Bài giảng Thi công cầu - Phần 5: Đặc điểm thi công cầu dây văng, dây võng

ên đơn giản. Với điều kiện nước ta hiện nay các phương tiện thiết bị hỗ trợ thi cơng cầu dây văng như đã nêu trên cĩ thể nĩi là tương đối hồn thiện nhưng kinh nghiệm thi cơng cầu dây văng lại ít đĩ là vấn đề cần phải học tập, nghiên cứu và bổ sung của đội ngũ cán bộ kỹ thuật thi cơng trong thời đại hiện nay. Các bước cơng nghệ thi cơng cầu treo dây võng bao gồm : - Xây dựng hệ thống mĩng - Xây dựng mố - Xây dựng hệ thống cầu dẫn (nếu cĩ) -Xây dựng trụ tháp - So và bện cáp - Lắp ráp hệ cáp chủ - Thi cơng hệ dầm cứng - Điều chỉnh nội lực -Hồn thiện mặt xe chạy Các bước cơng nghệ thi cơng cầu treo dây văng bao gồm : - Xây dựng hệ thống mĩng - Xây dựng mố - Xây dựng hệ thống cầu dẫn (nếu cĩ) - Xây dựng trụ tháp - Thi cơng hệ dầm cứng và căng cáp đồng thời từng đốt - Điều chỉnh nội lực - Hồn thiện mặt xe chạy Các bước chủ yếu vẫn tập trung vào ba hạng mục khối lượng lớn và khĩ khăn nhất đĩ là thi cơng cột tháp, thi cơng dầm chủ và lắp đặt, căng điều chỉnh dây cáp. 1.1. LẮP CỘT THÁP BẰNG THÉP VÀ BTCT Phương pháp lắp dựng cột tháp khi chiều cao cột tháp <150m đơn giản nhất là dùng cần cẩu tháp để lắp dựng cả tháp (thép) hoặc cẩu từng khối lên để lắp ghép. Trong trường hợp cột tháp cao hơn và lại khơng cĩ cẩu tháp thì tiến hành lắp một cần cẩu trượt. Cần cẩu trượt là một cần cẩu chân cứng liên kết với một sàn di động được trong phạm vi giữa hai cột tháp và sàn này cĩ tác dụng hạn chế độ tự do của cột Mơn học: Thi cơng Cầu tháp trong quá trình thi cơng hoặc cĩ thể là cẩu tháp đứng bên cạnh cột tháp và cĩ liên kết với cột tháp theo chiều cao xây dựng. Hình V.1.1: Trình tự thi cơng cột tháp cầu Akashi-Kaikyo Hình V.1.2: Hiện trường xây dựng cột tháp cầu Akashi-Kaikyo Khối chưa lắp Cẩu tháp Cẩu lấy các khối từ xà lan Mơn học: Thi cơng Cầu  Bước 1: Dùng cẩu trên xà lan lắp cẩu tháp và khối dưới cùng trước.  Bước 2: Dùng cẩu tháp lắp các khối đến vị trí đà ngang và lắp đà ngang.  Bước 3: tiếp tục lắp các đốt bên trên, trong suốt quá trình lắp theo chiều cao vươn lên của cột tháp phải liên kết cẩu tháp vào cột tháp  Bước 4: lắp theo trình tự như vậy đến khi hồn thiện. Đối với cầu nhỏ, chiều cao cầu thấp H  50m nhất là các cầu GTNT miền núi , tháp cầu bằng thép thường được lắp ráp ở thế nằm ngang trên mặt đất. Sau khi lắp ráp hồn chỉnh, nhờ một trụ tháp phụ và hệ tời kéo dựng cột tháp quay quanh khớp tại chân cột tháp là khớp tạm hoặc khớp chính. Biện pháp này gọi là cất vĩ. Tháp phụ cĩ tác dụng làm tăng gĩc nghiêng của dây cáp kéo và tháp ban đầu làm tăng chiều dài tay địn của lực kéo đối với khớp quay do đĩ làm giảm lực kéo giai đoạn đầu đáng kể. 1. tời; 2. hệ puli kéo; 3. thanh chống tạo cánh tay đị; 4. khớp quay tạm; 5. hệ puli hãm; 6. cột tháp; 7. tời hãm Hình V.1.3: Cất vĩ cột tháp. 1.2. THI CƠNG CỘT THÁP BẰNG BÊ TƠNG ĐỔ TẠI CHỖ Các tháp cầu bằng BTCT thường chịu lực rất phức tạp, nặng nền do đĩ thường được thi cơng theo phương pháp đổ tại chỗ bằng bộ ván khuơn leo. Vấn đề cốt lõi trong thi cơng cốt tháp bằng BTCT là cơng tác ván khuơn và đổ bê tơng. 1.2.1. VÁN KHUƠN TRƯỢT VÀ VÁN KHUƠN LEO Mơn học: Thi cơng Cầu a) Cầu Mỹ Thuận b) Cầu Rạch Miễu Hình V.1.4: Ván khuơn leo thi cơng cột tháp Mơn học: Thi cơng Cầu Ván khuơn thi cơng cốt tháp là loại và khuơn trượt. Ván khuơn trượt cầu tạo gồm một khung chịu lực bằng thép ơm quanh thân trụ tháp và ván khuơn bằng thép bản dày khoảng 4-5mm hàn liên với khung thành một khối thống nhất. Tuỳ theo kích thước của khung mà cĩ thể tăng cường thêm các sườn dọc và ngang. Tồn bộ khung và ván khuơn bao quanh tạo thành một đốt đổ bê tơng. Bên trên khung bố trí cơ cấu nâng