Cầu vòm ống thép nhồi bê tông chương 07

Chơng thứ bẩy
Yêu cầu về chế tạo v thi công vật liệu bê tông ống thép

tiết thứ nhất
Gia công ống thép

I. Loại hình chủ yếu của ống thép
Có thể sử dụng ống thép hn thẳng, ống hn xoắn ốc v ống không hn
trong cầu vòm ống thép nhồi bê tông,. ống thép hn xoắn ốc v ống không hn
đều do nh máy chuyên dùng sản xuất, trừ trờng hợp với lợng dùng rất lớn còn
lại đều phải dùng theo quy cách của nh máy đã sản xuất. Đờng kính của ống
không hn tơng đối nhỏ, đơn giá cũng rất cao, thông thờng đợc dùng trong cấu
kiện có đờng kính ống nhỏ v lợng dùng không nhiều, nh thanh bụng của sờn
dn. Đơn giá xuất xởng của ống hn xoắn ốc tơng đối thấp, thông thờng còn
thấp hơn ống hn thẳng, nhng phải xét chi phí vận chuyển từ nh máy đến công
trờng. Khi công trờng cách nh máy chuyên sản xuất ống hn thẳng tơng đối
gần hoặc vận chuyển rất thuận tiện, thì dùng ống hn xoắc ốc có phần lợi hơn về
kinh tế. Quy cách của ống hn xoắc ốc dùng thớc Anh lm đơn vị tính, sau khi
tính đổi thnh đơn vị tính quốc tế, thông thờng đờng kính ống không phải l số
chẵn, vì vậy, khi thiết kế vấn đề ny phải đợc xem xét lại. Những ống hn xoắn
ốc có thể dùng trong cầu vòm ống thép nhồi bê tông thờng thấy, có đờng kính l
406 mm, 457 mm, 508 mm, 559 mm, 610 mm, 660 mm, 711 mm, 762 mm, 813
mm, 864 mm, 914 mm, 965 mm, 1016 mm, 1067 mm, 1118 mm, 1168 mm, 1219
mm, 1321 mm, 1422 mm, 1524 mm v.v, chiều dầy vách có 5.2 mm, 6.3 mm, 7.0
mm, 8.7 mm, 9.0 mm, 10.0 mm, 11.0 mm, 12.7 mm, 13.0 mm, 14.0 mm, 15.9
mm, 16.0 mm, 17.5 mm, 18.0 mm, 19.1 mm, 20.0 mm, 22.2 mm, 23.8 mm, 25.4
mm, v.v... Tất nhiên, nếu số lợng cần dùng tơng đối lớn, nh máy cũng có thể
căn cứ yêu cầu m sản xuất theo phi tiêu chuẩn.
Lợng dùng ống thép không hn trong cầu vòm bê tông ống thép tơng đối
ít, nói chung có thể uỷ thác cho những nh máy có năng lực gia công kết cấu thép
tơng đối mạnh sản xuất, nh nh máy sản xuất bình chứa áp lực, nh máy đóng

tầu, nh máy sản xuất bình chứa hoá chất v.v...
Vật liệu thép của ống hn phải phù hợp quy định liên quan, chi tiết xem tiết
III chơng I.
Công nghệ chế tạo gia công v yêu cầu kỹ thuật của giá cốt ống thép trực
tiếp ảnh hởng đến giá thnh của kết cấu, cng ảnh hởng hơn đến an ton trong

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 395 -


thi công v chịu lực sau khi thnh cầu, vì vậy phải hết sức chú ý. Đối với những
ống hn xoắn ốc v ống không hn của các nh máy chuyên sản xuất, chủ yếu phải
tiến hnh khảo sát uy tín nh máy, chất lợng sản phẩm v cần phải tiến hnh phúc
kiểm. Dới đây tập trung giới thiệu công nghệ gia công ống hn thẳng do những
nh máy thông thờng phi chuyên nghiệp sản xuất v yêu cầu kỹ thuật về lắp ráp
thnh hình của giá cốt ống thép. Vì hiện cha có quy phạm thi công của cầu vòm
bê tông ống thép, nên nội dung sau đây l chiểu theo yêu cầu của ti liệu tham
khảo[1], [2] v kinh nghiệm thi công[3] ~[7] có liên quan trong nớc, do tác giả biên
soạn theo kinh nghiệm thực tế, có thể tham khảo khi ứng dụng.
II. Chế tạo ống thép không hn.
ống thép không hn đợc chia lm hai loại l cán nóng (ép nén, mở rộng) v
kéo (cán) nguội, quy định chiều di thông thờng của chúng l: cán nóng ( ép nén,
mở rộng): 3 ~ 12 m; ống thép kéo (cán) nguội: 2 ~ 10.5 m. Thnh phần nung luyện
v sai số cho phép phải phù hợp quy định của tiêu chuẩn [[ GB 699 65]], [[ GB
1591 79]] v [[ GB 3077 82]]. Nghiệm thu ống thép theo thnh phần nung
luyện.
ống thép cán nóng (ép nén, mở rộng) giao hng với trạng thái cán nóng, ống
thép kéo (cán) nguội giao hng với trạng thái sử lý (tôi) nhiệt. Đối với ống thép

không hn chế tạo bằng thép 10 Mn, 20 Mn, 16 Mn, dùng loại đờng kính lớn hơn
22 mm, đồng thời tỷ lệ chiều dầy vách với đờng kính ngoi nhỏ hơn hoặc bằng
10% của ống thép phải tiến hnh thí nghiệm nén dẹt, Mẫu thử sau khi nén dẹt
không đợc có vết nứt hoặc khe hở.
Bề mặt trong v ngoi ống thép không hn không đợc có các vết nứt, vết
gấp trồng, vết gấp cán, lớp tách, vết sợi tóc v sẹo kết. Những khuyết tật ny cần
phải đợc tẩy sạch sẽ, chiều dầy tẩy không đợc vợt quá sai số âm của chiều dầy
vách danh định, tức chiều dầy vách thực tế chỗ tẩy đó không đợc nhỏ hơn trị số
nhỏ nhất cho phép chiều dầy vách; các khuyết tật khác không vợt quá sai số âm
chiều dầy vách cho phép đợc tồn tại.
Phơng pháp kiểm tra chất lợng của ống thép không hn đợc tiến hnh
theo quy định trong [[ống thép không hn dùng cho kết cấu]] (GB 8162 87).
III. Chế tạo ống thép hn xoắn ốc
Trạng thái của ống hn xoắn ốc khi cung cấp thông thờng l cuộn thép đai
cán nóng, cũng có thể l bản thép cán nóng thờng.
Trình tự công nghệ chế tạo ống hn xoắn ốc xem hình 7-1.
Chế tạo ống thép hn xoắn ốc gồm: [8]

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 396 -


(1)- Tở cuộn thép: đối với cuộn thép tơng đối lớn trên 15t, có thể dùng
phơng pháp nén để tở cuộn thép; đối với cuộn thép nhỏ dới 15t, có thể chế tạo
riêng một bệ cuộn nghiêng để tở cuộn thép.

Hình 7- 1- Sơ đồ lu trình công nghệ chế tạo ống thép hn xoắn ốc
Chữ trong hình: 1- Tở cuộn;

4- Cuốn ống;
7- Hn nối;

2- Nắn bản;
5- Hn bên ngoi;
8- Cắt ống theo thớc;

3- Hn đối đầu;
6- Hn bên trong;
9- Quét phủ / Đánh dấu

(2)- ống thép chuẩn bị đa vo cuốn: đặt cuộn thép lên bệ, chuẩn bị đa vo
cuộn, thông qua máy uốn 5 trục cán để tiến hnh nắn phẳng đai thép. Trong quá
trình chuẩn bị, dùng bánh dẫn hớng để khống chế mép đai thép, bảo đảm đai thép
với góc thnh hình chính xác đã cho trớc để chạy vo bệ thnh hình.
(3)- Cắt đầu đuôi đai thép v hn đối đầu: Lần lợt nén chặt ở chỗ bệ hn
đối đầu, dùng mỏ hn cắt tự động ôxy- acetylene cắt bỏ phần đầu v cuối nguyên
dạng không quy tắc của đai thép, v tiến hnh hn đối đầu tự động.
(4)- ống thép thnh hình: Lm sạch mép đai thép, v dùng máy phay mép
đặt trên dây truyền phay gọt hai mép của đai thép thnh hình V hoặc miệng dốc
hình X. Lần lợt dùng trục cán đôi của máy cán chuyển chạy bằng mô tơ điện một
chiều, tiến hnh cán chuyển đai thép. Nhờ vo tác dụng của ba nhóm trục cán, uốn
tròn đai thép, lm cho đai thép uốn thnh mặt cung tròn có tỷ lệ cong khác nhau,
đến khi ống đạt gần bằng tỷ lệ cong yêu cầu.
(5)- Hn tự động hồ quang trong, ngoi: Sau khi đai thép uốn cong thnh
ống, mối hn thnh hình dùng hn tự động hồ quang, mối hn phía trong hn
trớc, vị trí mối hn trong ở điểm giao giữa đai thép vừa mới uốn cong với ống đã

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 397 -


thnh hình, dùng bánh lót đỡ phía lng của mối hn trong. Đầu máy hn lắp ráp ở
ngoi ống, mỏ hn thò vo trong ống để hn. Vị trí hn nối có chuẩn xác hay
không qua quan sát điểm hn đỏ lửa phía lng mối hn để phán đoán v điều
chỉnh. Mối hn bên ngoi đợc thực hiện bằng hn tự động hồ quang sau với cự ly
1.5 hoặc 2.5 lần xoắn ốc của đờng hn trong, đại loại nh hn nối vòng ống tròn
theo quy định thông thờng, chủ yếu l khống chế tốt vị trí hn nối, giảm thiểu
mối hn lệch.
(6)- Cắt ống, dỡ ống: Gia công cuốn ống thép hn xoắn ốc đợc tiến hnh
liên tục không ngừng, chiều di ống thép có thể căn cứ nhu cầu để cắt. ống thép có
thể tiến hnh cắt bằng mỏ hn hơi cắt thẳng đứng. Sau khi cắt đứt ống thép, thiết bị
cánh lật bằng thuỷ lực trên bệ đẩy ống ra, nâng ống thép lên phía trớc để ống lăn
vo bệ đỡ ống.
Mối hn trong của ống thép hn xoắn ốc trong quá trình hn phải tiến hnh
điều chỉnh khống chế tự động, v phải tiến hnh thăm dò khuyết tật bằng siêu âm.
Sau khi mối hn ngoi hn xong còn phải tiến hnh thăm dò khuyết tật bằng tia
phóng xạ, sau khi thnh ống tiến hnh sơn phủ v đánh dấu ký hiệu.
Biện pháp khống chế đờng kính ống thép hn xoắn ốc có thể chia lm 3
loại: (1) Định hình bằng khống chế trong nhờ bánh lăn tròn nội tiếp hệ cứng để
duy trì đờng kính. (2)- Định hình bằng khống chế ngoi nhờ vo bánh lăn tròn
ngoại tiếp hệ cứng để duy trì đờng kính. (3)- Định hình tự do: thông qua tác dụng
của ba nhóm trục cán, điều tiết tỷ lệ cong tròn để uốn ống thép.
VI. Cắt vật liệu v cuốn ống thép hn thẳng
Đối với vật liệu thép dùng để gia công phải có giấy chứng nhận chất lợng,
khi cần thiết phải tiến hnh phúc kiểm. Vật liệu thép tồn đống trớc khi gia công
phải chú ý bảo quản, phải tránh xếp đống để lộ thiên, v hng ngy phải tiến hnh
kiểm tra đảo lật.

