Báo cáo thực tập tại Viện khoa học công nghệ giao thông vận tải thuộc bộ giao thông vận tải ( ritst )

Phần mở đầu Chương 1 Mục đích và nội dung của đợt thực tập I. Mục đích : Nhằm củng cố những kiến thức đã học ở trường, giúp sinh viên nắm bắt những kiến thức từ thực tế trong công tác thiết kế cũng như trong việc tổ chức thi công các Công trình Giao thông, trước mỗi kỳ làm Đồ án tốt nghiệp, bộ môn Cầu-Hầm khoa Cầu Đường trường đại học Xây Dựng đều tổ chức cho các sinh viên năm cuối đi thực tập cán bộ kỹ thuật tại các công ty, các viện thiết kế. Mặc dù đợt thưc tập kéo dài không lâu nhưng nó lại rất quan trọng đối với sinh viên năm cuối, những người sắp tốt nghiệp và trở thành những cán bộ kỹ thuật trong công việc . Nó giúp sinh viên có được cái nhìn tổng quan thực tế đối với công việc sau khi ra trường. Sinh viên được làm quen với các phương tiện máy móc các chương trình trợ giúp thiết kế tiên tiến nhất đồng thời cũng nắm bắt được phương thức tiến hành thiết kế một dự án từ giai đoạn tiền khả thi đến khả thi rồi thiết kế kỹ thuật,bản vẽ thi công...Trong quá trình thực tập sinh viên phải áp dụng những kiến thức đã học được trong trường và công tác thiết kế đồng thời phải có sự so sánh đánh giá giữa các tài liệu quy chuẩn lý thuyết và các tiêu chuẩn áp dụng trong thực tế. Sinh viên còn được tham khảo các báo cáo về các công tác thiết kế , điều hành dự án của các chuyên gia đầu ngành trong cơ quan, những kinh nghiệm cần thiết trong thực tế thi công. Bên cạnh những kinh nghiệm trong công tác thiết kế, sinh viên còn được rèn luyện về tác phong làm việc, kỷ luật trong môi trường làm việc. Điều này giúp cho sinh viên sau khi ra trường có một nền tảng vững chắc cả về chuyên môn cũng như tác phong làm việc Với mục tiêu đào tạo đội ngũ kỹ sư ngành Xây dựng Công trình Cầu Đường năng động, giỏi về chuyên môn, nhanh nhạy trong thực tế sản xuất, phục vụ tốt sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước đó là tất cả những điều tâm huyết nhất của các Thầy giáo bộ môn Cầu-Hầm nói riêng và các thầy cô giáo trong trường nói chung. II. Nội dung : Được gửi về thực tập tại Trung tâm khoa học công nghệ bảo vệ công trình và phương tiện giao thông vận tải với thời gian thực tập 4 tuần ( từ 3/9/2003 đến 26/9/2003 ), với sự giúp đỡ nhiệt tình của lãnh đạoTrung tâm và sự hướng dẫn tận tình của tập thể các anh chị Cán bộ kỹ thuật trong phòng em đã hoàn thành những yêu cầu và nội dung của đợt Thực tập Tốt Nghiệp. Qua thời gian được thực tập tại Trung tâm đã giúp em hiểu rõ hơn những công việc của người kỹ sư nói chung và những người làm công tác tư vần thiết kế nói riêng, nắm được quy trình khi lập một Dự án tiền khả thi, Dự án khả thi và Hồ sơ thiết kế kỹ thuật- Bản vẽ thi công. Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Phan Duy Pháp và các thầy giáo bộ môn Cầu-Hầm đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường cũng như trong quá trình thực tập. Xin chân thành cám ơn ban lãnh đạo Trung tâm khoa học công nghệ bảo vệ công trình và phương tiện giao thông vận tải, đặc biệt là PGS – TS Đặng Gia Nải, phó viện trưởng kiêm giám đốc trung tâm và các cô chú, anh chị kỹ sư trsong phòng đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt qúa trình thực tập tại cơ quan. SV : Nguyễn Tiến Thịnh _ Lớp 44 CĐ2. Chương 2 Giới thiệu về Viện khoa học công nghệ giao thông vận tải thuộc Bộ Giao Thông Vận Tải ( rItst ) I/ Giới thiệu về viện khoa học công nghệ GTVT. I.1 Hệ thống tổ chức của Viện khoa học công nghệ GTVT (Sơ đồ tổ chức xem chi tiết ở trang bên) I.2 Giới thiệu chung: -Viện Khoa học & Công nghệ GTVT được thành lập năm 1956 với tên gọi là Viện thí nghiệm vật liệu. Đến năm 1984, Viện được đổi tên là Viện Khoa học Kỹ thuật GTVT. Từ năm 1996, Viện được đổi tên thành Viện Khoa học & Công nghệ GTVT. -Tên