gồm các thanh tựa bằng thép đường kính khoảng 630mm chơn thẳng đứng quanh thân cột tháp tạo thành các điểm đỡ ván khuơn trong quá trình đổ bê tơng và là điểm tì của kích khi nâng bộ ván khuơn lên. Kích nâng thường là kích thanh răng hoặc kích ống, đầu dưới kích tựa trên một bàn đỡ gắn với thanh tựa bằng liên kết di động một chiều theo hướng lên, một đầu tì vào khung vá khuơn để nâng bộ và khuơn lên khi hoạt động. Để làm giảm ma sát trong quá trình trượt thì mặt trong ván thép cĩ thể được lĩt một lớp Fomica để giảm ma sát. Để làm giảm ma sát giữa ván khuơn và khối đúc trong quá trình di chuyển cĩ thể sử dụng ván khuơn leo thay thế ván khuơn trượt. Ván khuơn leo khác ván khuơn trượt là bộ ván khuơn sẽ được tháo rời khỏi mặt bê tơng khi di chuyển. Ván khuơn leo thường gồm ba phân đạo: phân đoạn di chuyển và neo giữ, phân đoạn thao tác ván khuơn và phân đoạn lắp dựng cốt thép. 1.2.2. CƠNG TÁC BÊ TƠNG Bê tơng cĩ thể cung cấp bằng thùng bê tơng nâng lên từ cẩu tháp trong trường hợp khối lượng bê tơng đổ khơng quá lớn. Trường hợp khối lượng nhiều cĩ thể sử dụng bơm bê tơng bằng bơm thuỷ lực qua ống thép nối từ bộ phận cung cấp bê tơng đến vị trí cần đổ, chiều cao bơm cĩ thể lên đến 150m. Trường hợp dùng hệ giàn giáo thi cơng cốt thép và ván khuơn thì cĩ thể dùng hệ tời đạt trên hệ giàn giáo này nâng bê tơng lên. Mơn học: Thi cơng Cầu Chương 2 XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU DÂY VÕNG 2.1. LẮP CÁP CHỦ Trình tự lắp đặt cáp cầu Akashi-Kaikyo Cáp chủ được lắp từ từng bĩ nhỏ Hình V.2.1: Sơ đồ lắp đặt cáp chủ cầu Akashi-Kaikyo Sàn cơng tác dạng bậc thang trên cáp tạm Cáp chủ đang được lắp từ từng bĩ nhỏ Hình V.2.2 Mơn học: Thi cơng Cầu  Bước 1: Lắp 2 cáp tạm bằng trực thăng (neo 1 đầu vào vị trí, đầu kia trực thăng nâng kéo đưa đến vị trí)  Bước 2: Lắp đặt sàn cơng tác dạng bậc thang vừa để đi lại và để đỡ cáp chủ  Bước 3: Lắp đặt cáp chủ từ bĩ từng bĩ được keo dựa trên thiết bị trượt trên cáp tạm.  Bước 4: Hồn chỉnh cáp chủ, lắp tuần tự cáp treo 2.2. LẮP DẦM CHỦ 2.2.1. PHƯƠNG ÁN LẮP TỪNG THÀNH PHẦN CỦA PHÂN ĐOẠN  Một phân đoạn dầm được chia làm nhiều thành phần hay panel (từng mảng được liên kết trước ví dụ như tấm đáy, tấm sườn, tấm thành, tấm đỉnh .) các phần này được chế tạo và láp sẵn trong cơng xưởng. Các panel này được đưa tới mố, trụ tháp và được nâng lên sàn cầu đã lắp bằng 1 cẩu và panel này được đưa tới sát cần cẩu của thiết bị lắp đang làm việc. Trình tự chung thi cơng như sau:  Lắp 2 cẩu tại bệ mố và trụ  Lắp đoạn dầm trên trụ tháp và đoạn sát mố để đưa thiết bị lắp lên trên đĩ.  Tuần tự lắp từng phân đoạn dầm (tổ hợp của nhiều panel ghép lại) và liên kết phân đoạn đĩ với cáp treo  Hợp long tại vị trí gần trụ tháp và giữa nhịp và liên kết với mố. Mơn học: Thi cơng Cầu Lắp đốt trên trụ Sơ đồ lắp từng panel của đốt Cẩu lắp từng panel của đốt Hình V.2.3 Hình V.2.4: Hợp long nhịp giữa Phương án này cĩ ưu điểm là khơng cần sử dụng thiết bị nâng, thiết bị di chuyển loại lớn và ít ảnh hưởng đến cáp chủ vì trọng kết cấu nhịp đề phân bố vào các dây treo truyền lên đều hơn và ít phụ thuộc vào điều kiện thuỷ văn của sơng. Tuy nhiên tiến độ khĩ cĩ thể đẩy nhanh. Mơn học: Thi cơng Cầu 2.2.2. PHƯƠNG ÁN LẮP NGUYÊN PHÂN ĐOẠN DẦM Phương án này tương tự như phương án lắp hẫng cầu dầm, các phân đoạn dầm được chế tạo trong cơng xưởng và được xà lan tự hành chở ra đến vị trí. Dùng thiết bị nâng di động trên cáp chủ đưa đến cao độ và vị trí liên kết với đoạn đã lắp trước đĩ và cáp treo. Trình tự tổng thể của phương án:  Lắp khối giữa nhịp chính trước.  Lắp khối đầu tiên liên kết với mố và các khối nhịp giữa đến khi số lượng các khối chưa lắp cân bằng hai bên trụ tháp.  