Bài giảng thi công cầu kết cấu phụ tạm phục vụ thi công cầu

Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

Chơng

2

Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
2.1. Kết cấu đà giáo, cầu tạm, trụ tạm khi thi công cầu
Các kết cấu đà giáo làm công trình phụ tạm thời phục vụ thi công cầu
có thể làm bằng vật liệu gỗ hay thép. Trong thực tế xây dựng cầu ở nớc
ta thờng dùng các loại kết cấu thép vạn năng do nớc ngoài chế tạo chủ yếu
là các loại sau đây:
- Dầm T - 66 của Trung Quốc
- Dầm quân dụng của Nhật
- Dầm Bailey của Mỹ, Anh, Tiệp Khắc
- Dầm yukm của Nga
- Các loại dầm I do các nớc ngoài sản xuất
- Các loại phao nổi sà lan, sà lan tự hành
- Phao thép KC do Nga sản xuất
- Các sà lan trọng tải 100T, 150T, 200T, 300T do nớc ta sản xuất
- Sà lan tự hành 400T
mặt c ắt dọ c dầm T-66

a

a
mặt c ắt ng ang dầm T-66

a-a

Hình 2.1 Dầm T-66 của Trung Quốc
2.1.1. Kết cấu UAK
Kết cấu UAK có thể lắp đợc thành đà giáo giá vòm phục vụ cho thi
công cầu vòm từ 40 200m.
1


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

Kết cấu UAK đợc cấu tạo từ kết cấu cơ bản
Hình vẽ

Khi chiều dài nhịp lớn, tải trọng tác dụng lớn, để tránh biến dạng ngời ta
có thể chồng các thanh UAK để chiều cao của giàn vòm h = 6m.

Tính toán đà giáo giá vòm UAK:
- Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lợng bản thân của đà giáo giá vòm
+ Trọng lợng bêtông hay đá xây + trọng lợng ngời, thiết bị đặt trên
đà giáo
- Sơ đồ tính toán: Vòm 3 chốt, 2 chốt, không chốt
Tính toán xác định nội lực trong các thanh vòm theo thanh chốt
xác định nội lực Si.

2.1.2. Kết cấu YuKM

Bộ cấu kiện yukm chủ yếu bao gồm các thanh và phụ kiện thuận tiện
cho việc lắp ghép thành các khung trụ không gian và các giàn không gian
theo nhiều sơ đồ đa dạng. Ngoài ra còn có các cấu kiện dầm dùng để
lắp nên hệ mạng dầm phân bố lực trên các công trình phụ tạm
Kích thớc chủ yếu của các kết cấu lắp bằng yukm đợc tính nh sau:
- Bề rộng đo theo đờng tim B=2n, m
- Bề rộng phủ bì B=2n+0.25, m
- Chiều cao toàn bộ H=2n+0.25+0.55K, m
Trong đó
n - số ô vuông cơ bản của kết cấu đợc thiết kế
K - Số tầng xà đế và xà mũ đỉnh palebằng thép hình I550

2


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

Hình 2.2 Cấu tạo đà giáo vạn năng YUKM
2.1.2.1 Các cấu kiện thanh CủA Bộ yukm
Các cấu kiện thanh có thể lắp thành hệ kết cấu dàn không gian theo
bất cứ sơ đồ nào ứng với các nút dàn bố trí thành mạng lới 2x2m. Có
những thanh dàn chủ dài để lắp liền 2 khoang 2 mét hay 1 khoang 2 m
kết cấu dạng dàn nh vậy thờng dùng làm các trụ đỡ tạm hay các đà giáo
nằm ngang
Các thanh của bộ yukm đều là các thép góc L có thể ghép lại nhờ bu
lông và các bản đệm thành các dạng mặt cắt tổ hợp khác nhau. Số thép
góc trong một mặt cắt chịu lực đợc lấy tuỳ theo tính toán.

Để lắp các thanh biên dàn, thanh đứng dàn hay cột trụ palê dùng hai loại
mặt cắt thanh loại chịu lực chủ lớn bằng thép góc L120x120x10 hay
L120x120x10, có thanh dài suốt 2 (4m) có thanh dài (2m). Loại chịu lực
phụ nhỏ hơn để làm thanh không chịu lực hoặc dùng trong các hệ liên
kết thì bằng thép góc nhỏ L75x75x8
Để lắp các thanh chéo cũng có 2 loại: thanh chéo chịu lực chủ làm
bằng thép góc lớn L90x90x9 .Các thanh chéo trong hệ liên kết thì dùng
thép góc nhỏ L75x75x8
Để lắp các thanh chống ngang dùng loại thép góc L75x75x8
Khe hở giữa các thép góc của cột hoặc của thanh liên dàn trong cùng
một mặt cắt tổ hợp là 10mm để đảm bảo khả năng đặt các bản nút và
bản đệm theo hai hớng vuông góc với nhau
Khe hở giữa các thép góc ghép nên mặt cắt tổ hợp của thanh chéo là
20mm để khi cần có thể hàn chúng vào các bản nút
Trong bộ yukm có các loại bản nút sau:
- Các bản nút làm bằng thép bản dày 10-12mm ,có các lỗ đinh đợc
khoan phù hợp với các đầu thanh sẽ nối vào bản nút .Có loại bản nút là nơi
3