Phải căn cứ bản vẽ thiết kế để vẽ bản vẽ gia công trên cơ sở đó mới cắt thép,
nội dung ny gồm hình vẽ phóng dạng gia công theo mã số thanh, sơ đồ lắp rắp thử
trong nh máy, sơ đồ lắp rắp thử tại công trờng v sơ đồ xếp đống v thứ tự phát
chuyển.
Bản thép dùng để cuốn ống phải thẳng v phẳng, không đợc sử dụng bản
thép đã bị vá dập hoặc bề mặt han rỉ, đồng thời phải phù hợp tiêu chuẩn liên quan
v yêu cầu thiết kế. Khi cắt vật liệu thép phải tận dụng khả năng sử dụng máy cắt
bản thép; nếu sử dụng lửa máy hn cắt, thì trong bất kể trờng hợp no đều phải
cắt bỏ phạm vi ảnh hởng nhiệt có chiều rộng từ 3 ~ 5 mm. Vật liệu thép dùng cho
bản dẫn nhỏ v phơng pháp gia công giống nh bản thép chính của chúng. Nên
tiến hnh nắn vật liệu thép sau khi cắt, bề mặt vật liệu thép sau khi nắn không đợc

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 398 -


có vết lõm rõ rệt v các tổn thơng khác, có thể sử dụng phơng pháp búa đập
hoặc nắn nhiệt. Phải cắt sẵn miệng vát đầu bản theo yêu cầu sau khi cắt vật liệu,
phải dùng hn thử để quyết định lợng chừa sẵn co ngót gia công khi cắt vật liệu.
Chống rỉ của bản thép có thể lm trớc khi cuốn ống, cũng có thể lm sau
khi cuốn ống. Yêu cầu có liên quan về chống rỉ xem tiết III Chống ăn mòn v
sơn phủ của ống thép trong chơng ny.
Hớng cuốn ống phải thống nhất với hớng nén kéo của bản thép. Trong
quá trình cuốn bản, phải chú ý đảm bảo mặt phẳng đầu ống vuông góc với đờng
trục ống. Để thoả mãn yêu cầu về độ tròn chỗ khe nối ống thép đờng kính nhỏ, có
thể tiến hnh nén tròn cục bộ khoảng 15 cm men theo mép bản trớc khi cuốn ống.
Sau khi cuốn ống phải tiến hnh chỉnh độ tròn. Chỉnh độ tròn chia lm hai bớc l
chỉnh cục bộ v chỉnh độ tròn tổng thể. Chỉnh tổng thể có thể tiến hnh trên máy

cuốn bản, cũng có thể tiến hnh trên bộ kẹp chỉnh độ tròn. Chỉnh độ tròn cục bộ sử
dụng bản thép mỏng cắt thnh một phần cung tròn có đờng kính bằng đờng kính
trong ống thép để lm bản dỡng, dùng bản dỡng ny áp vo gần miệng ống để
kiểm tra; nếu tựa m không khít vo nhau chứng tỏ chỗ ny không tròn, chỗ không
tròn dùng búa vỗ cục bộ, đến khi no khít vo nhau mới thôi.
Mối hn thẳng thân ống sau khi chỉnh độ tròn dùng hn tự động; miệng vát
đầu bản phải lm sẵn trớc khi cuốn ống, căn cứ chiều dầy bản khác nhau để tra
bảng 7-1[1] kích thớc miệng vát v sai số cho phép
Sai số cho phép miệng vát mối hn
Bảng 7-1
Chiề Mép Chiều Khe
dầy
u dầy tù a
hở
bản cạnh

đệm trong
b
c
< 14
0+2

Tên
Phơng
miệng pháp hn
nối
vát
Loại I
Hn
tự

mép
động
bằng
nhau
miệng Hn thủ
công
vát
hình V
Hn tự
động

miệng
vát
hình U

6 ~8 1 1
10~2 2 1
6
16 ~22 7 1

Hn
tự
động

Khe
Cao
Bán
kính
hở
độ

cạnh miệng miệng
ngoi vát e vát R
d

1 1
21

700 50
600 50

0 1

600 50

< 30 2 1

6

2 1

> 30 2 1

6

4 1 13 1

6.5 1

0 1 13 1

3 1 6.5 1

> 25 2 1

Góc
miệng
vát

7 1

Ghi
chú

3.5 1

900 50

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

Hình thức
miệng vát

đờng
kính ống
lớn

- 399 -

Các ống thép trớc khi cuốn phải tiến hnh tẩy rỉ, sơn lót, sau khi cuốn ống
v trớc khi hn mối hn thẳng phải dùng đá máy mi tẩy xạch sơn lót đợc gia
công tại phân xởng ở chỗ miệng vát mối hn.
ống thép hn thẳng thờng sử dụng máy cuốn ống ba trục cán để cuốn, xem
hình 7-2.

Hình 7-2- Cuốn ống thép hn thẳng
Công nghệ hn nối phải thông qua kiểm định đánh giá, nhằm bảo đảm chất
lợng hn của đầu nối; thông số công nghệ đã xác định trong thi công không đợc
tuỳ tiện sửa đổi.
Nội dung thí nghiệm đánh giá công nghệ hn nối tham khảo phụ lục 15-2
[[Thí nghiệm đánh giá công nghệ hn nối chế tạo cầu thép]] trong [[Quy phạm kỹ
thuật thi công cầu cống đờng bộ]] (JTJ 041 89). Nhng trong quy phạm đó kết
cấu thép chỉ l cầu thép, cho nên yêu cầu tơng đối nghiêm ngặt, đồng thời tiêu
chuẩn ny chủ yếu l chiểu theo cầu thép đờng sắt để biên soạn, bởi vậy có thể
căn cứ tình hình thực tế chọn dùng một cách phù hợp.
Chất lợng mối hn thẳng của ống thép trực tiếp ảnh hởng đến lực bó chặt
của ống thép đối với bê tông nhồi bên trong, cho nên mối hn thẳng ống thép phải
sử dụng hn tự động. Các mối hn khác có thể sử dụng hn tự động hoặc hn thủ
công bằng máy hn điện một chiều. Thợ hn phải thi bậc v sau khi đợc cấp giấy
chứng nhận đạt yêu cầu về điều kiện hn tơng ứng mới đợc vo đứng máy hn.
Mỗi mối hn phải có dấu thép của từng thợ hn, kết quả kiểm tra chất lợng mối
hn phải ghi vo sổ kiểm tra. Khi sử dụng máy lăn cuốn ống v hn bằng thủ công,
nên dùng máy hn điện một chiều tiến hnh hn ngợc. Thợ hn có thể vo trong
ống thép đờng kính lớn để hn mặt trong.

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 400 -

Vị trí, kích thớc mặt ngoi mối hn phải phù hợp yêu cầu của bản vẽ thiết
kế v [[ Quy phạm thi công v nghiệm thu công trình kết cấu thép]] (GBJ 205 83).Trong khi hn không đợc tuỳ tiện mở rộng mối hn, tránh gây ra giao lập thể
mối hn v tập trung nhiều mối hn vo một điểm, đồng thời bố trí mối hn phải
cố gắng đối xứng với tim cấu kiện; vị trí không hn nối của vật liệu cơ bản nghiêm
cấm dẫn lửa hn.
IV. Yêu cầu chất lợng của ống thép
1- Yêu cầu chất lợng mối hn
Công tác hn nên tiến hnh trong phòng, độ ẩm không nên cao quá 80%;
nhiệt độ môi trờng hn, thép 16Mn không đợc thấp hơn 500C (?) , thép A3
không đợc thấp hơn 00 C. Khi bề mặt kết cấu ẩm ớt hoặc trong thời tiết có gió
lớn, có ma, lại không có biện pháp phòng hộ thích hợp, thì không đợc hn nối.
Cấu kiện thanh chủ yếu phải hn nối trong 24 giờ sau khi lắp ráp tổ hợp.
Yêu cầu chất lợng của tất cả mối hn đều phải phù hợp [[Quy phạm kỹ
thuật thi công cầu cống đờng bộ]] ( JTJ 041 - 89) (sau đây gọi tắt l [[JTJ 04189]]. Nh máy sản xuất phải tiến hnh tự kiểm tra đánh giá bề ngoi theo [[Tiêu
chuẩn đánh giá kiểm nghiệm chất lợng công trình kết cấu thép]] (GB 50221
95) v điều 15.2.50 cũng nh bảng 15.2.50 trong [[JTJ 041- 89]]. Tại đây phải chỉ
ra rằng, đối với cấp mối hn, [[ Quy phạm thiết kế kết cấu thép ]] ( GBJ 17 88)
v [[ Quy phạm thi công v nghiệm thu công trình kết cấu thép]] ( GB 50205 -95)
chỉ đối với công trình kết cấu thép của nh v vật cấu trúc thông thờng dân dụng
v công nghiệp, cấp chất lợng mối hn đó chia lm cấp I, II, III. Mối hn cấp I,
cấp II cần phải tiến hnh đo kiểm khuyết tật phần trong mối hn tơng ứng với cấp
chất lợng cấp II, cấp III [[GB 11345]]. M cấp mối hn trong [[JTJ 041 -89]] với
[GB 11345]] nhất nhất đối ứng nhau.
Cấp mối hn của kết cấu thép cầu vòm ống thép nhồi bê tông phải theo yêu
cầu của bản vẽ thiết kế, nói chung yêu cầu phải đạt cấp II của [[ GB 11345]], tơng
ứng với yêu cầu mối hn cấp I của [[GB 50205-95]]; Mối hn của các vị trí phải
tiến hnh kiểm nghiệm không phá hỏng sau khi hn 24 giờ, kiểm nghiệm khuyết
tật không phá hỏng đợc tiến hnh bằng phơng pháp sử dụng siêu âm v phóng

xạ. Tỷ lệ thăm dò khuyết tật bằng siêu âm l 100% của chiều di mối hn, tỷ lệ
kiểm tra khuyết tật bằng phóng xạ X l 10% của chiều di mối hn. Phơng pháp
thăm dò khuyết tật v báo cáo đó phải phù hợp quy định liên quan của nh nớc.
Phải tiến hnh thăm dò khuyết tật mối hn đối đầu bằng siêu âm theo quy định liên
quan của điều 15.2.52 trong [[JTJ 041- 89]] v trong [[Thăm dò khuyết tật bằng
siêu âm mối hn đối đầu]] (TB 1558 - 84); phải tiến hnh kiểm nghiệm khuyết tật
chất lợng bên trong mối hn đối đầu bằng phóng xạ theo điều 15.2.53 trong [[ JTJ