giao dịch nước ngoài: Research Institute for Traansportation Science and Technology (RITST). Địa chỉ : 1252 Đường Láng-Cầu Giấy-Đống Đa-Hà Nội Tel: 84-4-7663404. Fax: 84-4-7663403 Tài khoản: 710D-00522 Ngân hàng Công thương Khu vực Đống Đa Hà Nội). - Địa chỉ của Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Giao thông Vận Tải Miền Nam: 84 Nguyễn Thị Minh Khai-Quận 3-Thành phố Hồ Chí Minh. Tel: 08-8-296142 ; Fax: 08-8-8244646. - Địa chỉ của Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Giao thông Vận Tải Miền Trung: 38 Nguyễn Du-Quận Hải Châu-Thành phố Đà Nẵng Tel: 0511-896469 ; Fax: 0511 896336 - Viện Khoa học & Công nghệ GTVT là một trong 42 Viện nghiên cứu quốc gia thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ GTVT. Ngày nay, Viện đã có một đội ngũ cán bộ lớn mạnh gồm trên 400 cán bộ với trên 95% có trình độ đại học, khoảng 20% có trình độ trên đại học, trong đó có 30 tiến sĩ, 5 giáo sư và phó giáo sư. Viện đã chủ trì thưc hiện nhiều đề tài cấp Nhà nước và cấp Bộ trọng điểm, tiến hành các dịch vụ khoa học công nghệ như thiết kế, thẩm kế, tư vấn đầu tư phát triển KHCN, khảo sát thiết kế, giám sát chất lượng công trình và chuyển giao công nghệ. Tham gia nhiều Dự án sửa chữa nâng cấp các công trình GTVT vốn WB, và ADB... - Do những đóng góp trong việc phát triển ngành GTVT nói chung và những thành tựu trong việc nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ nói riêng, Viện Khoa học Khoa học & Công nghệ Công nghệ GTVT đã được Nhà nước trao tặng Huân chương Lao động Hạng nhất, Hạng nhì và Hạng ba. Nhân dịp 40 năm thành lập, Viện Khoa học Công nghệ GTVT đã vinh dự được nhận Huân chương độc lập Hạng ba của Chủ tịch nước Cộng hoà XHCN Việt Nam. I.3.Chức năng, nhiệm vụ - Tổ chức và thực hiện các hoạt động nghiên cứu KH phát triển CN trong các lĩnh vực GTVT như: Xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông, khai thác vận tải, công nghiệp giao thông vận tải, bảo vệ môi trường và an toàn giao thông.... đường bộ, đường sắt, đường sông, hàng hải, hàng không. - Xây dựng chính sách, chiến lược, quy hoạch phát triển KHCN GTVT; lập kế hoạch dài hạn và hàng năm cho công tác nghiên cứu theo chương trình mục tiêu của Nhà nước và Bộ GTVT; tham mưu cho Bộ về dự báo, định hướng nghiên cứu KH và phát triển CN trong ngành. Viện là thành viên Hội đồng khoa học công nghệ của Bộ. - Phát triển công nghệ và ứng dụng KHCN trong các lĩnh vực: + Cơ khí GTVT: thiết kế chế tạo các kết cấu thép, các thiết bị thi công công trình, các thiết bị và dụng cụ thí nghiệm phục vụ ngành GTVT + Bảo vệ môi trường: Tư vấn, điều tra khảo sát đánh giá tác động môi trường của các cơ sở công nghiệp, các dự án xây dựng cơ sở hạ tầng GTVT; + Triển khai ứng dụng CN mới, vật liệu mới, kết cấu mới và các tiến bộ kỹ thuật vào thi công xây dựng công trình, bảo vệ công trình và phương tiện GTVT - Thực hiện các dịch vụ KHCN và tư vấn trong: Khảo sát, thiết kế, thẩm định, đầu tư phát triển KHCN, giám sát chất lượng công trình, chuyển giao công nghệ và sở hữu công nghiệp trong GTVT. - Xây dựng các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm kỹ thuậ đểt trình Bộ hoặc cấp có thẩm quyền ban hành. Xây dựng, ban hành các tiêu chuẩn cấp cơ sở đối với những lĩnh vực chưa có TCVN hay TCN để chủ đầu tư, các đơn vị sản xuất tham khảo đưa vào các chương trình, dự án cụ thể. Tổng kết đúc rút kinh nghiệm các công nghệ đã áp dụng , các dự án, công trình quan trọng của Bộ. - Thực hiện công tác kiểm định, giám định, kiểm tra đánh giá chất lượng công trình giao thông đang khai thác, đang thi công hoặc nghiệm thu đưa vào sử dụng; đề xuất biện pháp tổ chức-kỹ thuật trong bảo dưỡng, gia cố phục hồi sửa chữa hoặc nâng cấp các công trình giao thông đảm bảo yêu cầu chất lượng. - Trực tiếp thực hiện thi công xây dựng, sửa