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

giao nhau của 3 hớng nh M12H, của 5 hớng nh M2N và của 8 hớng nh M26
- Các bản nút nhỏ dùng để liên kết giữa các thép góc trong thanh tổ
hợp nh M20, M28, M30..
Đối với các kết cấu công trình phụ tạm khi xét 2 mặt phẳng vuông góc
với nhau thì lúc thiết kế đã tính toán và bố trí một mặt phẳng chịu lực

khoẻ hơn còn một mặt phẳng kia chịu lực yếu hơn.Ví dụ mặt phẳng
thẳng đứng của giàn chịu tác động của các tải trọng cơ bản phải khoẻ
hơn mặt phẳng nằm ngang của giàn chịu áp lực gió. Việc bố trí các bản
nút trong 2 mặt phẳng vuông góc với nhau cũng theo nguyên tắc tơng
tự. Tại cùng một nút giàn trong không gian thì các bản nút nằm trong mặt
phẳng chịu lực chính đợc liên tục xuyên qua mặt cắt các cột trụ hay các
thanh biên giàn có các bản nút nằm trong mặt phẳng chịu lực phụ sẽ bị
gián đoạn
Do sự khác nhau của các bản nút trong hai mặt phẳng vuông góc với
nhau nên đặc điểm bố trí bu lông trong chúng cũng khác nhau. Để
thuận tiện tháo lắp bu lông các lỗ bu lông trên hai nhánh của cùng một
thép góc sẽ lệch nhau một nửa khoảng cách bớc đặt bulông cấu tạo bản
nút trong mặt phẳng chịu lực chính bảo đảm khả năng liên kết với thanh
xiên có mặt cắt tổ hợp 4 thép góc ghép thành dạng dấu cộng còn cấu tạo
bản nút trong mặt phẳng phụ chỉ đủ khả năng liên kết với thanh xiên có
mặt cắt tổ hợp 2 thép góc ghép thành dạng chữ T.
Chẳng hạn trên hình 4-3a vẽ một tiếp điểm nối các thanh xiên và các
thanh chống ngang vào thanh biên một bản nút lớn nằm trong mặt phẳng
chịu lực chính liên tục đi qua 2 khoang dàn nối với hai thanh xiên với thanh
biên hai bản nút phụ nhỏ hơn đặt vuông góc với bản nút chính nối thanh
chống ngang trong mặt phẳng chịu lực phụ vào bản nút. Các thép góc
của thanh liên dàn thuộc hai khoảng kề nhau đợc nối với nhau qua bản nút
lớn ở đó phải đặt thêm các đoạn thép góc nối loại L100x100x10mm. Nếu
đúng ngay tại bản nút giàn đó chịu lực tập trung từ các phần kết cấu bên
trên nó xuống thì phải đặt đoạn thép góc nối này nh hình 4-3a sao cho
1 cánh nằm ngang của nó quay lên trên nh vậy tạo ra một bề mặt tựa.
ở đỉnh cột và chân cột của các kết cấu palê trụ tạm có một cấu kiện
đế cột đặc biệt (thờng gọi là đầu bò, bản đế cánh bớm, hình 4-3b) đợc chế tạo bằng cánh hàn 2 loại bản nút vuông góc với nhau trong 2 mặt
phẳng thẳng đứng và hàn thêm một bản phẳng làm mặt tựa nằm
ngang, các thanh xỉên và thanh chống ngang đợc nối vào đế cột theo

cách giống nh nối vào các tiếp điểm khác. Bản phẳng nằm ngang của
đế cột có lỗ bu lông để nối vào 2 dầm I550 các dầm I này có thể đặt
trên đỉnh cột trụ hoặc ở dới chân cột trụ

4


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

Hình 2.3a. Tiết điểm nối trong đà giáo YUKM
Để nối các cấu kiện thì tại các tiết điểm dùng 2 loại bulông đờng kính
22 mm dài l = 65mm và 27,23,28 mm. Độ dơ giữa các lỗ và bulông
nh vậy dễ dàng cho việc lắp bulông nhng làm tăng các biến dạng d ở các
liên kết. Chẳng hạn độ định vị d ở các mối nối các cột đạt đến 2-3 mm.
Khi tính toán có thể coi các cấu kiện thanh đợc nối chốt với nhau tại các
bản nút. Bởi vì phải bố trí cấu tạo sao cho các tải trọng chỉ truyền lên
các bản nút nên cấu kiện thanh đợc tính toán chịu lực dọc trục do tải
trọng tính toán trị số lực dọc này đợc so sánh với ứng lực giới hạn Sgh đợc
lấy tuỳ theo cấu tạo mặt cắt thanh và chiều dài tự do của thanh và dấu
của lực khi tính các thanh xiên đợc liên kết bởi các bulông chịu cắt 2 mặt
thì Sgh phụ thuộc vào chiều dày bản nút hay nói đúng hơn là phụ thuộc
vào sự có mặt hay không có mặt của bản đệm. Các trị số ứng lực giới
hạn trong các cấu kiện thanh đợc ghi trong bảng 4-1

Hình 2.4. Chi tiết nối các kết cấu dầm bằng yukm
2.1.2.2 Các cấu kiện dầm của yukm
Các cấu kiện dầm của yukm gồm các dầm thép hình I550 với các

chiều dài đảm bảo tơng ứng với các khoảng cách giữa các tâm mối nối
chúng là 3.0m, 5.0m, 11.0m. Ngoài ra có các chi tiết bổ xung các bản nối
tấm chống ngang sờn tăng còng cứng khi nối ghép chúng lại theo cách
khác nhau thì có thể nhận đợc các dầm chiều dài khác nhau tuỳ dạng cụ
thể của mỗi dạng kết cấu. Bulông nối loại 27mm trên bản bụng và cánh
dầm I có khoan nhiều hàng lỗ 28 cách nhau 100mm để có thể tuỳ ý nối
dầm với các cấu kiện phụ
Để nối bản cánh phải dùng các bản nối nh khi nối các thanh
Các tấm nối ngang dùng để nối ghép các dầm I riêng lẻ thành bó hay vài
dầm tổ hợp với khoảng cách giữa các trục dầm I550 là 200 mm, các tấm
5


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

nối ngang và các sờn tăng cờng đứng đảm bảo ổn định bụng dầm tại
những chỗ đặt lực tập trung
Trong bộ yukm còn có hai loại thanh chống ngang loại chống ngang bằng
thép hình I 300 (hình 2-4b) dùng làm liên kết ngang giữa các dầm I550
đặt riêng lẻ cách nhau 2m (bằng kích thớc khoang dàn yukm )
Một loại thanh chống ngang khác bằng thép hình I550 (hình 2-4c) dùng
để nối ngang giữa các dầm và còn làm dầm ngang trực tiếp chịu tải
trọng rồi truyền cho các dầm chủ
Khi cần thiết có thể có thể nối các dầm dặt cách nhau 2 m bằng các
liên kết kiểu dàn trong đó thanh chéo là cấu kiện thanh của yukm còn
các thanh chống ngang chính là các I-300 nói trên để liên kết các thanh
đó vào dầm chủ thông qua các bản tăng cờng nằm ngang của bụng dầm

