Thi công cầu dầm liên hợp thép – Bê tông cốt thép

1.4. Thi cụng cu dm liờn hp thộp Bờ tụng ct thộp
1.4.1.Cỏc loi bn bờ tụng mt cu
1.4.1.1. Bản mặt cầu đổ tại chỗ
+ m bo tớnh lin khi cao
+ Thit b thi cụng ph bin v k thut thi cụng n gin.
+ D b nt ngay trong giai on thi cụng.
+ Kộo di thi gian thi cụng.
+ u im:
- Bờ tụng lin khi,lm vic cú tin cy cao.
- Khụng ũi hi thit b thi cụng chuyờn dng.
+ Nhc im:
- Tng chi phớ cho vỏn khuụn.
- Tin thi cụng kộo di.
+ Nhng yờu cu i cụng tỏc thi cụng:
- Bờ tụng ic liờn tc, lin khi.
- Khụng b nt v do nh hng ca bin dng giỏo v do chu lc khụng
hp lý
- m bo chiu dy bo v ct thộp
- T chc bờ tụng phự hp vi bin phỏp iu chnh ni lc trong dm
1.4.1.2. Bản bê tông lắp ghép
+ Tin thi cụng nhanh.
+ ũi hi phi cú cỏc phng tin cu lp chuyờn dng,.
+ Ti v trớ mi ni v h neo phi cú ph gia trng n v ụng cng nhanh.
+ u im:
- Tin thi cụng nhanh
- Gim chi phớ vỏn khuụn
+ Nhc im:
1


- Có nhiều mối nối, chất lượng khó kiểm soát.

- Đòi hỏi thiết bị cẩu lắp có tầm với lớn.
- Khó thực hiện liên kết neo và bản
+ Những yêu cầu đối công tác thi công:
- Lắp đặt chính xác, gi đếna mặt dầm và đáy bản phải được gắn v đếna mác
cao.
- Mối nối và lỗ chờ neo phải đợc lấp đầy và chặt bằng bê tông ít co ngót.
- Thi công mối nối và lỗ chờ neo phải phù hợp với biện pháp điều chỉnh nội
lực trong dầm
1.4.2.Cấu tạo ván khuôn đổ bê tông bản mặt cầu
+Dầm chủ thấp, liên kết ngang bằng dầm ngang:

+Dầm chủ cao, dầm ngang đặt thấp:

+ Liên kết ngang dạng dàn với liên kết dọc trên đặt thấp:

+ Liên kết ngang dạng dàn với liên kết dọc trên đặt trên cao:
2


Hình 1.42: Cấu tạo ván khuôn đổ bê tông bản mặt cầu
1.4.3.Tổ chức đổ bê tông bản mặt cầu
1.4.3.1. Yêu cầu đối với công tác đổ bê tông bản mặt cầu
- Đổ bê tông liên tục để đảm bảo tính liền khối của bản mặt cầu.
- Bản mặt cầu không bị nứt vỡ do ảnh hưởng của các biến dạng đà giáo.
- Tổ chức đổ bê tông phù hợp với sơ đồ chịu lực của kết cấu.
- Đảm bảo chiều dày bảo vệ đối với cốt thép.
1.4.3.2. Tổ chức thi công đối với các nhịp giản đơn

Hình 1.43: Tổ chức đổ bê tông bản mặt cầu
1.4.3.3. Tổ chức thi công đối với các nhịp giản đơn mút thừa và nhịp liên tục

- Đặc điểm chung trong quá trình đổ bê tông bản mặt cầu.
3


+ Xuất hiện mômen âm tại mặt cắt gối trong quá trình đổ bê tông.
+ Khi đổ bê tông nhịp này sẽ xuất hiện mômen ở nh đếnng nhịp khác.

Bước 1: Đổ bê tông nhịp biên trái

Bước 2: Đổ bê tông nhịp biên phải và xếp tải trọng dằn.

