Chương III Xây dựng kết cấu nhịp cầu BTCT ĐH kinh tế xây dựng

Bài giảng Xây dựng cầu

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU
BÊ TÔNG CỐT THÉP
3.1 Khái niệm chung
Kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) kết hợp khả năng chịu nén tốt của bê tông và khả năng
chịu kéo lớn của thép đặc biệt là thép cường độ cao, cùng với khả năng dễ tạo hình, giá
thành thấp hơn nhiều so với cầu thép cả đầu tư xây dựng mới và bảo dưỡng. Vì vậy kết cấu
BTCT được áp dụng chủ yếu trong các công trình cầu trên thế giới. Kết cấu nhịp cầu
BTCT được thi công theo 2 phương pháp là đổ bê tông liền khối và lắp ghép.
3.1.1.Phương pháp thi công đổ bê tông liền khối:
- Là phương pháp mà kết cấu nhịp được đúc liền mạch không có mối nối. Để đảm
bảo tính liền khối có thể tiến hành đúc toàn khối tức là thi công hoàn chình toàn bộ kết
cấu trong một đợt đổ bê tông hặc chia chiều dài kết cấu nhịp ra làm nhiều đốt và đổ bê
tông lần lượt từng đốt, đốt nọ liền mạch với đốt kia gọi là phương pháp thi công phân
đoạn hay chia kết cấu nhịp thành từng dầm được thi công riêng rẽ gọi là đúc phân phiến.
- Thi công đúc liền khối, kết cấu nhịp có thể đổ bê tông tại chỗ hoặc không tại chỗ
trong đó đổ bê tông tại chỗ là phổ biến.
- Đúc tại chỗ là biện pháp thi công đổ bê tông liền khối kết cấu nhịp ngay tại vị trí
thiết kế. Thi công đúc tại chỗ được tiến hành theo phương pháp toàn khối trên đà giáo cố
định nếu lượng thi công không lớn và do cấu tạo của kết cấu nhịp bắt bược phải theo.
Nếu khối lượng thi công lớn kết cấu nhịp phải cắt khúc và tiến hành thi công phân đoạn
theo một trong những biện pháp sau:
 Đúc trên đà giáo cố đinh
 Đúc tại chỗ trên đà giáo đi động
 Đúc đẩy.
 Đúc hẫng cân bằng

Hình 3. 1 Tổng quan các biện pháp thi công đúc liền khối
BM Công trình

78


Bài giảng Xây dựng cầu

Thuật ngữ:

Liền khối: Bê tông được gắn kết liên tục với nhau

Toàn khối: Bê tông đúc cùng một đợt

Đúc tại chỗ: Đúc ngay tại vị trí của kết cấu

Nguyên nhịp: cả nhịp nguyên khối

Phân phiến: Chia thành từng dầm

Phân đoạn: Chia thành từng đốt
3.1.1.1.Thi công theo phương pháp đà giáo cố định:

Hình 3. 2 Bố trí mặt bằng thi công KCN trên đà giáo cố định

Hình 3. 3 Mô hình thi công KCN bằng phương pháp đổ bê tông tại chỗ trên đà giáo cố
định.
 Đặc điểm của biện pháp:
- Đà giáo cố định bằng gỗ hoặc bằng thép bố trí ngay bên dưới của nhịp cần đổ bê
tông Không đảm bảo tĩnh không dưới cầu, chịu ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiêu(
Địa hình, địa chất, thủy văn..). Khi muốn di chuyển tới vị trí khác phải tháo dỡ hoàn
toàn  Thi công bằng đà giáo cố định đòi hỏi lượng lớn chi phí và nhân công.
- Thi công đúc trên đà giáo cố định rất nhạy cảm với biến dạng của đà giáo, dễ phát

sinh các vết nứt trong quá trình bê tông ninh kết do biến dạng đà giáo Khi thi công
phải có biện pháp tạo độ vồng trước cho đà giáo.
- Khi thi công kết cấu ứng suất trước phải áp dụng biện pháp kéo sau.
BM Công trình

79


Bài giảng Xây dựng cầu

- Sau khi bê tông đã đủ khả năng chịu được trọng lượng bản thân mới được tiến hành
hạ giáo  thời gian thi công kéo dài.
- Ưu điểm: thi công khá thuận lợi, không cần tay nghề công nhân bậc cao
 Phạm vi áp dụng:
- Thi công đổ bê tông trên đà giáo cố định có thể áp dụng cho tất cả các dạng kết cấu,
mặt cắt và chiều dài nhịp tuy nhiên cần xem xét tới vấn đề kinh tế trong quá trình thi
công.Phổ biến áp dụng chủ yếu cho các cầu có kết cấu tĩnh định, có tiết diện ngang
không phức tạp, bề ngang hẹp với khẩu độ nhịp hợp lý ≤ 35m và cầu ít nhịp.
3.1.1.2.Thi công đúc tại chỗ trên đà giáo di dộng MSS: Movable Scaffolding System
- Công nghệ này thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ. Sau khi thi công xong một
nhịp, toàn bộ hệ thống ván khuôn và đà giáo được lao đẩy tới nhịp tiếp theo và bắt đầu
công đoạn thi công như nhịp trước, cứ như vậy theo chiều dọc cầu cho đến khi hoàn
thành kết cấu nhịp.
- Đà giáo di động là hệ thống dầm thép hay giàn 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.
- Hệ thống đà giáo di động được phát triển từ hệ đà giáo cố định truyền thống. Đối
với cầu có kết cấu nhịp dài và điều kiện địa chất, địa hình phức tạp đòi hỏi xem xét về
giá thành lắp dựng, tháo lắp hệ thống đà giáo và ván khuôn kết cấu dầm thì việc áp
dụng công nghệ này giúp giảm tối đa giá thành lắp dựng và thời gian chu kỳ thi công

bằng việc di chuyển toàn bộ hệ thống đà giáo, ván khuôn từ một nhịp đến nhịp tiếp
theo.