(hình 2-4b)
Trị số ứng lực giới hạn trong các cấu kiện dầm của bộ yukm là các trị số
mômen và lực cắt, mômen giới hạn đợc ghi cho 2 trờng hợp Mghmax khi lực
cắt bằng 0 và Mgh khi lực cắt đạt lớn nhất Qmaxgh. Tơng tự cũng ghi 2 trị số
giới hạn của lực cắt Qmaxgh khi M=0 và Qgh khi Mmaxgh.
Các ứng lực giới hạn đợc xác định theo kết quả kiểm toán các ứng suất
pháp ứng suất tiếp ứng suất chủ trong các mặt cắt dầm đợc ghi trong
bẳng 2-3. Trong bảng đó cũng đợc ghi lực cắt giới hạn Qgh tại chỗ liên kết
với thanh chống ngang. Trong bảng 2-4 cho trị số lực tập trung giới hạn lên
dầm.
Tất cả các cấu kiện thanh và cấu kiện dầm của YUKM cho phép có thể
lắp ghép chúng theo các sơ đồ khác nhau thành các cấu kiện công
trình phụ tạm các dầm dùng để phân bố tải trọng lên các tiếp điểm của
hệ dàn còn các cấu kiện thanh chỉ chịu lực dọc trục.
Ưu điểm của bộ yukm là có tính vạn năng nhng khuyết điểm của nó là
một kết cấu dàn không gian và phải lắp từ quá nhiều chi tiết nhỏ, nhiều
bulông do đó tốn công lao động và thời gian khi lắp cũng nh khi tháo dỡ.
Tính trung bình cứ 1 tấn kết cấu yukm có tới 53 loại chi tiết và 130160 bulông. Do yukm liên kết bằng bulông thô nên kết cấu có biến dạng
lớn khó tính toán chính xác trớc vì vậy khi cần thiết có thể phải chất tải
trọng dằn trớc để làm cho kết cấu yukm xuất hiện hết các biến dạng d
do độ dơ của các lỗ bulông.
Bảng 2-1 Danh mục các cấu kiện yukm
Tên gọi

Số hiệu

Mặt cắt hay
chiều dày mm

Chiều dài mm

hay diện tích
m2

Trọng lợng kg

1

2

3

4

5

Cột và thanh
biên dàn

201
202

L125x125x10
L125x125x10

3994
1994

76.4
38.2

Thanh chéo

7H

L125x125x10

594

10.9

6


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

203
5H

L90x90x10
L75x75x8

2290
2418

28.0
21.8

Chống ngang

4
16H

L75x75x8
L75x75x8

1730
3730

15.6
33.7

Bản nútcủa cột

8
211

510
W=0.491
W=0.056
W=0.491
W=0.0187
W=0.330
610
610
W=0.764

10.6

47.3

124
144
22
26
229

265x10
590x10
200x5
(590x10)
380x10
440x10
420x10
610x10
870x10

Bản nút của
dàn liên kết

17
18
23
217

370X10
325X10
290X10
290X10

W=0.233
W=0.075
W=0.160
W=0.173

18.6
5.9
12.5
13.6

Bản nútcủa hệ
mạng dầm

258

500X10

W=0.255

19.8

221

540X10
460X10
400X10
200X10
45X10

W=0.484
W=0.224
W=0.131
W=0.056

Đế cột

(47.3)
14.7
26.0
20.6
29.2
77.6

103.0

Dầm

231
232

I55
I55

2990
4990

265
442

Dầm

233

I55

10990

974

234

30
70x8
I55
140x90x10
45x12
I55
140x90x10
45x22

1930
W=0.008
1970
514
350
1770
514
350

62.6

L100*
100x10
450x12
L100*
100x10
450x12

510

dầm
ngang

chống

259

260

Thanh ngang

135

235

(214.0)

196.0

17.0
350
514
17.0
350

Sờn cứng

136
236

L100x100x10
L100x100x10

510
514

8.0
8.0

Thanh đệm nối
cột

6H

L100x100x10

780

11.8

Bản đệm nối

137

380x10

390

12.0

Bản đệm

15H

80x1

580

3.6

Bản nối cột

19

180x10

220

3.1

Bản nối thanh

20

160x10

180

2.3

7


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

chéo và thanh
chống ngang
Bản nối chống
ngang

30

160x10

260

3.3

Các bản

138
238

160x10
160x5

W=0.038
W=0.038

3.0
1.5

Thép góc nối

206

L100x100x10

780

11.8

24
25

M22

M22

65
85

0.55
0.87

Bulông thô êcu
và 2 vòng đệm

Ghi chú : W là diện tích
Bảng 2-2 ứng lực cho phép (Ncp)của các cấu kiện YKM - 60 do các lực cơ
bản khi tính theo phơng pháp ứng suất cho phép và ứng lực giới hạn (Ngh)
khi tính theo phơng pháp TTGH (trị số ghi trong ngoặc)

8


Bài giảng Thi công cầu

Cấu kiện
thanh và
số hiệu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu

Thành
phần
mặt cắt

cấu kiện

Sơ
đồ
mặ
t
cắt
cấu
kiệ
n

Khoản
g cách
giữa
các
tấm
tiếp
điểm
l,cm

Chiề
u dài
tự do
khi
uốn
trong
mặt
phẳ
ng
dầm

Chiề
u
dày
tại
chỗ
liên
kết
của
bản
nút
lo,cm

Độ
mảnh
lớn
nhất

Khi nén

Khi kéo

Theo liên kết

Ncp (Ngh), T

Ncp (Ngh),
T

Số hiệu bản núthay bản đé cột mà cấu

kiện đợc nối vào

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Thanh
chéo 5H
346

L75x75x
8

283
283
283
283

228
114*
*
228
114

1
1
2
2

173
100
173
100

không cho
phép
3.38(5.00)
không cho
phép
12.56(3.70)*
*

4.86(6.00)
4.86(6.00)
3.7694.6)
3.76(4.6)