chữa nâng cấp công trình có ứng dụng CN mới, đòi hỏi kỹ thuật, công nghệ cao. - Quản lý các Phòng thí nghiệm trọng điểm đường bộ, thực hiện công tác thí nghiệm, kiểm tra, đánh giá chất lượng vật liệu, kết cấu công trình, ứng dụng trong xây dựng đường bộ ; có trách nghiệm phối hợp với Vụ KHCN để hướng dẫn, kiểm tra, năng lực, phúc tra số liệu của các phòng thí nghiệm của các đơn vị thuộc Bộ. - Đào tạo sau đại học, tổ chức bồi dưỡng nâng cao nghiệp vụ kỹ thuật chuyên ngành, đào tạo thí nghiệm viên, giám sát viên, cán bộ quản lý dự án, cán bộ và công nhân kỹ thuật chuyên nghành. - Được Bộ giao nhiệm vụ hợp tác với các tổ chức trong nước và quốc tế về lĩnh đào tạo, nghiên cứu KH và chuyển giao CN; được liên danh liên kết thực hiện hoặc đấu thầu thực hiện các dự án của ngành. - Viện được phép thành lập các Phòng, Ban và các Trung tâm chuyên ngành và sắp xếp hệ thống cơ cấu tổ chức bộ máy của Viện phù hợp với tình hình nhiệm vụ của từng thời kỳ để trình Bộ trưởng phê duyệt. - Quản lý cán bộ, viên chức và tài sản được giao theo quy định hiện hành của Nhà nước. I.4.Các lĩnh vực nổi bật -Nghiên cứu KHCN mới trong lĩnh vực xây dựng và khôi phục các công trình GTVT -Đào tạo và chuyển giao công nghệ tiên tiến -Là đơn vị chủ chốt đào tạo TVGS cho các dự án phát triển cơ sở hạ tầng GTVT Các hoạt động chính Công trình cầu cảng địa chất nền móng Đường ô tô sân bay Vật liệu và bảo vệ công trình, phương tiện GTVT Cơ khí máy xây dựng, phương tiện vận tải Khai thác đá phá nổ - Điện tử tin học - Bảo vệ môi trờng Hoạt động tư vấn Công tác đào tạo Tư vấn đầu tư và hợp tác quốc tế. + Công trình cầu cảng và địa chất nền móng: ã Cầu thép hàn khẩu độ lớn ã Cầu bê tông cốt thép nhịp lớn thi công bằng công nghệ đúc đẩy đúc hẫng ã Cầu dây văng và cầu treo nhịp lớn ã Cầu và hầm trong nút giao thông lập thể ã Định hình hoá thiết kế dàn thép và cầu treo cho giao thông vận tải địa phương ã Công nghệ thi công cọc khoan trong các loại địa tầng phức tạp ã Khảo sát nền móng và địa chất công trình ã Giải quyết các vấn đề về luồng lạch sa bồi và xây dựng cảng biển nuớc sâu ã Thiết kế và giải pháp công nghệ thi công tôn tạo, bảo vệ các bờ đảo ngoài khơi biển Việt Nam ã Các giải pháp công nghệ sửa chữa cải tạo nâng cấp bảo vệ các công trình cầu cảng; Xử lý các công trình nền móng và công trình ngầm. ã Ưng dụng các công nghệ tiên tiến trong kiểm tra, đánh giá chất lượng cọc đóng và cọc khoan nhồi ã Kiểm định đánh giá các công trình cầu và các công trình kết cấu khác theo công nghệ hiện đại (tĩnh và động), bao gồm cả phần mềm chương trình đánh giá cầu/kết cấu và phần mềm hệ quản lý cầu tiên tiến. + Đường ô tô sân bay. ã Công nghệ hiện đại trong xây dựng, sửa chữa, kiểm tra đánh giá chất lượng đường ô tô cấp cao và đường băng sân bay. ã Các loại vật liệu làm đường và các chỉ tiêu cơ lý của chúng. ã Các thiết bị đo đạc kiểm tra đánh giá chất lượng nền móng mặt đường ã Duy tu bảo dưỡng và sửa chữa nâng cấp đường. ã An toàn giao thông và tổ chức giao thông trong các đô thị lớn. ã Giao thông vận tải địa phương. ã Thiết kế đặc biệt xử lý đất sụt, ổn định mái dốc. ã Gia cố đất bằng các chất kết dính vô cơ, hữu cơ, hoá học ã Xử lý nền đất yếu bằng các công nghệ tiên tiến. + Vật liệu bảo vệ công trình, phương tiện giao thông vận tải. ã Phụ gia cho bê tông bền trong môi trường nớc biển. ã Vữa Polimer, bê tông Polimer và vật liệu Composit. ã Bê tông xi mămg mác cao và BTXM có cường độ sớm ngày. ã Công nghệ bê tông vữa dâng và công nghệ phun phụt vữa để bảo vệ và gia cố công trình. ã Mastic dùng cho đường bê tông xi măng và đường băng sân bay (bằng vật liệu trong nước). ã Gối cầu cao su cốt bản thép bằng cao su tổng hợp Neopren. Cao su làm khe co giãn cầu. ã Vật liệu và công nghệ bảo vệ, nâng cao tuổi thọ cho các công trình và các phơng tiện