Tiến hành lắp đồng thời cân bằng 2 bên trụ tháp tiến vào trụ. Trong thời gian này lắp đốt trên trụ tháp.  Hợp long tại 2 vị trí gần cột tháp. Một phân đoạn đang lắp Sơ đồ lắp cả phân đoạn Hình V.2.5 Mơn học: Thi cơng Cầu Hình V.2.6: Sơ đồ lắp 1 phân đoạn dầm Phương án này ưu điểm hơn phương án lắp từng panel đĩ là tốc độ lắp nhanh hơn (chậm nhất 3h /1 đốt và nhanh nhất 30 phút/1 đốt) nhưng địi hỏi thiết vị nâng hạ và di chuyển loại lớn, ngồi ra chỉ cĩ thể áp dụng khi điều kiện mơi trường cho phép đĩ như tốc độ giĩ <5m/s, chiều cao cẩu nâng tính từ mặt nước <100m và lưu lượng tàu trên sơng <1000 lượt/ ngày. Mơn học: Thi cơng Cầu Chương 3 XÂY DỰNG KẾT CẤU NHỊP CẦU DÂY VĂNG 3.1. XÂY DỰNG DẦM CỨNG CẦU DÂY VĂNG Dầm cứng trong CDV thường cĩ chiều cao thấp và độ cứng nhỏ so với chiều dài nhịp, do đĩ dầm khơng thể chịu được tải trọng bản thân mà khơng cần các trụ tạm, giàn giáo hoặc các cơng trình chống đỡ. Với đặc điểm như vậy nên khi thiết kế thi cơng CDV cần lưu ý phân kỳ tải trọng lên hệ. Trong giai đoạn lắp dầm chỉ nên lắp các bộ phận cơ bản nhất, trọng lượng nhỏ nhất, ví dụ chỉ lắp dầm chủ để neo dây văng, cịn hệ mặt cầu được lắp đặt sau khi đã lắp xong các dây văng. Dầm chủ CDV bằng thép thường được thi cơng theo phương pháp lắp hẫng. nếu cĩ điều kiện và nhất là loại cầu dây văng nhịp nhỏ, trọng lượng kết cấu nhịp nhỏ kết cấu nhịp bằng thép cĩ thể sử dụng phương án lao kéo dọc cầu với sự hỗ trợ của dây xiên và mũi dẫn. 3.1.1. THI CƠNG DẦM CHỦ TRÊN TRỤ TẠM 3.1.1.1. Dầm chủ bằng thép Nếu dầm chủ CDV bằng thép thì cĩ thể lao kéo dọc trên các trụ tạm kết hợp mũi dẫn. Quá trình lao kéo dọc trên trụ tạm được thực hiện giống như lao kéo dọc của dầm thép thơng thường. Hình V.3.1: Thi cơng lao dọc dầm thép CDV trên trụ tạm Mơn học: Thi cơng Cầu 3.1.1.2. Dầm chủ bằng BTCT Nếu dầm chủ bằng BTCT thì cùng với các trụ tạm cĩ thể là một hệ giàn giáo cố định hoặc di động dạng một dầm liên tục vượt qua các trụ tạm. Trên giàn giáo tiến hành đổ bê tơng tồn khối dầm chủ hoặc lắp ráp các khối dầm lắp ghép. Cơng tác lắp ghép hoặc đổ bê tơng được thực hiện cho từng khoang dầm. Sau khi lắp đặt hoặc đổ bê tơng cho mỗi khoang cần tiến hành lắp ngay dây văng ở khoang đĩ. Tuỳ theo dự kiến căng chỉnh nội lực, khi lắp hoặc đổ bê tơng, cĩ thể phải bố trí một số khớp tạm bên cạnh các nút dây. Khớp tạm tạo hệ tĩnh định cĩ tác dụng đảm bảo phân bố nội lực chính xác trong thi cơng. Sau khi lắp xong dây văng, tiến hành hạ cao độ giàn giáo, kéo dọc sang vị trí mới, chuẩn bị cho thi cơng khoang tiếp theo. Hình V.3.2: Thi cơng dầm chủ BTCT CDV trên đà giáo Việc điều chỉnh nội lực, theo yêu cầu thiết kế, được thực hiện hoặc trước hoặc sau khi liên tục hố các khớp tạm. Trong các hệ ba và nhiều nhịp việc lắp đặt hoặc đổ bê tơng dầm chủ trên giàn giáo di động cần tiến hành đối xứng qua tháp cầu để tránh tháp, trụ và mĩng chịu lực quá tải do tải trọng lệch tâm. 3.1.2. THI CƠNG LẮP DÀM CHỦ BẰNG HỆ PHAO NỔI HAY SÀ LAN Nĩi chung đối với các cầu hiện nay phương pháp thi cơng chủ trên trụ tạm, đà giáo rất khĩ thực hiện nhất là các cầu nhịp lớn, trên các sơng cần đảm bảo thơng thuyền, hoặc sơng sâu khi xây dựng trụ tạm và giàn giáo khĩ khăn. Khi khơng thể xây dựng trụ tạm vì lý do thơng thuyền, hoặc do điều kiện kinh tế kỹ thuật khơng cho phép thì cĩ thể lắp dầm trên giàn giáo di động trên hệ phao nổi. Việc đảm bảo ổn định hệ phao cĩ thể thực hiện bằng các chân chống phụ xuống đáy sơng. Phương pháp thi cơng bằng hệ phao chỉ áp dụng được cho dầm chủ thi cơng theo phương pháp lắp ghép chứ khơng được áp dụng cho phương pháp đổ tại chỗ. Mơn học: Thi cơng Cầu Hình V.3.3: Lắp dầm chủ bằng hệ phao nổi 3.1.3. THI CƠNG