Bước 3: Đổ bê tông nhịp gi đến a và tháo bỏ tải trọng dằn

4


Bước 4: Đổ bê tông phần bản trên đỉnh trụ.
Hình 1.44: Tổ chức đổ bê tông bản mặt cầu
1.4.4.Tổ chức thi công bản mặt cầu lắp ghép
1.4.4.1. ChÕ t¹o b¶n bª t«ng ®óc s½n

Hình 1.45: Chế tạo bản bê tông đúc sẵn
1.4.4.2. L¾p c¸c b¶n BTCT lªn mÆt dÇm thÐp

Hình 1.46: Neo cứng và neo mềm
5


1.4.4.3. Thùc hiÖn mèi nèi

Hình 1.47: Thi công mối nối dọc và thi công mối nối ngang
1.4.5. Điều chỉnh nội lực dầm liên hợp thép – BTCT
1.4.5.1. Mục đích của việc điều chỉnh nội lực
- Trong kết cấu cầu liên tục khi khai thác có xuất hiện mômen âm M - tại mặt
cắt gối, do đó thớ trên của dầm chịu kéo. Bố trớ kéo trong bản bê tông làm cho bản
bị nứt làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu cầu. Để hạn chế ứng suet kéo và
chống nứt cho bản bê tông thì ta phải bố trớ cốt thộp ứng suất trước cho bản bằng
các biện pháp điều chỉnh nội lực trong quá trình thi công.
- Mục đích của việc điều chỉnh nội lực:
+ Tạo ứng suất trước trong bản bê tông mà không cần bố trớ cốt thép cường
độ cao. Đảm bảo cho bản không bị nứt trong quá trình khai thác.
+ Phát huy tối đa hiệu ứng của mặt cắt liên hợp, tức là mặt cắt liên hợp sẽ chịu
cả tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải do đó giảm được chiều cao của dầm thép.
+ Đối với nhịp giản đơn và mút thừa: để tiết diện liên hợp cùng tham gia làm
việc với tĩnh tải phần 1.
+ Đối với nhịp liên tục và mút thừa: vừa để tiết diện liên hợp tham gia chịu
tĩnh tải phần một vừa tạo ra ứng ứng suất nén trước ngược dấu với ứng suất gây ra
trong khai thác trong bản bê tông ở vùng chịu kéo đẻ chống nứt cho bản.

6


Hình 1.48: Biểu đồ bao nội lực
1.4.5.2. C¸c biÖn ph¸p ®iÒu chØnh néi lùc
+ Biện pháp sử dụng trụ tạm tạo mômen âm trong dầm thép giai đoạn thi
công.
+ Biện pháp kích gối đỉnh trụ hoặc chất tải trọng thi công
+ Xếp tải trọng đều trên nhịp.
+ Nén trước bản bê tông bằng cốt thép cường độ cao, thi công theo phương
pháp kéo trước.

1.4.5.3. Biện pháp sử dụng trụ tạm
• Áp dông
+ Đối với kết cấu nhịp giản đơn có khẩu độ tương đối lớn: L ≥ 20m.
+ Đối với dầm thép định hình, kết hợp vừa điều chỉnh nội lực vừa tạo độ vồng.
• Tr×nh tù thi c«ng
+ Lắp dựng trụ tạm ở vị trí giữa nhịp cần ĐCNL.
+ Lao dầm théo lên nhịp.
+ Neo hai đầu dầm hoặc đổ bê tông bản ở hai đoạn đầu dầm để chống lực nhổ.
+ Đặt kích trên trụ tạm và kích lên một lực bằng với lực điều chỉnh tính toán
và kê
lên chồng nề.
+ Đổ bê tông bản mặt cầu từ 2 đầu nhịp vào gi đếna. đổ bê tông mối nối.
+ Khi bê tông đạt 80% cường độ tính toán thì tiến hành hạ thấp dần chồng nề,
sau đó dỡ dần trụ tạm.

7


Hình 1.50: Biện pháp sử dụng trụ tạm
- Có thể thay trụ tạm bằng văng chống và tăng đơ.

Hình 1.51: Biện pháp sử dụng văng chống và tăng đơ
1.4.5.3.1. Biện pháp kích – hạ các gối đỉnh trụ
• Áp dụng: Đối với KCN liên tục.
• Trình tự thi công
+ Lao dầm lên nhịp, đặt kích trên đỉnh trụ, kích nâng và kê các gối đỉnh trụ lên
cao độ Ä cm so với hai đầu dầm. Hoặc lao dầm trên trên chồng nề sau đó hạ đầu
nhịp xuống mố một khoảng bằng Äcm.
+ Tiến hành đổ bê tông bản mặt cầu theo trình tự của dầm liên tục.
+ Sau khi bê tông đạt cường độ thì tiến hành hạ gối xuống cao độ kê gối bằng

với cao độ kê tại 2 đầu nhịp.