Bất kỳ

8.4(9.9)
8.4(9.9)
12.6(14.8)
12.6(14.8)

283
283
566
566

228

1
2
1
2

100
100
100
100

9.05(11,10)

9.43(11.70)
9.05(11.10)*
*
9.43(11.70)*
*

11.70(14.5
0)
11.70(13.8
0)
11.70(14.5
0)
11.70(13.8
0)

Bất kỳ

11.80(15.00)
11.80(15.00)
11.80(15.00)
11.80(15.00)

1
1
2
2

138**
*
81

138**
*
81

3.45(3.70)**
*
4.03(5.00)**
*
2.92(3.20)**
*
3.43(4.200**

4.25(5.20)
4.25(5.20)
3.5894.40)
3.58(4.40)

Bất kỳ

18.9(22.4)
18.9(22.4)
18.9(22.4)
18.9(22.4)

Thanh
chéo
203;344;3
45

L90

x90x9

283
283
283
283

228*

204
102*
*
204
102*
*

ứng lực
Ncp (Ngh), T

9


Bµi gi¶ng Thi c«ng cÇu

2L
90x90x9

Ch¬ng 2: C¸c c«ng tr×nh phô t¹m phôc vô thi c«ng cÇu

283

283

204
204

1
2

87
85

37.60(46.40)
33.00939.10
)

44.40(54.8
0)
35.00943.1
0)

BÊt kú

37.8(44.7)
37.8(44.7)

283
283

102*
*

102*
*

1
2

67
67

22.70(28.10)
**
19.50924.10
0**

22.70(28.2
0)
19.50(24.2
0)

BÊt kú

37.8(44.7)
37.8(44.7)

Thanh
chÐo
203;344;3
45

4L

90x90x9

283
283

204
204

1
2

85
80

76.40(94.20)
68.00984.20
)

89.00(109.
8)
73.00(90.2
0)

14
114;29;121;347
348;211;351;352
353;354;355;229

43.5(59.2)
75.6(89.5)

Thanh
chÐo 3H
3

L
100x75x
10

283
283
283
283

204
102
204
102

1
1
2
2

161
99
161
99

kh«ng cho

phÐp
3.81(4.50)
kh«ng cho
phÐp
3.35(4.10)**

4.13(5.10)
4.13(5.10)
3.62(4.50)
3.62(4.50)

BÊt kú

18.90(22.40)
18.90(22.40)
18.90(22.40)
18.90(22.40)

2L
100x75x
10

283
283

204
204

1
2

105
100

31.80(35.60)
29.58(32.10)

47.20(58.4
0)
35.00(43.2
0)

BÊt kú

37.80(44.20)
37.80(44.20)

283
283

102*
*
102*
*

1
2

85
85

24.20(29.80)
**
20.00(24.06
0**

21.50(30.2
0)
20.40(25.2
0)

BÊt kú

37.80(44.20)
37.80(44.20)

4L
100x75x
10

283
283

204
204

1
2

103

95

66.50(81.00)
67.20(79.70)

94.50(116.
80)
74.20(91.5
0)

14
11;29;121;221;347;348;211;351;352;353;3
54;355;299

43.50(55.20)
75.60(89.50)

L75x75x
8

200
400

200
400

135
270

2.59(2.70)

kh«ng cho
phÐp

3.02(3.70)
3.02(3.70)

BÊt kú
BÊt kú

8.4(9.9)
8.4(9.9)

Thanh
chèng
ngang
4;16

10


Bài giảng Thi công cầu

Thanh
biên dàn
cột palê
201 202
341 342
343

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu

2
L75x75x
8

200
400
400
400

200
400
400
400

85
148**
148**
148**

28.20(34.70)
12.82(14.30)
12.82(14.30)
12.87(14.30)

29.20(36.1
0)
29.20(36.1
0)
29.20(36.1

0)
29.20(36.1
0)

353
8;17;22;
23;26;349;217
354;355
11;14;29;121;
221;221;229

11.90(15.10)
16.80(19.8)
28.6(19.8)
33.6(39.6)

4
L75x75x
8

200
400

200
400

74
124

58.40(72.20)

33.60(37.60)

58.40(72.2
0)
58.40(72.2
0)

8;17;22;23;26;
349;217;
11;14;29;121
221;211;229

23.6(30.0)47.2(6
0..0)

L 120x
120x10

200

200

85

6.46(7.8)
28.40***

6.9(8.50)

Bất kỳ

31.5(37.2)

L 125x
125x10

100

400

170

không cho
phép

6.9(8.50)
31.6***

Bất kỳ

31.5(37.2)

2L 120x
120x10

200

200

53

63.20(78.00)

63.20(78.0
0)

347;348;354;121

63.0(74.5)

2L 125x
125x10

200
400
400

200
400
400

53
91

63.20(78.00)
54.10(66.80)

63.20(78.0
0)
63.20(78.0

0)

221;351;352;353
Tại các mối nối

88.2(104.5)
113.4(134.5)
82.2(101.6)

4L 120x
120x10

400
400

400
400

81
81

117.80
(145.00)
117.80
(145.00)

126.40
(156.0)
126.40
(156.0)

315;352
353;355

130.5
(166.0)

Tại các mối nối

129.0
(159.5)

Chú thích
* Đối với l=566 cm khi thanh chéo giao nhau với thanh chịu kéo hoặc với thanh ngang không tính chịu lực có mặt
cắt 2L75x75x8 thì theo các tính toán chính xác về ổn định lúc không có thanh chống ngang đợc ứng lực nén cho
phép là S=0
**