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 401 -


041 89]]; chất lợng bên trong mối hn góc phải chấp hnh theo quy định tại
điều 15.2.54 [[JTJ 041 89]].
Phải tiến hnh thăm dò khuyết tật cục bộ mối hn trong quá trình thăm dò
nếu phát hiện vết nứt hoặc khi phát hiện nhiều khuyết tật khác, phải tiếp tục kéo
di đờng kiểm tra, khi cần thiết kéo di thnh cả chiều di mối hn. Mối hn qua
thăm dò bằng hai phơng pháp siêu âm v phóng xạ để kiểm tra khuyết tật, khi
không thể xác định dùng phơng pháp no đánh giá chính xác chất lợng mối hn
hơn, thì dùng cả hai phơng pháp ny v đều phải đạt tới tiêu chuẩn của từng loại,
mới có thể cho l đạt yêu cầu.
Kết quả kiểm tra mặt ngoi v kết quả thăm dò cho thấy có những khuyết tật
không đợc phép, phải tiến hnh mi sửa mối hn v hn sửa chữa theo quy định
liên quan của [[ Quy trình hn kết cấu thép kiến trúc]] (JTJ 81 91). Mối hn có
kích thớc vợt quá sai số dơng cho phép v nhỏ hơn 1mm đồng thời bị lẹm mép
phải mi sửa cho phẳng đều, mối hn bị lẹm mép vợt quá 1mm hoặc kiểm tra mặt
ngoi vợt quá sai số âm, phải dùng hn hồ quang thủ công để hn sửa chữa; Khi
mối hn có bọt khí, vết nứt, kẹp xỉ, hn không thấu vợt quá quy định, phải điều

tra rõ nguyên nhân, dùng khí hồ quang cabon tẩy sạch, dùng phơng pháp hn cũ
tiến hnh hn sửa chữa; sau khi hn sửa chữa mối hn phải mi tẩy ngay cho
phẳng, v tiến hnh phúc kiểm theo yêu cầu chất lợng cũ. Số lần hn sửa chữa
không nên vợt quá hai lần.
Những mối hn kiểm tra theo trình tự thi công m không phù hợp yêu cầu
nêu trên, phải kịp thời xử lý v ghi chép theo quy định liên quan.
2- Yêu cầu về chất lợng mặt ngoi [1] [2]
Yêu cầu về sai số đờng cong hớng dọc thép / D L / 100, đồng thời
không lớn hơn 10 mm, xem hình 7- 3a.
Độ ô van của ống thép (hình bầu dục) / D 3 /1000, xem hình 7 -3b. Độ ô
van của ống thép ảnh hởng chủ yếu đến nối tiếp của ống thép, đối với lực bó chặt
ảnh hởng không lớn, cho nên đối với độ ô van ở đầu ống phải khống chế nghiêm
ngặt. Có thể căn cứ tình hình thực tế để nới lỏng độ ô van giữa đoạn ống cho thích
hợp, nhng sai số cho phép tối đa không đợc vợt quá 5 mm. Ngoi ra, độ ô van
lớn quá có khả năng lm cho ứng suất d của mối hn thẳng ống thép tăng lên.
Độ không phẳng của đầu ống thép / D 1 / 500, đồng thời không lớn hơn
3mm, xem hình 7- 3c. Yêu cầu độ không phẳng quy định trong [[Quy phạm thi
công v nghiệm thu kết cấu thép]] (GB 50205 95) l / D 1 / 500; quy định
của [[JCJ 01 89]] v [[CECS 28: 90]] / D 1 / 1500, đồng thời không vợt
quá 0.3 mm, so với yêu cầu của kết cấu thép còn nghiêm khắc hơn nhiều, hiển

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 402 -


nhiên l không hợp lý, bởi vậy ở đây độ không phẳng đầu ống kiến nghị sử dụng
chỉ tiêu của [[ GB 50205 95]].

Hình 7- 3- Chỉ tiêu kích thớc bề ngoi ống thép
Chữ trong hình vẽ:

a)- Sai số hớng dọc ;
c)- Độ không phẳng chân ống

b)- Độ ô van;

Tiết thứ hai
Gia công chế tạo giá cốt ống thép
I. Gia công lắp ráp sờn vòm ống thép
ống thép cuốn chế v ống thép mua tại nh máy v các vật liệu khác sau khi
đợc kỹ s giám sát kiểm tra đạt yêu cầu, mới đợc đa vo công trờng để tiến
hnh gia công lắp ráp.
Gia công sờn vòm ống thép thnh các đơn nguyên. Căn cứ tình hình thực tế
cứ mỗi sờn vòm đợc chia lm nhiều đoạn để lắp ráp. Bệ gia công chế tạo của giá
cốt thép phải thoả mãn yêu cầu phóng dạng lm dỡng với tỷ lệ 1:1 của mỗi đoạn
sờn vòm. Khi tổ hợp ống thép lấy đờng trục sờn vòm lm chuẩn. Yêu cầu
móng của nền bệ máy kín chặt, ổn định, độ bằng phẳng bề mặt tốt, v sử dụng máy
đo cự ly hồng ngoại hoặc máy khảo sát có độ chính xác cao hơn để phóng dạng,
dùng máy thuỷ chuẩn (ni vô) để san nền cho phẳng.
Đờng cung của giá cốt sờn vòm ống thép khi sử dụng ống hn thẳng, do
đốt ống tơng đối ngắn (thông thờng di từ 1.2 ~ 2.0m), có thể sử dụng phân
đoạn đờng thẳng để nối thnh gần đúng, chiều di đốt ống kề nhau không đợc
chênh nhau quá nhiều; khi sử dụng ống hn xoắn ốc, do đốt ống tơng đối di

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 403 -

(thờng l từ 12.0 ~20m), thì phải uốn ống đó thnh hình cung. Khi đốt ống loại
ống hn thẳng tơng đối di, cũng phải uốn ống đó thnh hình cung. Khi uốn đốt
ống thnh hình cung, phải lm khuôn định vị theo đờng cong của vòm, thông
thờng sử dụng hiệu ứng nhiệt độ để uốn. Sau khi uốn cong bằng nhiệt không đợc
dùng nớc để lm lạnh, nên để ống nguội dần trong không khí. Vì lạnh đột ngột sẽ
lm cho vật liệu thép hợp kim thấp thờng biến dòn, sinh ra nứt gẫy hoặc vết nứt
mối hn. Uốn cong ống thép thực hiện theo quy định [[ TB 10212 -98]] , phải lm
thí nghiệm đánh giá công nghệ uốn cong ống thép trớc khi thực thi, v phải trình
báo cáo kết quả thí nghiệm cho các đơn vị nh chủ đầu t, đơn vị thiết kế v giám
sát, qua xét duyệt đạt yêu cầu mới đợc tiến hnh chính thức.
Chế tạo sờn vòm ống thép hai thanh hoặc hai thanh trở lên có đờng cong
giống nhau, sử dụng phơng pháp nằm nghiêng hai lớp hoặc nhiều lớp, nh hình 74.

Hình 7-4- Sơ đồ gia công bằng phơng pháp nằm nghiêng
Tổ hợp đốt ống thép thnh sờn vòm, trớc khi hn nối, đối với ống thép
đờng kính nhỏ có thể sử dụng hn chấm định vị; đối với ống thép đờng kính lớn
có thể dùng cốt thép hn dính tạm ở bên ngoi vách ống thép, để liên kết cố định
tạm thời. Cự ly của điểm cố định đó nên lấy khoảng 300 mm, nhng không đợc ít
hơn ba điểm.
Trong quá trình hn đối đầu ống thép, nếu phát hiện vết nứt nhỏ trên mối
hn định vị, thì vết nứt nhỏ đó cần đợc tẩy thật sạch sẽ, v hn lại từ đầu.
Đối với nhánh ống chịu lực quan trọng, để đảm bảo chắc chắn chất lợng
hn chỗ liên kết, có thể đệm thêm ống lồng phụ bên trong khe nối tiếp của ống.
ống lồng dùng bản thép có chiều rộng l 20mm, chiều dầy l 3mm, v duy trì khe
hở dãn nở với vách trong của ống l 0.5mm, nhằm đảm bảo chất lợng phần gốc
mối hn.
Đối với giá cốt ống thép sờn vòm kiểu dn, kích thớc liên kết v góc độ
của thanh mạ v thanh bụng với dn phẳng cần phải chuẩn xác. Khe hở chỗ liên

kết phải tiến hnh phóng dạng theo yêu cầu hình vẽ triển khai. Khi hn nối phải
căn cứ khe hở to hay nhỏ, chọn dùng que hn có đờng kính thích hợp. Thứ tự hn