8


Hình 1.52: Điều chỉnh nội lực trong thi công cầu liên hợp thépBTCT

9


1.4.5.3.2. Tổ chức thi công điều chỉnh nội lực theo biện pháp chất tải
1.4.5.3.2.1. X¸c ®Þnh trÞ sè t¶i träng chÊt t¶i

Hình 1.53: Sơ đồ x¸c ®Þnh trÞ sè t¶i träng chÊt t¶i
1.4.5.3.2.2. Tr×nh tù thi c«ng
+ Lao dầm thép lên các điểm kê.
+ Đổ bê tông đoạn a nhịp gi đếna
+ Xếp tải trọng dằn lên đoạn a. Trong dầm thép xuất hiện mô men Mth
+ Đổ bê tông các đoạn c theo trình tự từ hai đầu nhịp dồn vào gi đếna.
+ Dỡ tải trọng dằn khi bê tông đạt cường độ, trong dầm liên hợp xuất hiện mô
men Mđc ngược dấu với Mkt trong dầm liên hợp.

10


Hình 1.54: Thi công điều chỉnh nội lực theo biện pháp chất tải
1.4.5.3.3. Biện pháp tạo ứng suất trước cho bản bê tông

1- Khớp tạm

2- Kích bản bê

3- Đổ bê tông mối nói, lắp

tông

bản nối bụng dầm

Hình 1.55: Biện pháp tạo ứng suất trước cho bản bê tông

1.5. Thi công kết cấu nhịp cầu dàn thép
1.5.1. Trình tự thi công cầu dàn thép
- Sản xuất các thanh cấu kiện trong Nhà máy và vận chuyển đến công trường.
- Lắp đặt các thanh dàn thành kết cấu tại công trường.
11


- Di chuyển kết cấu nhịp ra vị trí và đặt lên gối cầu trên Mố – Trụ.
- Làm kết cấu mặt cầu, lề người đi bộ, lan can và các trang thiết bị trên cầu.
- Sơn và hoàn thiện cầu.
- Duy tu bảo dưỡng cầu thường xuyên.
1.5.2. Các phương pháp thi công KCN cầu dàn thép
+ Phương pháp lắp đặt KCN tại vị trí:
+ Lắp đặt KCN trên đà giáo cố định kết hợp với trụ tạm.
+ Lắp hẫng KCN.
+ Lắp bán hẫng (có sử dụng đà giáo và trụ tạm trong quá trình lắp ghép KCN)
+ Phương pháp lắp KCN trên bãi sau đó di chuyển vào vị trí.
+ Lao dọc KCN.
+ Lao ngang KCN.
+ Chở nổi KCN.

Hình 1.56: Các phương pháp thi công KCN cầu dàn thép

12


Hình 1.57: L¾p KCN trªn b·i sau ®ã di chuyÓn vµo vÞ trÝ

Hình 1.58: Thi công cầu giàn thép bằng phương pháp lao dọc KCN và chở nổi
1.5.3. Lắp ráp dàn thép trên bãi
1.5.3.1. Bãi lắp kết cấu nhịp
1.5.3.1.1. Vị trí bãi lắp

Hình 1.59: Lắp ráp dàn thép trên bãi
1.5.3.1.2. Kích thước bãi lắp
- Chiều dài của bãi:
Lbãi = Lnhiplao + Lmuidan + 10
13

(m)


Trong đó:
+ Lnhiplao: là chiều dài lớn nhất của các nhịp cần lao.
+ Lmuidan: là chiều dài của đoạn mũi dẫn sử dụng khi lao kéo.
+ 10m: là phạm vi đứng của cần cẩu và xe goòng phục vụ trong thi công.
- Chiều rộng của bãi.
Bbãi = B + bcau + ble

(m)