Khi giao nhau với thanh chịu kéo
11


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu

*** Chỉ cho phép dùng làm cấu kiện liên kết
**** Khi đảm bảo nén đúng tâm hay kéo đúng tâm

12

Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu

Bảng 4-3 Các mômen uốn cho phép (Mcp); Lực cắt cho phép (Qcp) đối với các cấu kiện dầm của bộ YKM - 60 do
các lực cơ bản khi tính theo ứng suát cho phép và các mômen uốn giới hạn (Mgh) lực cắt giới hạn (Qgh) khi tính theo
phơng pháp trạng thái giới hạn
Số
hiệu
của
thép
hình

Thành
phần mặt
cắt và số
hiệu cấu
kiện

Đặc trng mặt cắt

ng lực cho
phép

ứng lực giới hạn

Môme
n quán

tính I
cm4

Mô
đun
chốn
g
uốn
W
cm3

Môme
n Mcp
(t.m)

Lực
cắt
Qcp
T

Lực
cắt
tại
chỗ
liên
kết
T

Môme
n giới

hạn
T.m

Lực
cắt
Qgh
T

Qgh
tại
chỗ
liên
kết
T

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I55
theo
..
823956

I 55
232

54810

1707

29.0

38.4

37.7

51.5

22.7

60.7

31.8

64.2

31.0

38.4

40.3

51.5

24.2

60.7

34.1

64.2

33.6

18.0

44.0

62.8

0

57.9

0

75.5

231,

I55
I33

54810

1825

Nối I55 (16
mã 15H và
2 mã 137)
30
theo

8240-6

30
234

54810

362

6.1

15.3

8.0

15.6

13


Bài giảng Thi công cầu

I55
theo
..
823956

155
259;260

54810

1707

29.0

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu

38.4

37.7

51.5

50.0
22.7

60.7

59.6
31.8

64.2

Ghi chú :
1 các ứng lc cho phép đợc tính với ứng suất cho phép là R=1700 kG/cm2 các ứng lực cho phép khi chịu các lực cơ
bản và lực bổ sung lấy bằng trị số ứng lực cho phép khi chịu lực cơ bản nhân với hệ số điều chỉnh
Rcơ bản + bổ sung

2000

=
Rcơ bản

= 1.175
1700

2. các trị số mổmen ghi trên dấu ghạch ngang của các ô trong bảng là trị số mômen cực đại Mcpmax, Mghmax
các trị số mômen ghi ở dới dấu ghạch ngang của các ô trống trong bảng là các trị số mômen tơng ứng với lúc xảy ra
các lực cắt cực đại Qcpmax,Qghmax

3. các trị số lực cắt ghi ở trên dấu ghạch ngang của các ô trong bảng là tơng ứng với khi có xuất hiẹen các mômen
cực đại Mcpmax và Mghmax
Các trị số ghi ở dới dấu ghạch ngang là các trị số lực cắt cực đại Qcpmax,Qghmax
Bảng 4-4 Các ứng lực cho phép (Pcp) tại các điểm giao nhau của hệ mạng dầm do lực cơ bản khi tính theo ứng suất
cho phép và các ứng lực giới hạn (Pgh) khi tính theo phơng pháp trạng thái giới hạn
Số
hiệu
dầm

I55

Vị trí giao
mạng dầm

của

hệ

Số lợng sờn cứng và bản
đệm

ứng lực T
Pcp

Pgh

-Các dầm I55 đơn gác lên
nhau

-2 sờn không có bản đệm

30

40

-4 sờn có bản đệm

80

10

-Các đơn I55 gác lên các

-2 sờn không có bản đệm

75

147

14


Bài giảng Thi công cầu

OCT
823956

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu

chi tiết có số hiệu 121 và

221

-4 sờn có bản đệm

120

156

-Dầm kép 2I55 gác lên
các chi tiết có số hiệu
121 và 221

-4 sờn có bản đệm

126.4

156

-Tải trọng tập trung lên
dầm đơn I55

không có

10

14

Bảng 4-4 Các ứng lực cho phép của bulông do các lực cơ bản khi tính theo ứng suất cho phép và các
ứng lực giới hạn khi tính theo phơng pháp trạng thái giới hạn
Đờng