LAO DỌC DẦM CHỦ NHỜ DÂY THIÊN TUYẾN Đối với các cầu vùng núi nhịp nhỏ và trung (80-150m) vượt qua thung lũng hoặc sơng sâu, điều kiện địa chất và thuỷ văn phức tạp, việc xây dựng các trụ tạm, giàn giáo hoặc các phương tiện chở nổi đều rất khĩ khăn hoặc tốn kém, thời gian thi cơng kéo dài thì cĩ thể lắp đặt dầm chủ nhờ dây cáp căng ngang sơng như một cầu treo tạm (dây thiên tuyến). Hai dây thiên tuyến được căng ở tháp cầu và neo vào hai hố neo tạm làm đường trượt qua sơng. Đặc điểm của đường trượt trên dây là khơng nằm trên mặt phẳng ngang, đồng thời hình dạng dây lại luơn thay đổi trong quá trình lao dầm, nên tại mỗi nút của khoang dầm phải bố trí một hệ nâng gồm tời và múp để cĩ thể điều chỉnh cho cao độ dầm ở vị trí tương đối ngang bằng trong suốt quá trình lao và một hệ tời hãm. Như vậy lao dọc trên dây là một quá trình vừa kéo dọc, vừa nâng dầm. Sơ đồ lao dầm thể hiện trên hình. Hình V.3.4: Lao dọc dầm bằng hệ dây thiên tuyến. Sau khi lao xong dầm chủ, điều chỉnh cao độ dầm và thực hiện các liên kết hợp long. Trong giai đoạn này hệ cĩ dạng như cầu treo dây võng. Cuối cùng dựa vào dầm Mơn học: Thi cơng Cầu cứng và tháp tiến hành lắp các dây văng và tiến hành căng kéo để điều chỉnh nội lực và biến dạng chung cho tồn hệ. Rồi mới tiến hành tháo tồn bộ hệ tời và dây thiên tuyến. Nhược điểm cơ bản của sơ đồ lao dọc trên dây thiên tuyến là cần tập trung nhiều tời, đặc biệt với các cầu cĩ dầm cứng cĩ chiều cao thấp, độ cứng nhỏ. Hơn nữa phương pháp này chỉ cĩ lợi khi lao dầm chủ ở nhịp giữa, cịn ở nhịp biên cần lắp đặt hoặc lao trên trụ tạm. Khi lao dầm BTCT trên dây thiên tuyến thì nhất thiết phải bố trí khớp tạm để tránh các vết nứt cĩ thể xảy ra do dầm chịu mo men uốn luơn đổi dấu trong quá trình lao. 3.1.4. PHƯƠNG PHÁP LẮP TỪNG KHOANG DẦM NHỜ DÂY THIÊN TUYẾN Đối với các sơng cĩ thể sử dụng hệ phao để chở dầm ra vị trí, để giảm bớt thiết bị nâng hạ trong quá trình lắp dầm thì cĩ thể dựa vào dây thiên tuyến lắp từng khoang dầm và dây theo sơ đồ lắp hẫng. Hình V.3.5: Lắp dầm cứng bằng dây thiên tuyến. - Các khối dầm được chở trên xà lan ra vị trí cầu và được nâng lên vị trí theo hai biện pháp: - Dựa vào dây thiên tuyến, dùng hệ tời nâng cả khoang dầm lên vị trí và lắp dây văng. Sau khi lắp xong dây, căng dây điều chỉnh cao độ nút, giải phĩng hệ nâng để chuẩn bị lắp các khoang sau. - Trường hợp cao độ mặt cầu so với mức nước thi cơng khơng lớn lắm thì cĩ thể khơng dùng dây thiên tuyến mà dùng hệ phao, xà lan hoặc cần cẩu nổi. Cần cẩu nổi cĩ thể nhấc cả khoang dầm hoặc chỉ nhấc một đầu khoang, đầu kia được kéo lên tới cao độ bằng cần cẩu chân cứng đừng trên khoang dầm đã lắp (Hình 5.15). 3.1.5. THI CƠNG HẪNG DẦM CỨNG CDV Với các CDV cĩ khoang nhỏ (<10-15m) thì phương pháp thi cơng hẫng cĩ nhiều ưu điểm, đặt biệt với các cầu nhịp lớn, sơng sâu, dưới sơng cần dảm bảo giao thơng thuỷ. Phương pháp thi cơng hẫng cĩ thể là lắp hẫng các khối dầm thép hoặc BTCT đã chế tạo sẵn hoặc đúc hẫng trên giàn giáo treo di động các đốt dầm BTCT. Tuỳ từng điều kiện cụ thể trên cơng trường về địa hình, địa thế và đường cung cấp vật liệu mà cĩ thể chọn sơ đồ thi cơng hẫng như lắp, đúc hẫng khơng cân bằng, Mơn học: Thi cơng Cầu lắp, đúc bán hẫng nhưng hiện nay phương án lắp, đúc hẫng cân bằng vẫn là phổ biến nhất. 3.1.5.1. Phương pháp lắp hẫng Hình V.3.6: Lắp hẫng dầm cứng. Phương pháp lắp hẫng dầm chủ CDV cĩ thể thực hiện theo trình tự sau: - Xây dựng mố trụ và tháp cầu - Xây dựng các trụ tạm, giàn giáo hoặc mở rộng trụ để lắp đặt các khoang đầu tiên. - Dùng phao, xà lan chuyên chở dầm ra vị trí và dùng cầu nổi lắp đặt các khoang đầu tiên trên giàn giáo ,trụ tạm hoặc trụ mở rộng. - Lắp dây văng