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 404 -


nối phải xét ảnh hởng biến dạng của hn, qua thí nghiệm công nghệ hn để xác
định, yêu cầu biến dạng hn v ứng suất d mối hn nối phải nhỏ nhất.
Mối hn liên kết thanh mạ v thanh bụng với dn phẳng, phải hn liên kết
cả chu vi v có quá độ hn phẳng trơn, có thể sử dụng mối hn góc ven cả chu vi,
cũng có thể sử dụng một phần mối hn góc, còn một phần dùng mối hn đối đầu.
Trong khu vực có góc kẹp giữa vách ống chủ với vách ống nhánh lớn hơn hoặc
bằng 1200 C nên sử dụng mối hn đối đầu hoặc mối hn góc có miệng dốc, kích
thớc chân mối hn góc hf không nên lớn hơn hai lần của vách ống nhánh. Đối với
mối hn liên kết giữa thanh bụng xiên với thanh mạ chủ chịu ứng suất kéo, yêu cầu
về cờng độ v chất lợng mối hn tơng đối cao, mi phẳng v mối hn của từng
công đoạn đều phải đợc kỹ s giám sát hoặc cán bộ kiểm tra chất lợng kiểm tra
nghiêm khắc sau đó mới đợc thực hiện hn tiếp. Tất cả mối hn đều nên sử dụng
hn bằng, (hn cúi), cố gắng tránh hn ngửa hoặc hn dựng đứng; những vị trí hn
bằng không tới thì lật ngửa giá cốt lên mới đợc hn. Mối hn phải dọn sạch triệt
để từ gốc, khi hn các đầu nối v que hn phải đảm bảo khô giáo.
Quá trình chế tạo lắp ráp sờn vòm ống thép phải mở sẵn điểm móc cẩu v
lắp đầy đủ các cấu kiện phụ thuộc theo yêu cầu thiết kế, không đợc để quên hoặc
bỏ sót.
Đối với những lỗ chừa sẵn để đúc đổ, đầm bê tông, cũng nh lỗ thoát khí
trên ống thép, có thể khoan sẵn tại nh máy, cũng có thể đục tại hiện trờng sau
khi lắp ráp xong sờn vòm. Bất kể đục lỗ vo lúc no, nắp đậy của lỗ đục sẵn đó,

đều phải đánh mã số v bảo quản cẩn thận hoặc hn chấm vo vị trí cũ, chờ sau khi
đổ xong bê tông rồi đậy lại hn vo. Lỗ chừa sẵn để đúc đổ bê tông phải hn cho
bằng phẳng, trơn bóng, không đợc lồi ra v bỏ sót, không lm cháy bê tông.
Kết cấu thép của Trung Quốc, đặc biệt l cầu thép do ứng dụng không đợc
nhiều, các nh máy chuyên sản xuất kết cấu thép xây dựng nói chung có quy mô
tơng đối nhỏ, năng lực gia công thấp, bởi vậy, giá cốt ống thép trong cầu vòm bê
tông ống thép đa phần đều uỷ thác những đơn vị có năng lực gia công hn nối kết
cấu tơng đối mạnh nh nh máy đóng tầu, nh máy sản xuất bình chứa áp lực,
nh máy bình chứa hoá chất v.v. chế tạo. Những nh máy ny đối với kết cấu dầm
cầu không đợc thnh thạo, đặc biệt l phóng dạng của sờn vòm cầu khẩu độ lớn,
cần phải có những cán bộ kỹ thuật công trình cầu cùng phối hợp.
Lắp ráp đầu nối của hai đoạn sờn vòm thép phải tiến hnh song song, v
phải xiết chặt bu lông lắp thử, nhằm đảm bảo cho việc cẩu lắp các đoạn liên kết lớn
hợp long đợc thuận lợi.
Tất cả mối hn của cấu kiện ống thép sau khi kiểm tra đều phải đạt yêu cầu,
mới đợc tiến hnh sơn phủ chống ăn mòn cho kết cấu. Sử lý chống ăn mòn của
giá cốt ống thép xem tiết III của chơng ny.

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 405 -


II. Yêu cầu chất lợng v nghiệm thu giá cốt ống thép.
Hạng mục đo kiểm thực tế chế tạo v lắp ráp giá cốt ống thép trong cầu vòm
bê tông ống thép, yêu cầu của [[Tiêu chuẩn đánh giá kiểm nghiệm chất lợng công
trình đờng bộ]] (JTJ 071 98) xem bảng 7-2.
Hạng mục thực đo chế tạo v lắp ráp giá cốt ống thép
Bảng 7-2

TT

Hạng mục kiểm tra

Trị số quy định hoặc
sai số cho phép

Phơng pháp kiểm tra v
tần xuất

1

Tỷ lệ đảm bảo chiều dầy mối hn

90%

Dùng siêu âm kiểm tra
10% chiều di mối hn

2

Tỷ lệ lỗ khí đờng hn

10%

Dùng tia xạ X kiểm tra
10% chiều di đờng hn

3

Sai lệch cung trong đờng cong thiết
kế (mm)

8

4

Chiều di cung trong của mỗi đoạn
sờn vòm (mm)

+0, -10

5

Đờng kính ống thép (mm)

6

Lệch chuyển
đờng trục (mm)

ngang Đỉnh vòm
L/4

7

Sai số khe nối sờn vòm (mm)

8

Cao trình đỉnh vòm, chân vòm v
điểm đầu nối (mm)

Kiểm tra bản dỡng
Dùng thớc thép để đo

2

Dùng thớc đo từng mối
nối

1/5000

Dùng máy đo kinh vĩ để
kiểm tra

1/ 6000
3
+ 20, - 0

Dùng bản dỡng kiểm tra
Dùng máy thuỷ chuẩn
kiểm tra

Cấu kiện ống thép xuất xởng phải có đầy đủ ti liệu nghiệm thu, những
sờn dn ống thép sau khi nghiệm thu đạt yêu cầu mới đợc cẩu chuyển xuất
xởng. Chất bãi bảo quản trớc khi xuất xởng v trớc khi cẩu lắp tại công trờng
phải phòng tránh biến dạng v bị han rỉ.
Cấu kiện ống thép trớc khi xuất xởng phải cung cấp ti liệu nghiệm thu
sau đây:

(1)- Giấy chứng nhận chất lợng của vật liệu thép v báo cáo kiểm nghiệm
mẫu;
(2)- Giấy chứng nhận chất lợng vật liệu hn v ghi chép về hong sấy;
(3)- Giấy chứng nhận chất lợng vật liệu quét phủ;

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 406 -


(4)- Báo cáo đánh giá công nghệ hn nối;
(5)- Báo cáo đo kiểm chất lợng bề ngoi mối hn;
(6)- Báo cáo thăm dò khuyết tật bên trong;
(7)- Bản vẽ thi công gia công cấu kiện ống thép (gồm bản vẽ thiết kế gốc, ti
liệu sửa chữa thiết kế cũng nh ti liệu thoả thuận về xử lý những vấn đề kỹ thuật
trong khi chế tạo);
(8)- Báo cáo kiểm nghiệm kích thớc hình học cấu kiện ống thép;
(9)- Những khuyết tật đã phát hiện trong kiểm nghiệm theo trình tự thi công
v ghi chép về phơng pháp sử lý;
(10)- Giấy chứng nhận sản phẩm đạt yêu cầu gia công xuất xởng của cấu
kiện ống thép.
Phơng pháp đánh giá của chế tạo cấu kiện ống thép tiến hnh theo quy định
có liên quan của [[Tiêu chuẩn kiểm nghiệm đánh gía chất lợng công trình đờng
bộ]].
tiết thứ ba
Chống ăn mòn v sơn phủ [9], [10] của ống thép.

Cầu vòm bê tông ống thép sau khi xây dựng xong, bề mặt của sờn vòm l
kết cấu thép, vì vậy phòng hộ của bề mặt ống thép rất quan trọng. Do cầu vòm ống

thép ở Trung Quốc phát triển rất nhanh trong những năm gần đây, chống ăn mòn l
vấn đề lâu di, trong thời gian ngắn vấn đề đó cha rõ nét lắm, vì vậy, nếu đợc sự
chú ý, sau một thời gian sẽ phát sinh những hậu quả nghiêm trọng. Phòng hộ của
mặt trong sờn vòm bê tông ống thép v kết cấu bê tông ống thép dùng để lm giá
cốt hệ cứng, chủ yếu chỉ xét những vấn đề chống ăn mòn trong thời gian thi công,
yêu cầu của chúng so với yêu cầu chống ăn mòn mặt ngoi sờn vòm bê tông ống
thép thấp hơn một chút.
Ăn mòn của vật liệu thép có thể chia lm ăn mòn hoá v ăn mòn điện hoá
theo phản ứng cơ lý. Quá trình ăn mòn hoá không kèm theo chuyển động của dòng
điện. Vật liệu thép lm việc trong điều kiện nhiệt độ cao bị ăn mòn bởi các thể khí
nh Ôxy, SO2, HCI, đây l những ví dụ về ăn mòn hoá. Trong quá trình ăn mòn
của vật liệu thép có kèm theo dòng điện lu động gọi l ăn mòn điện hoá. Vật liệu
thép bị ăn mòn trong không khí ẩm ớt hoặc trong dung dịch điện giải, l những ví
dụ của ăn mòn điện hoá. Ăn mòn do môi trờng tự nhiên gây ra của vật liệu thép

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 407 -


lại có thể chia lm ăn mòn do không khí, ăn mòn do thổ nhỡng, ăn mòn nớc
biển, ăn mòn nớc ngọt v ăn mòn do sinh vật v.v. Ăn mòn do môi trờng gây nên
tại chỗ của cầu vòm bê tông ống thép chủ yếu l ăn mòn do không khí, đối với vị
trí chân vòm còn có thể có ăn mòn khác của môi trờng, nh ăn mòn nớc biển, ăn
mòn nớc ngọt, ăn mòn do thổ nhỡng.
Đặc điểm nhanh chậm v yếu tố khống chế chủ yếu của ăn mòn không khí
đợc quyết định ở một mức độ lớn bởi độ ẩm của không khí. Nếu trong không khí
cơ bản không có thnh phần nớc, ăn mòn khi bề mặt vật liệu thép không có mng
nớc thuộc loại ăn mòn không khí khô. Loại ăn mòn ny không sinh ra ăn mòn