GTVT. ã Vật liệu và công nghệ chống thấm cho mặt cầu bê tông cốt thép. + Cơ khí, máy xây dựng, phương tiện vận tải. ã Phục hồi chi tiết máy và kết cấu công trình (Phun, mạ, hàn). ã Thuốc hàn và công nghệ hàn (hàn C02, hàn tự động, hàn dưới nước...). ã Thiết kế chế tạo thiết bị căng kéo cốt thép. ã Thiết kế chế tạo máy đo lực nén cọc móng công trình; máy bơm keo Epoxy xử lý vết nứt công trình. ã Thiết kế chế tạo máy nén cọc thuỷ lực, máy ép thuỷ lực. ã Bảo hành bảo dưỡng sửa chữa các loại máy xây dung và ô tô ã Thiết kế chế tạo các phương tiện nổi (ụ nổi, bến nổi, tàu kéo, tàu khách..) ã Chế tạo các thiết bị, dụng cụ thí nghiệm trong phòng và hiện trường với độ chính xác cao. + Khai thác đá, phá nổ - điện tử tin học - bảo vệ môi trường. ã Thiết kế xây dung, cải tạo, nâng cấp các mỏ đá để khai thác có hiệu quả và chất lượng cao ã Các công nghệ nổ phá đá để khai thác, san nền, mở đường, đắp đập, đào mương máng. ã Công nghệ nổ phá đá ngầm, cắt sắt thép dưới nước trong nạo vét luồng lạch và thi công công trình thuỷ. ã Nổ phá công trình cũ trong điều kiện chật hẹp ở thành phố khu dân cư, gần kề các công trình cần bảo vệ... ã Nổ mìn đào hầm qua núi ã Thiết kế chế tạo các thiết bị đo đạc, điều khiển quá trình công nghệ, điều khiển giao thông và chỉ huy điều hành sản xuất. ã Đánh giá tác động lên môi trường trong các hoạt động GTVT và các lĩnh vực khác. ã Kiểm tra, giám sát, tổ chức kỹ thuật và công nghệ bảo vệ môi trường GTVT. + Hoạt động tư vấn ã Chủ trì hoặc hợp tác tư vấn giám sát các dự án xây dung, cải tạo, nâng cấp công trình hạ tầng GTVT với các đối tác trong và ngoài nước. ã Tư vấn, khảo sát, thiết kế, thi công xây dung các công trình phức tạp và công trình ứng dụng công nghệ mới ã Tư vấn đầu tư và tư vấn các dịch vụ bảo vệ, xây dung, kiểm định các công trình và phương tiện GTVT. + Công tác đào tạo ã Đào tạo tiến sĩ các chuyên ngành: Cầu, đường ô tô-sân bay, kết cấu xây dung ã Hợp tác với các trường đại học để đào tạo thạc sĩ cho ngành GTVT ã Đào tạo, tập huấn kỹ sư tư vấn ã Đào tạo thí nghiệm viên, KCS ã Hướng dẫn tốt nghiệp cho sinh viên ã Tham gia giảng chuyên đề tại một số trường đại học và một số cơ sở đào tạo khác. + Tư vấn đầu tư và hợp tác quốc tế ã Có quan hệ hợp tác với các các viện nghiên cứu, công ty tư vấn của 36 quốc gia trên thế giới ã Liên danh với nhiều công ty tư vấn của Hàn Quốc (KCI, Hansewook), Nhật Bản (PCI..), Mỹ (MHW, Loius Berger.)..tham gia các dự án phát triển cơ sở hạ tầng nguông vốn của Nhật Bản, Hàn Quốc, WB, ADB: các dự án xây dựng và nâng cấp quốc lộ 1A, 18, 5, Cầu Sông Gianh. ã Tham gia Hội nghiên cứu GTVT Đông á (EASTS). ã Chủ trì và tổ chức nhiều hội nghị, hội thảo trong nước và quốc tế. I.5. Một số thành tựu KHCN trong những năm gần đây: - Đề tài cấp nhà nước KHCN 10 - 05: Công nghệ hiện đại trong xây dựng, kiểm tra, đánh giá chất lượng đường ô tô cấp cao và đường sân bay. Chủ nhiệm đề tài: GS. TS. Nguyễn Xuân Đào. - Đề tài cấp nhà nước KHCN 10 - 08: Các giải pháp công nghệ phát triển GTVT đồng bằng sông Cửu Long. Chủ nhiệm đề tài: TS. Bùi Đức Tân. - Đề tài nghiên cứu cấp nhà nước KHCN 10 - 07: Nghiên cứu chống sa bồi và công nghệ mới trong xây dựng cảng biển. Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Hữu Đẩu. - Đề tài KHCN 10-06: Nghiên cứu thiết kế và công nghệ thi công cầu dây văng ở Việt Nam. Chủ nhiệm đề tài: GS. TS. Lê Đình Tâm. - Đề tài cấp nhà nước KHCN 10 - 11:Nghiên cứu cơ sở cho việc thống nhất hoá hệ thống tiêu chuẩn trong ngành giao thông vận tải. Chủ nhiệm đề tài: ThS. Đỗ Hữu Trí. Một số chuyên gia, nhà khoa học tiêu biểu: ã Thạc sĩ Đỗ Hữu Trí, Chuyên gia hàng đầu với hơn 30 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cầu, đường bộ ã PGS. TS. Nguyễn Hữu Đẩu, chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực xây dựng