các khoang đầu tiên . - Lắp cẩu chân cứng trên đoạn dầm đã lắp . - Tiếp tục lắp hẫng các khoang dầm . - Lắp dây văng tại các khoang ngay sau khi lắp xong dầm cứng . Chi tiết 1 Xe lắp hẫng Dây văng Mối nối dầm Mơn học: Thi cơng Cầu Trường hợp gặp các khoang dài , trọng lượng lớn , dầm hẫng khơng đủ chịu lực thì cĩ thể lắp thêm các dây văng phụ. Dùng dây văng phụ trong thi cơng cho phép lắp các khoang dài mà khơng cần tăng tầm với của cẩu lắp hẫng. Khi đĩ mỗi khoang dầm cĩ thể phân thành nhiều khối lắp ghép . Tuy nhiên việc lắp đặt các đốt ngắn và dây văng phụ sẽ làm tăng khối lượng cơng việc trên hiện trường và cĩ thể kéo dài tiến độ thi cơng . 3.1.5.2. Phương pháp đúc hẫng dầm cứng BTCT cầu dây văng Hình V.3.7: Đúc hẫng dầm cứng. Hiện nay với các CDV cĩ dầm cứng bằng BTCT thì cơng nghệ đúc hẫng các đốt dầm được áp dụng rộng rãi. Cơng nghệ đúc hẫng dầm cứng CDV được thực hiện trên dàn giáo treo di động giống như cơng nghệ đúc hẫng cầu BTCT ứng suất trước, tuy nhiên thi cơng cầu dây văng cĩ các đặc điểm sau : - Chiều dài các đốt dầm khơng được chọn tuỳ ý mà lấy bằng chiều dài khoang nên các đốt thường dài hơn (5-10m). Do chiều dài đốt đổ bê tơng dài hơn nên giàn giáo treo di động cĩ kích thước và khối lượng lớn hơn . - Sau khi đổ bê tơng mỗi đốt cần lắp ngay dây văng cho mỗi khoang và tiến hành căng sơ chỉnh trước khi di chuyển giàn giáo di động sang vị trí của đốt mới cần đổ bê tơng. - Trước khi đổ bê tơng các đốt cần tính tốn nội lực và biến dạng để cơng trình được an tồn dưới tác dụng của tải trọng thi cơng và lực căng chỉnh . - Cĩ thể dùng các dây văng phụ để giảm chiều dài các đốt đổ bê tơng khi gặp các khoang lớn mà khơng cần tăng chiều dài giàn giáo và cẩu lắp hẫng . - Việc đúc hẫng được tiến hành trên nguyên tắc đối xứng qua tháp cầu để tránh tháp, trụ và mĩng chịu lệch tâm quá lớn . Trường hợp khác cần lắp ngay các dây neo trên các trụ neo phụ để tránh tháp chịu uốn quá lớn . - Với các cầu nhịp lớn, trong quá trình thi cơng hẫng cần cĩ biện pháp đảm bảo ổn định ngang chống giĩ bằng cách neo dầm theo chiều ngang vào các trụ neo bố trí trên bờ hoặc trên sơng ở cả hai phía thượng và hạ lưu. Mơn học: Thi cơng Cầu Hình V.3.8: Ván khuơn trượt đúc dầm cứng cầu MT Hình V.3.9: Biện pháp ổn định ngang khi thi cơng hẫng. Mơn học: Thi cơng Cầu Sau khi hợp long đoạn dầm cuối cùng, chờ khi bê tơng khơ cứng, mới căn cứ vào biểu đồ nội lực và biến dạng thực tế để điều chỉnh lần cuối cùng, nhằm đạt được trạng thái nội lực hoặc biến dạng tối ưu trước khi đưa cơng trình vào sử dụng. 3.2. LẮP ĐẶT VÀ CĂNG CÁP Việc lắp đặt và căng chỉnh dây văng là khâu quan trọng và phức tạp nhất trong thi cơng CDV. Tuỳ theo cấu tạo các bĩ cáp mà chọn cơng nghệ căng kéo thích hợp. - Hiện nay cĩ hai loại cấu tạo dây văng do đĩ cĩ hai phương pháp lắp đặt và căng kéo tương ứng: - Dây văng làm từ các bĩ cáp cứng, cáp kín, cáp cĩ sợi song song - Dây văng làm bằng các tao 7 sợi. 3.2.1. LẮP ĐẶT DÂY VĂNG TỪ CÁC BĨ CÁP LỚN Với các dây văng làm từ bĩ cáp lớn khi lắp đặt cĩ các đặc điểm sau: bĩ cáp rất nặng và dễ bị võng dưới tác dụng của trọng lượng bản thân do đĩ khi lắp ráp rất phức tạp. Các bĩ cáp như vậy thường được đặt trên một hệ giàn giáo treo cá dạng thang dây dọc theo tuyến dây, nĩ được neo vào dầm chủ và cột tháp. Dựa vào giàn giáo dùng một bộ tời, múp và cáp kéo để lắp neo thứ nhất vào cột tháp, neo thứ 2 nhờ một bộ kích đặc biệt túm kéo dây đưa vào ổ neo dưới dầm chủ. Sau khi lắp xong các dây dùng kích căng chỉnh nội lực. Chú ý khi căng phải căng đều tất cả các dây dối xứng với nhau ở hai bên để chống lật và hạn chế lực gây uốn cột tháp. Mơn học: Thi cơng Cầu Hình V.3.10: Biện pháp lắp đặt dây