Hình 3. 4 Thi công KCN bằng phương pháp đúc tại chỗ trên đà giáo di động - MSS
 Đặc điểm công nghệ:
- Với công nghệ này trong quá trình thi công ta vẫn tạo được tĩnh không dưới cầu cho
giao thông thủy bộ, mặt khác không chịu ảnh hưởng của điều kiện địa hình, thuỷ văn và
địa chất khu vực xây dựng cầu.
- Kết cấu nhịp cầu có thể thực hiện theo sơ đồ chịu lực là dầm giản đơn và liên tục
nhiều nhịp với chiều cao dầm có thay đổi hoặc không thay đổi.

BM Công trình

80


Bài giảng Xây dựng cầu

- Tuy nhiên các công trình phụ trợ của công nghệ này còn khá cồng kềnh: Giàn đẩy,
trụ tạm, mũi dẫn nhưng với tính chất vạn năng của công nghệ có thể cải tiến được nhược
điểm này như chế tạo: giàn cứng chuyên dụng dùng cho nhiều nhịp, nhiều kết cấu, kết
hợp giàn cứng với mũi dẫn, thân trụ tạm lắp ghép và di chuyển được với trọng lượng
nhỏ, dễ giàng tháo lắp khi thi công, có thể sử dụng cho công trình khác cùng quy mô.
- Chiều dài nhịp thực hiện thuận lợi và hợp lý trong phạm vi từ 3560 m. Chiều dài
nhịp biên 0,8L. Số lượng nhịp trong một cầu về nguyên tắc là không hạn chế vì chỉ cần
lực đẩy dọc nhỏ và không tích lũy tiến qua các nhịp.
 Phạm vi áp dụng:
- Dễ giàng áp dụng cho các cầu với các loại sơ đồ kết cấu nhịp và các loại mặt cắt
ngang (hộp đơn, hộp kép, Doube -T...). Đồng thời được áp dụng cho các loại dầm với
chiều dài nhịp từ 18  80 m trong đó chiều dài áp dụng hợp lý 35  60m.

- Chiều dài cầu thường được áp dụng từ 500 mét đến vài kilômét. Trong trường hợp
chiều dài cầu lớn hơn, có thể triển khai thi công nhiều mũi bằng việc bố trí thêm nhiều
hệ thống MSS.
3.1.1.3.Thi công theo phương pháp đúc đẩy:

Hình 3. 5 Thi công kêt cấu nhịp theo công nghệ đúc đẩy
- Đúc đẩy thuộc phương pháp đổ bê tông liền khối thuộc nhóm thi công phân đoạn
nhưng không thực hiện tại chỗ mà kết hợp đúc liền khối và lao dọc trên đường trượt.
- Kết cấu nhịp thi công theo phương pháp đúc đẩy được chia làm nhiều đốt bằng
nhau và được đúc trên cùng 1 vị trí ở 1 phía của đầu cầu, đốt nào đúc xong rồi được đẩy
ra khỏi bệ đúc để lấy vị trí đúc đốt tiếp theo nối liền mạch với đốt trước, trước khi đẩy ra
khỏi bệ đúc được kéo cốt thép DUL nối tiếp với các bó của đốt trước.
 Đặc điểm công nghệ:
- Mặc dù công nghệ có ưu điểm: thiết bị di chuyển cấu kiện khá đơn giản, tạo được
tĩnh không dưới cho các công trình giao thông thủy bộ dưới cầu và không chịu ảnh
hưởng lớn của lũ nhưng công trình phụ trợ lại phát sinh nhiều như: bệ đúc, mũi dẫn và
trụ tạm…
- Chiều cao dầm và số lượng bó cáp DƯL nhiều hơn so với dầm thi công bằng công
nghệ khác, mặt khác chiều cao dầm không thay đổi để tạo đáy dầm luôn phẳng nhằm
đẩy trượt trên các tấm trượt đồng thời chiều dài kết cấu nhịp bị hạn chế do năng lực của
hệ thống kéo đẩy.

BM Công trình

81


Bài giảng Xây dựng cầu

 Phạm vi áp dụng

- Cầu thi công bằng công nghệ này có kết cấu nhịp liên tục với khẩu độ nhịp lớn nhất
hợp lý khoảng từ 35 - 60m. Với công nghệ này khả năng tái sử dụng hệ thống ván
khuôn, bệ đúc và kết cấu phụ trợ cao.
3.1.1.4.Thi công theo phương pháp đúc hẫng:
- Đúc hẫng thuộc phương pháp đổ bê tông tại chỗ theo phân đoạn từng đợt, quá
trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các
kết cấu nhịp cầu hoàn chỉnh. Có thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng
dần từ bờ ra.
 Đặc điểm công nghệ:
- Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo. Ván khuôn
được dùng lại nhiều lần với cùng một thao tác lặp lại sẽ làm giảm chi phí nhân lực và
nâng cao năng suất lao động.
- Phương pháp đúc hẫng thích hợp với việc 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 ván khuôn đáy dầm
cho phù hợp. Mặt cắt kết cấu nhịp đúc hẫng có thể là hình hộp, bản chữ nhật hay dầm có
sườn. Việc thay đổi chiều cao tiết diện cho phép sử dụng vật liệu kết cấu một cách hợp
lý giảm được trọng lượng bản thân kết cấu và cho phép vượt các nhịp lớn (cầu Hamana
ở Nhật bản thi công đúc hẫng vựơt nhịp tới 240m).
- Trong trường hợp xây dựng các cầu có sơ đồ kết cấu hợp lý thì quá trình đúc hẫng
tạo ra sự phù hợp về trạng thái làm việc của kết cấu trong giai đoạn thi công và giai đoạn
khai thác. Điều này làm giảm số lượng các bó cáp phục vụ thi công dẫn đến việc hạ giá
thành công trình do không phải bố trí và căng kéo các bó cáp tạm thời.
- Phương pháp thi công hẫng không bị phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó có
thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng các cầu vượt qua
thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông
dưới công trình.
- Tuy nhiên việc đúc hẫng kết cấu trong điều kiện hẫng kém ổn định, mặt bằng chật
hẹp đòi hỏi phải có trình độ tổ chức tốt, trang thiết bị đồng bộ, cũng như trình độ công
nhân phù hợp mới có thể đảm bảo chất lượng công trình.
 Phạm vi áp dụng

- Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi công các kết cấu nhịp cầu liên tục
cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầu dây xiên có dầm cứng BTCT dạng mặt cắt thường là
hình hộp. Đối với cầu dầm có thể xây dựng nhịp dài từ 70 - 240m, nếu là cầu dây xiên
dầm cứng có thể vượt nhịp từ 200 - 350m.