Trong đó:
+ Bdan: là bề rộng phủ bì của dàn.
+ blề: là bề rộng đường người đi phục vụ trong quá trình thi công.
+ bcẩu: là đường di chuyển cho cần cẩu: bcẩu = 3.5 m.
- Yêu cầu về cấu tạo kết cấu bề mặt của bãi.
+ Nền đường đầu cầu và mặt của bãi lắp dầm phải được đầm kỹ, tạo dốc và
thoát
nước ngang tốt.
+ Trên bề mặt bãi phải được dải đá dăm để tạo phẳng và phân phối đều áp lực
xuống nền đường.
+ Mặt đường di chuyển của cần cẩu phải được dải cấp phối chống lầy lội khi
gặp thời tiết xấu.
1.5.3.2. Các thiết bị phục vụ trong quá trình lắp ráp KCN
- Cần cẩu tự hành, cẩu bánh xích, cẩu bánh lốp, cẩu long môn...
- Kích răng 3 đến5 tấn, kích thuỷ lực 10 đến 20 tấn
- Chồng nề, tà vẹt, gỗ kê đệm khi cần thiết.
- Các dụng cụ cầm tay phục vụ cho quá trình thực hiện liên kết đinh tán hoặc
bu lông như: búa, cờ lê, khoan tay...
- Máy hàn điện.

14


1.5.3.3. Trình tự lắp ráp kết cấu nhịp
1.5.3.3.1. Phương pháp lắp theo tầng
- Kết cấu nhịp được chia thành 2 tầng:
+ Tầng dưới: Các thanh biên dưới, hệ liên kết dọc dưới và hệ dầm mặt cầu.
+ Tầng trên: Các thanh xiên, thanh đứng, các thanh biên trên và hệ liên kết dọc
trên.

Hình 1.60: Phương pháp lắp theo tầng
- Bố trí thi công:

15


Hình 1.61: Sơ đồ tổ chức thi công
- Trình tự thi công:
+ Định vị trí tim dàn:
+ Định vị trí tim các nút dàn:
+ Dùng cọc gỗ đóng, đánh dấu các điểm đo.
+ Tiến hành kê chồng nề, tà vẹt tại các nút dàn.

Hình 1.62. Chồng nề
+ Liên kết tạm các đầu thanh vào bản tiếp điểm bằng các con lói và bu lông thi
công.
+ 1/3 là bu lông thi công.
+ Tiến hành lắp tầng 1 cho đến hết chiều dài nhịp dàn.
+ Tiến hành lắp tầng 2 theo trình tự: Lắp thanh dưới trước - thanh trên sau,
thanh trong trước - thanh ngoài sau. Lắp kín từng tam giác cơ bản để kết cấu ổn định
không biến hình.
+ Đối với KCN dàn có lề đi bộ được bố trí phía ngoài dàn thì lắp các dầm
công-xon của phần lề người đi bộ cùng với khi lắp các thanh đứng và thanh treo.
16


+ Theo sơ đồ lắp cứ 2 khoang dàn chủ thì tiến hành lắp hệ liên kết dọc trên.
Khi đó cần cẩu đứng ở một vị trí lắp và lắp luôn cho cả 2 khoang.
+ Đo và dựng trắc dọc và bình đồ của hai mặt phẳng dàn theo tỉ lệ cao bằng

10x tỉ lệ dài.
+ Thay thế các liên kết nút tạm bằng các liên kết nút chính thức.
- Phương pháp lắp theo tầng đảm bảo độ chính xác cao nhưng tốc độ thi công
chậm. Khi lắp tầng dưới thì đầm các dầm ngang chỉ kê lên các chồng nề mà không
lắp ngay được vào nút đến khi lắp các thanh đứng và thanh treo thì mới lắp dầm
ngang cùng.
1.5.3.3.2. Phương pháp lắp cuốn chiều

Hình 1.64: Phương pháp lắp cuốn chiều
+ Các thanh biên dưới, hệ liên kết dọc dưới.
+ Dầm dọc, dầm ngang.
+ Thanh đứng, thanh xiên, thanh biên trên.
+ Hệ liên kết dọc trên.
- Cần cẩu di chuyển trên đường ray dọc theo dọc theo tim kết cấu nhịp, chạy
lùi dần về phía sau còn các cấu kiện được cung cấp trên xe goòng từ phía sau.
- Bố trí thi công:

17


Hình 1.65: Phương pháp lắp cuốn chiều
- Trình tự thi công:
+ Xác định vị trí đường tim của mặt phẳng dàn.
+ Xác định vị trí tim các nút dàn.
+ Kê chồng nề - tà vẹt tại các vị trí nút dàn.
+ Tiến hành lắp tuần tự các khoang theo sơ đồ như hình vẽ.
- Chữ số la mã là chỉ vị trí đứng của cần cẩu.
- Chữ số ả rập chỉ thứ tự lắp các thanh tại mỗi vị trí đứng của cần cẩu.
+ Đo kiểm tra và dựng biểu đồ độ vồng của dàn ở vị trí kê trên chồng nề.
+ Đặt kích dưới các nút dàn để kích và điều chỉnh cao độ theo độ vồng thiết

kế, đồng thời chỉnh các thanh biên dưới nằm trên cùng một đường thẳng, sau đó
đóng nêm và hạ kích.
+ Thay thế các liên kết tạm bằng liên kết chính thức.

18


Hình 1.66: Trình tự thi công theo phương pháp lắp cuốn chiều
1.5.4. Lắp ráp tại chỗ dàn thép trên trụ tạm và đà giáo
1.5.4.1. Lắp trên trụ tạm
- Điều kiện áp dụng: Nhịp thuộc phần bãi, xây dựng trụ tạm dễ dàng, địa chất
tốt có thể dùng móng khối bằng rọ đá hoặc cấu tạo đơn giản.
- Tại mỗi vị trí nút dàn bố trí một trụ tạm, có vai trò đỡ hai đầu thanh biên tại
nút và một đầu dầm ngang.
- Cấu tạo trụ tạm: Lắp bàng các thanh vạn năng dạng UYKM hoặc MYK. Trên
đỉnh trụ tạm có hệ thống dầm kê để truyền lực lên đầu các thanh đứng và tạo mặt
bằng kê chồng nề.
- Cần cẩu di chuyển trên mặt bằng, cẩu đặt thanh mạ hạ gác lên các điểm kê
trên đỉnh trụ tạm.

19


Hình 9.67: Lắp trên trụ tạm
1.5.4.2. Lắp trên đà giáo
- Khi điều kiện xây dựng trụ tạm khó khăn, có thể giảm số lợng trụ và dùng
nhịp gác qua các trụ tạm trung gian làm thành đà giáo tạo mặt bằng lắp ráp dàn tại
chỗ. Cần cẩu di chuyển trên mặt sàn đà giáo
- Tiến hành lắp cuốn chiếu như trên bãi. Sau khi lắp xong tháo hẫng đà giáo
khỏi đáy dàn, kê dàn lên hộp cát trên hai đỉnh trụ. Sau khi dỡ đà giáo thì hạ dàn

xuống gối.

20


Hình 1.68: Phương pháp lắp trên đà giáo
1.5.5. Thi công dàn thép theo phương pháp lắp hẫng
1.5.5.1. Đặc điểm
- Phương pháp hẫng dựa vào một đoạn nhịp đã lắp sẵn trước làm nhịp neo để
lắp nối tiếp kéo dài nhịp mà không cần trụ tạm hoặc đà giáo đỡ dới cho đến khi nó
đạt đến trạng thái ổn định cho phép.
- Đoạn nhịp neo được bắt đầu từ vị trí trụ hoặc ở gi đếna nhịp, từ đó lắp hẫng
về hai phía cho nên phương pháp lắp hẫng còn gọi là lắp hẫng cân bằng để phân biệt
với phương pháp lắp bán hẫng là chỉ lắp hẫng về một phía.
- Khi nhịp đã đạt đến trạng thái giới hạn về ổn định, cần phải bổ sung trụ tạm
để đỡ lấy đầu hẫng mới lắp tiếp.
- Lắp hẫng cho 1 hoặc 2 nhịp, điểm nút cuối cùng là gối lên đỉnh trụ chính nên
không có bước hợp long.
- Lắp hẫng cho 3 nhịp liên tiếp thì sẽ có điểm gặp nhau ở gi đếna nhịp và phải
tiến hành bước hợp long.