cảng và công trình biển với hơn 25 năm kinh nghiệm ã PGS. TS. Đặng Gia Nải, chuyên gia cao cấp về cầu với hơn 20 năm kinh nghiệm ã TS. Doãn Minh Tâm, chuyên gia cao cấp về đường và sân bay. ã Kỹ sư Lâm Hữu Đắc chuyên gia giàu kinh nghiệm về cầu và hầm ã Kỹ sư Nguyễn Hoàng Huyến, chuyên gia nhiều kinh nghiệm về vận tải. Chuyên đề thực tập Phần 1: Tìm hiểu về Công nghệ đúc đẩy và tình hình áp dụng ở Việt Nam trong thời gian qua. 1.giới thiệu: Từ những năm đầu thập kỷ 60 đến nay công nghệ đúc đẩy (CNĐĐ) đặc biệt là công nghệ đúc đẩy theo chu kỳ được nhiều nước trên thế giới áp dụng thành công trong xây dựng nhiều công trình cầu bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCTDƯL) . Qua thống kê cho thấy chỉ tính đến thời điểm đầu 1990 trên thế giới đã xây dựng khoảng 200 cầu BTCT DƯL bằng công nghệ ĐĐ theo chu kỳ . Các nước áp dụng công nghệ này phổ biến nhất là CHLB Đức, Pháp, Italy.... Ngay ở Pháp trên tuyến đường sắt cao tốc Paris – Lion trong tổng số 9 cầu thì đã có 7 cầu vượt được xây dựng bằng CNĐĐ theo chu kỳ. Cơ sở cho việc áp dụng có hiệu quả công nghệ này trước hết dựa vào các yếu tố chứa đựng những lợi thế cơ bản sau: Điều kiện cho phép tổ chức công nghệ xây dựng trên phạm vi mặt bằng thi công hẹp nên đỡ chi phí giải toả đền bù , do đó rất phù hợp với các công trình cầu xây dựng trong thành phố. Điều kiện để phát huy cao khả năng chuyên môn hoá, cơ giới hoá, qua đó nhằm đạt được hiệu quả kinh tế cao nhờ giảm chi phí sử dụng nhân lực, trang thiết bị thi công cũng như thời gian thi công công trình .Vì vậy nên cầu càng dài hiệu quả kinh tế càng cao. Điều kiện cho phép cấu tạo thiết kế đồ án kiểu kết cấu dạng dầm liên tục với bó thép DƯL dài liên tục qua đó tạo khả năng bảo đảm chất lượng kết cấu công trình theo yêu cầu khai thác lâu dài. Điều kiện cho phép kiểm soát chất lượng công trình trong quá trình thi công có hiệu quả cao hơn so với một số phương pháp tiên tiến khác như đúc hẫng , vì toàn bộ quá trình lắp dựng cốt thép , đổ bê tông căng kéo bó thép DƯL và đẩy dầm đều diễn ra trên bãi đúc, ở phía sau mố nên tạo điều kiện thuận lợi cho công tác giám sát , đo đạc . Qua đó làm tăng tối đa các yêu cầu kỹ thuật của đồ án thiết kế. Từ những ưu thế có ý nghĩa về mặt kỹ thuật và kinh tế như trình bày ở trên, nên từ những năm 1990 đến nay, bộ GTVT có chủ trương triển khai áp dụng công nghệ này để xây dựng các công trình cầu ở trong nước trước hết tập trung vào một vài công trình mang tính chất thí điểm khởi đầu như cầu Mẹt – QL1A ( Lạng Sơn ) , cầu Hiền Lương – QL1A ( Quảng Trị). 2. tình hình chung. 2.1.Đối với công tác thiết kế: a.Hiệu quả áp dụng công nghệ đúc đẩy ở một số công trình: Kinh nghiệm của các nước được rút ra từ thực tế xây dựng nhiều công trình cho biết:Yếu tố quan trọng nhất để chọn lựa phương án thiết kế cầu theo hướng áp dụng công nghệ ĐĐ theo chu kỳ là chiều dài cầu. Do bản chất của CNĐĐ là phải sử dụng các công trình phụ trợ, trong đó quan trọng nhất là bệ đúc. Bệ đúc sau khi sử dụng để thi công xong dầm cầu sẽ bị đập bỏ vì vậy gây lãng phí và làm gia tăng chi phí công trình. Cầu càng ngắn thì tỷ trọng của sự tổn phí càng lớn, dẫn đến tổng mức công trình cao. Chính vì vậy nên người ta chỉ áp dụng CNĐĐ để xây dựng cầu có chiều dài lớn. Cầu càng dài số lần đúc và đẩy luân phiên nhau trên bệ đúc càng nhiều, qua đó thiết bị công nghệ như bệ đúc, ván khuôn, hệ đẩy,.... được sử dụng ở mức tối đa, trình độ tay nghề của công nhân cũng được nâng cao. Theo chỉ tiêu hiệu quả kinh tế phụ thuộc vào chiều dài cầu, nhiều nước trên thế giới đã thử nghiệm so sánh và đã rút ra một số kết luận mang tính quy luật như sau: Đối với những cầu xây dựng trên cạn có chiều cao trụ nhỏ hơn hoặc bằng 5m thì nên áp dụng phương pháp thi công dàn giáo. Giải pháp này mang lại hiệu quả kinh tế