văng bằng dàn giáo 3.2.2. LẮP ĐẶT DÂY VĂNG TỪ CẤU CÁC TAO CÁP 7 SỢI Trong những năm gần đây việc làm các tao cáp 7 sợi dùng cho cầu dây văng và ứng dụng hệ neo kẹp ba mảnh đã tạo điều kiện thuận lợi cho cơng tác lắp đặt dây văng. Mơn học: Thi cơng Cầu Hình V.3.11: Lắp tao cáp 7 sợi trong bĩ cầu Mỹ Thuận Hình V.3.12: Sơ đồ căng một bĩ cáp cầu Mỹ Thuận Mơn học: Thi cơng Cầu Mỗi bĩ dây gồm nhiều tao cáp 7 sợi đặt song song trong một ống nhựa, mỗi đầu một tao 7 sợi được neo vào một lỗ trong ổ neo nên cĩ thể lắp đặt riêng từng sợi và khơng cần đà giáo. Đối vớ hệ neo kẹp ba mảnh thì khơng cần phải chế tạo đầu neo trước do đĩ dây cáp khơng cần cắt chính xác mà cĩ thể cắt gần đúng do vậy rất thuận lợi cho cơng tác xỏ cáp qua lỗ neo. Các tao cáp được lắp đầu trên trước và đầu dưới lắp sau , lắp xong tao nào tiến hành sơ chỉnh tao đĩ và đĩng neo tạm thời gọi là căng so dây. Sau khi lắp đặt và so dây tất cả các dây mới tiến hành căng cả bĩ. Việc khống chế lực căng từng dây theo cơng nghệ của hãng Freyssinet được thực hiện bằng nhiều cách kiểm tra như sau: - Theo chỉ số trên lực kế - Theo độ dãn dài của bĩ cáp. - Gắn ten sơ đo ứng suất trên bĩ dây Đối với cầu Mỹ Thuận trước khi căng thì bộ phận kỹ sư cơng trường tính tốn và bố trí sơ đồ căng trên bản vẽ và cung cấp cho từng tổ căng một sơ đồ như Hình V.3.12. Mơn học: Thi cơng Cầu PHẦN VI TỔ CHỨC QUẢN LÝ XÂY DỰNG CẦU Mơn học: Thi cơng Cầu 6.1. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC TỔ CHỨC QUẢN LÝ XÂY DỰNG CẦU 6.1.1. ĐẶC ĐIỂM CƠNG TÁC XÂY DỰNG CẦU Cơng trình cầu dù nhỏ hay lớn cũng giữ một vị trí quan trọng trong kế hoạch đầu tư của một ngành hay địa phương. Trong quá trình thi cơng, cơng trình thu hút nhiều sự quan tâm của xã hội. Cơng tác xây dựng cầu cĩ những đặc điểm : 1) Địa bàn thi cơng phức tạp. Nếu cầu nằm trên tuyến mới thì giao thơng chưa phát triển, địa hình khơng thuận lợi. Nếu nằm trên tuyến đang hoạt động điều kiện phức tạp lại nằm ở khía cạnh xã hội như : đảm bảo giao thơng, trật tự xã hội, quản lý nhân lực, giải phĩng mặt bằng 2) Khối lượng các cơng việc bao gồm đào đắp, vận chuyển và xây lắp đa dạng, do đĩ dẫn đến phải quản lý và sử dụng một lượng vật tư nhiều về số lượng đa dạng về chủng loại. 3) Tính chất cơng việc trước hết là nặng nhọc và nhiều hạng mục, vì vậy phải sử dụng nhiều loại máy mĩc, trang thiết bị. Vào thời gian cao điểm của tiến độ, phải điều động một lực lượng lao động mật độ lớn và nhiều loại nghề. 4) Điều kiện lao động khĩ khăn, nguy hiểm : hầu hết cơng việc ở ngồi trời, làm việc trên cao, trên sơng nước. 5) Hầu hết ở các hạng mục, cơng tác xây dựng đều mang tính chất kỹ thuật, phức tạp. Nhiều loại việc địi hỏi một qui trình cơng nghệ chặt chẽ như cơng nghệ chế tạo dầm BTCT ứng suất trước, thi cơng các loại cọc ống, thi cơng đúc đẩy, đúc hẫng v.v Do vậy, yêu cầu đội ngũ cơng nhân phải được tuyển chọn và đào tạo. 6) Thời gian thi cơng kéo dài, cơng việc phụ thuộc vào thời tiết và theo mùa. Với cơng trình nhỏ thời gian là vài tháng, cơng trình lớn là một vài năm nhưng sau đĩ lại lưu động đi cơng trình khác. Do những đặc điểm trên để đảm bảo quá trình xây dựng được thơng suốt, thuận lợi và đạt được những mục tiêu cơ bản là : chất lượng, tiến độ và lợi nhuận, tồn bộ cơng việc thi cơng phải được thiết kế, lập kế hoạch gọi là thiết kế tổ chức thi cơng trước khi tổ chức thi cơng. Với một quy mơ cơng trình như vậy, với một lực lượng sản xuất được tập trung cao, trong một điều kiện khơng mấy thuận lợi, nếu khơng chọn được biện pháp thi cơng hợp lý, điều phối chỉ đạo khơng đồng bộ chắc chắn dẫn đến những lãng phí và thiệt hại. 6.1.2. CÁC GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH 1 CƠNG TRÌNH Mơn học: Thi cơng Cầu Quá trình xây dựng một cơng trình cầu gồm 2 giai đoạn :chuẩn bị đầu tư và thực hiện đầu tư. Tuỳ theo tính chất , quy mơ cơng trình mà việc xây dựng một cơng trình phải tiến hành đầu đủ hoặc khơng đầy đủ các bước sau: Cơng trình Thiết kế 3 bước Khảo sát và lập Dự án đầu tư Khảo sát và lập Thiết kế kỹ thuật GPMB và Đầu thầu Khảo sát và lập Bản vẽ thi cơng Thi cơng xây dựng cầu Bàn giao và Quản lý khai thác Thị sát và Lập báo cáo đầu tư Khảo sát và lập Dự án đầu tư Khảo sát và lập Thiết kế KT-TC Thiết kế 2 bước GPMB và Đầu thầu Thi cơng xây dựng cầu Bàn giao và Quản lý khai thác Khảo sát và lập Báo cáo KT-KT GPMB và Đầu (Giao) thầu Thi cơng xây dựng cầu Bàn giao và Quản lý khai thác Thiết kế 2 bước Chuẩn bị đầu tư Thực hiện đầu tư Quản lý và khai thác Hình VI.1 Giai đoạn chuẩn bị đầu tư gồm các bước: 1) Nhà nước chủ trương xây dựng cơng trình, xác định nguồn vốn và kinh phí.Để phục vụ bước này cần phải tiến hành Xác định chủ đầu tư hay phân cấp nguồn vốn cho các đơn vị quản lý nhà nước thay mặt nhà nước quản lý về vốn (thanh, quyết tốn các chi phí trong quá trình thực hiện dự án), chất lượng và tiến độ thi cơng. Thiết kế 1 bước Mơn học: Thi cơng Cầu 2) Khảo sát sơ bộ và lập “dự án đầu tư” để xác định quy mơ cơng trình, dự tính kinh phí và tiến độ thực hiện dự án.. 3) Chủ đầu tư trình duyệt dự án đầu tư lên các cấp cĩ thẩm quyền để thẩm định và xét duyệt về các vấn đề liên quan đến cơng trình như : chủ đầu tư, quy mơ dự án, phương án kiến nghị chọn nguồn vốn, thời gian thực hiện dự án. 4) Sau khi cĩ quyết định phê duyệt dự án tiến hành khảo sát chi tiết và tiến hành thiết kế kỹ thuật trên cơ sở các số liệu chung trong dựa án được phê duyệt, gồm: lập bản vẽ, tính tốn chi tiết kết cấu, tính khối lượng, dự tốn kính phí và thuyết minh thiết kế tổng hợp lại thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật. 5) Chủ đầu tư đệ trình đến các cơ quan chức năng thẩm định thiết kế, phê duyệt thiết kế kỹ thuật và tổng dự tốn cơng trình. 6) Tổ chức đấu thầu, chọn đơn vị nhận thầu xây lắp. 7) Đối với cơng trình lớn, yêu cầu kỹ thuật cao, phức tạp cịn cĩ một bước triển khai sau khi thiết kế kỹ thuật được phê duyệt đĩ là thiết kế bản vẽ thi cơng tức là triển khai biện pháp thi cơng và các yêu cầu trình tự thi cơng chi tiết trên cơ sở hồ sơ thiết kế kỹ thuật đã được duyệt. 8) Tổ chức chỉ định thầu hoặc đấu thầu tư vấn giám sát, tư vấn thí nghiệm kiểm định chất lượng thi cơng nếu giá trị tư vấn tính theo quy định nhà nước lớn (>500tiệu). Trong giai đoạn thiết kế việc chọn tư vấn thiết kế cũng tương tự như trên. 9) Giải phĩng mặt bằng và bàn giao mặt bằng cho đơn vị thi cơng là kết thúc giai đoạn một Giai đoạn thi cơng xây lắp gồm các bước : 10) Chuẩn bị cơng trường : san ủi mặt bằng, xây dựng đường cơng vụ, xây dựng lán trại, xây dựng kho bãi, lắp đặt trạm, xưởng và thiết bị, tập kết dần vật tư, kết cấu.Định vị các vị trí cơng trình. Tổ chức đời sống vật chất và tinh thần cho cán bộ và cơng nhân trên cơng trường 11) Cơng tác xây lắp chính. 12) Thu dọn và bàn giao cơng trình : tháo dỡ giàn giáo, cầu tạm, thanh thải dịng chảy, thu hồi thiết bị và vật tư, tháo dỡ các cơng trình tạm trên mặt bằng và hồn trả cơng địa. Lập hồ sơ hồn cơng, nghiệm thu và thử tài, bàn giao cơng trình. 6.1.3. NHỮNG YÊU CẦU CỦA CƠNG TÁC TỔ CHỨC XÂY DỰNG : Phương châm của ngành XDCB nĩi chung là chất lượng, tiến độ, hiệu quả kinh tế và an tồn, với phương châm đĩ việc tổ chức xây cầu phải đáp ứng những yêu cầu sau:  Chuẩn bị đầy đủ kế hoạch cụ thể, sát thực tế.  Thi cơng đúng thiết kế cả về hình thức và chất lượng  Sớm đưa cơng trình vào khai thác.  