BM Công trình

82


Bài giảng Xây dựng cầu

Bảng 1.1 Tóm tắt đặc điểm chủ yếu các công nghệ

3.1.2.Phương pháp thi công lắp ghép:
- Biện pháp thi công lắp ghép sử dụng các cấu kiện từ nơi khác đưa đến nối ghép lại
thành kết cấu nhịp bằng mối nối thi công có gắn bằng vữa bê tông hoặc không gắn vữa
nhưng có nối cốt thép.
- Các cấu kiện đúc sẵn là bộ phận kết cấu nhịp được chế tạo trong xưởng hoặc ngay
trên bãi đúc công trường.
- Theo hình thức phân chia kết cấu nhịp thành các cấu kiện đúc sẵn có 2 phương pháp
là phân đốt và phân phiến.
 Phương pháp phân phiến là KCN được phân ra thành từng dầm, từng bản riêng có
chiều dài bằng nguyên 1 nhịp được chế tạo sẵn và lắp đặt trên gối sau đó được nối
với nhau bằng các mối nối dọc cầu. Mối nối giữa các cấu kiện phân phiến được thực
hiện bằng mối nối kho hoặc ướt. Mối nối ướt có để cốt thép chờ là cốt thép thường
và sử dụng đổ lấp bằng vữa bê tông, mối nối khô là mối nối bằng cốt thép UST hoặc
là hàn nối các bản thép được đặt sẵn không cần đổ lấp bê tông chỉ gắn bằng vữa bê
tông mác cao.
 Phương pháp phân đốt KCN hoặc dầm chủ được chia thành nhiều đốt ngắn đúc sẵn

sau đó ghép lại với nhau thành nhịp nguyên vẹn tại chỗ hoặc thành phiến dầm bằng
những mối nối ngang, ở mối nối ngang giữa những cấu kiện phân đốt bắt bược phải
nối cốt thép DUL nhưng có thể không cần cốt thép thường
- Theo biện pháp lắp đặt các cấu kiện đúc sẵn lên nhịp phân loại phương pháp thi
công lắp ghép:
BM Công trình

83


Bài giảng Xây dựng cầu

 Thi công lắp ghép các phiến dầm đúc sẵn
 Thi công dầm cắt khúc sâu táo
 Thi công lắp hẫng
 Thi công lắp đẩy.
 Thi công toàn nhịp: Full span
3.1.2.1.Thi công lắp ghép các phiến dầm đúc sẵn
a, 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.
 Đặc điểm công nghệ:
- Tiến độ thi công nhanh chóng rút ngắn thời gian thi công, tính kinh tế cao.
- Không phải xây dựng hệ đà giáo trụ tạm.
- Tốn chi phí lắp dựng bãi đúc đầu cầu và bố trí đường công vụ.
- Cần cẩu phải có đủ sức nâng cần thiết.
 Áp dụng:
- Khi thi công KCN giản đơn.
- Có vị trí đứng cho cần cẩu để lấy các cụm dầm và đặt lên nhịp.

Hình 3. 6 Thi công KCN bằng phương lao lắp bằng cần cẩu.
- Theo vị trí cẩu phân loại có 2 phương pháp thi công:
 Cẩn cẩu chạy trên
 Cầu cẩu chạy dưới
b,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
Hình 3. 7 Thi công lao lắp bằng cẩu chân dê
BM Công trình

84


Bài giảng Xây dựng cầu

trí giá, sử dụng giá nhấc đưa vào vị trí.

Hình 3. 8 Thi công lao lắp bằng giá long môn

Hình 3. 9 Thi công lao lắp bằng giá Pooc tic

BM Công trình

85


Bài giảng Xây dựng cầu

Hình 3. 10 Thi công lao lắp bằng giá 3 chân.

3.1.2.2.Thi công dầm cắt khúc sâu táo
- Kết cấu nhịp được chia thành nhiều đốt đúc sẵn, khi lắp ráp các đốt đồng thời treo
lên tại vị trí nhịp bằng giá lắp rồi luồn cốt thép qua các rãnh kín và căng kéo các đốt lại
với nhau bằng mối nối mộng ghép chống cắt mà không cần một chất kết dính nào.
- Đặc điểm của dầm thi công theo biện pháp cắt khúc sâu táo là dầm có chiều cao
không đổi, sơ đồ kết cấu giản đơn hoặc liên tục. Chiều dài nhịp từ 35-60m.
- Biện pháp phù hợp với dạng cầu vượt, cầu cạn, yêu cầu thi công ít ảnh hưởng tới
không gian dưới cầu hoặc cần tiến độ thi công nhanh.

BM Công trình

86


Bài giảng Xây dựng cầu

Hình 3. 11 Thi công kết cấu nhịp đường sắt đô thị 1- Thành phố Hồ Chí Minh, tuyến Bến
Thành – Suối Tiên theo công nghệ sâu táo
3.1.2.3.Thi công lắp hẫng
- Lắp hẫng cân bằng về nguyên tắc được thực hiện tương tự như đúc hẫng tức là kết
cấu được chia thành nhiều đốt và lần lượt lắp nối lại với nhau đối xứng qua mặt cắt đỉnh
trụ, việc khác nhau là các đốt dầm đã được đúc sẵn.