điện hoá, có thể coi l ăn mòn hoá, đồng thời tốc độ ăn mòn chậm, bề mặt vật liệu
thép không sinh thnh rỉ, chỉ bị mất đi độ bóng của thép, cho nên nguy hại cũng
tơng đối nhỏ. Khi độ ẩm tơng đối của không khí ở giữa 65% ~ 100%, bề mặt vật
liệu thép sinh ra một lớp mng nớc m mắt thờng không nhìn thấy, mng nớc
ny do tác dụng mao mạch lớp tạp chất trên bề mặt vật liệu thép đã tích tụ hơi nớc
trong không khí m sinh thnh. Loại ăn mòn trong điều kiện không khí gọi l ăn
mòn không khí ẩm, chúng có tác dụng của ăn mòn điện hoá, tốc độ ăn mòn tơng
đối nhanh, đồng thời sinh thnh rỉ, tính phá hoại đối với vật liệu thép tơng đối
lớn. Khi độ ẩm tơng đối của không khí gần 100% hoặc nớc ma chảy vo bề
mặt vật liệu thép, bề mặt vật liệu thép có một lớp mng nớc dầy mắt thờng
không nhìn thấy, loại ăn mòn ny đợc gọi l ăn mòn không khí ớt, loại ny
thuộc ăn mòn điện hoá, tốc độ ăn mòn tơng đối nhanh.
Ăn mòn không khí ngoi chịu ảnh hởng rất lớn của độ ẩm còn ảnh hởng
bởi thnh phần tổ hợp của chúng cũng rất lớn, vì không khí ăn mòn chủ yếu l
trong khí quyển các thể khí có tính chất ăn mòn nh SO2, CO2, HCI, NH3 đã ho
tan trong mng nớc của bề mặt sắt thép gây nên. Cờng độ của ăn mòn tơng đối
nếu lấy không khí công nghiệp ô nhiếm nghiêm trọng l 100%, thì không khí khô
ráo của nông thôn l 1% ~ 10%, không khí đô thị l 30% ~ 35%, không khí đại
dơng l 38% ~ 52%, không khí công nghiệp l 55% ~ 80%.
Do cầu vòm bê tông ống thép đợc xây dựng rất nhiều tại phía Nam, đồng
thời vợt qua sông hồ, lại ở trong điều kiện không khí có độ ẩm tơng đối thông
thờng rất cao, đồng thời không khí thuỷ triều v không khí ẩm đan chéo nhau
xuất hiện, lại do cầu vòm bê tông ống thép xây dựng ở vùng đô thị v ven đô tơng
đối nhiều, tổ hợp của không khí đối với vấn đề ăn mòn cũng rất bất lợi, cho nên
phòng hộ bề mặt vật liệu thép trở nên đặc biệt quan trọng.
Phơng pháp chủ yếu để chống ăn mòn vật liệu thép gồm có: lựa chọn vật
liệu thép thích hợp, cấu kiện thiết kế hợp lý, thay đổi môi trờng, chống ăn mòn
điện hoá v phủ lớp bảo vệ v.v

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông

- Ti liệu dịch -

- 408 -


Vật liệu thép khác nhau nên tính năng chống ăn mòn không khí cũng khác
nhau. Thép có hm lợng đồng thích hợp sử dụng trong không khí. Trong chơng
II đã từng chỉ ra rằng, cầu thép của nớc ngoi từ lâu đã sử dụng vật liệu chịu ăn
mòn khí hậu, nhằm giảm nhẹ nguy hại của ăn mòn v giảm thấp chi phí phòng hộ.
Nhng ở Trung Quốc do thép chịu ăn mòn khí hậu giá thnh tơng đối cao, vì vậy
thép chịu ăn mòn khí hậu vẫn cha đợc ứng dụng với lợng lớn trong kết cấu
thép. Những vật liệu thép dùng trong cầu vòm bê tông ống thép vẫn l vật liệu thép
thông thờng.
Những kim loại khác nhau tiếp xúc lẫn với nhau, thờng thờng gây ra ăn
mòn điện ngẫu; tác dụng của ứng suất cũng sẽ tăng tốc độ dung môi ăn mòn đối
với vật liệu thép. Bởi vậy phải chú ý, thiết kế hợp lý cấu kiện bê tông ống thép, đặc
biệt l thiết kế bộ phận liên kết v cấu kiện tập trung ứng suất.
Sờn vòm bê tông ống thép hở ton bộ trong không khí, chủ động thay đổi
môi trờng tơng đối khó khăn, chỉ có thể tiếp nhận một cách bị động. Dĩ nhiên
trong khi lựa chọn loại hình cầu, phải xem xét điều kiện môi trờng không khí.
Phơng pháp chống ăn mòn bằng điện hoá vẫn cha đợc ứng dụng trong cầu vòm
bê tông ống thép, trớc mắt biện pháp chống ăn mòn trong cầu vòm bê tông ống
thép đều dùng phơng pháp phòng hộ bằng lớp phủ.
Sử dụng phòng hộ bằng lớp phủ có thể tránh cho vật liệu thép trực tiếp tiếp
xúc với dung môi ăn mòn, l một phơng pháp tốt để chống ăn mòn cho sắt thép.
Lớp phủ chống ăn mòn của vật liệu thép có thể chia lm hai loại lớn l lớp phủ kim
loại v lớp phủ phi kim loại. Phơng pháp chống ăn mòn của một phần cầu vòm bê
tông ống thép xem bảng 7-3.
Phơng pháp chống ăn mòn của cầu vòm bê tông ống thép
Bảng 7-3

TT

Tên cầu

Phơng pháp chống ăn mòn

1

Cầu Văn Huệ Quảng Tây

Phun nhôm nóng + sơn

2

Cầu sông Hong Bắch Tam Hiệp

Phun nhôm nóng hiệu quả lâu di

3

Cầu Hạ Lao Khê Tam Hiệp

Phun nhôm nóng hiệu quả lâu di

4

Cầu Trạm Bắc Thâm Quyến

Phun nhôm nóng + sơn

5

Cầu Giải Phóng Quảng Châu

1 lớp sơn lót vô cơ giầu kẽm (75n) + 1 lớp sơn
bít kín Êpoxy (25n) + 1 lớp sơn giữa Êpoxy
(100n) + 2 lớp sơn mặt Polyesten.

6

Cầu Phật Trần Quảng Đông

Sơn lót Êpoxy giầu kẽm + sơn mặt -----

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 409 -


TT

Tên cầu

Phơng pháp chống ăn mòn

7

Cầu Trung Sơn hai Quảng Đông

Sơn lót Êpoxy giầu kẽm + sơn lót Êpoxy + sơn
giữa bột nhôm clorua + sơn mặt cao su clorua.

8

Cầu Thạch Đm Khê Phúc Kiến

Sơn lót Êpoxy giầu kẽm +hai lớp sơn mặt cao su
clorua

9

Cầu Cao Minh Quảng Đông

Hai lớp sơn lót hồng đan (2x35un) + ba lớp sơn
mặt Vân Thiết ( 3 x 40un)

10 Cầu Đại Độ h Nga Biên Tứ Xuyên Vật liệu phủ cao phân tử
11

Cầu Ô Giang Cao Cốc Tứ Xuyên

Vật liệu phủ cao phân tử

Dù sử dụng lớp phủ kim loại hay lớp phủ phi kim loại, trớc khi tiến hnh
phòng hộ bằng lớp phủ bề mặt đều phải tiến hnh tẩy rỉ, vệ sinh, cạo phẳng, sẽ có
lợi cho giữa lớp phủ với nền thép dính kết chặt vo nhau, đạt đợc hiệu quả phòng
hộ. Vệ sinh bề mặt vật liệu thép v lớp sơn lót hết sức quan trọng, nói chung yêu
cầu phải tiến hnh phủ trong phân xởng sơn của Nh máy. Sử lý bề mặt vật liệu
thép phải tiến hnh trong độ ẩm khống chế, v phải nhanh chóng tiến hnh phủ sơn

lót, để có thể phòng tránh sau khi sử lý, trớc khi sơn lớp phủ chúng không hình
thnh mng rỉ m mắt thờng không nhìn thấy, ảnh hởng đến dính kết giữa lớp
phủ với nền thép. Vệ sinh bề mặt vật liệu thép v sơn lót sử lý không tốt, thì chất
lợng sơn mặt dù có tốt mấy, cũng chỉ một thời gian sau sẽ rỉ trở lại.
Phơng pháp vệ sinh bề mặt vật liệu thép thờng gồm phơng pháp cơ khí,
phơng pháp hoá học, phơng pháp điện hoá v phơng pháp dùng lửa vệ sinh. Vệ
sinh bề mặt ống thép trong cầu vòm bê tông ống thép thờng dùng l phơng pháp
phun cát tẩy rỉ, phun hạt hỗ trợ tẩy rửa bằng hoá chất. Phơng pháp tẩy rỉ v cấp
tẩy rỉ phải thích hợp với vật liệu phủ m thiết kế chỉ định sử dụng, độ nhám bề mặt
phải đạt đợc RZ30~40m.Yêu cầu cụ thể về tẩy rỉ bề mặt ống thép xem bảng 7-4.
Yêu cầu cấp tẩy rỉ bề mặt vật liệu thép
Bảng 7-4
Cấp tẩy rỉ thấp nhất