Tăng năng suất lao động, khai thác được nhiều tiềm năng, giảm giá thành xây dựng  Đảm bảo an tồn Mơn học: Thi cơng Cầu Những yêu cầu trên là rất thiết thực, nhưng để đảm bảo được các yêu cầu đĩ, ở mỗi cơng trình địi hỏi một sự đầu tư rất lớn về trí thức và tổ chức thực hiện. Các yêu cầu phải được quán triệt trong các giai đoạn của cơng tác tổ chức xây dựng cầu. Về mặt nhân sự, đội ngũ cán bộ phải cĩ kiến thức về kỹ thuật xây dựng và về kinh tế xây dựng cầu, ngày nay vấn đề kỹ thuật và kinh tế là hai phạm trù khơng được tách rời. Mỗi cán bộ kỹ thuật phải biết tổ chức thực hiện các cơng việc đúng thiết kế, hợp lý và an tồn 6.1.4. NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC XÂY DỰNG CẦU Hoạt động của một tổ chức xây dựng cầu phải tuân theo những nguyên tắc cơ bản sau: 1. Hoạt động sản xuất được tiến hành trên cơ sở của một kế hoạch thống nhất và thơng suốt. Thống nhất ở chỗ nĩ nằm trong sự điều tiết chung của nhà nước, thống nhất trong kế hoạch phát triển chung của ngành, thống nhất ở các khâu của nội dung kế hoạch. Muốn thực hiện kế hoạch cĩ hiệu quả, kế hoạch đĩ phải thơng suốt do được đầu tư nhiều về tri thức và dữ liệu để khi đưa vào sản xuất khơng bị ách tắc bởi nguyên nhân chủ quan, chủ động khắc phục được những khĩ khăn khách quan. 2. Sản xuất đều, liên tục, phối hợp được các đơn vị cơ sở, sử dụng triệt để năng lực máy mĩc, thiết bị nhân lực và nguồn vốn 3. Đối với cơng nghệ và thiết bị theo hướng cơng nghiệp hố sản xuất: Cơ giới hố xây dựng, cơ giới hố đồng bộ cơng việc xây lắp, cơng xưởng hố việc sản xuất cấu kiện, tự động hố một số khâu sản xuất và chuyển giao cơng nghệ mới. 4. Trong điều kiện nền sản xuất cịn gặp nhiều thiếu thốn về vốn đầu tư và kỹ thuật cố gắng đẩy mạnh hợp tác, liên doanh khai thác khả năng của các đơn vị xây dựng. 5. Hình thức tổ chức sản xuất hợp lý, phù hợp với khối lượng và tính chất của cơng trình Hình thức thứ nhất: sản xuất theo dây chuyền: Lực lượng tham gia thi cơng được tổ chức thành các đội chuyên nghiệp, mỗi đội lần lượt thi cơng những hạng mục cùng loại, trên cơng trường đồng thời tiến hành song song nhiều cơng việc, cơng việc trước hồn thành bàn giao cho đội sau làm tiếp cơng việc khác. Hình thức này cịn gọi là tổ chức thi cơng song song. Tổ chức theo dây chuyền đảm bảo cơng nhanh và chất lượng cao. Điều kiện để thực hiện là khối lượng phải đủ lớn và lực lượng thi cơng mạnh thì mới tổ chức cơng việc liên tục, khơng bị ngắt quãng, vật liệu và các thiết bị đảm bảo khác phải cung cấp đúng và kịp thời. Hình thức thứ hai: Thi cơng cuốn chiếu hay cịn gọi là thi cơng tuần tự :tức là tập trung lực lượng hồn thành dứt điểm từng hạng mục đầu đến hạng mục cuối theo các bước trong biện pháp thi cơng đã vạch. Hình thức này sẽ kéo dài tiến độ, cơng nhân khơng được chuyên mơn hố. Hình thức này phù hợp với cơng trình nhỏ, lực lượng thi cơng ít. Mơn học: Thi cơng Cầu Hình thức thứ ba: Là tổ chức hỗn hợp cả hai hình thức trên. Cùng một lúc cĩ hai hoặc ba hạng mục được tiến hành bởi các đơn vị sản xuất khác nhau, nhưng mỗi đơn vị đảm đương nhiều cơng đoạn kế tiếp. Hình thức này hay được áp dụng trong thực tế vì nĩ tạo điều kiện cho người quản lý đối phĩ được với những biến động trong thực hiện kế hoạch. 6.2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM Hồ sơ thiết kế một cơng trình gồm 3 phần: 1) Thiết kế kỹ thuật cĩ bảng tính và các bản vẽ về kết cấu 2) Thiết kế tổ chức thi cơng 3) Dự tốn Nội dung của đồ án thiết kế tổ chức thi cơng gồm 2 phần: Thiết kế tổ chức thi cơng tổng thể và thiết kế thi cơng chi tiết. 6.2.1. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CƠNG (TKTCTC) 6.2.1.1. Căn cứ lập TKTCTC Tài liệu cơ bản nhất của đồ án TK.TC