Hình 1.69: Thi công dàn thép theo phương pháp lắp hẫng
21


1.5.5.2. Sơ đồ lắp hẫng hai nhịp dàn giản đơn
- Nếu sử dụng biện pháp lắp hẫng đối xứng về hai phái đỉnh trụ thì có nh
đếnng điểm bất lơi:
+ Khoang neo là khoang neo tạm, lắp từ các thanh tăng cường, kém ổn định.
+ Nếu sử dụng hai khoang neo, điểm tỳ sẽ là tiếp điểm phụ, thanh đứng tại tiếp

điểm này sẽ bị quá tải trong quá trình lắp hẫng, phải có biện pháp tăng cường.
+ Nếu khắc phục bằng cách mở rộng thêm mỗi nhịp hai khoang neo sẽ phải
chi phí thêm cho kết cấu đà giáo.
- Sơ đồ công nghệ:
Bước 1: Lắp khoang neo trên đà giáo:

Bước 2: Lắp hẫng cân bằng:

Bước 3: Lắp nửa hẫng:

Hình 1.70: Sơ đồ lắp hẫng hai nhịp
22


1.5.5.3. Sơ đồ lắp hẫng cân bằng về hai phía đỉnh trụ
- Dàn được lắp từ hai đỉnh trụ. Trước tiên lắp khoang neo trên đà giáo mở rộng
trụ, sau đó lắp ráp cần cẩu chân cứng đứng trên mạ thượng của các khoang này và
lắp hẫng đối xứng bằng các cần cẩu chân cứng.
- Khi hai nửa chuẩn bị gặp nhau, tiến hành lắp hợp long nhịp.
- Sau đó lắp hẫng về một phía các khoang còn lại của hai nhịp biên
- Sơ đồ này áp dụng cho trường hợp lắp ba dàn liền nhau hoặc cho dàn liên tục
ba nhịp.
Bước 1: Lắp hẫng các khoang dàn bằng cần cẩu chân cứng:

Bước 2: Lắp hợp long nhịp giữa:

Bước 3: Lắp hẫng về một phía các khoang dàn còn lại của hai nhịp biên:

23

Hình 1.71: Sơ đồ lắp hẫng cân bằng về hai phía đỉnh trụ
1.5.5.4. Sơ đồ lắp hẫng cân bằng từ khoang giøa vÒ hai phÝa ®Çu
dµn
- Dàn được lắp hẫng từ khoang giứa về hai phía đầu dàn và tựa lên chồng nề
đặt trên hai đỉnh trụ.
- Khoang neo được lắp trên đà giáo dựng ở giữa nhịp chính.
- Dùng cần cẩu nổi lắp các thanh của các khoang neo trên đà giáo và lắp ráp
cần cẩu chân cứng trên dàn mạ thượng của khoang neo. Sử dụng cần cẩu chân cứng
để tiếp tục lắp hẫng cân bằng các khoang còn lại.
- Áp dụng: Chỉ có một nhịp dàn tốt nhất nhịp đó lớn và có nhiều nhịp dẫn.
- Nhược điểm:
+ Cản trở thông thuyền
+ Chi phí xây dựng đà giáo lớn.
Bước 1: Lắp khoang neo:

Bước 2: Lắp hẫng cân bằng:
24


Bước 3: Hoàn thành lắp hẫng:

Hình 1.72: Sơ đồ lắp hẫng cân bằng tõ khoang giứa về hai phía đầu dàn
1.5.5.5. Chuẩn bị các thanh trước khi lắp
- Nhắc đến công tác chuẩn bị gồm: gia công bề mặt thép để liên kết bu lông
cường độ cao (công nghệ Nga); vệ sinh bề mặt sơn chống rỉ (công nghệ Nhật bản).
- Lắp cụm: nh đếnng chi tiết rời vào đầu các thanh, như bản tiếp điểm lắp vào
đầu các thanh biên, thép góc liên kết vào đầu dầm ngang và đầu dầm dọc.
- Lắp sẵn đà giáo và thàng lên vào nh đếnng thanh ở trên cao.

Hình 1.73: Các công tác chuẩn bị trước khi lắp dàn thép
25