BM Công trình

87


Bài giảng Xây dựng cầu

Hình 3. 12 Thi công kết cấu nhịp theo phương pháp lăp hẵng cân bằng
- Đặc điểm của phương pháp: Giống như phương pháp đúc hẫng cân bằng, tuy nhiên
kết cấu bê tông được đúc sẵn trong xưởng nên chất lượng tốt hơn. Đối với kết cấu lắp
ghép vấn đề đảm bảo hình dạng kết cấu nhịp chính xác và ép xít với nhau giữa các đốt
dầm cần phải được chú trọng
- Dựa vào hình thức sử dụng phương tiện cẩu lắp mà chia thành 3 biện pháp nhỏ:
 Lắp hẫng bằng cẩu công xon

Hình 3. 13 Lắp hẫng bằng cẩu công xon

BM Công trình

88


Bài giảng Xây dựng cầu

 Lắp hẫng bằng giá lao

Hình 3. 14 Lắp hẫng bằng giá lao
 Lắp hẫng bằng cần cẩu tay với.

Hình 3. 15 Lắp hẫng bằng cần cẩu tay với.
3.1.2.4.Thi công lắp đẩy.
- Tương tự phương pháp thi công đúc đẩy chỉ khác ở chi tiết dầm được đúc tại chỗ ở
được đúc sẵn
BM Công trình

89

Bài giảng Xây dựng cầu

3.1.2.5 Thi công toàn nhịp: Full span
- Đối với các nhịp dầm giản đơn thi công theo phương pháp lắp ghép người ta thường
chia kết cấu nhịp thành nhiều phiến dầm hoặc các đốt dầm nhỏ với khối lượng không
vượt quá 80 tấn để có thể sử dụng các dạng giá lao cầu kể trên khi lao lắp. Tuy nhiên đối
với những cầu có chiều dài nhịp dẫn lớn hoặc khi xây dựng những cấu trên cạn với rất
nhiều nhịp liên tiếp nhau. Hiện nay người ta lại thiên về việc sử dụng một phiến dầm
hộp cho cả mặt cắt ngang cầu, chiều dài một nhịp có thể lên tới 55m, khi đó trọng lượng
của mỗi dầm 600-900 tấn kỷ lục là dầm cầu vượt vịnh Hàng Châu – Trung Quốc 1430
tấn.
- Để thi công toàn nhịp có trọng lượng lớn cần đòi hỏi năng lực của thiết bị cẩu lắp.
Dựa vào hình thức thiết bị cẩu lắp chia thành 2 biện pháp:
 Lắp ghép bằng giá 3 chân:

a, Kiểu có chân chống giữa cố định

b, Kiểu có chân chống giữa co lên
Hình 3. 16 Lắp ghép bằng giá 3 chân:
 Lao lắp bằng giá 2 chân:

Hình 3. 17 Lao lắp bằng giá 2 chân:
BM Công trình

90


Bài giảng Xây dựng cầu

3.2 Xây dựng kết cấu nhịp cầu BTCT theo phương pháp đổ tại chỗ
- Thi công kết cấu nhịp cầu BTCT theo phương pháp đổ bê tông tại chỗ bao gồm các
công nghệ sau:
 Đúc phân đoạn trên đà giáo cố đinh
 Đúc tại chỗ trên đà giáo đi động
 Đúc đẩy.
 Đúc hẫng cân bằng
- Xây dựng cầu dầm BTCT theo phương pháp tại chỗ bao gồm các công tác lớn sau:
 Công tác đà giáo
 Công tác ván khuôn
 Công tác cốt thép
 Công tác bê tông
3.3.2. Đà giáo cho xây dựng KCN.
3.3.2.1.Khái niệm chung.
- Đà giáo là hệ thống kết cấu phụ trợ phục vụ công tác xây dựng. Đà giáo thường có cấu
tạo là hệ khung chống bằng thép hoặc gỗ. Đà giáo có nhiệm vụ đỡ lấy trực tiếp ván đáy của
ván khuôn tạo nên hình dạng đáy dầm do đó đá giáo phải có cấu tạo đủ cứng và có hình
dạng đường biên mặt phù hợp với hình dạng thiết kế của đáy dầm. Trong quá trình thi công
đúc kết cấu bê tông thì bê tông rất nhạy cảm với biến dạng của đà giáo( do trọng lượng bản
thân, tải trọng bê tông dầm, tải trọng thi công) nên trong quá trình lắp dựng phải tiến hành
tạo độ vồng trước cho đà giáo.
- Đà giáo còn làm nhiệm vụ tạo mặt bằng thuận lợi để thi công.
- Sau khi bê tông đã đủ khả năng chịu tải trọng bản thân thì tiến hành tháo dỡ đà giáo nhẹ
nhàng không gây ra bất cứ chấn động nào
 Phân loại đà giáo:
- Theo cấu tạo, đà giáo phân làm bốn loại :
 Loại 1- Đà giáo cố định là loại đà giáo được lắp dựng tại chỗ và khi di chuyển đến
vị trí sử dụng khác phải tháo dỡ hoàn toàn.
 Loại 2- Đà giáo mở rộng trụ, là một dạng đặc biệt của đà giáo cố định nhưng được
lắp tạm vào hai phía trụ cầu, tựa hoàn toàn hoặc một phần lên kết cấu trụ.

 Loại 3- Đà giáo di động là loại dà giáo có khả năng di chuyển đến vị trí sử dụng mới
màkhông cần tháo dỡ hoàn toàn.
 Loại 4- Đà giáo treo là đà giáo mà kết cấu chính của nó để đỡ kết cấu nhịp cầu
nằmphía trên. Đà giáo treo được sử dụng với mục đích để dễ di chuyển và thuộc loại đà
giáodi động.
- Trong nội dung phần này sẽ đi sâu vào tìm hiểu cấu tạo đà giáo cố định. Đối với các
loại đà giáo khác sẽ được trình bày ở các nội dung sau.