Chủng loại vật liệu phủ

(GB8 932- 88)
Vật liệu phủ bằng át phan

St2 hoặc Sa2

Vật liệu phủ cao su clorua, Êpoxy át phan, chịu a xít

St3 hoặc Sa2

Vật liệu phủ gốc thảo mộc khác, sơn đáy Polythene

Sa2

Các loại sơn đáy giầu kẽm, lớp nền kim loại phun mạ

Sa2.5

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 410 -


Ghi chú: Cấp tẩy rỉ của cấu kiện quan trọng ở những nơi khó duy tu không
đợc thấp hơn Sa2.5.
Tiêu chuẩn cấp tẩy rỉ phải phù hợp tiêu chuẩn Nh nớc hiện hnh
[[Cấp ăn mòn v cấp tẩy rỉ của bề mặt vật liệu thép trớc khi sơn phủ]].
Tẩy rỉ mặt trong ống thép tiến hnh theo yêu cầu cấp II hoặc cấp III, chỉ phủ
một lớp sơn đáy phi kim loại, để đề phòng ăn mòn trong quá trình thi công. Cũng
có những nh kỹ thuật công trình chủ trơng vách trong của ống thép không cần
tiến hnh bất kỳ sử lý no, họ cho rằng vật liệu phủ của vách trong ống không có
lợi cho bê tông v thép cùng chung tác dụng. Kẹp giữa thép với bê tông l lớp rỉ
hay l vật liệu phủ thì cái no cng có lợi hơn đối với chịu lực, vấn đề ny hiện nay
trong nghiên cứu lý luận của cầu vòm bê tông ống thép vẫn còn l một vấn đề thứ
yếu, cha đợc chú trọng. Trên thực tế, tác dụng kết hợp của thép với bê tông trong
cầu vòm bê tông ống thép khác hẳn với bê tông cốt thép trong kết cấu l nhờ lực bó
chặt của bê tông với cốt thép, vì trong cầu vòm bê tông ống thép, bê tông bị giữ kín
phía trong ống thép, không thể chạy đâu đợc, hai cái đó nhất định phải cùng
chống đỡ lực ngoi, khi dãn nở hớng bên của bê tông cao hơn ống thép, sẽ có một
lực nén bên rất lớn của bê tông đối với vách trong ống thép, vì vậy lm cho giữa bê
tông v ống thép tồn tại một lực lớn ma sát, không nói ai cũng hiểu l cả hai sẽ
cùng kết hợp lm việc.
Vệ sinh bề mặt v phủ sơn lót của ống thép có thể tiến hnh trớc khi cuốn
ống, đối với hai mặt trong v ngoi của ống thép lần lợt tiến hnh sử lý theo yêu

cầu khác nhau của cấp chống rỉ, gọi l tẩy rỉ bản thép, cũng gọi l xử lý bề mặt lần
một: Mặt sẽ thnh mặt ngoi ống có thể phun hạt tẩy rỉ, xử lý bề mặt theo cấp I,
yêu cầu bề mặt không tạp chất nh cặn dầu, vẩy ôxy hoá, vết rỉ, bề mặt hiện ra
mầu ánh của kim loại thép, sau đó sơn một lớp sơn lót, để lm sơn đáy phân
xởng; bề mặt bản thép sẽ trở thnh mặt trong ống thép có thể dùng bn chải sắt
đánh rỉ, sử lý bề mặt theo cấp II, tiếp đó phun một lớp sơn lót. Sau khi hon thnh
ton bộ các công đoạn chế tạo đốt ống thép, trớc khi tiến hnh sơn phủ chống ăn
mòn vĩnh cửu phải tiến hnh xử lý bề mặt lần II mặt ngoi ống thép. Thông
thờng dùng biện pháp phun hạt hoặc phun cát tẩy thật sạch những xỉ hn, vết dầu
cặn v cả lớp sơn đáy phân xởng trớc đây đã phủ trên bề mặt bản thép, rồi mới
tiến hnh công tác sơn phủ; cũng có nơi chỉ tiến hnh sử lý bề mặt một lần sau khi
gia công, nhng phải khống chế rỉ ăn mòn trong thời kỳ gia công v đảm bảo chất
lợng vệ sinh. Thi công sơn phủ thông thờng đợc tiến hnh ở ngoi trời sau khi
đã hn nối tổng thể thnh cầu. Trớc khi phun phủ phải mi nhám sơn lót v vệ
sinh sạch sẽ, đối với những bộ phận đầu nối v phần bị tróc hỏng sơn phải bổ xung
lớp sơn lót.
Khi ống thép sử dụng lớp phủ kim loại chống ăn mòn, lại có thể chia lm lớp
phủ chống ăn mòn cực dơng v lớp chống ăn mòn cực âm. Nhôm, kẽm thuộc lớp

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 411 -


chống ăn mòn cực dơng, hiệu quả chống ăn mòn của chúng tơng đối tốt. Lớp mạ
thiếc thuộc lớp chống ăn mòn cực âm, loại lớp phủ ny nếu để tồn tại lỗ rỗng, thì
sẽ hình thnh dạng ắc quy giữa lớp phủ với bề mặt vật liệu thép, gây ra ăn mòn.
Phơng pháp chế tạo của lớp phủ kim loại có phun phủ, mạ nhiệt, mạ điện, mạ tĩnh
điện, mạ thấm, bao phủ v.v. Lớp phủ kim loại sử dụng trong cầu vòm bê tông ống

thép chủ yếu có lớp phủ nhôm phun nóng, lớp phủ nhôm kẽm phun nóng, những vị
trí đặc biệt quan trọng m duy tu lại khó khăn, có thể sử dụng biện pháp phòng hộ
l phủ thêm một lớp chống ăn mòn bằng lớp mặt tổ hợp hoặc lớp vẩy thuỷ tinh lên
trên lớp mạ, lớp phun kim loại. Tuổi thọ sử dụng của lớp phủ kim loại tơng đối
di, nói chung có thể đạt từ 10 ~ 20 năm, l một biện pháp chống ăn mòn hữu hiệu
lâu di tin cậy. Những năm gần đây lớp phủ kim loại ứng dụng trong cầu vòm bê
tông ống thép có xu thế tăng nhiều.
Lớp phủ phi kim loại lại đợc chia lm lớp phủ vô cơ v lớp phủ hữu cơ. Lớp
phủ vô cơ gồm lớp phủ hoá chất chuyển hoá, chất tổ hợp vô cơ, thuỷ tinh v xi
măng. Lớp phủ hữu cơ gồm chất dẻo (nhựa), vật liệu phủ v dầu chống rỉ. ứng
dụng nhiều nhất trong cầu vòm bê tông ống thép l phòng hộ lớp phủ phi kim loại.
Có lúc sau khi phòng hộ bằng lớp phủ, tại những vị trí dễ bị tổn hại v dễ bị ăn
mòn nh chân vòm, còn bọc thêm lới sợi thép xi măng để tránh cho lớp phủ khỏi
bị không khí, nớc v thổ nhỡng phá hoại, nhằm bảo vệ tác dụng chống ăn mòn
của lớp phủ.
Chủng loại của lớp phủ phi kim loại rất nhiều, đa phần thuộc lớp phủ có tính
cách ly, bởi vậy yêu cầu lớp phủ không lỗ, đều đặn, lực dính kết với nền thép rất
mạnh. Lại do cầu vòm bê tông ống thép phải hở ra trong không khí, còn phải yêu
cầu lớp phủ có năng lực chống lão hoá tơng đối tốt. Trong cầu vòm bê tông ống
thép ứng dụng tơng đối nhiều l vật liệu phủ giầu kẽm, loại ny có tính cách ly
kiêm đặc tính của lớp phủ chống ăn mòn cực dơng, hiệu quả chống ăn mòn tơng
đối tốt. Lớp phủ phi kim loại thờng trộn thêm bột mầu chống rỉ, một mặt cải thiện
tính năng chống ăn mòn của lớp phủ, mặt khác lm cho lớp phủ có mầu sắc phong
phú mỹ quan. Có những phòng hộ sử dụng lớp phủ kim loại còn phủ thêm vật liệu
phủ phi kim loại, nh cầu Văn Huệ của Quảng Tây. Cách lm ny, một mặt có tác
dụng bảo vệ đối với lớp phủ kim loại, mặt khác lm cho sờn vòm có phạm vi lựa
chọn mầu sắc tơng đối lớn, đặc biệt l loại cầu vòm chạy trên v chạy giữa,
thờng thờng đợc phủ thnh mầu đỏ, mầu da cam, mầu xanh. Đối với những cầu
yêu cầu sờn vòm không cao, nh cầu sông Hong Bách Tam Hiệp v cầu Hạ Lao
Khê, chỉ sử dụng phòng hộ bằng lớp phủ kim loại v không sử dụng lớp phủ phi

kim loại.
Lớp phủ phi kim loại nói chung gồm sơn lót, sơn bít kín, sơn giữa v sơn
mặt. Sơn lót có thể sử dụng sơn đáy 881D, sơn lót Êpoxy giầu kẽm, sơn Hồng đan;
Sơn bít kín chủ yếu dùng để bít kín những lỗ nhỏ li ty của sơn lót, có thể sử dụng

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 412 -


sơn ho loãng 50% sơn Vân Thiết Êpoxy; sơn giữa có tác dụng chủ yếu ngăn cách,
có thể sử dụng sơn Vân Thiết Êpoxy; sơn mặt chủ yếu có tác dụng bảo vệ sơn giữa
v sơn lót, có thể sử dụng sơn HDI polyther. Chất lợng vật liệu phủ phải phù hợp
yêu cầu về kín, không thấm nớc, không nứt châm chim hoặc nổi bột, chịu mi v
tính năng chống rỉ tốt, lực dính bám, lực dính kết tốt v không có thnh phần hoá
chất ăn mòn vật liệu thép.
Lớp phủ phi kim loại phải chọn dùng loại phối hợp đồng bộ m giữa các lớp
phủ kết hợp tốt, không tuỳ tiện dùng phối hợp; Nếu cần phải trộn lẫn, phải qua thí
nghiệm xác định. Trớc khi thi công vật liệu phủ chống ăn mòn, phải tiến hnh thí
nghiệm sơn thử. Khi sơn phủ, nghiêm cấm phơi nắng gắt v gần lửa có ngọn, v
phải đặc biệt chú ý phòng tránh chất axít, kiềm v nớc, đồng thời phải có biện
pháp chống bụi.
Vật liệu phủ, số lớp vật liệu phủ, chiều dầy lớp đều phải phù hợp yêu cầu
của thiết kế. Đối với chiều dầy lớp phủ khi thiết kế không có yêu cầu, nên phủ độ 4
~ 5 lớp. Chiều dầy tổng của mng sơn khô lớp phủ, ngoi trời nên l150m, trong
phòng nên l 125 m, sai số cho phép của lớp đó l - 25 m. Khi công trình lớp
phủ do Nh máy v đơn vị lắp ráp cùng đảm nhận, sai số cho phép của chiều dầy
mng sơn khô của mỗi lớp phủ l - 5 m. Khi thiết kế có yêu cầu đối với chiều dầy
lớp phủ, thì trị số tuyệt đối của chiều dầy mng sơn khô lớp phủ thấp nhất thiết kế

cộng với sai số cho phép sẽ l chiều dầy yêu cầu của lớp phủ, sai số cho phép của
chúng phải phù hợp quy định khi thiết kế đối với chiều dầy lớp phủ không có yêu
cầu.
Vật liệu phủ dùng trong ngy phải pha trong ngy, v không đợc tuỳ ý pha
thêm chất lm loãng; khi đã phủ đủ số lớp theo quy định m vẫn cha đạt chiều
dầy tổng mng khô nhỏ nhất, phải tăng thêm số lớp phủ để chúng đạt đợc chiều
dầy quy định, đồng thời phải đợi cho lớp sơn phía dới thật khô, mới đợc phủ
thêm lớp sơn sau.
Nhiệt độ môi trờng khi sơn phủ v độ ẩm tơng đối phải phù hợp yêu cầu
của bản thuyết minh sản phẩm vật liệu phủ; khi bản thuyết minh sản phẩm không
nêu yêu cầu, nhiệt độ môi trờng nên từ 50C ~ 350C, độ ẩm tơng đối không đợc
lớn hơn 85%, khi bề mặt cấu kiện bị kết hạt sơng không đợc sơn phủ, trong 4
giờ sau khi sơn phủ không đợc dầm ma. Khi có gió lớn, ma, sơng mù dầy đặc
hoặc nhiệt độ không khí dới 50C trở xuống hoặc 350C trở lên, độ ẩm tơng đối từ
80% trở lên, phải có biện pháp đảm bảo cho chất lợng sơn phủ, không nên thi
công dới nắng mặt trời gay gắt.
Trong bản vẽ thi công những vị trí đã ghi chú rõ thì không đợc sơn phủ,
chỗ mối hn lắp ráp phải chừa sẵn 30~ 50 mm tạm thời không đợc sơn phủ. Khi
sơn phủ nên phủ cho đều đặn, không nổi rõ vết nhăn, không có vết chảy, độ dính
bán tốt. Lớp sơn lót, sơn giữa yêu cầu bằng phẳng, đều đặn, mng sơn không có

