Cầu dầm bê tông cốt thép thi công bằng phương pháp phân loại

214


7. cầu dầm Bê tông cốt thép thi
công bằng phơng pháp phân đoạn
7.1. Khái niệm
Từ những năm 50 của thập kỷ ny cầu BTCT UST ngy cng phát triển, kỹ thuật v công nghệ
ngy cng hon thiện nên sơ đồ kết cấu ngy cng phong phú, chiều di nhịp ngy cng lớn,
công trình ngy cng thanh thoát mỹ quan hơn. Cho đến nay ở những nớc phát triển đã xây
dựng những cầu có nhịp 200-300m, kỷ lục hiện nay l 301m (
Stolmasundet-
Norway hon
thnh năm 1998) xem Bảng 1-2, tơng lai sẽ xuất hiện những nhịp có chiều di 400-500m
Theo chiều di nhịp, cầu dầm BTCT nhịp lớn l những nhịp có chiều di lớn hơn 40-42m
cxxxiv

Các sơ đồ chính của kết cấu nhịp cầu BTCT nhịp lớn:
+

Sơ đồ tĩnh định: dầm giản đơn, khung T dầm treo
+

Sơ đồ siêu tĩnh: cầu dầm liên tục, cầu khung dầm liên tục, cầu khung cứng liên tục,
khung T có khớp, chiều cao tiết diện của các sơ đồ trên có thể thay đổi hoặc không
thay đổi.
Các phơng pháp thi công chính:
+

Thi công trên gin giáo cố định: Đây l công nghệ cổ điển nhất đợc sử dụng từ
những ngy đầu tiên xây dựng cầu BTCT, hiện nay ở các nớc phát triển trong những

điều kiện thích hợp nhiều công trình vẫn đợc xây dựng trên gin giáo cố định bởi vì
việc xây dựng đảm bảo chất lợng tốt, thi công an ton, kết cấu nhịp chịu lực theo
một sơ đồ duy nhất, nên sử dụng vật liệu hợp lý. Đặc biệt trong những năm gần đây
nhiều loại gin giáo vạn năng với kết cấu đa dạng, dễ tháo lắp, trọng lợng nhẹ đã
đợc đa vo sử dụng tạo điều kiện cho việc thi công những công trình không bị ảnh
hởng của thông thơng dới cầu v kết cấu trụ không quá cao, điều kiện địa chất
tốt. Trong nhiều trờng hợp do cấu tạo của kết cấu nhịp v điều kiện thực tế tiến
hnh thi công phân đoạn trên gin giáo cố định, nội lực trong trờng hợp ny phụ
thuộc vo trình tự thi công (Hình 7-1).
+

Thi công trên gin giáo di động (moveable scaffolding system - MSS): Để khai thác
những u điểm của việc thi công trên gin giáo v khắc phục việc xây dựng các trụ
tạm rất tốn kém, ngời ta sử dụng các gin giáo di động gồm một hệ dầm thép có
chân kê trên các trụ chính v các phần dầm đã đợc xây dựng trớc đó. Trên các
gin giáo ny có hệ thống các quang treo để treo ván khuôn đổ bê tông một đoạn di
có khi cả nhịp hoặc lớn hơn một nhịp. Với công nghệ ny có thể thi công bất kỳ sơ
đồ kết cấu no với tiết diện l hình hộp hoặc dầm có sờn. Sau khi đoạn dầm vừa đúc
đạt cờng độ ngời ta cho gin giáo di chuyển ra phía trớc để thi cồng những đoạn
tiếp theo. Nếu cầu cong thì trên gin giáo bố trí những khớp quay để tạo độ cong.
Công nghệ ny có đầy đủ các u điểm của công nghệ thi công trên gin giáo cố định
nhng không phải lm các vì chống nên có thể sử dụng cho các cầu rất cao v cầu
qua sông thông thuyền. Nhợc điểm của công nghệ l thiết bị có tính chuyên dùng
nên chỉ thích hợp cho nhiều cầu cùng sử dụng mới phát huy hết khả năng của gin
giáo, thi công trên cao, mặt bằng hạn chế do đó đòi hỏi đội ngũ kỹ s v công nhân
lnh nghề. Phải đặc biệt quan tâm đến an ton khi thi công. Phơng pháp ny có thể

215

phân lm 2 dạng: đ giáo nằm phía trên kết cấu nhịp (Overhead MMS) , đ giáo nằm
phía dới kết cấu nhịp (underslung-MSS)
Hình 7-2
, Hình 7-3.
+