nhất. Ngược lại nếu cầu dài hơn 250m có chiều cao trụ xấp xỉ 10m thì nên áp dụng CNĐĐ theo chu (xem hình vẽ). Trong một số trường hợp mặc dầu khẩu độ cầu không dài lắm, nhưng có nhiều trụ cao hơn 15m và việc thi công bằng dàn giáo gặp nhiều khó khăn, chi phí tốn kém thì nên áp dụng CNĐĐ theo chu kỳ. Dựa trên các kết luận này trong những năm qua các nước trên thế giới đã xây dựng nhiều cầu khá dài trên dưới 1000m bằng CNĐĐ theo chu kỳ, điển hình có một số cầu như: cầu qua sông AISTALL (CHLB Đức) dài 1.161m, cầu qua sông PO(Italy) dài 1.296m, cầu đường sắt OLIPHANT(Ai Cập) dài 1.035m, cầu vượt FEEDTEPSHAIM (áo) dài 1.470m và nhiều cầu khác có chiều dài vừa phải 250 – 600,700m,......ở nước ta công trình cầu Mẹt được xây dựng vào những năm đầu của thập kỷ 90, có chiều dài cầu xấp xỉ 90m. Nếu xét theo quy luật về hiệu quả kinh tế như đã trình bày ở trên thì không nên áp dụng CNĐĐ theo chu kỳ để xây dựng cầu. Trong trường hợp này chọn phương án thiết kế khác như dầm BTCT DƯL 33m kéo sau có thể mang lại hiệu quả kinh tế hơn. Qua đây cũng làm sáng tỏ một điều là : Khi chọn công trình để thử nghiệm áp dụng công nghệ mới cần nghiên cứu để nắm bắt được các kiến thức cơ bản về thiết kế và công nghệ. Không thể quan nịêm rằng cứ có công nghệ mới thì áp dụng vào đâu cũng được. Thật đáng tiếc là những chủ trương trong thiết kế liên quan tới việc áp dụng CNĐĐ ở giai đoạn đầu chúng ta chưa làm tốt thậm chí những kết quả nghiên cứu trước đó thông qua tư liệu nước ngoài và đề tài cấp Nhà nước đều không được quan tâm chú ý đúng mức. Đối với cầu Hiền Lương xây dựng trong thời gian 1995 – 1998 có chiều dài xấp xỉ 231m. Trong quá trình lập dự án khả thi đã có sự so sánh các phương án dầm liên tục thi công bằng CNĐĐ theo chu kỳ và phương án dầm giản đơn 33m kéo sau ( xem bảng dưới ). TT Hạng mục đơn vị Phương án 1(dầm giản đơn 33m) Phương án 2(đúc đẩy) 1 Sơ đồ kết cấu nhịp m 7 x 32,4 30,75 + 4 x 42 + 30,75 2 Tổng chiều dài kết cấu nhịp m 231,3 231,3 3 Hình dạng mặt cắt ngang 5 dầm chữ T 1 dầm hộp 4 Chiều cao dầm m 1,5 2,5 5 Khối lượng bê tông Trong đó: kết cấu nhịp đường xe chạy mố cầu trụ trung gian m 1.905(100%) 867 255 182 601 2.045(107,3%) 1.220 215 195 415 6 Khối lượng cốt thép Trong đó: kết cấu nhịp (CTDƯL+CT thường) phần đường xe chạy mố trụ trung gian T 332,4(100%) 224,3 18,1 21,7 68,3 296(89%) 218 18 25 35 7 Số lượng gối cầu Cái 70 19 8 Mối nối khe co giãn Mối nối 8 2 9 Thời gian xây dựng Tháng 18 9 Nói chung các chỉ tiêu thiết kế và hiệu quả kinh tế của hai phương án này không có sự chênh lệch đáng kể . Qua đó thể hiện rằng: Chiều dài cầu Hiền Lương chưa phải là chiều dài lý tưởng để áp dụng CNĐĐ nếu không xét trên quan điểm cầu được dùng để thử nghiệm áp dụng CNĐĐ bằng dự án chuyển giao công nghệ đồng bộ của CHLB Nga. Tuy nhiên qua đồ án thiết kế phần nhịp dầm cầu Hiền Lương đã cung cấp thêm cho ta một số kinh nghiệm quý báu trong công tác thiết kế.Ví dụ sơ đồ nhịp bảo đảm thông thoát các yêu cầu về cấu tạo bao gồm: chọn chiều dài đốt đúc với các vị trí mối nối hợp lý, phương án bố trí bó thép DƯL trên toàn bộ mặt cắt, câu tạo mũi dẫn và giải pháp liên kết nó với nhịp dầm,.... Các kinh nghiệm này đã được phân tích chọn lựa để áp dụng cho cầu Quán Hàn đang được triển khai. b.Về một vài thông số thiết kế cơ bản: Qua xem xét 2 đồ án thiết kế cầu Mẹt và cầu Hiền Lương có thể ghi chép lại một vài thông số thiết kế cơ bản để có cơ sở phân tích so sánh ( xem bảng dưới ). Tên cầu Chiều dài cầu(m) Chiều dài nhịp lớn nhất(m) Chiều cao dầm(m) Mác bê tông(kg/cm2) Số phân đoạn Chiều dài phân đoạn đúc(m) Bố trí bó thép DƯL(phương) Cầu Mẹt 90 40 2,65 500 8 4.5 & 13,5 3 Cầu Hiền Lương 231 42 2,5 450 11 21 1 Qua các số liệu so sánh ở bảng trên có thể nêu lên các nhận xét sau: Với tải trọng thiết kế hai làn xe H30 như nhau nhưng