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 413 -


các khuyết tật nh bọt khí, vết nứt, không bị chảy, bị tróc nghiêm trọng, không phủ
sót v.v; Lớp sơn mặt không những phải đạt những yêu cầu nêu trên ra, còn phải sơn
để mầu của chúng đồng nhất với bảng mầu.

Sau khi sơn phủ xong, phải đánh dấu ghi rõ mã số cấu kiện trớc đó của
chúng lên trên cấu kiện, những cấu kiện loại lớn còn phải chú rõ trọng lợng, vị trí
trọng tâm v ký hiệu định vị.
Phơng pháp thi công của lớp phủ phi kim loại có phơng pháp quét phủ,
ngâm tẩm, phơng pháp phun bằng khí nén, phơng pháp tĩnh điện v.v. Công nghệ
quét phủ đơn giản, nhng cờng độ lao động lớn, tính đều đặn của lớp phủ kém,
phải tránh sử dụng. Phơng pháp ngâm tẩm thì không thể áp dụng cho kết cấu ống
thép loại lớn. Nếu điều kiện cho phép sơn lót tại phân xởng nên sử dụng phơng
pháp tĩnh điện, sơn mặt tại công trờng có thể dùng phơng pháp phun phủ bằng
khí nén. Trên thực tế, lớp phủ phi kim loại, đặc biệt l vật liệu phủ Êpoxy giầu kẽm
đã đợc chứng minh có hiệu quả chống ăn mòn rất tốt, nhng nó cần đảm bảo
bằng công nghệ tốt v chất lợng thi công, có những lúc dùng công nghệ để bảo
đảm thậm trí còn quan trọng hơn tính năng của bản thân vật liệu phủ.
Bê tông ống thép của cầu lớn Trờng Giang Vạn Huyện Tứ Xuyên tuy rằng
chủ yếu lm giá cốt cứng chỉ bị ảnh hởng của ăn mòn trong thời thi công, nhng
do vị trí cầu ở vo khu vực ma dầm, điều kiện khí hậu tơng đối ác liệt, đồng
thời thời gian thi công của giá cốt cứng kéo di tới nửa năm, vì vậy, đã tiến hnh
nghiên cứu chuyên đề [11]đối với môi trờng ảnh hởng v lớp phủ. Kết quả nghiên
cứu chứng minh:
(1) Ăn mòn tại vị trí cầu cao hơn so với các khu vực khác, tốc độ ăn mòn
chậm do ít ma, nhiệt độ thấp từ tháng 11 năm trớc đến tháng 3 năm sau, từ tháng
4 đến tháng 10 do nhiệt độ cao nhiều ma nên tốc độ ăn mòn nhanh. Việc thi công
giá cốt ông thép, nên tiến hnh trong thời kỳ từ tháng 11 năm trớc đến tháng 3
năm sau.
(2) Hiệu quả chống ăn mòn của Polyester Êpoxy biến tính v Polyviny
cơloruay lu huỳnh tơng đối tốt, nhất l trong đó Polyviny cơloruay lu huỳnh
cng tốt hơn, đồng thời giá lại rẻ.
(3) Phòng hộ có bít kín v không bít kín của nhôm phun nhiệt v hợp kim
nhôm kẽm hiệu quả tốt. Cầu ny trừ giá cốt cứng bê tông ống thép ra, đối với
những vị trí phi kim loại nhng dễ bị ăn mòn bởi ma dầm nh lan can, trụ cột,

vnh vòm chủ v.v, còn tiến hnh phòng hộ bằng phun phủ lớp Polyviny cơloruay
lu huỳnh.

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 414 -


Tiết thứ t
Công nghệ trộn v đúc bê tông trong ống

I. Trộn bê tông
Yêu cầu cấp cờng độ bê tông nhồi trong ống của bê tông ống thép phải từ
cấp C30 trở lên, đồng thời bê tông mác cao cũng đợc ứng dụng ngy cng nhiều.
Để tiện cho việc đúc bê tông, yêu cầu bê tông có độ sụt lớn, tính linh động tốt,
đồng thời không tách nớc v bê tông không phân tầng; để đồng thời phát huy tác
dụng đai chặt của ống thép, yêu cầu bê tông có tỷ lệ co ngót nhỏ, nhồi độn đợc
kín chặt. Những yêu cầu nêu trên, trong trờng hợp thông thờng, có những cái lại
mâu thuẫn với nhau, ví dụ nh độ sụt cao, độ chảy tốt, nói chung phải bảo đảm
bằng tăng lợng nớc để trộn, nhng sau khi tăng lợng nớc trộn, thì cờng độ
giảm, dễ phân tầng, lợng co ngót của bê tông tăng lớn. Vì vậy, muốn đạt đợc
những yêu cầu ny, chủ yếu phải nhờ vo chất phụ gia.
Để thoả mãn những yêu cầu về cờng độ v độ sụt, linh động bê tông, thông
thờng sử dụng chất giảm nớc v chất giảm nớc hiệu quả cao, để giảm lợng
nớc trộn, giảm thiểu tỷ lệ nớc xi măng, tăng tính lu động của bê tông, nâng cao
cờng độ v tính bền của bê tông. Chất giảm nớc hiệu quả cao của Trung Quốc
thờng dùng chủ yếu có chất giảm nớc có gốc đại diện l NF, UNF, FDN, những
chất giảm nớc ny tác dụng giảm nớc v phân tán tơng đối lớn, tính dẫn khí
không lớn, thích hợp dùng để trộn bê tông cờng độ cao từ C60 trở lên. Chất giảm

nớc ny thờng đợc dùng trong cầu vòm ống thép nhồi bê tông. Loại thứ hai l
chất giảm nớc hiệu quả cao đợc điều chế bằng MF, Kiến -1, JN, AF, CRS đại
diện cho công nghiệp hoá dầu. Chất giảm nớc ny tính dẫn khí tơng đối lớn,
nhng tác dụng giảm nớc không lớn, thích hợp dùng để trộn bê tông cờng độ
cao từ C 40 trở lên v bê tông có trạng thái chảy thông thờng. Loại thứ ba l chất
giảm nớc hiệu quả cao gốc thảo mộc (nhựa cây) đại diện l SM, cũng dùng để
trộn bê tông cờng độ cao v bê tông trạng thái chảy.
Mức độ độn chặt của bê tông trong ống thép có ảnh hởng rất lớn đối với lực
chịu tải cực hạn của ống thép. ở cầu lớn Ung Giang Ung Ninh, ngời ta đã tiến
hnh thí nghiệm mô phỏng[12] ảnh hởng của tình trạng bê tông độn trong ống thép
đối với lực chịu tải bê tông ống thép. Khi thí nghiệm mô phỏng dùng những mảnh
gỗ di v bìa các tông 80 mm x 5 mm x 315 mm đặt vo trong ống thép có 105
mm x 3 mm x 315 mm v ống thép 146 mm x 4.5 mm x 438 mm, đúc bê tông
trong ống ( C50 ), sau khi bê tông ninh kết, lấy mảnh gỗ di hoặc bìa các tông đó
ra, bảo dỡng 28 ngy sau đó tiến hnh thí nghiệm cờng độ kháng nén, kết quả
thí nghiệm xem bảng 7-5.

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 415 -


Kết quả thí nghiệm ảnh hởng lỗ rỗng đối với
cờng độ kháng nén bê tông ống thép
Bảng 7-5
Mã số

A (1)

A(3)

105 x 3 x 315

Kích thớc mẫu thử (cm)
Điều kiện lỗ rỗng

A(2)

A(4)

146 x 4.5 x 438

Mảnh gỗ Bìa catông Đúc vữa Bìa catông

Độ rỗng mặt cắt ngang

4.6

Cờmg độ kháng nén (MPa)

91.23

Tỷ lệ hạ thấp cờng độ (%)