Thi công bằng phơng pháp hẫng (PP hẫng cân bằng): Nguyên lý của phơng pháp
thi công hẫng l kết cấu nhịp đợc đúc hay đợc lắp từ một trụ đối xứng ra hai bên,
đến giữa nhịp các kết cấu ny đợc nối lại với nhau bằng cách đổ bê tông tại chỗ
(dầm liên tục hay khung), hoặc lắp vo một đoạn dầm treo (khung dầm tĩnh định),
hoặc lắp vo một khớp nối (cầu khung dầm có khớp). Kết cấu nhịp đợc phân ra từng
đốt, có thể l đúc tại chỗ trên ván khuôn di động hặc lắp bằng những đốt đúc sẵn.
Khi thi công kết cấu nhịp chịu lực theo sơ đồ mút thừa nên trên tiết diện chỉ có mô
men âm các cốt thép đợc bố trí ở phía trên v đúc hay lắp đến đâu căng cốt thép
đến đó. Ưu điểm của phơng pháp ny l dùng ít gin giáo, kết cấu nhịp có nhiều sơ
đồ với tiết diện có chiều cao thay đổi phù hợp với sơ đồ chịu lực khi thi công cũng
nh khi khai thác do đó có thể sử dụng vật liệu một cách hợp lý nên có thể xây dựng
những nhịp rất di
48000
500
47500
2130
2750
55000
2130
2750
2750
32500 14000 2000 25000 14000 200014000
1000
54000

48000
500
47500
55000
325001400020002500014000 14000
1000
54000
2750
2750
2750
2130
2130
2130
2130
2130
2130
P22 P23 P24 P25 A2
45050 50
450
206000
P22 P23
P24
P25 A2
P22 P23
P24
P25 A2
P22
P24
P25 A2
P22 P25 A2

P22 P23
P24
P25 A2
Bớc 1: Thi công nhịp biên v căng cáp ứng suất trớc trong sờn
Bớc 2: Thi công cánh T v căng cáp ứng suất trớc trong sờn
Bớc 3: Thi công phần nhịp giữa v căng cáp ứng suất trớc trong bản
Bớc 4: Thi công cáp ứng suất trớc căng ngoi
Bớc 5: Hon thnh
Trụ khung

Hình 7-1. Nhịp cầu cong 48+2x55+48 (cầu Tr Khúc) thi công phân đoạn trên gin giáo cố định

216


+

Thi công bằng phơng pháp đẩy: Nguyên lý của công nghệ ny l kết cấu nhịp đợc
đúc hoặc lắp từng đoạn (thờng l một nhịp) liên tiếp ở nền đờng đầu cầu, sau đó
dùng kích đẩy dầm trợt trên các bn trợt để đa dầm ra vị trí. Công việc đúc (lắp)
v đẩy đợc tiến hnh từng đợt liên tiếp nhau để đẩ cả những kết cấu nhịp có chiều
di rất lớn. Ưu điểm của phơng pháp ny l công việc thi công đợc tiến hnh ở
trên nền đờng đầu cầu nên chất lợng đảm bảo v tơng đối an ton, việc tổ chức v
quản lý dễ dng vì quá trình đúc (lắp) v đẩy đợc lặp đi lặp lại theo những chu trình
không thay đổi. Nhợc điểm l kết cấu nhịp phải có chiều cao không thay đổi, nên
việc sử dụng vật liệu không hợp lý do đó chiều di nhịp không lớn (thông thờng chỉ
dùng trong phạm vi 40-80m v hiệu quả hơn cả l khi nhịp khoảng 40-60m). Trong
quá trình thi công mô men thờng xuyên đổi dấu, nội lực khi thi công rất khác so với
khai thác do đó thờng phải bố trí cốt thép UST tạm thời
ặ

tốn kém, việc thi công
phải đảm bảo chính xác, các thiết bị phải hoạt động nhịp nhng đòi hỏi kỹ s v
công nhân phải lnh nghề.
+

Thi công bằng chở nổi: Kết cấu nhịp đợc đúc trên bờ thnh từng đoạn di sau đó
đa lên hệ chở nổi bằng cách đẩy ngang hoặc dọc, dùng hệ thống trở nổi đa ra vị trí
v hạ xuống mố trụ sau đó đổ bê tông hoặc dùng mối nối khô nối kết cấu lại rồi rút
hệ thống chở nổi ra khỏi vị trí cầu. Phơng pháp ny phải dùng nhiều hệ thống phụ
trên bờ v hệ thống chở nổi, khi thi công chịu ảnh hởng của nớc lên xuống, chịu
ảnh hởng của nớc chảy, sóng nên việc nối các đốt trở lên phức tạp v khó khăn.
Kết cấu bê tông nặng nên hệ thống phao đồ sộ (ở Liên xô cũ cầu qua sông Nêva các
đoạn kết cấu nhịp nặng 4800T phải dùng hai trụ nổi mỗi trụ gồm 90 phao KC).
Phơng pháp ny thi công rất phức tạp v phải hết sức thận trọng để đảm bảo an ton
đồng thời lại cản trở dòng sông ảnh hởng thông thơng đờng thuỷ. Vì có nhiều
nhợc điểm nh vậy nên rấy ít đợc sử dụng
Đối với các kết cấu siêu tĩnh, nội lực tại các tiết diện đợc hình thnh v liên quan chặt chẽ với
quá trình thi công, do đó việc tính toán kết cấu cầu nhịp phải xem xét đến công nghệ thi công
chúng.

