Một số kết cấu cầu đặc biệt ở Hàn Quốc (bài số 2)

Like và chia sẻ bài viết
Tiếp nối bài trước, trong số này tác giả xin tiếp tục giới thiệu hai dạng cầu mới sau:
1. Cầu bê tông hai dầm biên – Edge girder concete bridge
Cũng như cầu Double-T, cầu bê tông hai dầm biên cũng là một dạng cầu cải tiến từ cầu dầm I cơ bản được phát triển nhằm tăng cường tính mỹ thuật, khả năng bảo dưỡng, tăng cường khả năng chịu lực. Đồng thời khi cầu liên tục nhiều nhịp, thi công bằng dàn giáo di động MSS sẽ được sử dụng với tính kinh tế cao.

1.1. Phối cảnh

1.2. Mặt cắt điển hình

1.3. Giới thiệu cơ bản
Kết cấu cầu hai dầm biên là sự phát triển và điều chỉnh từ dạng kết cấu cầu Double –T. Hình dạng dầm có sự biến đổi kết hợp với sự mở rộng nhịp của bản mặt cầu tạo ra dạng cầu hai dầm biên. Sườn biên cong sẽ làm tăng khả năng chống xoắn của mặt cắt đồng thời đảm bảo về điều kiện mỹ thuật. Khe hở ở vị trí bản cánh đáy dầm tạo điều kiện cho việc bảo dưỡng dễ dàng hơn. Sự lắp đặt cáp dự ứng lực trong cầu 2 dầm biên được đặt cả theo phương dọc và ngang cầu. Vị trí và lực căng trong cáp còn phụ thuộc vào các giai đoạn xây dựng, các mất mát ứng suất, tất cả điều này sẽ được xem xét kỹ trong quá trình thiết kế. Đặc biệt các cầu này khi áp dụng thi công theo phương pháp đúc trên đà giáo di động (MSS) thì các giả thuyết về từ biến, co ngót, sự phụ thuộc vào thời gian của bê tông cần được xem xét kỹ lưỡng và là yếu tố quan trọng khi thiết kế các giai đoạn xây dựng.
1.4. Đặc tính chủ yếu
Các đặc tính chủ yếu được đề cập theo hình vẽ dưới đây
Đối với cầu hai dầm biên liên tục nhiều nhịp cần nghiên cứu việc bố trí cáp dự ứng lực theo cả phương dọc và phương ngang cầu.
Khi thiết kế dạng cầu này trong giai đoạn thi công cần xem xét các yếu tố như co ngót từ biến của bê tông và đặc biệt là sơ đồ kết cấu trong các giai đoạn. Khi tính duyệt ứng suất trong thi công đảm bảo ứng suất nén của bê tông không vượt quá 98.9kg/, ứng suất kéo trong bê tông là 17kg/, nếu có xét đến có ngót và từ biến thì giá trị ứng suất nén không vượt quá 98.4kg/.
Khi thiết kế trong giai đoạn sử dụng cần xem xét đến tất cả các tải trọng có thể xảy ra như tĩnh tải, hoạt tải, co ngót từ biến, chuyển vị lún, nhiệt độ, gió và động đất đồng thời cũng cần xét đến trường hợp sử dụng hoạt tải đặc biệt là TANK, TRAILER.
Bố trí cốt thép trong cầu hai dầm biên
1.5. Thi công
Đối với các cầu liên tục nhiều nhịp và đi qua vùng có mực nước khống chế cao thì phương án thi công trên đà giáo di động kiểu chạy trên là phương án hợp lý và kinh tế nhất.
Chi tiết thi công trên đà giáo di động MSS kiểu chạy trên
1.6. Ứng dụng
Cầu Seosang 1 được xây dựng trong dự án mở rộng đường đoạn Sinme-Owon trên tỉnh Kangwon-do vào năm 2003.
Được thiết kế bởi công ty Dongbu engineering và công ty DM engineering.
Chiều dài nhịp: 11x50+12x50+11x50=1700m, chiều rộng cầu: 12m.
2. Cầu bê tông ứng suất trước sườn thép lượn sóng - Corrugated Steel Web P.S.C Bridge
Cầu dầm hộp bê tông ứng suất trước có sườn thép lượn sóng có đặc điểm chính là khối lượng nhẹ hơn các dầm hộp bê tông cùng kích thước thông thường và thể hiện sự liên hợp giữa bê tông và thép thông qua liên kết giữa sườn thép và bản bê tông.
Ứng suất có hiệu khi làm việc của dạng cầu này sẽ tăng lên, ảnh hưởng của co ngót-từ biến cũng như nhiệt độ đến kết cấu này cũng ít hơn. Sức kháng cắt sẽ được tăng cường mà không cần thiết phải bố trí bản sườn thép quá dầy hoặc cần sự tăng cường nào từ bên ngoài. Chế tạo dễ dàng và sức kháng mỏi được tăng cường cũng là một ưu điểm của cầu dầm hộp thép lượn sóng. Việc đặt tao cáp dễ dàng cả bên trong lẫn bên ngoài nên công tác kiểm tra và thay thế thuận lợi hơn.
2.1. Phối cảnh
2.2. Mặt cắt điển hình
2.3. Đặc điểm chung
Hiện nay dạng cầu này được xây dựng rộng rãi tại Pháp và Nhật bản với các loại cầu giản đơn, liên tục hoặc cầu khung. Vì trọng lượng dầm nhẹ hơn so với cầu dầm hộp thông thường nên thuận lợi hơn trong thi công, phương pháp thi công phân đoạn cũng được áp dụng.
- Tiêu chuẩn thiết kế : Việc thiết kế dạng cầu này đã tham khảo ở rất nhiều nước khác nhau và sẽ được kiểm tra, đánh giá, xác nhận lại trên cơ sở các phần mềm tính toán hiện đại.
- Nhịp áp dụng: Nhịp áp dụng cho cầu dạng này là 60m
- Vật liệu sử dụng: Đối với các quy định về đường hàn và liên kết được sử dụng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu; vật liệu sử dụng là thép tối thiểu là SM400.
- Chiều dày tối thiểu: Trong tiêu chuẩn cầu Hàn quốc quy định chiều dày tối thiểu của thép lượn sóng là 8mm; Còn theo quy trình của Nhật bản thì chiều dày tối thiểu là 9mm.
Hình vẽ thể hiện định hình thép lượn sóng ở một số cầu
- Sự làm việc của thép lượn sóng: Kết quả làm việc của kết cấu phụ thuộc vào chiều rộng và bước của thép lượn sóng. Khi chiều rộng và bước hợp lý sẽ tránh được tình trạng mất ổn định cục bộ, tăng khả năng chịu cắt. Do vậy khi xác định chiều rộng và bước sóng cần phải nghiên cứu kỹ.
2.4 Đặc điểm liên kết
- Liên kết giữa thép và bê tông: Các liên kết giữa thép lượn sóng và bê tông là một bộ phận hết sức quan trọng của kết cấu. Dựa vào tính dính bám ta có thể chia làm các loại sau:
+ Neo mềm dính bám: Sườn thép lượn sóng được liên kết vào bản thép nằm trong bê tông. Loại liên kết này dùng cho cầu ShinKai và cầu Nachenoki. Các neo sử dụng là các neo mềm dính bám có các tấm hàn nằm trong bê tông. Phương pháp thiết kế dạng neo mềm đã được công bố rộng rãi.
+ Liên kết kiểu gia cường: Liên kết này được sử dụng lần đầu tiên cho cầu Hongdani, các thép tròn trơn được luồn qua các lỗ của sườn thép lượn sóng và kết hợp với hai thanh thép gia cường chạy dọc theo đỉnh của sườn thép. Tất cả các bộ phận này được chôn trong bê tông để đảm bảo chất lượng liên kết.
+ Liên kết thanh thép góc: Liên kết này gồm bản thép cánh liên kết với sườn thép lượn sóng đồng thời bản thép liên kết với thanh thép góc chữ L thông qua đường hàn. Trên thanh thép góc sẽ được đục lỗ và xuyên các thanh thép tròn trơn qua. Toàn bộ phần liên kết này cũng được chon toàn bộ trong bê tông.
+ Liên kết tổ hợp: Biện pháp này sử dụng các neo mềm và kết hợp gia cường tấm thép bản có đục lỗ chạy dọc cầu. Các liên kết này thường được sử dụng cho các vị trí đầu dầm, nơi có lực cắt lớn.