một vài thông số thiết kế có sự chênh lệch. Ví dụ : Đối với cầu Mẹt không cần thiết phải cấu tạo chiều cao 2,65m lớn hơn cầu Hiền Lương với h = 2,5m , có thể rút xuống khoảng 2,3m là vừa. Với dầm hộp cao 2,3m nói chung cũng thoả mãn yêu cầu cấu tạo chịu lực và thi công. Mác bê tông của cầu Mẹt cũng chỉ nên sử dụng như cầu Hiền Lương, thậm chí có thể rút xuống 400 kg/cm2. Việc tạo DƯL trên 3 phương như cầu Mẹt nói chung là quá dư thừa vì mác bê tông cao, chiều cao dầm lớn , độ cứng của dầm vì vậy rất đảm bảo. Việc sử dụng thêm các bó cáp theo phương đứng và phương ngang cũng là yếu tố phát sinh thêm khối lượng công việc thi công qua đó làm tăng chi phí công trình. Ngoài ra vẫn còn tồn tại một số vấn đề cần được phân tích chọn lựa trong công tác thiết kế đồ án . Ví dụ : Đối với cầu Hiền Lương toàn bộ bó thép bố trí sử dụng trong giai đoạn khai thác đều đã được thiết kế cho cả giai đoạn thi công . Điều đó bảo đảm dầm rất an toàn vì toàn bộ các mặt cắt đều chịu nén rất lớn. Tuy nhiên xét yêu cầu chịu lực trong giai đoạn thi công thì các bó thép này gây ảnh hưởng ngược lại khi dầm đẩy qua các vị trí chịu lực khác dấu. Vì vậy nên bố trí một số lượng bó thép thông suốt vừa phải theo sơ đồ đường bao nội lực trong giai đoạn thi công đủ bảo đảm ứng suất tại các mặt cắt bất lợi lớn hơn khoảng 5% so với khả năng thực tế. Để đáp ứng yêu cầu chịu lực trong giai đoạn khai thác nên sử dụng các bó thép ngắn theo nguyên tắc DƯL ngoài và thi công sau khi đã đẩy xong. Việc cấu tạo chiều dài phân đoạn đúc dựa trên cơ sở bộ ván khuôn chế tạo. Vào thời điểm hiện nay công suất các trạm trộn tự động đã đạt được khoảng 30m/ giờ vì vậy không nên thiết kế bộ ván khuôn để khống chế chiều dài phân đoạn đúc từ 4,5 – 13,5m như cầu Mẹt. Vì với chiều dài như vậy phải chia cầu ra quá nhiều phân đoạn đúc và mỗi lần đổ bê tông khối lượng quá ít không phát huy hết công suất tối đa của trạm trộn và chiều dài mỗi lần đẩy không được bao nhiêu trong lúc đó phải huy động toàn bộ hệ thống công nghệ đẩy bao gồm cả nhân lực, thiết bị và các yêu cầu khác liên quan. Quan điểm tối ưu nhất hiện nay trong việc cấu tạo chiều dài phân đoạn đúc có thể lấy từ 20 – 30m để phát huy tối đa các thiết bị công nghệ đúc đẩy và đẩy dầm. Cầu Hiền Lương có chiều dài phân đoạn đúc 21m, trong quá trình thi công sử dụng trạm trộn công suất 30m/ giờ đã đạt được thời gian đổ bê tông cho giai đoạn 1 nhỏ hơn 5 giờ . Điều đó rất phù hợp với các yêu cầu tiên tiến của công nghệ đúc đẩy giai đoạn hiện nay. c. Về thiết bị công nghệ: Đối với cầu Mẹt , các trang thiết bị công nghệ chủ yếu mua sắm từ Trung Quốc. Một số thiết bị khác như mũi dẫn được thiết kế chế tạo trong nước. Đối với cầu Hiền Lương theo hợp đồng chuyển giao công nghệ đồng bộ với CHLB Nga , các loại thiết bị như hệ đẩy, hệ trượt, máy móc đo đạc kiểm tra được bên ký kết hợp đồng cung cấp, các thiết bị còn lại như ván khuôn, mũi dẫn, hệ sàn đỡ,.... do trong nước sản xuất chế tạo. Qua phân tích các thông số thiết kế chế tạo và sử dụng trang thiết bị cơ bản có thể nêu lên một số nhận xét sau: Đối với ván khuôn. Hai bộ ván khuôn cầu Mẹt và cầu Hiền Lương đều được thiết kế theo yêu cầu thay đổi điều chỉnh được chiều dài phân đoạn đúc phù hợp với điều kiện cụ thể khác nhau của từng công trình. Theo hướng này ván khuôn để đúc phân đoạn được cấu tạo liên kết từ nhiều đoạn ngắn. ở cầu Hiền Lương chiều dài các đoạn ngắn là 3m nên có thê thiết kế được các công trình cầu với phân đoạn đúc có chiều dài 6 , 9 , 12 , 15 , 18 , 21m.....Tương tự như vậy ở cầu Mẹt chiều dài phân đoạn đúc 4.5 , 9 , 13.5m.... Tuy nhiên khi thiết kế bộ ván khuôn còn phải xét tới yếu tố chiều dài khẩu độ nhịp khác nhau. Đối với bộ ván khuôn cầu Hiền Lương do yêu cầu chuyển giao công nghệ đồng bộ cho một cấp khẩu độ nhịp xác định từ 40 – 63m