217


7.2. Thi công trên gin giáo di động (moveable scaffolding
system - MSS)
Sử dụng đ giáo di động có thể thi công kết cấu phần trên theo phơng pháp đổ tại chỗ hoặc
lắp ghép, dới đây trình bầy các bớc thi công theo phơng pháp đổ tại chỗ.
7.2.1. Đ giáo nằm phía dới cầu (Underslung MSS)
Trình tự thi công
1.

Sau khi đổ bê tông, bảo dỡng v căng
cáp, dn chính của đ giáo đợc hạ
xuống bởi kích ở phía sau, giá treo v trụ
phía trớc.
2.

Những mối nối ở giữa của hệ thống dầm
ngang đợc tháo ra, dn chính đợc di
chuyển ngang đến vị trí nơi m dầm
ngang có thể di chuyển qua trụ.
3.

Đ giáo sẵn sng di chuyển. Tiến hnh di
chuyển đ giáo đến vị trí mới. Hai dn
chính đợc di chuyển độc lập đến vị trí
nhịp tiếp theo
4.

Khi tiến hnh lao đ giáo, giá treo đợc
di chuyển đến vị trí tiếp theo của nó.
5.

Di chuyển ngang hai dn chính, nối hệ
thống dầm ngang tại vị trí giữa nhịp
6.

Dn chính đợc nâng lên đến vị trí đổ bê
tông bằng kích.
7.

Điều chỉnh ván khuôn v gối đỡ dầm
chính.
8.

Đối với dầm hộp: Sau khi thi công xong
cốt thép thờng v thép ứng suất trớc
của bản bên dới v sờn, ván khuôn
phía xong sẽ đợc di chuyển đến vị trí
tiếp theo của nó.
9.

Khi thi công xong cốt thép v thép ứng
suất trớc, gin giáo sẵn sng đổ bê tông nhịp tiếp theo của kết cấu
10.

Trong khi đổ bê tông, tháo mở rộng trụ phía sau v lắp đặt lên trụ phía trớc.

Hình 7-2. MCN của đ giáo di động phía dới
(Underslung-MSS)

218


7.2.2. Đ giáo nằm phía trên cầu (Overhead MSS)

1.

Sau khi đổ bê tông, bảo dỡng v căng
cáp, giá lao đợc hạ xuống gối trợt ở vị

trí trụ
2.

Ván khuôn dới của tiết diện hộp hoặc
ván khuôn trong của tiết diện T v phần
ván khuôn bên ngoi đợc hạ xuống
bằng tời hoặc kích thuỷ lực (Hình 7-4.b)
3.

Hệ gin giáo đợc lao đến vị trí mới
(nhịp tiếp theo)
4.

Các tấm ván khuôn sẽ đợc liên kết lại
(bằng tời hoặc kích)
5.

Hệ gin giáo sẽ đợc nâng lên bằng kích
6.

Ván khuôn sẽ đợc điều chỉnh (nếu yêu
cầu) bằng việc điều chỉnh các thanh treo)
7.

Đối với dầm hộp sau khi đặt cốt thép
thờng v cờng độ cao của bản biên
dới v sờn, ván khuôn trong sẽ đợc di
chuyển tới vị trí tiếp theo của nó
8.

Khi kết thúc việc đặt cốt thép v các bó
cáp tiến hnh đổ bê tông.
9.