BM Công trình

91


Bài giảng Xây dựng cầu

a, Đà giáo di động

b,Đà giáo mở rộng trụ

c,Đà giáo treo

Hình 3. 18 Một số dạng đà giáo thi công cầu
- Theo Vật liệu làm đà giáo có 2 loại: Bằng thép và bằng gỗ.
 Đà giáo bằng gỗ: Loại này thường được chế tạo, lắp dựng tại chỗ. Sau khi thi công
xong, lại tháo rời. Loại đà giáo này rất tốn vật liệu và nhân công chế tạo, lắp dựng nhưng
tận dụng được vật liệu tại chỗ đối với công trình xây dựng khu vực trung du, miền núi.
 Đà giáo bằng thép: Chắc chắn, chịu lực tốt, khấu hao ít, sử dụng được nhiều lần.
Các bộ phận được lắp ráp bằng bu lông hoặc bằng chốt thép nên tháo lắp nhanh chóng, ít
hư hỏng. Loại đà giáo này hiện nay được sử dụng phổ biến, phù hợp với các công trình lớn,
các đơn vị thi công chuyên nghiệp.

3.3.2.2 -Yêu cầu về đà giáo.
- Đà giáo là công trình tạm thời sau khi thi công xong sẽ tiến hành tháo bỏ nên cần phải
thỏa mãn các yêu cầu sau: cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ tháo lắp, có khả năng chịu lực
theo yêu cầu. Đà giáo phải có hiệu quả kinh tế cao. Chi tiết như sau
 Đà giáo có cấu tạo đơn giản để dễ kiểm soát nội lực và biến dạng, nên sử dụng kết
cấu vạn năng. Đà giáo phải đủ độ cứng, độ ổn định theo yêu cầu ví dụ như độ võng
không vượt quá 1/400
 Kết cấu dễ lắp dựng và tháo dỡ thể hiện ở chỗ từng cấu kiện phải nhẹ có thể mang
vác bằng thủ công, liên kết bằng bu lông hoặc chốt. Lắp dựng và tháo dỡ dễ dàng
BM Công trình

92


Bài giảng Xây dựng cầu

đẩy nhanh tiến độ thi công và tốc độ quay vòng sử dụng vì vậy tiết kiệm chi phí sử
dụng.
 Đà giáo phải được sử dụng nhiều lần. Đối với loại sử dụng một lần nên tận dụng
được vật liệu tại chỗ
 Trước khi đưa đà giáo vào sử dụng thường phải tiến hành chất tải trước để khử các
biến dạng không đang hồi
 Với trụ tạm nên phân biệt giữa móng tạm và trụ tạm để kiểm soát được sự làm việc
của từng bộ phận và dễ tháo dỡ sau này, không lên đóng cọc cao đỡ ngay vào dầm
thay cho trụ
 Hạn chế số lượng các điểm kê giữa dầm chịu lực và trụ đỡ, những điểm kê này bố
trí đối xứng nhau qua mặt cắt giữa nhịp và qua đường tim cầu, kết hợp điểm kê với
thiết bị hạ đà giáo
 Đối với công trình xây dụng cho phép lưu thông phía dưới cần phải đảm bảo yêu
cầu về tĩnh không xây dựng.

3.3.2.3 Cấu tạo đà giáo:
Các bộ phận chính.
 Kết cấu vì giá, khung chống, trụ đỡ: Bằng gỗ, bằng thép hình hoặc bằng vì thép định
hình như Bailey, PAL, UIKM, УИКМ
 Thiết bị hạ đà giáo: Nêm gỗ, hộp cát, kích.
 Dầm dọc và dầm ngang: Bằng thép hình hoặc bằng gỗ.
 Ván sàn: Bằng gỗ hoặc bằng tôn, bằng thép tấm. Trên đó đặt ván khuôn kết cấu và
là nơi làm việc của người thi công.
a, Đà giáo gỗ:
- Đà giáo gỗ dễ gia công, lắp đặt nhưng do gỗ có cường độ thấp nên vượt qua khẩu độ
nhỏ. Đà giáo gỗ không bền, số lần sử dụng thấp. Ngày nay gỗ rừng rất khan hiếm, chủ yếu
là gỗ vườn. Vì vậy đà giáo gỗ chỉ nên dùng với công trình nhỏ, đơn lẻ.
- Giàn giáo cố định loại đơn giản nhất là giàn giáo kiểu cột đứng( trụ palê gỗ đơn),
khoảng cách giữa các palê thay đổi từ 2  4m (hình 3.19 a ). Khi cầu cao, palê phải bố trí
dày, do đó tốn gỗ đồng thời trong thời gian thi công thuyền bè không qua lại được, cho nên
cũng có thể dùng giàn giáo thanh chống xiên dạng tam giác hoặc hình thang (hình 3.19 b
và c). Khoảng cách giữa các cột sẽ tăng từ 6  8m. Để giữ ổn định cho cột dài sử dụng các
thanh ốp chép liên kết theo cả phương dọc và ngang cầu.

BM Công trình

93


Bài giảng Xây dựng cầu

Hình 3. 19 Cấu tạo một số dạng đà giáo gỗ
- Mặt cắt ngang giàn giáo có cấu tạo tuỳ theo bề rộng cầu và số lượng dầm chủ. Các cột
đứng luôn luôn phải bố trí ứng với dầm chủ. Hình 3.20 giới thiệu cấu tạo một loại giàn giáo
gỗ cố định tính từ trên xuống có các bộ phận sau: ván đáy dầm chủ, dầm ngang, dầm dọc,

thiết bị hạ giàn giáo và palê gồm xà mũ, cột đứng, chân chống và các thanh ốp chéo. Các vì
palê có thể kê trực tiếp trên nền đất tốt, nếu nền đất yếu phải kê trên nền cọc.