- Liên kết giữa các mô đun thép lượn sóng: Các sườn thép được chế tạo có giới hạn vì điều kiện vận chuyển do đó cần thiết phải liên kết giữa các khối sườn thép với nhau. Ta có thể dùng loại liên kết bằng đường hàn hay bu lông.
+ Liên kết đường hàn: Hầu hết các cầu dùng dạng liên kết này bởi nó sẽ đảm bảo khả năng chịu lực, chống thấm và thẩm mỹ cao, dễ dàng sơn phủ.
+ Liên kết bu lông CĐC: Chất lượng có thể đảm bảo tuy nhiên tính thẩm mỹ kém hơn so với đường hàn. Đồng thời sự truyền tải ứng suất cũng kém hơn đường hàn. Có thể sử dụng đường hàn trên bề mặt tấm hoặc uốn thành tai liên kết.
2.5 Thi công
Thi công dạng cầu dầm hộp sườn thép lượn sóng thì phương pháp lao dọc sẽ được lựa chọn, các phân đoạn được đúc tại chỗ. Chi tiết quá trình thi công được trình bày như hình bên.
Lắp đặt thép dự ứng lực
Thi công bản sườn thép lượn sóng
Sơn và lắp thiết bị kiểm tra sườn thép
Lắp dựng mũi lao
Lao dọc dầm hộp sườn thép lượn sóng
2.6 Ứng dụng
Cầu Ilseon grand: Cầu nằm trên đoạn Seongsan-toke thuộc quốc lộ 4 được xây dựng vào năm 2001. Chủ đầu tư là văn phòng điều hành xây dựng khu vực busan; được thiết kế bởi công ty Huyndai Engineering.
Chiều dài nhịp 50+10@60+50+2@50.5=801m, chiều rộng cầu là 21.2m.
(KS. Lê Thị Thu Hạnh- bài đã đăng trên tạp chí Thông tin Tư vấn thiết kế)
Viết và chia sẻ bình luận: Like để cập nhật các bài viết qua facebook. Cảm ơn bạn đã ghé thăm, ủng hộ!

About Tứ Đoàn Ngọc

Đoàn Ngọc Tứ chào mừng bạn tới với website và cảm ơn bạn đã ủng hộ trang này.