Trong khi đổ bê tông, gối phía sau đợc
chuyển lên để lắp đặt tại trụ phía trớc
(trụ tiếp theo thứ 3)

Hình 7-3. Sơ đồ thi công kết cấu nhịp theo phơng pháp đ giáo di động phía dới cầu

Hình 7-4. MCN của đ giáo di động phía trên
(Overhead MSS)

219


7.2.3. Bố trí cáp ứng suất trớc
Thông thờng trong hợp thi công đổ tại chỗ theo phơng pháp phân đoạn, các dầm đợc đổ
trên một đoạn có chiều di bằng (1,2
ữ
1,3) chiều di nhịp. Sau khi bê tông đạt cờng độ các
cốt thép ứng suất trớc đợc căng tại mặt nối, để phần kết cấu nhịp vừa đổ bê tông xong có thể
tự chịu trọng lợng bản thân v các tải trọng thi công. Sử dụng bộ nối cáp để nối liên tục thép
ứng suất trớc của phần đổ trớc v sau. Tải trọng do trọng lợng bản thân dầm tác dụng trong
các giai đoạn thi công đợc thể hiện trên Hình 7-6. Khi đổ bê tông đoạn sau cần liên kết chặt
gin giáo vo đầu hẫng của phần kết cấu nhịp thi công trớc, nh vậy gin giáo sẽ kê lên ba
gối, hai gối tại phần mở rộng của trụ v một gối đn hồi tại điểm liên kết với đầu hẫng của
phần đổ trớc. Giá trị tải trọng P l tải trọng của phần bê tông tơi tác dụng lên gối đn hồi.
a=(0,2-0,3)l
Khe nối

Neo v bộ nối cáp
l
Đoạn 1 Đoạn 2


Hình 7-5. Sơ đồ bố trí thép ứng suất trớc
của dầm thi công theo phơng pháp phân đoạn đổ tại chỗ
a=(0,2-0,3)l
g
bt
P
P
g
bt
P
g
bt
P
P
bt
g
P
P
b
g
bt
l
P
Hạ gin giáo đoạn 1
Đổ bê tông đoạn 2

Hạ gin giáo đoạn 2
Đổ bê tông đoạn 3
Hạ gin giáo đoạn 3
Đổ bê tông đoạn 4
Đổ bê tông đoạn 5
Hạ gin giáo đoạn 4
Hạ gin giáo đoạn 5
b
đoạn 1 đoạn 2 đoạn 3
đoạn 4 đoạn 5

Hình 7-6. Sơ đồ thi công theo phơng pháp phân đoạn đổ tại chỗ v tác
dụng của tải trọng bản thân kết cấu nhịp

220


7.3. Cầu dầm BTCTUST thi công bằng phơng pháp hẫng cân bằng
Thi công phân đoạn hẫng cân bằng đối với cầu dầm hộp BTCT đã đợc công nhận từ lâu l
một trong những phơng pháp có hiệu quả nhất cho việc xây dựng cầu không cần gin giáo.
Phơng pháp ny có nhiều u điểm lớn hơn so với các dạng thi công khác trong thnh phố nơi
m những kết cấu chống tạm sẽ ảnh hởng đến giao thông dới cầu, đối với công trình vợt
sông gin giáo không chỉ tốn kém m còn l vật chớng ngại.
Kết cấu nhịp thi công theo phơng pháp phân đoạn đầu tiên có thể l cầu đổ tại chỗ tai Đức do
Finsterwalder v những ngời khác, hoặc đúc sẵn bởi Eugène Freysinet v Jean Muller. Sự
phát triển của việc thi công theo phơng pháp phân đoạn hiện đại gắn liền với sự phát triển của
phơng pháp hẫng cân bằng.
Việc áp dụng phơng pháp no (đúc hẫng, lắp hẫng) l phụ thuộc đặc trng riêng biệt của các
công trình.
7.3.1. Nguyên lý