kính
bulôn
g (d),
mm

ứng lực cho phép, T

ứng lực giới hạn, T

tính
toán
theo
chịu
cát
với
T=0.65Ro

tính
toán
theo
chịu cát
với
T=0.65R
o

Tính theo chịu ép
đập với các bề dày
bản thép là mm
=8

=9

=1
0

=2
0

6

6.8

7.5

15.0

8.3

9.2

8.4

22

4.2

27

6.3

Tính theo chịu đập
với T=1.58Ro ứng với
các bề dày bản thép
là mm
=
8

=
9

=1
0

=2
0

4.7

5.3

5.9

11.8

4.95

6.5
2

7.25

14.5

7.45

15


Bµi gi¶ng Thi c«ng cÇu

Ch¬ng 2: C¸c c«ng tr×nh phô t¹m phôc vô thi c«ng cÇu

16


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu

Mặt c hính

Mặt bê n

A -A

800

22000
Kích

800

Kích

A

Xe goòng

Kích

Xe goòng

Xe goòng

2M4

M221

300

M221

M231
M221

M221

2M4

5T

th
ế
hố

2M
5

vào
ne
o

2M
5

2M201

2M201

7863

7939

8173

2M201

2M
5

2M201

5T

Cá
p

th
ế
hố
vào
o

ế
th

ne

hố

Cá
p

vào

2M4

M8

2M4

M8

2M6

1000

M8

2M4

Chân chống 2I300
L=7640

M22

12250

M22
2M4

15146

M22
2M4

Bản 350x350x10 chôn chờ

2M
5

Rọ thép đá hộc
6000

Mặt bằng

2M
5

M221

2M4

M221

M235

N6

M235

200

200
1000

200

M232

550

M221

1000

Tấm bản BTCT 2x2.3x0.2m

Tấm bản BTCT 2x2.3x0.2m

Tấm bản BTCT 2x2.3x0.2m

Rọ thép đá hộc

Rọ thép đá hộc

A

M8

2M4

R ọ thép đá hộc

2M202

M221 2M4

2M4

550

+1.25

M232

M8

2M4
2M201

2M201

2M201

M221

M22

2M
5

2M
5

2M
5

2M4

5

2M

2M201

2M
5

2M201

M22

M221

M8

2M4

5
2M

550

M8

2M6
Rọ thép đá hộc

5
2M

2M4

M8

2M4

840

2M201
M22

2M4

2M6

M22

2M4 M221

M8

5
2M

2M201

M22

2M4

5
2M

2M202

2300

2M6

M22
2M4

M221

1625

Bản 350x350x10 chôn chờ

M22
2M4

2M6

M22

2M201

2M201

2M

5

M22

Rọ thép đá hộc

5
2M

2M201

Hệ dầm dẫn 8I596

1000

12250

M22

12250

2M
5

5
2M

5
2M

1400

M8

M22

2M6

Đ ỉnh ray +8.849

5T

4x1400

ế
th

1000

5
2M

hố

M22

Xe goòng

2M6

o

o
và

2M4

M22

2M4

5
2M

M22

2M6

M22

Tim trụ dọc cầu

ne

o
ne

5T

p

M22

B

Chân chống 2I300
L=7640

M22

2M4

p
Cá

Cá

5
2M

B
M22

7640

Thanh căng 38

M235

2I300; L=1500

M221

N6

L100x100x10

2M4

M235

Bản 350x350x10
chôn chờ

M221

4I596; L=22000

596

M235

596
N6

550

M235

550

550

596

4I596; L=22000

4600

6000

(Không thể hiện hệ dầm dẫn)
22000

Thố ng k ê k hố i l ợ ng vật l iệu c ho 01 g iá l ao dầm

Tim dọc cầu

tt

500

1000

800

79

1000

500

Tim trụ ngang cầu

700

2000

16600

2000

Chủng l o ạ i Đ ơn vị S.L

Ghi c hú

tt

Chủng l o ạ i

Đ ơn vị S.L

1

M231/M232

Th/Th

8/8

7

M235

Th

20

2

M201/M202

Th/Th

8/48

8

M236

Th

20

3

M4/M5

Th/Th

136/120

9

Bộ xà đỉnh 4I596; L=22m

bộ

01

4

M22/M8

bản/bản

44/44

10

Tấm BTCT 2x2.3x0.2m

5

M221

cụm

20

11

Rọ thép đá hộc

6

N6

Th

10

12

Cáp neo 22/Hố thế 5T

Tấm

Ghi c hú

Có TK riê ng

12

m3

69.2

m/cái

100/4

700

17


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

Hình 2.6 Cấu tạo giá sàng dầm bằng đà giáo vạn năng YUKM
2.1.3. Các phơng tiện nổi
Trong xây dựng cầu thờng dùng các phao thép vạn năng. Các phao này
đợc ghép thành hệ nổi để đỡ các lọai kết cấu nhịp, hoặc để chuyên
chở vật liệu, đỡ các thiết bị thi công v.v.. . trong quá trình thi công trên
sông thay cho việc dùng các sà lan thông thờng
Bộ phao thép vạn năng do nớc Nga sản xuất gồm có loại phao KC, KCY,
KC-3, KC-63 kích thớc các phao giống nhau 1.8x3.6x7.2m .Chúng chỉ khác
nhau về chiều dày vỏ phao và cấu tạo mối nối. Các phao KC3 và KC-63 có
thể nối ghép với nhau. Còn để nối phao KC3 với phao KCY cần có kết cấu
nối chế taọ riêng.
Hiện nay theo mẫu phao nói trên, nhiều công ty Việt nam đã tự chế tạo
phao.

Lắp g h ép h ệ n ổi bằng phao KC

c á c l iê n kết

c á c l iê n kết

Hình 2.9 Lắp ghép các phao KC thành hệ nổi
Các phao đợc ghép với nhau bằng hệ bulông liên kết các gờ đặc biệt
dọc các mép phao để truyền lực cắt và bằng các tấm bản nối để truyền
mômen. Các bulông đờng kính 27 mm phù hợp với lỗ bulông đờng kính
30mm. Nói chung kiểu nối này rất khó thi công lắp ghép phao và dễ gây
ra các biến dạng cong vênh của các gờ mép phao.
Phao có thể đặt nằm với chiều cao là H=1,8m hoặc đặt đứng với
18


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

chiều cao là H=3,6m
Số lợng phao ghép theo hớng dọc và hớng ngang để thành hệ phao đợc
chọn theo tính toán cho từng trờng hợp sử dụng nhng không đợc ít hơn 3
phao để đảm bảo ổn định nổi tốt trên nớc. Thông thờng hệ phao ghép
nằm với chiều cao 1.8 m gồm 6 phao và hệ phao ghép đứng với chiều cao
3.6m gồm 8 phao
Bảng 2-9 Tham só của các phao thép liên xô
Loại phao
Trọng lợng, Tấn
Độ chìm do trọng lợng bản thân,
mét

K.C

K.C3

K.C63

K.C.Y

7

6.23

5.96

7.2

0.3

0.26

0.25

0.36

Sức chịu tải của 1 phao khi chiều cao mạn khô a=0.5m là 26T. Các ứng
lực tập trung giới hạn tác dụng lên phao nh hình 2-7 đợc ghi trong bảng 210 và bảng 2-11
Bảng 2-10 Tải trọng giới hạn lên phao
Vị trí tải trọng

Loại phao
K.C-3

K.C-63

Tải trọng giới hạn,T
-Tại các bản nútcủa khung ngang khoẻ của
phao (P)

46

47

Tại mọi bản núttrên mép dọc phao (p1)

31

32

-Tại các góc phao (P2)

26

24

-Tại các bản nútở mép ngang phao (P4)

26

28

-Tại điểm bất kỳ trên đỉnh xà ngang

boong (p5)

2.5

4.0

Bảng 2-11 ứng lực giới hạn tác dụng lên phao và lên mối nối các phao
Loại biến dạng

Yếu
tố
quyết
định khả năng
chịu lực

Phao K.C-3

Phao K.C-63

Mgh

Qgh

Mgh

Qgh

(T.m)

(T)

(T.m)

(T)