Hình 3. 20 Mặt cắt ngang đà giáo
- Loại đà giáo sử dụng trụ palê là các trụ kép có dầm I thép gác lên khẩu độ làm việc lớn.
Các palê được kê trên hệ móng riêng(móng cọc hoặc móng khối). Do các trụ bố trí xa nhau
sử dụng các dầm thép I gác lên làm dầm chủ. Bên trên sử dụng xà gồ bằng gỗ hoặc thép để
làm dầm ngang đỡ ván khuôn.
+ Ưu điểm: ít điểm kê dễ điều khiển hạ đà giáo.

BM Công trình

94


Bài giảng Xây dựng cầu

Hình 3. 21 Đà giáo gỗ – trụ pale kép
- Áp dụng đà giáo gỗ khi xây dựng công trình ở khu vực trung du, miền núi, Thiếu đà
giáo vạn năng và khẩu độ cầu là nhỏ thường áp dụng với kết cấu cầu bản đặc
- Đối với công trình mà chiều cao trụ tạm thấp có thể không cần sử dụng pale mà đặt kết
cấu dầm dọc hoặc dàn lên trụ là rọ đá

Hình 3. 22 Đà giáo trụ lồng đá
b, Đà giáo thép
Đà giáo thép hình có thể vượt khẩu độ 8m-12m, do đó giảm số lượng trụ tạm. Đà giáo thép
hình có thể sử dụng nhiều lần, lắp ráp, tháo dỡ đơn giản nhưng phải có cần cẩu phục vụ thi
công.
BM Công trình

95


Bài giảng Xây dựng cầu

Trường hợp cần vượt khẩu độ lớn, tải trọng tác dụng lên đà giáo rất nặng có thể dùng các
dàn thép làm dầm đà giáo.
- Đà giáo thép có 2 loại:
 Kết cấu phi tiêu chuẩn: Sử dụng các loại thép hình, thép ống hoặc dàn để liên kết
thành các trụ đơn hoặc liên kết với nhau thành trụ không gian.

Hình 3. 23 Đà giáo phi tiêu chuẩn
 Kết cấu vạn năng sử dụng là kết cấu cạn năng УИКМ, МИК, dàn bailey hoặc dạng
tương tự lắp thành khung không gian. Trên đỉnh các cột của trụ bố trí thiết bị hạ đà
giáo và dung dầm thép hình I để làm xà mũ để đỡ lấy dầm dọc của đà giáo

Hình 3. 24 Đà giáo sử dụng kết cấu vạn năng

BM Công trình

96


Bài giảng Xây dựng cầu

- Đà giáo xây dựng trên cạn, địa chất tốt có thể sử dụng đà giáo dạng khung thép rải dầy.
Đà giáo thường sử dụng là kết cấu cạn năng УИКМ, МИК, dàn bailey

Hình 3. 25 Đà giáo dạng trụ rải dầy
- Đối với các công trình xây dựng ngập nước do điều kiện thi công không thuận lợi, khối

lượng san ủi mặt bằng lớn thay dạng đà giáo rải dầy bằng hệ thống trụ tạm + dầm chủ. Cấu
tạo chung của một đà giáo cố bao gồm : các trụ tạm, dầm chủ, các điểm kê của dầm chủ lên
trụ tạm, bố trí giữa điểm kê và xà mũ các thiết bị hạ đà giáo. Trên hệ dầm chủ là các dầm
ngang truyền tải trọng từ trên mặt sàn công tác lên các dầm chủ. Mặt sàn công tác bao gồm
ván lát và các thanh nẹp ván, lan can bảo hiểm và hệ thống thang lên xuống từ mặt sàn đến
đỉnh trụ tạm.

Hình 3. 26 Cấu tạo đà giáo cố định sử dụng trụ tạm bằng thép
- Kích thước của đà giáo :

Chiều dài đà giáo là khoảng cách nằm lọt giữa xà mũ trụ và mố hoặc hai xà mũ trụ.
Khẩu độ của dầm chủ phụ thuộc vào khả năng chịu lực và chiều dài hiện có của dầm. Dầm
I định hình thường có chiều dài chế tạo 12 - 12,5m. Căn cứ vào chiều dài của dầm chủ để
bố trí các trụ tạm .

Cao độ của mặt sàn lấy theo cao độ của đáy dầm chủ kết cấu nhịp sau khi đã trừ đi
độ võng của đà giáo và độ co lún của trụ tạm do trọng lượng của nhịp và trọng lượng bản
thân của đà giáo có xét đến độ vồng của đáy dầm chủ.

Cao độ đáy đà giáo căn cứ vào yêu cầu tĩnh không phía dưới sau khi đã tính đến độ
võng của đà giáo và độ co lún của trụ tạm. Đối với nhịp thông thuyền tĩnh không này lấy
BM Công trình

97


Bài giảng Xây dựng cầu

theo khổ giới hạn thông thuyền của cấp sông. Đối với cầu vượt qua đường giao thông đang
hoạt động kể cả đường sắt và đường bộ chiều cao tính từ mặt xe chạy đến đáy đà giáo là

4,5m.

Chiều rộng của đà giáo theo yêu cầu về mặt bằng thi công trên sàn công tác, chiều
rộng này bằng chiều rộng của mặt cầu cộng với mỗi bên 70cm chiều rộng đường người đi
để đảm bảo yêu cầu về an toàn lao động, lối đi lại này có lan can phòng hộ ở hai bên chiều
cao 90cm và không bị bất cứ kết cấu nào cản trở.