Bắt đầu xây dựng từ trụ cố định v tiến hnh đúc (lắp) từng đốt đối xứng qua trụ theo sơ đồ
mút thừa, thi công xong đốt no căng cốt thép đến đốt đó (gọi l cáp âm), v kết thúc đúc (lắp)
hẫng bằng đốt hợp long nối cánh hẫng v phần đúc trên đ giáo cố định (đối với nhịp biên),
hoặc hai đầu cánh hẫng từ giữa hai trụ liền kề (đối với nhịp giữa). Khi bê tông đốt hợp long đạt
cờng độ tiến hnh ngay việc căng cáp phía biên dới kết cấu nhịp đó (cáp dơng). Trong
nhiều trờng hợp sau khi thi công hon chỉnh kết cấu nhịp, căng cáp vừa chịu mô men âm v
mô men dơng (cáp nhịp).
Đối với cầu đúc tại chỗ trên gin giáo di động thì tính ton khối của kết cấu tốt, liên kết giữa
các đốt đảm bảo bê tông liền khối v cốt thép thờng đợc nối với nhau do đó chịu cắt tốt,
nhng việc thi công trên cao trong phạm vi chật hẹp sẽ khó khăn nên dễ ảnh hởng đến chất
lợng. Việc căng cốt thép đợc tiến hnh sớm khi bê tông còn non nên dễ gây ra sự cố v ảnh
hởng của từ biến v co ngót của bê tông khá lớn.
Đối với cầu lắp ghép thì khắc phụ đợc những nhợc điểm trên, nhng nhợc điểm của nó l
mối nối lắp ghép giữa các đốt không bảo đảm tính liền khối v dễ có những sai số khi lắp ráp.
Đối với cầu liên tục, để đảm bảo sự ổn định của cánh hẫng trong quá trình thi công do những
nguyên nhân mất cân bằng (rơi xe đúc, gió...) cần liên kết kết cấu nhịp tạm thời vo trụ.
Công nghệ đúc (lắp) hẫng cân bằng có thể áp dụng cho kết cấu nhịp liên tục hoặc khung
(khung dầm liên tục, khung T dầm treo)
7.3.2. trình tự thi công
Đối với kết cấu thi công bằng công nghệ hẫng, có thể chia kết cấu nhịp thnh 4 phần cơ bản:
Phần trên trụ (khối K0) kết hợp với các biện pháp tăng cờng khác - phần A, phần trên gin
giáo cố định - phần C, phần trên gin giáo di động (sử dụng xe đúc hoặc xe lắp hẫng) phần
B, v phần hợp long phần D. Hình 7-7 thể hiện các phần khác nhau trong kết cấu nhịp.
H3
C
D
B A B
D
B A
C

D
B
A - Phần đúc trên đỉnh trụ (khối Ko)
B - Phần đúc hẫng bằng xe đúc (khối Ki)
C - Phần đúc trên gin giáo cố định
D - Khối hợp long

Hình 7-7. Sơ đồ chia các phần thi công khác nhau của kết cấu nhịp đúc hẫng cân bằng

221


Bớc 1: thi công khối K0.
Sau khi xây dựng xong trụ tiến hnh lắp đặt đ giáo mở rộng trụ nh: đ giáo hẫng, đ giáo cố
định, đ giáo ny kết hợp với trụ phải có chiều di đủ để thi công đốt trên trụ (K0), chiều di
cần thiết của đốt K0 nằm trong khoảng 10
ữ
15(m) mục đích để đủ chiều di bố trí đợc hai xe
đúc (lắp). Khi bê tông khối K0 đạt cờng độ, tiến hnh căng các bó cáp của khối K0 đến lực
căng thiết kế v đóng neo. Từ thời điểm ny kết cấu nhịp (phần đốt K0) có thể tự chịu trọng
lợng bản thân của nó.
Để đảm bảo ổn định trong quá trình thi công những đốt tiếp theo. Nếu dầm v trụ liên kết
cứng tại vị trị đốt K0 (kết cấu khung dầm liên tục) thì bản thân liên kết ngm tại đó có thể
đảm bảo ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công. Nếu l cầu dầm do kết cấu nhịp chỉ kê
lên gối nên khi xây dựng phải giải quyết vấn đề ổn định để đảm bảo suốt quá trình thi công
kết cấu nhịp không bị lật đổ. Vấn đề ny có thể giải quyết bằng các phơng án nh sau:
+

Lm thêm một hoặc hai trụ tạm bên cạnh trụ chính để đặt thêm gối tạm (Hình 7-9)
+

Liên kết tạm đốt K0 với trụ bằng các thanh cờng độ cao (Hình 7-8)
+

.


Mặt chính
Mặt cắt B-B

Hình 7-8. Neo tạm kết cấu nhịp vo đỉnh trụ bằng các thanh cờng độ cao


Hình 7-9. Tăng cờng bằng hai trụ tạm

222


Bớc 2: thi công hẫng các đốt tiếp theo
Các đốt tiếp theo đợc thi công đối xứng qua trụ từ đốt K1 cho đến đốt cuối cùng của mút
thừa, theo một chu trình lặp đi lặp lại: lắp đặt (hoặc di chuyển) v điều chỉnh xe đúc, lắp đặt
cốt thép thờng v ống gen của cáp ứng suất trớc, đổ v bảo dỡng bê tông, luồn v căng kéo
cáp ứng suất trớc, thời gian trung bình để thi công một đốt l 7 ngy. Chiều di của khối đúc
hẫng theo Gerard Sauvageot (Bridge Engineering Hanbook) có thể 3-6m (tại Việt Nam chúng
ta đã thi công những đốt có chiều di 2,5m), chiều di của khối đúc phụ thuộc vo năng lực
của xe đúc, chiều di ngắn khi gần trụ cầu, chiều di lớn hơn khi gần khoảng giữa nhịp. Thi
công xong một cặp đốt no căng cốt thép UST từ mút ny sang mút kia. Khi thi công phải theo
dõi chặt chẽ độ võng, số lợng thép cần bảo đảm tại mỗi đốt ít nhất mỗi sờn có một bó đợc
căng v neo ở cuối đốt. Sau khi căng xong phải bơm vữa ngay.
Bớc 3: Xây dựng nhịp biên trên đ giáo cố định

