng vật liệu đá hộc, bê tông ( không cốt thép) hay hiện nay có thể bằng
vật liệu thép hoặc vật liệu khác
- Kết cấu móng: Đối với các công trình chủ yếu sử dụng móng cọc ( cọc đóng, cọc khoan
nhồi) ngoài ra còn sử dụng móng cọc ống, móng giếng chìm và móng khối( móng trên nền
thiên nhiên) với các kết cấu phụ còn có thể sử dụng móng băng. Việc thi công có thể sử
dụng hố móng đào trần hoặc hố móng có kết cấu chống vách phụ thuộc rất nhiều các yếu tố
như chiều cao hố móng,địa chất, mực nước ngầm- mực nước thi công, quy mô công trình và
đặc biệt là vị trí thi công công trình.
+ Móng cọc đóng chủ yếu được hạ bởi các máy đóng cọc búa trọng lực, búa hơi hay búa
diezen hay có thể bằng phương pháp xói thủy lực.
+ Móng cọc khoan nhồi thi công theo phương pháp không sử dụng ống vách, sử dụng ống
vách và dung dịch vữa sét.

+ Với móng cọc trên nền thiên nhiên cần chú ý tới phương pháp đào đất trong hố móng
tránh làm thay đổi lớp đất phía dưới hố móng.
- Kết cấu Bệ móng: Thi công chủ yếu theo phương pháp đổ bê tông tại chỗ. Có thể sử dụng
mạch ngừng thi công.
- Kết cấu Thân mố, trụ cầu: Thi công theo cả phương pháp đổ tại chỗ, lắp ghép và bán lắp
ghép.
+ Đổ tại chỗ thường sử dụng các loại ván khuôn cố định, lắp ghép, trượt
+ Lắp ghép và bán lắp ghép: Phân chia kết cấu ra thành các khối nhỏ rồi ghép lại với nhau
bằng vữa hay đổ bê tông .

BM Công trình

XDC-9


Bài Giảng XDC

Hình 1.19 Thi công trụ cầu lắp ghép.
1.2.2.Tổng quan các công nghệ thi công kết cấu phần trên.

Với Cầu BTCT: phát triển chủ yếu là BTCT dự ứng lực và các phương pháp thi công.
•Thi công theo phương pháp đà giáo cố định: đúc dầm ngay trên đà giáo cố định.

BM Công trình

XDC-10


Bài Giảng XDC

Đà giáo không cần trụ giữa cầu Cần thơ

Hình 1.20 Thi công KCN bằng phương pháp đổ bê tông tại chỗ trên đà giáo cố định.
•Thi công theo phương pháp đà giáo di dộng: Đà giáo di động là hệ thống dầm thép có chân
kê lên các trụ chính đã xây dựng trước đó. Trên các dầm này có hệ thống để treo ván khuôn
hoặc đỡ ván khuôn. Sau khi đổ bê tông đổ đảm bảo cường độ thi di chuyển sang đúc vị trí
tiếp theo.

Hình 1.21 Thi công KCN bằng phương pháp đổ bê tông tại chỗ trên đà giáo di động ( MSS)

BM Công trình

XDC-11


Bài Giảng XDC

•THi công theo phương pháp đúc đẩy- lắp đẩy: Kết cấu nhịp được đúc hoặc lắp liên tiếp
trên nền đường đầu cầu, sau đó sử dụng kích để đẩy theo chiều dọc cầu để đưa kết cấu ra vị
trí.
/>
Hình 1.22 Thi công KCN bằng phương pháp đúc đẩy.
•Thi công theo phương pháp đúc hẫng - lắp hẫng: Kết cấu nhịp được đúc hoặc lắp từng
phần từ 1 trụ đối xứng ra hai bên hoặc 1 bên. Khi tới giữa nhịp tiến hành hợp long với nhau.
/>
Hình 1.23 Thi công KCN bằng phương pháp đúc hẫng.
•Thi công lao lắp bằng cần cẩu: Các cấu kiện đã chế tạo sẵn trong xưởng hoặc trên bãi đúc,
sau khi vận chuyển ra ngoài công trường sử dụng cần cẩu đưa vào vị trí trên đỉnh trụ.
BM Công trình