Căn cứ vào điều kiện chịu lực và yêu cầu về tĩnh không, dầm chủ đà giáo có thể làm
bằng các bó dầm I số hiệu từ 300 đến 910, chiều cao dầm chủ chọn tỷ lệ 1/12-1/15 khẩu độ
làm việc thông thường sử dụng loại I300-I550 do có trọng lượng vừa phải trong điều kiện
cần thiết có thể di chuyển bằng thủ công , hoặc là kết cấu dạng dàn được lắp từ các thanh
của bộ kết cấu vạn năng УИКМ, МИК hay dầm quân dụng Bailey. Kết cấu vạn năng này
xem trong giáo trình Thi công cầu tập 1 của tác giả Chu Viết Bình. Khi chọn chiều cao
dầm chủ ngoài điều kiện chịu lực còn phải xét tới khoảng cách còn lại từ đỉnh trụ tạm và
đáy dầm sao cho đủ chiều cao bố trí gối kê tạm hoặc thiết bị hạ đà giáo.
c, Cấu tạo trụ tạm cũng bao gồm: móng tạm, thân trụ và xà mũ trụ.
Móng tạm có hai loại : móng khối trên nền thiên nhiên và móng cọc.

Móng khối trên nền thiên nhiên dùng cho những trường hợp nền đất từ loại cát hạt
thô và sét pha nửa cứng trở lên, không bị ngập hoặc ngập nông. Nếu nền đất là cát nhỏ bão
hòa nước hoặc đết sét dẻo cần gia cố bằng cách đóng cọc tre. Móng khối làm bằng rọ đá
xếp chồng lên nhau, kích thước đáy móng sao cho áp lực đáy “p” không vượt quá 0.3 Mpa.
Trên mặt bệ móng đặt tà vẹt để liên kết với thân trụ.

Hình 3. 27 Cấu tạo móng khối trụ tạm

Móng cọc dùng cọc gỗ hoặc cọc thép. Hiện nay ít dùng cọc gỗ mà phổ biến là dùng
cọc thép bằng các thanh ray cũ hoặc cọc thép chữ H, cọc ống thép. Những móng cần sức
chịu tải lớn có thể dùng cọc BTCT và đổ bê tông bệ cọc.

BM Công trình

98


Bài giảng Xây dựng cầu

Hình 3. 28 Cấu tạo móng cọc trụ tạm
Bệ móng cọc tạm bằng thép thông thường được cấu tạo theo dạng xà mũ. Trước hết
dùng dầm I gác trên các đầu cọc đóng thẳng hàng và liên kết bằng bu lông hoặc hàn vào
các đầu cọc. Những dầm này vừa có vai trò giằng các đầu cọc vừa là đà ngang truyền lực
lên cọc. Bên trên hàng dầm ngang đầu cọc đặt các bó dầm I làm thành mặt sàn để dựng
thân trụ. Nhất thiết phải bố trí cao độ của mặt sàn cao hơn MNTC 0,5m để lắp dựng trụ
được thuận lợi, đồng thời bảo vệ kết cấu palê, sử dụng được nhiều lần.
Cấu tạo của thân trụ:

Trụ bằng gỗ, sử dụng gỗ cây có đường kính gốc d= 18-28 cm hoặc gỗ xẻ kích
thước,8x10, 10x16. Gỗ cây làm xảm hai cạnh để tạo cạnh bằng, những cây làm giằng chéo
thì có thể bổ đôi. Các thanh gỗ ghép sắn thành khung hình thang, không bị biến hình, đủ
cứng và chắc chắn có thể chịu lực độc lập gọi là palê đơn. Các palê đơn ghép đôi với nhau
bằng liên kết ngang thành palê kép. Một kết cấu trụ có thể sử dụng một hoặc hai palê kép
tùy thuộc vào tải trọng tác dụng. Để chống lực xô ngang có thể bổ sung thêm các thanh
chống ở hai bên trụ.

Trụ bằng thép được chế tạo từ các thanh thép hình,I, [, L và cũng liên kết thành từng
khung phẳng gọi là palê thép hoặc sử dụng kết cấu vạn năng. Những đơn vị thi công cầu
chuyên nghiệp thường luôn Chân đế của khung palê thép đặt trên các tà vẹt gỗ liên kết vào
mặt sàn của móng tạm, để có thể chịu được lực nhổ khi bị xô ngang.
Cấu tạo xà mũ:Xà mũ của trụ pa lê là dầm chịu uốn để gối các dầm chủ đà giáo.


Nếu trụ tạm lắp từ các thanh của bộ kết cấu vạn năng hoặc bằng thép thì xà mũ phải
được đặt trên hệ dầm truyền lực và các con kê bằng gỗ hoặc thép để sao cho lực chỉ truyền
lên trụ thông qua các nút của dàn vì các thanh chỉ làm việc chịu kéo nén dọc trục, không
chịu uốn.

Cấu tạo xà mũ trụ tạm gỗ sử dụng các thanh gỗ xẻ làm xà mũ. Xà mũ được liên kết
chắc chắn với thân trụ phía dưới, phía trên bố trí thiết bị hà đà giáo đỡ lấy dầm chủ phía
trên
BM Công trình

99


Bài giảng Xây dựng cầu

3.3.2.4.Chất tải đà giáo
- Mục đích:
 Phát hiện những biến dạng dư dư
của đà giáo
 Phát hiện những vị trí xung yếu,
điểm chèn lỏng, hẫng kịp thời điều chỉnh
 Lường trước sự cố xảy ra
 Là tải trọng chất thử còn làm nhiệm
vụ tải trọng dằn trước, ngăn ngờ chuyển vị
đà giáo trong khi vữa bê tông ninh kết
- Tải trọng chất thêm nếu được dỡ đi
ngay sau khi thử tải có thể sử dụng khối bê
tông đúc sẵn, bao xi măng hoặc các phao
nước. Nếu tải trọng chất thêm được dỡ đi
dần trong quá trình đổ bê tông thì sử dụng