-Uốn phao trong
mặt phẳng thẳng
đứng
dọc
phao
H=1.8m

+ Độ bền phao

546

138

575

138

-Uốn phao trong
mặt phẳng thẳng

+Độ bền mối nối

608

207

608

276

+ Độ bền phao khi

229*

119*

348*

124*

+Độ bền mối nối

19


Bài giảng Thi công cầu

đứng
dọc
H=3.6m

phao

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

có tải trọng cục bộ
q=1.8T/m2

-Uốn phao trong
mặt phẳng thẳng
ngang dọc phao
H=1.8m

+Độ bền phao

389*

119*

486*

124*

-Uốn phao trong
mặt phẳng thẳng
ngang dọc phao
H=3.6m

+ Độ bền phao khi
có tải trọng cục bộ
q=3.6T/m2

148*

238*

340*

248*

792*

238*

993*

248*

+ Độ bền phao

Chú thích :
-Các tính toán làm với giả thiết phao làm việc trong hệ phao có độ chìm tối đa
- Dấu * chỉ rõ giá trị Mgh khi Q=0 và khi Qgh khi M=0 khi xét M và Q đồng thời thì
phải tính toán cụ thể

Bảng 2-12 Lực giữ của các loại neo phao
Loại neo

Trọng
neo ,T

lợng

Loại đất đáy sông

Hạt nhỏ

hạt vừa

đá

Lực giữ neo, T
- Neo hải quân

Q1

(12 ữ 15)Q1

(5ữ 6)Q1

Q1

- Neo bê tông
và BTCT

Q2

= 4Q2 nếu neo
nầm trên đất

2Q2

Q2

8Q3

Q3

= 25Q2 nếu
neo ngập sâu
vào đất
-Neo cóc bằng
gang

Q3

15 Q3

Để tính toán neo của hệ phao có thể tham khảo bảng 4-12. Theo thiết
kế, việc điều chỉnh độ chìm của các phao trong hệ phao nổi thực hiện
bằng hệ thông bơm khí nén.

Hình 2.10 Xà lan 500 Tấn
2.1.4. Dầm quân dụng bailey
Dầm Bailey là loại dầm quân dụng bằng thép có u điểm là nhẹ, việc
lắp dáp và lao tháo dỡ đơn giản (có thể bằng sức ngời) do đó đợc chế tạo
và sử dụng ở nhiều nớc trên thế giới. Hiện nay nhiều Công ty Việt nam ở
các tỉnh cũng tự chế tạo loại dầm dựa theo cấu tạo dầm Bailey.
Trong quá trình xây dựng cầu ngoài việc dùng dầm Bailây theo đúng
thiết kế tiêu chuẩn để làm cầu tạm ôtô, ngời ta thờng lợi dụng các cấu
kiện chủ yếu của bộ dầm này để làm đà giáo và trụ palê tạm kết hợp với
20


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

một số bộ phận chế tạo thêm riêng lẻ cho phù hợp từng mục đích sử dụng
cụ thể
Sau đây là tóm tắt đặc điểm dầm bailây theo thiết kế tiêu chuẩn
để làm cầu tạm ôtô (dạng dàn chạy dới)
Cầu Bailây có 2 dầm chính do các panô liên kết bằng chốt tạo thành
Mỗi panô dài 3.048m thanh biên dới cuả mỗi panô mang 2 đà giáo
ngang(xe nặng hơn 36t phải dùng 4 đà ngang)Trên các đà ngang đặt 5
hàng ddà dọc mặt cầu thờng rộng 3.28m và lát ván gỗ. Các loại dầm
bailây mới có mặt cầu rộng hơn. Có thể lắp kết cấu bailây thành các
dầm có chiều dài đến 55-73m theo sơ đồ giản đơn và sơ đồ liên tục.
Nếu cầu ngắn và tải trọng nhẹ thì mỗi bên chỉ có mỗi bên chỉ có 1 dàn
đơn cầu dài hay tải trọng nặng phải lắp dầm ghép đôi ghép ba và
ghép thành 2,3 tầng
Các kiểu lắp thờng dùng nhất là:
-Cầu 1 tầng panô đơn
-Cầu 1 tầng panô kép
-Cầu 1 tầng panô ghép ba
-Cầu 2 tầng panô kép
-Cầu 2 tầng panô ghép ba
-Cầu 3 tầng panô kép
-Cầu 3 tầng panô ghép ba
Danh mục cơ bản của dầm Bailây gồm 28 bộ phận ngày nay đã đợc
bổ sung thêm các bộ phận mới để mở rộng phạm vi áp dụng Trớc đây
dùng vật liệu thép các bon thờng ngày nay các bộ dầm Bailây đều bằng
thép hợp kim thấp.
Các bộ phận cơ bản gồm có

- 25 loại cấu kiện bằng thép: panô chốt, panô khoá chốt, đà ngang,
mấu giữ đà ngang, thanh nạch, đà dọc biên, đà dọc giữa, thanh giằng,
bulông, dầm nẹp thanh đứng đầu cầu (thanh âm và thanh dơng), gối
cầu, bản kê gối cầu, khung giữ khoảng cách, bulông, công xon vỉa hè, cột
lan can..
- 5 cấu kiện bằng gỗ: Ván mặt cầu, dầm nẹp, gỗ nề (2loại), ván vỉa hè
- Ngoài ra có 18 thứ dụng cụ để lắp và lao cầu
Bộ phận nặng nhất không qúa 260Kg đủ cho 6 ngời mang vác khi lắp
Chiều dài cầu là bội số của 3.048 m Công thức tính nh sau
L=3.048.n + 0.057

21


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

Hình 4.8 Mặt cắt ngang dàn Bailey
Trong đó L:
L = chiều dài cầu đỡ gia 2 tim gối
N = số khoang(số panô)
0.057m = Khoảng cacvhs từ tim gối cầu đến tim lỗ chốt cầu
Khả năng chịu tải đoàn xe của cầu Bailey bằng vật liệu thép cácbon
thờng đợc tính với ứng suất kéo cho phép là 2800Kg/cm2 và ứng suất kéo
cho phép là 2100Kg/cm2. Hệ số xung kích là 1.1
Yêu cầu chế độ chạy xe qua cầu Bailây nh sau
-Tốc độ nhiều nhất 40km/giờ 2 xe chạy cách nhau ít nhất 27m
-Xe không đợc hãm lại hay sang số trên cầu