XDC-12


Bài Giảng XDC

Hình 1.24 Thi công KCN bằng phương lao lắp bằng cần cẩu.
•Thi công lao lắp bằng giáo lao( giá 3 chân, giá long môn..) : Các cấu kiện đã chế tạo sẵn
trong xưởng hoặc trên bãi đúc, sau khi vận chuyển ra ngoài công trường tới vị trí giá, sử
dụng giá nhấc đưa vào vị trí.

Hình 1.25a Thi công lao lắp bằng giá long môn

Hình 1.25b Thi công lao
lắp bằng giá lao.

BM Công trình

XDC-13


Bài Giảng XDC

Hình 1.25c Thi công lao lắp bằng giá 3 chân.

Với Cầu Thép: có thể lắp tại chỗ hoặc lắp trước sau đó mới lao dọc hoặc chở nổi đưa
KCN vào vị trí và hạ xuống gối.
 Phương pháp lắp tại chỗ có thể thực hiện trên đà giáo, lắp hẫng hay bán hẫng.
+Lắp trên đà giáo: Theo phương pháp này thì phải xây dựng các đà giáo, trụ tạm để khi lắp
mỗi nút giàn ở biên dưới đều được kê trên chồng nề, dùng cần cẩu lắp đặt các thanh, hệ liên
kết sau đó hạ nhịp xuống gối.

Hình 1.26 Thi công KCN cầu dàn lắp trên đà giáo.
+ Lắp bán hẫng: Theo phương pháp này đầu tiên phải lắp một số khoang để làm đối trọng,
các khoang này thường được lắp trên đà giáo. Các khoang còn lại được lắp hẫng, tuỳtheo
đoạn hẫng còn lại mà phải bốtrí thêm trụtạm đểbảo đảm ổn định chống lật khi lắp.

Hình 1.27a Thi công KCN cầu dàn lắp bán hẫng.
BM Công trình

XDC-14


Bài Giảng XDC

+ Lắp hẫng: Tương tự như phương pháp lắp bán hẫng, đầu tiên lắp trước một số khoang để
làm đối trọng, sau đó tiếp tục lắp hẫng. Trong quá trình lắp không dùng trụ tạm.

Hình 1.27b Thi công KCN cầu dàn lắp hẫng.
 Phương pháp dùng cần cẩu chỉ áp dụng cho những nhịp nhỏ và khi cần cẩu có sức nâng và
tầm vươn xa thích hợp. Cần cẩu có thể đứng trên bờ, hoặc hệ nổi.

Hình 1.28 Thi công KCN cầu dầm lắp bằng cần cẩu
 Phương pháp lao dọc và sàng ngang: Để lao dọc kết cấu nhịp được lắp ráp trước trên nền
đường đầu cầu, sau đó kết cấu nhịp được kéo dọc ra vị trí và hạxuống gối, để đảm bảo ổn
định chống lật khi kéo dọc có thể làm thêm mũi dẫn. trụ tạm v.v...

BM Công trình

XDC-15

Bài Giảng XDC

Hình 1.29 Thi công KCN lao kéo dọc sàng ngang
 Phương pháp lắp đặt kết cấu nhịp thép lên mố, trụ bằng phao: Khi điều kiện thi công
không cho phép làm giàn giáo hoặc trụ tạm để lắp đặt kết cấu nhịp theo các phương pháp đã
nêu thì có thể lắp kết cấu nhịp bằng phao. Trường hợp này kết cấu nhịp được kắp đặt trên bờ,
thường ở phía hạ lưu, sau đó đưa kết cấu nhịp trên hệ trụ nổi bằng phao, chở kết cấu nhịp ra và
hạ xuống gối.

Hình 1.30 Thi công chở nổi KCN trên sông.

BM Công trình

XDC-16