các vật liệu rời có thể di chuyển bằng thủ
công như bao xi măng, đá hộc
- Tải trọng chất lên:
Q=1,25P nhịp đúc + P ván khuôn + P thi công
- Trình tự chất tải:
Hình 3. 29 Chất tải và quan trắc đà giáo
50%+ 30% + 20%
- Bố trí theo dõi chuyển vị đà giáo ở các vị trí:
 Trên mặt sàn đà giáo ngay phía ở trên mỗi điểm kê
 Trên đỉnh trụ tạm hai phía thượng và hạ lưu cầu
 Ở các góc và tim của bệ móng trụ tạm
- Thời gian quan trắc 5-7 ngày tùy theo mức độ phức tạp của địa chất móng và thời
gian chất đủ tải.
- Tại những vị trí chịu lực chính bố trí thiết bị đo ứng suất
- Trong giai đoạng 20% tải trọng cuối cùng không để người có mặt trên và dưới đà
giáo.
- Dỡ dần tải đối xứng từ hai đầu vào giữa nhịp, trong quá trình dỡ tải vẫn tiến hành
quan trác chuyển vị võng trở lại của đà giáo để xác định biến dạng dư. Khi sử dụng tải
trọng dàn lên trên đà giáo thì giữ khoảng 50% tổng số tải trọng thử.
3.3.2.5 Tính toán đà giáo:
 Các tải trọng tác dụng lên đà giáo:
 Trọng lượng bản thân của kết cấu nhịp dầm bê tông: Bê tông 2500kG/m3, cốt thép
lấy theo bản vẽ hoặc có thể lấy 100kG/m3
 Trọng lượng bản thân của đà giáo: Lấy theo bản vẽ khối lượng riêng của gỗ lấy
khoảng 700-750kG/m3 của thép lấy 7850kG/m3
 Tải trọng thi công do người, dụng cụ và các thiết bị nhỏ:
Lấy bằng 200kG/m2 đối với đà giáo khẩu độ <60m
Lấy bằng 10kG/m2 đối với đà giáo khẩu độ ≥60m
 Lực xung kích do dầm: lấy bằng 200kG/m2
 Tải trọng gió, nước

BM Công trình

100


Bài giảng Xây dựng cầu

 Hệ số tải trọng
Bảng 2- 1

 Nguyên lý tính toán
- Căn cứ vào kết cấu để mô hình hoá theo tầm quan trọng của những trạng thái xét mô hình
đơn giản hay phức tạp, nói chung mô hình hoá theo sơ đồ đơn giản, thiên về an toàn.
Thường đưa sơ đồ không gian về sơ đồ phẳng có tính đến hệ số phân bố ngang..
 Trạng thái giới hạn:
- Trạng thái giới hạn cường độ và ổn định
 Khi tính với trạng thái giới hạn cường độ thì nhân thêm hệ số tải trọng + tải trọng
xung kích
 Khi tính với trạng thái ổn định không xét với xung kích
 Tính duyệt các cấu kiện đà giáo theo các trường hợp chịu kéo, nén hoặc có thể uốn.
 Xác định độ vồng kiến trúc của đà giáo
-Khái niệm: Để đảm bảo sau khi tháo dỡ đà giáo ván khuôn, đáy của dầm chủ đúng với cao
độ thiết kế, thì ban đầu, trước khi đổ bê tông, ván khuôn đáy dầm trên đà giáo phải được
BM Công trình

101


Bài giảng Xây dựng cầu

đặt cao hơn cao độ thiết kế đáy dầm một khoảng nhất định. Độ cao hơn đó được gọi là độ
vồng dự trữ của đà giáo.
-Nội dung tính toán.
+Co ngắn đàn hồi của cọc hay cột đà giáo (1):
 .l
1 
E

l -Chiều dài tính toán của cọc hay cột đà giáo
 -Ứng suất nén trong cọc hay trong cột đà giáo.
E -Mô đuyn đàn hồi của vật liệu làm cọc hay cột.
+Biến dạng của dầm hay dàn KCN đà giáo gối giản đơn trên vì giá, tính cho điểm giữa
nhịp (2):

Khi là dầm  2 

5.q.l 4
384.EJ

Hoặc khi là dàn

2 

5.q.l 4 
3 
.1   .
384.EJ  25 

q -Lực rải đều trên dầm hoặc trên dàn (kG/m)
J -Mô men quán tính của dầm hay dàn, tính cho tiết diện giữa nhịp.

J 0 -Mô men quán tính của dàn, tính cho tiết diện đầu dàn.



J  J0
J0

 -Hệ số xét đến sự tăng độ võng do các thanh của dàn. Đối với dàn có hai biên song song
thì:
Chiều cao dàn /Khẩu độ dàn 1/12 1/10 1/8 1/7
(h/l)
1,2 1,27 1,35 1,4

+ Biến dạng của các mối nối và các mặt tiếp xúc giữa các bộ phận của đà giáo (3):
 3  0,2k  0,1k '
(cm)
k -Số chỗ tiếp xúc giữa gỗ với gỗ.
k ' -Số chỗ tiếp xúc giữa thép với gỗ.
+ Biến dạng của các thiết bị hạ đà giáo (4):
Với các loại nêm:  4  0,2k  0,1k ' (cm)
Với hộp cát:  4  0,5 (cm)
+Độ lún của đất nền (5):
Kê trực tiếp trên đất nền: 3 = 1cm
Cọc, cột đóng đến độ chối, hoặc kê trên bộ phận công trình khác: 5 = 0
+Độ võng tương đối của bản thân kết cấu nhịp cầu, dưới tác dụng của tải trọng bản thân và
½ hoạt tải gây ra (6): Lấy theo số liệu thiết kế.
Như vậy:
6

- Độ vồng dự trữ của đà giáo tại một điểm là: H    i

(cm)

i 1

- Đối với đà giáo cầu dầm, chỉ tính H khi chiều dài nhịp tính toán l  10m và chỉ tính cho
mặt cắt giữa nhịp. Sau đó dùng phương pháp nội suy để tìm trị số H ở các mặt cắt khác.

BM Công trình

102