Thông thờng đoạn ny không di lắm v gần mố nên khoảng trống dới cầu không cao do đó
có thể tận dụng gin giáo để đúc (lắp) tại chỗ. Bê tông đoạn ny sau khi đạt cờng độ sẽ đợc
nối với cánh hẫng của nhịp biên bằng đốt hợp long, khi bê tông đốt hợp long đạt cờng độ,
căng cốt thép chịu mô men dơng (sau khi căng xong phải bơm bê tông lấp đầy các lỗ rỗng),
tháo bỏ gin giáo, kê dầm vo gối chính thức v tháo bỏ các liên kết tạm (nếu có), kết cấu trở
thnh dầm một nhịp có mút thừa nếu nhịp hợp long đầu tiên l nhịp biên (Hình 7-10.a).
Khi tại đó do chiều cao dới cầu lớn, việc xây dựng gin giáo kê trực tiếp trên đất nền gặp
nhiều khó khăn v không kinh tế, nên sử dụng phơng án đ giáo treo, một đầu của đ giáo
đợc treo vo đầu của cánh hẫng đầu kia đợc kê lên phần mở rộng của mố hoặc trụ. Trong
trờng hợp ny có thể không cần đốt hợp long (Hình 7-10. b).
Nếu l cầu khung dầm tĩnh định thì đoạn ny đợc thay bằng dầm treo nhịp giản đơn BTCT
hoặc BTCTUST .
Bớc 4: Nối các cánh hẫng ở các nhịp giữa (hợp long nhịp giữa)
Lần lợt đúc các đốt nối giữa các cánh hẫng ở giữa nhịp (đốt hợp long) theo trình tự đã đợc
thiết kế, các đốt ny di khoảng 1,5-3m đợc đúc trên ván khuôn (xem thêm phần thi công
khối hợp long). Sau khi các đốt ny đạt cờng độ tiến hnh căng cốt thép ứng suất trớc qua
đốt hợp long, chịu mô men dơng ở phía đáy dầm hoặc mô men âm ở phía trên dầm. Sau khi
thực hiện xong tiến hnh tháo bỏ ván khuôn treo, v có thể phải kích dầm để dỡ bỏ gối tạm v
kê dầm vo gối chính thức.
Bớc5: Hon thiện công trình
Thi công lớp phủ mặt cầu, lan can, bộ hnh, khe co dãn.....
Đ giáo cố định
kê lên đất
Đ giáo treo
Dây treo
Gối đỡ
BT đúc trên
đ giáo treo
a)
b)

Hình 7-10. Thi công nhịp biên trên đ giáo cố định (a. Đ giáo kê lên đất; b. Đ giáo treo)

223


7.3.3. Các kích thớc cơ bản
7.3.3.1. Tỷ lệ nhịp v tỷ số h/l
Với kết cấu nhịp liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng thờng có hai dạng v tỷ
lệ giữa các nhịp, tỷ số h/l trong các trờng hợp đó theo quan điểm của Jacques Mathivat v
Geratd Sauvageot (xem phần 1.6.3).
Theo quan điểm của Nhật Bản tỷ số giữa chiều cao dầm v chiều di nhịp đợc thể hiện trong
Bảng 7-1
Tỷ lệ chiều cao v chiều di nhịp của hiêp hội FCC (Nhật Bản)
Bảng 7-1
Chiều cao dầm tại
Điều kiện áp dụng
Tiết diện trên trụ Tiết diện giữa nhịp
Cầu đờng bộ (khớp)
(1/16
ữ
1/18)L (1/34
ữ
1/67)L
Cầu đờng bộ (khung liên tục)
(1/13
ữ
1/16)L (1/25
ữ
1/39)L