Trong bảng 4-7 cho biết khả năng chịu tải của các khẩu độ dầm Bailây
khác nhau cách tính tải trọng các loại xe để áp dụng bảng 4-7 nh sau:
a) xe đi lẻ (không kéo rơmooc) máy kéo,xe tăng tính theo trọng tải
xe(kể cả hàng chở)phần lẻ nhỏ hơn 1 tấn thì làm tròn số
b) Xe rơmooc thì lấy trọng tải của xe cộnh với 1/2 trọng tải rơmooc

22


Bµi gi¶ng Thi c«ng cÇu

Ch¬ng 2: C¸c c«ng tr×nh phô t¹m phôc vô thi c«ng cÇu

H×nh 2.7 Dµn Bailey lµm cÇu t¹m

23


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

Bảng 2-6 Các bộ phận dầm cầu bailây
Tên

Kích thớc, m

Trọng lợng kg

Cách
vận
chuyể
n
(số
ngời
nâng)

Chú thích

1

2

3

4

5

259

6

-Làm dầm chịu kực của cầu

A- Các bộ phận chủ yếu
3.048x1.549x0.178

+ một đầu có mộng dơng một

đầu có mộng âm để lắp các
panô với nhau bằng chốt

Panô cầu BB1

+ Có 2 lỗ để lắp khung
khoảng cách

giữ

+ có 2 lỗ để lắp bulông trong trờng hợp lắp 2 tầng
- Thanh mạ dới của panô có:
+ miếng thép có mấu để lắp
đà
ngang (4 miếng trong 1
panô)
+ Mỗi đầu có 1 lỗ để lắp thanh
giằng
Chốt (có chốt
khoá) BB4

0.203x0.048

3

Đà ngang BB5

5.426x0.114x0.254

202

-Dùng để lắp các panô với nhau
đầu chốt có rãnh ngang cùng
chiều với khoá chốt
6

-Mặt trên có
+ lỗ ở 2 đầu để lắp thanh nạnh
+5 đôi mấu để lắp đà dọc
- Mặt dới có :
+Khoá ở hai đầu để gác lên
miếng thép có mấu ở thanh biên
dới của panô
+mấu ở 2 đầu để lắp thanh
hẵng vỉa hè

Mấu giữ đà
ngang BB6

0.330x0.203

3

Thanh
BB3

nạnh

0.076x0.038x1.007

8

1 ngời
mang 2
cái

- Một đầu lắp vào đà ngang
một đầu lắp vào thanh đứng
panô mỗi panô lắp 1 thanh nạnh

Đà

biên

3.048x0.102x0.559

86

2

-Có 14 khúc để lắp ván cầu 4

dọc

-Dùng để lắp đà ngang vào panô
chân mấu lắp vào panô chân
mấu lắp vào mấu của miếng
thép ở thanh biên dới panô đầu
mấu lắp vào lỗ thanh đứng panô
vặn ốc để xiết chặt đà ngang

vào thanh biên dới của panô

24


Bài giảng Thi công cầu

Chơng 2: Các công trình phụ tạm phục vụ thi công
cầu

BB8

khúc có lỗ để lắp bulông dầm
hẹp
- Đà này không thể đổi bên này
sang bên kia và đảo lộn mặt trên
mặt dới đợc. Hai dầu có khắc để
ăn khớp vào mấu trên đà ngang

Đà dọc gia BB7

3.048x0.102x0.559

83

2

-có 3 hành đà dọc ở giữa 2 đà
dọc biên hai đầu có khắc để ăn
khớp vào mấu trên đà ngang

Thanh
BB15

4.267x0.025

30

1

-có tăng đơ để vặn chỉnh
chiều dài đợc

giằng

-Hai đầu có lỗ để dùng bulông
lắp vào thanh biên dới panô
-ở giữa có mặt nối để gập lại dễ
mang vác
-Mỗi panô lắp 2 thanh giằng bắt
chéo nhau
-Cầu 3 tằng thì phải lắp thêm
thanh giằng ở thanh biên trên của
tầng trên cùng
Ván
cầu

gỗ

mặt

3.585x0.051x0.222

25

1

-Mỗi panô dùng 13 tấm ván.Hai
đầu ván có khắc để ăn vào
khắc của đá dọc biên không phải
dùng đinh hay bulông

Dầm nẹp gỗ

3.040x0.140x0.140

35

1

-dầm nẹp có 4 lỗ chữ nhật ăn với 4
lỗ trong khúc đà dọc biên để dễ
lắp bulông mỗi bên cầu dùng 1
dầm nẹp

Bulông
dầm
nẹp BB10

0.229x0.019

0.7

Thanh
đứng
đầu
cầu
(thanh
âm,
thanh
dơng)BB17,BB1
6

Cao 152m

59

-Đầu bulông hình chữ nhật để
nằm lọt vào lỗ dầm nẹp thêm êcu
có rông đen dính liền
1 hay 2
ngời
mang

Chỉ dùng ở đầu cầu
-Đầu trên có hai lỗ 1 lỗ ăn vào
thanh biên dới của panô tầng thứ
hai 1 lỗ ăn vào thanh biên trên
panô tầng thứ nhất
-Đầu dới có một lỗ 1 lỗ ăn vào

thanh biên dới của panô tầng thứ
nhất phía dới có 1 miếng thép
nhô ra để lắp đà ngang thay
cho mấu giữ đà ngang thông
dụng
-Dới thanh đứng có chỗ lõm vào
để đặt lên gối trục cầu

Bản kê gối cầu
BB19

0.381x0.457x
0.102

cao

32

1

- Có một trục thép luồn qua 4
miếng thép đứng trên đế
Trục chia làm 3 đoạn.Đoạn giũa
đặt thanh đứng đầu cầu panô

25