30

4.6
114.91
12

A(5)
Đúc vữa

0

2.4

0

130.27

115.28

127.83

0

9.8

0

Từ trong bảng 7-5 ta có thể thấy, độ rỗng lớn thì cờng độ sẽ giảm rất nhiều.
Khi cũng bỏ bìa các tông, độ rỗng l 2.4% v 4.6%, tỷ lệ giảm cờng độ bê tông
tơng ứng l 9.8% v 12%. Nhng khi độ rỗng l 4.6%, tỷ lệ giảm cờng độ bê
tông của loại bỏ mảnh gỗ với loại bỏ bìa các tông l 30% v 12%, chênh nhau cực
lớn. Ti liệu tham khảo[12] cho rằng có khả năng vì bìa các tông tơng đối mềm, do
nguyên nhân bê tông nén ép nên độ rỗng bị thu nhỏ gây ra. Nhng vì số nhóm thí
nghiệm loại ny có hạn, nên số liệu định lợng phân tích không đủ, nhng nó đã
chứng minh kết luận về độ rỗng có ảnh hởng rất lớn đến cờng độ bê tông l đáng

tin cậy. Bởi vậy, tính chặt của bê tông trong ống phải đợc đảm bảo.
Để đảm bảo độ chặt của bê tông trong ống, có một cách lm để giảm thiểu
hệ số co ngót bê tông v độ rỗng l trộn thêm chất dãn nở. Hiện nay, thờng sử
dụng chất dãn nở UEA tức l chất dãn nở đợc chế bằng các chất hoá vô cơ nh
Sunfát nhôm, ôxits nhôm, Sunfát canxi, v.v. UEA đợc trộn vo trong bê tông
thờng nh chất phụ gia, sinh ra kết tinh dãn nở lm cho bê tông đợc dãn nở vừa
đủ ở thời kỳ đầu, tại thời kỳ giữa v sau ( 14 ~ 90 ngy ) vẫn duy trì thế dãn nở
yếu; thông thờng lợng trộn l 10% ~ 15%, nhằm bù đắp cho co ngót của bê
tông, v có thể sinh ra tự ứng suất nhất định. Đồng thời, kết tinh dãn nở không
ngừng lắp đầy các lỗ rỗng, cải thiện kết cấu lỗ rỗng, nâng cao độ kín chặt của bê
tông. Bê tông có trộn chất UEA trong quá trình sinh ra kết tinh dãn nở cần một
lợng nớc nhất định, cho nên trong những công trình bê tông có trộn chất dãn nở
UEA, sau khi đúc v tháo ván khuôn, không đợc để ánh nắng chiếu thẳng vo,
phải kịp thời dùng chiếu ớt phủ lên; thời gian bảo dỡng của bê tông sau khi hoá
cứng không đợc ít hơn 14 ngy, khi có điều kiện tốt nhất sử dụng bảo dỡng bằng
nớc ngâm. Đối với bê tông ống thép, do điều kiện giữ nớc của ống thép đối với
bê tông tơng đối tốt, cho nên thnh phần nớc cần thiết để sinh ra tinh thể dãn nở
đó có thể thoả mãn yêu cầu.
Để cải thiện tính năng bê tông, giảm biến dạng co ngót v xi măng nhiệt
hoá, giảm thiểu lợng dùng xi măng, bê tông dùng để nhồi ống thép có lúc còn

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 416 -


phải trộn thêm bụi than bột. Do hạt của bụi than bột rất nhỏ, có thể lấp đầy một
phần lỗ khí v các lỗ vi nhỏ, sẽ cải thiện cấp phối hạt của tổ hợp bê tông, tăng tính
kín chặt; tác dụng lăn tròn ở hạt hình cầu của bụi than bột có thể cải thiện tính

năng đúc của vật liệu hỗn hợp, từ đó giảm thiểu thêm một bớc nữa về lợng nớc
dùng; hoạt tính ô xít nhôm v ô xít Si trong bụi than bột cùng với xi măng sinh ra
phản ứng thuỷ hoá lần hai, sinh ra tính năng dính kết không ho tan, tăng cờng
tính kín chặt của bê tông hoá cứng đồng thời cải thiện khả năng chống ăn mòn,
chống xâm thực nớc của chúng.
Khi thiết kế tỷ lệ phối trộn bê tông C50 cấp bằng bơm trong ống thép giá cốt
cứng của cầu lớn Ung giang Ung Ninh Quảng Tây, ngời ta đã tiến hnh thí
nghiệm[12] [13] trộn chất giảm nớc hiệu quả cao, chất giãn nở UEA v bụi bột than.
Nguyên tắc thiết kế l phù hợp yêu cầu quy phạm, lợng dùng xi măng nhỏ nhất,
tỷ lệ nớc xi măng nhỏ nhất, nhng lại thoả mãn yêu cầu cung cấp bằng bơm. Qua
một loạt nghiên cứu thí nghiệm, tỷ lệ phối trộn đề nghị xem bảng 7-6.
Tỷ lệ cấp phối thi công bê tông dùng bơm ở cầu Ung Giang Ung Ninh
Bảng 7-6
Mã
số

B4

Tỷ lệ Lợng Tỷ lệ Tỷ lệ bụi Hệ số Lợng trộn Tỷ
Tỷ lệ Lợng
nớc xi nớc nớc xi bột than thay vợt bụi bột than lệ UFA thay trộn
thay xi bụi bột thực tế (%) cát xi măng ngoi
măng trộn (kg măng
3
thực tế măng (%) than
(%)
EDN
tính toán /m )
(%)
(%)

0.28

180

0.267

5

2

9.53

28

10

1.2

Bê tông C60 đợc bơm vo trong ống giá cốt cứng bê tông ống thép cầu lớn
Trờng Giang Vạn Huyện Tứ Xuyên đã đợc nghiên cứu thí nghiệm[14] trộn bột Si,
bụi than bột v chất giảm nớc FDN, yêu cầu độ sụt đạt 18 ~ 22 cm. Qua một
lợng lớn thí nghiệm xác định phạm vi tỷ lệ phối trộn của bê tông C60 dùng bơm,
xem bảng 7-7.
Tỷ lệ phối trộn thi công bê tông C60 bơm tải cầu Trờng Giang Vạn Huyện
Bảng 7-6
Xi
măng

Vạn
Hng

Bãi
đá

Bãi
cát

Tỷ
lệ
cát
(5)

Tỷ lệ
nớc
xi
măng

Lợng dùng vật liệu của mỗi
mét khối

Cờng độ
Mật Độ kháng
độ xi sụt nén bê
tông
măng
(MPa)
FTS
R7 R28

Xi Cát Đá Nớc

măng
dăm
Đádăm Cát vừa 41.3 0.344 460 766 1087 158 7.36 2479

21

64.5 73.6

phản Vân
xung Dơng
kích

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 417 -


II. Công nghệ đúc
Phải u tiên sử dụng phơng pháp cấp bê tông bằng bơm khi nhồi bê tông
vo ống cầu vòm bê tông ống thép, đối với cầu vòm bê tông ống thép có khẩu độ
nhỏ cũng có thể sử dụng phơng pháp đúc đầm.
Phơng pháp đúc bằng bơm l sử dụng bơm chuyển bê tông từ chỗ thấp bơm
nâng lên chỗ cao, khi trình tự gia tải l từ chân vòm lên đến dỉnh vòm đúc trong
một lần, thì bơm bê tông từ hai chân vòm lên đến đỉnh vòm. Khi chiều cao bơm
tơng đối cao, có thể sử dụng cách bơm phân cấp. Chiều cao bơm bê tông trong
ống giá cốt cứng bê tông ống thép cầu lớn Trờng Giang Vạn Huyện đạt tới 91m,
cự ly bơm ép 235m, đã sử dụng hai cấp bơm, xem hình 7-5.
Khi bơm bê tông trong ống theo cách phân đoạn gia tải, thì ở mỗi đoạn sẽ
bơm từ chỗ thấp lên chỗ cao. Bê tông bơm có thể cứ cách một đoạn lắp đặt một

đầm cạnh lên bề ngoi ống thép, có lúc cũng không cần lắp đặt. Đờng kính của
ống thép bê tông bơm tải nên lớn gấp hai lần đờng kính bơm.
Để lm trơn vách ống, giảm lực ma sát giữa bê tông với vách ống trong quá
trình bơm, phải dùng nớc có áp lực xói rửa vách trong ống thép trớc khi bơm bê
tông, khi cần sẽ dùng vữa bê tông bơm lại để thông qua. Theo bê tông nâng lên
trong ống, mật độ không khí trong ống sẽ không ngừng tăng lớn, để giảm thiểu áp
lực không khí, trên ống thép cứ cách một đoạn phải mở một lỗ thoát khí.

Sơ hoạ bố trí hớng ngang
Hình 7-5- Sơ hoạ bơm chuyển cấp II bê tông trong ống cầu Trờng Giang Vạn Huyện

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 418 -


Chữ trong hình:
1- Trạm trộn bê tông;
3- ống thoát khí (vữa);
4- Đờng ống dự phòng;
6- Bơm tải cấp II bê tông;
8- Cửa van thuỷ lực,
10- Miệng đúc ống thép;
12- Đờng ống tải bê tông;
14- ống thép mạ trên giá cốt cứng

2- Bơm tải cấp I bê tông;
3- Đờng ống tải bê tông;
5- Bình chứa bê tông có gắn thiết bị trộn;

7- Máy trộn bê tông dự phòng;
9- Bơm tải bê tông dự phòng;
11- Miệng đúc nén;
13- Lỗ thoát;

Khi bơm bê tông, phải tăng cờng việc điều ho tốc độ bơm của hai bên, cố
gắng bơm đối xứng, đặc biệt l khi gần đến đỉnh vòm, phải chú ý tránh để một bên
nâng lên nhanh quá vợt quá đỉnh vòm, gây ra chấn động hớng dọc của giá cốt
ống thép
Khi đúc bê tông bằng thủ công, bê tông phải đổ vo từ phía trên của đoạn
đúc, nhng chênh độ rơi của bê tông không nên lớn quá để tránh bê tông bị phân
tầng. Mở lỗ đổ bê tông trên ống thép, đờng kính lỗ ny thờng l 200 mm,
thông qua phiễu bê tông để đúc, đầm có thể sử dụng đầm dùi để đầm. Vì vậy, trên
ống thép còn phải mở lỗ đầm, nói chung lỗ đầm v lỗ đúc bê tông phải bố trí cách
nhau, đờng kính lỗ đầm tuỳ thuộc vo đầm dùi to hay nhỏ, thông thờng l 150
mm; Cự ly mở lỗ đúc bê tông không lớn hơn phạm vi lm việc hữu hiệu của đầm
dùi v cự ly nằm ngang từ 2 ~ 3m.
Bê tông có lúc hơi trn ra ngoi thông qua lỗ đầm dùi v lỗ đúc bê tông, bản
nắp đậy có thể hn chấm sau khi đổ trên vị trí cũ, chờ cờng độ bê tông khi đạt tới
50% của cờng độ thiết kế, sẽ tiến hnh hn bổ sung theo yêu cầu thiết kế. Bê tông
trong ống của đỉnh vòm bê tông ống thép rất rễ sinh ra hiện tợng không kín chặt;
đối với bê tông bơm, thờng hn một đoạn ống trn trên đỉnh vòm, nhằm lm cho
bê tông kín chặt.

Đề ti Nghiên cứu Khoa học : Xây dựng cầu vòm ống thép nhồi bê tông
- Ti liệu dịch -

- 419 -