Cầu đờng bộ (dầm liên tục) (1/17)L
(1/29
ữ
1/37)L
Cầu đờng săt
(1/13
ữ
1/15)L (1/17
ữ
1/26)L
Trong đó: L chiều di nhịp giữa lớn nhất
7.3.3.2. Đờng biên dới của dầm:
Theo phơng dọc, chiều cao dầm đợc chia lm 2
loại: chiều cao không đổi v chiều cao thay đổi.
Dạng chiều cao thay đổi đợc áp dụng nhiều do sử
dụng hợp lý vật liệu, giảm đợc trọng lợng bản
thân của kết cấu nhịp v hình dáng kiến trúc đẹp...
Biên dới của dầm có thể l đờng cong, đờng
thẳng hoặc kết hợp cả đờng thẳng v đờng cong,
đây l dạng hay sử dụng nhất.
Đờng cong biên dới dầm có mũ n=1,4
ớ
2 (thậm
chí mũ 3). Chiều cao dầm tại vị trí cách tiết diện có
chiều cao h
1
một đoạn X l:
()
n
1p1

L
X
hhhh






+=

(7-1)
Trong đó:
h
p
- chiều cao dầm tại đỉnh trụ
h
1
Chiều cao dầm tại mố (h
m
), tại giữa nhịp (h
n
)
L Chiều di phần cánh hẫng cong
7.3.3.3. Mặt cắt ngang:
Mặt cắt ngang hình hộp l thích hợp nhất cho kết cấu thi công bằng phơng pháp hẫng bởi vì:
+

Do công nghệ thi công, nên mô men uốn âm xuất hiện hầu nh trên suốt chiều di
nhịp v rất lớn tại gối, vì vậy biên dới chịu lực nén lớn

ặ
tiết diện hộp (tiết diện
kín) có bản biên dới nên lm việc tốt hơn các dạng tiết diện không có bản biên
dới (tiết diện hở).
+

So sánh dạng tiết diện kín v hở có cùng chiều cao, thì cánh tay đòn nội ngẫu lực
của tiết diện hộp lớn hơn.
Đờng thẳng thay đổi
Đờng cong
Đ. thẳng trên trụ
Đờng cong
Đ. thẳng trên trụ
Đờng cong Đờng cong
Đờng thẳng Đờng thẳng
h
h
h
m
p
n
h
h
h
n
p
m

Hình 7-11. Dạng biên dới của dầm

224


+
ổ
n định tĩnh v động của cầu với tiết diện hộp khi thi công theo phơng pháp hẫng
cân bằng đợc bảo đảm tốt hơn do độ cứng chống xoắn của tiết diện hộp lớn hơn
tiết diện hở.
Số lợng sờn trong mặt cắt ngang cầu phụ thuộc vo chiều rộng cầu, hoạt tải. Nên chọn mặt
cắt ngang có số lợng sờn ít nhất (2 sờn), nhng khi chiều rộng cầu lớn, khoảng cách giữa
hai sờn lớn hơn (5-7)m chiều dy của bản mặt cầu sẽ lớn dẫn đến không kinh tế do vậy
trong trờng hợp ny phải tăng số lợng sờn dầm. Hình 7-12 thể hiện phạm vi áp dụng của
một số mặt cắt ngang ứng với chiều rộng cầu khác nhau:
Sờn dầm có thể l sờn đứng hoặc sờn nghiêng, sờn đứng có cấu tạo v thi công đơn giản
hơn. Sờn nghiêng thoát gió tốt hơn, tính thẩm mỹ cao v giảm đợc chiều rộng của trụ,
nhng cấu tạo v thi công phức tạp hơn sờn đứng. Độ xiên của sờn nằm trong khoảng






ữ
6
1
4
1
, lấy giá trị no tuỳ thuộc vo chiều rộng của cầu sao cho tại vị trí trụ chiều rộng của
cầu không quá hẹp.
Trong trờng hợp chiều rộng cầu lớn, nhng vẫn muốn áp dụng tiết diện ngang có 2 sờn, có

thể áp dụng một số biện pháp tăng cờng khả năng lm việc của bản mặt cầu bằng cách sử
dụng các dầm ngang (Hình 7-13. a) v dùng hệ thanh chống đỡ cánh công xon (Hình
7-13.b).
Lựa chọn các kích thớc của mặt cắt ngang
Bản biên trên
Khoảng cách tim hai sờn hộp (L
2
):
B
2
1
91
1






ữ
,

Chiều di cánh hẫng (L
1
): (0,45
ớ
0,5) L
2

B

14 m
14

B

18 (m) 18

B

25 (m)

Hình 7-12. Phạm vi áp dụng của tiết diện hộp
a) b)

Hình 7-13. Tăng cờng khả năng chịu lực của bản mặt cầu

Hình 7-14. Các kích thớc mặt cắt ngang dầm hộp

225


Chiều dy bản tại giữa nhịp (t
1
) đợc chọn trên cơ sở: Đảm bảo chịu đợc hoạt tải xe đặt trực
tiếp, có độ dy để đủ bố trí thép v ngoi ra cần xem xét khi bản trên l cánh chịu nén do mô
men dơng, v chịu kéo do mô men âm. Giá trị đó đợc xác định theo công thức sau :

ữ=
mm200
35
1
25
1
L
t
2
1

(7-2)
Những hộp có bề rộng nhỏ , t
1
đợc lấy gần với chỉ số lớn 1/25; Đối với hộp rộng, có ứng lực
ngang bản mặt cầu, t
1
lấy lấy gần với chỉ số nhỏ 1/35. Có thể tham khảo thêm một số công
thức của Jacques Mathivat :
)(100
36

1
mm
L
t +=
, công thức ny cho giá trị quá cao khi nhịp lớn
hơn 4,5m.
Chiều dy bản tại mép ngoi cánh hẫng (t
3
): t
3


200 mm. Thông thờng lấy bằng 200mm. Khi
sử dụng dự ứng lực ngang trong bản mặt cầu t
3
có thể tăng lên để đảm bảo có thể bố trí đợc
đầu neo.
Chiều dy bản tại điểm giao với sờn hộp (t
2
) =(2
ớ
3)t
3
, đợc chọn căn cứ vo chiều dy cánh
hẫng (L
1
) v đặc biệt l đủ chiều dy để đặt các bó cáp dự ứng lực v đầu neo. Vát góc tại đó
cho phép điều tiết việc phân bố ứng suất của cáp theo phơng dọc tốt hơn, nhng nhợc điểm
của nó l thi công phức tạp hơn do đó một số cầu chỉ lm vát góc trong (Hình 7-15.a) hoặc
không lm vát góc (Hình 7-15.b).

Chiều di vút (L
v
) đợc xác định theo công thức:
)1(
3
2
2
1
t
t
L
L
v
=

(7-3)
Theo công thức ny, chiều di vút khá lớn, xét về mặt chịu lực của bản lựa chọn ny rất hợp lý
vì nó bao ngoi đờng áp lực do tải trọng xe khi đặt trong khoảng giữa nhịp bản với chiều di
L/3. Tuy nhiên, do L
v
di, cấu tạo ván khuôn sẽ phức tạp hơn. Chiều di phổ biến đợc dùng
trong thực tế: L
v
= (0,2
ớ
0,3)L
2
.
Bản biên dới
Chiều dy bản biên dới đợc chọn phụ thuộc vo trọng lợng bản thân, lực nén do mô men

uốn theo phơng dọc cầu, tải trọng tác dụng cục bộChiều dy bản biên dới tại khu vực giữa
nhịp khi không bố trí cốt thép cờng độ cao thờng lấy bằng 160mm, trờng hợp đặc biệt có
thể giảm đến 120mm (cầu Coblenz), tại vị trí trụ do mô men uốn tại đó lớn nên bản biên dới
phải lấy lớn hơn tại giữa nhịp v có thể lên đến 2m, thờng nằm trong khoảng
nh
L
200
1
75
1






ữ
, L
nh
l chiều di nhịp chính. Tại Việt Nam Cầu Phù Đổng với chiều di nhịp
chính l 100m chiều dy bản đáy tại trụ 1m tại khoảng giữa nhịp l 0,25m. Trong phạm vi
giữa chiều dy lớn nhất v nhỏ nhất, chiều dy của bản biên dới thay đổi theo phơng trình:

Hình 7-15. Một số mặt cắt ngang của cầu dầm hộp đợc áp dụng tại Việt Nam

226


x
h

x
L
L
hh
hh
21
1

=

(7-4)
Trong đó:
h
1
- Chiều dy tại giữa nhịp.

h
2
- Chiều dy bản tại trụ.

L
h
- Chiều di cánh hẫng,
L
x
- khoảng cách từ điểm có chiều dy lớn nhất đến điểm xác định chiều dy của biên dới.
Thông thờng chiều di đoạn thay đổi chiều cao bản biên dới nằm trong khoảng (0,4
ữ
0,6)L
h

tính từ điểm có chiều dy lớn nhất
Sờn dầm
Sờn dầm chủ yếu chịu lực cắt do hoạt tải v tĩnh tải, một phần của mô men uốn v mô men
xoắn do tải trọng đặt lệch tâm. Do vậy chiều dy của sờn dầm phải đảm bảo: đủ khả năng
chịu lực, đủ không gian bố trí cốt thép thờng, cốt thép ứng suất trớc, neo, v đổ bê tông
đợc thuận lợi.
Chiều dy sờn tại khu vực gối (500
ữ
600)mm, tại khu vực giữa nhịp (250
ữ
400)mm

Hình 7-16. Thay đổi chiều dy bản biên dới