nên kết cấu ván khuôn có thể đúc được dầm có chiều cao từ 2,1 – 3,5m (xem hình vẽ). Tính năng này là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả kỹ thuật và kinh tế do bảo đảm được tính hợp lý về cấu tạo chịu lực của kết cấu và không quá lãng phí về sử dụng vật liệu. Đối với thiết bị đẩy. Trong quá trình thi công hai cầu Mẹt và Hiền Lương đều sử dụng bộ thiết bị đẩy theo nguyên tắc kéo dầm. Tuy nhiên ở cầu Mẹt chỉ dùng các kích kéo công suất nhỏ ( khoảng 60T ) đặt trên các trụ không quá 4 dây kéo bằng tao cáp12,7mm nối với chốt thép đặt dưới tim bụng dầm. Ta thấy công nghệ này khá đơn giản vì thiết bị phụ trợ kèm theo không nhiều nên dễ thao tác sử dụng. Ngoài ra do chế độ sử dụng lực kích hợp lý bằng cách bố trí số kích tăng dần lên theo mức độ tăng dần của tĩnh tải dầm nên giảm được nhân lực và các công đoạn thi công khác qua đó công nghệ đẩy càng thêm đơn giản. Việc lắp đặt kích và tháo kích cũng không mấy khó khăn nhờ sự liên kết đơn giản với giá kích bằng thép đặt trên mỗi trụ. Tuy nhiên trên mỗi trụ chỉ bố trí một kích nhằm tạo khả năng hạn chế lực đẩy ngang trên đỉnh trụ đảm bảo yêu cầu an toàn công trình trong đẩy dầm. Nhưng điều đó chỉ phù hợp với các cầu ngắn . Trong trường hợp cầu dài, tĩnh tải nặng việc đặt quá nhiều kích sẽ gây khó khăn cho quá trình vận hành chung nhằm bảo đảm tính làm việc đồng thời của một số lượng kích lớn đặt xa nhau hàng trăm mét. Để khắc phục nhược điểm này có thể tăng cường thêm công suất của kích và nghiên cứu cải tiến sơ đồ bố trí kích trên mố và trụ. Đối với hệ đẩy cầu Hiền Lương, áp dụng nguyên tắc kéo theo kiểu dùng thanh kéo bằng thép.Hai thanh kéo được liên kết vào hai trụ lực đặt trước mố. Các thanh kéo có bố trí các lỗ chốt kích. Việc truyền lực từ kích lên dầm thông qua dầm tỳ đặt nằm ngang trong bụng dầm và thò ra ngoài thông qua hai lỗ tạo sẵn ở bụng dầm. Ưu điểm của hệ đẩy này ở chõ toàn bộ công nghệ đẩy đều năm trọn trên khu vực bệ đúc nên thuận tiện cho công tác điều hành kích trong quá trình đẩy. Tuy nhiên ta thấy có một số điểm cần lưu ý sau đây : Trên thực tế CNĐĐ theo chu kỳ với nhược điểm khó tránh được là phải sử dụng nhiều kết cấu phụ trợ. Yếu tố đó chẳng những gây khó khăn cho công tác thiết kế công nghệ thi công mà còn làm phát sinh chi phí công trình. Vì vậy khi thiết kế công nghệ , đặc biệt là kết cấu phụ trợ như hệ đẩy nên chọn phương án hạn chế sự phát sinh thêm các kết cấu phụ trợ khác. Đối với hệ đẩy cầu Hiền Lương có thể nghiên cứu bố trí các kích ở phía mặt trước của mố qua đó sẽ bỏ được hai trụ lực mà hai trụ lực này phần móng và bệ bằng BTCT sẽ bị đập bỏ sau khi dầm đẩy xong, điều đó dẫn đến bội chi thêm trong tính toán giá thành công trình. Do hai trụ lực đặt trước mố nên hai thanh kéo nặng cần phải có giá đỡ. Các giá đỡ thanh kéo và hệ kích này trên thực tế cũng là kết cấu phụ trợ “ đóng góp “ thêm phần bội chi giá thành công trình. Dầm tỳ ( Varido ) truyền lực lên dầm rất nặng nề nên mỗi lần di chuyển lắp đặt lên đốt mới phải mất rất nhiều công sức. Qua những điều nêu lên ở trên có thể thấy rằng : Phương án sử dụng hệ đẩy để thi công cầu Hiền Lương nói chung chưa thật phù hợp. Nếu chú ý sự tiến bộ của CHLB Nga trong lĩnh vực này thì phải kể đến hệ “ nâng đẩy “ . Thiết bị đẩy loại này được dùng khá phổ biến ở Nga và ở nhiều nước tiên tiến khác trong những năm gần đây. Ưu điểm của loại thiết bị này là gọn nhẹ, không sử dụng thêm nhiều kết cấu phụ trợ, giá thành phải chăng nên chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả hơn. 2.2 Nhận xét. Sau khi thi công xong cầu Mẹt dư luận cho rằng : Việc áp dụng CNĐĐ lần đầu ở Việt Nam nhìn chung không mấy hiệu quả vì trong quá trình thi công có sự cố kỹ thuật và so với mặt bằng giá thành không rẻ. Thiết nghĩ rằng nếu chúng ta chọn lựa phương án theo nguyên lý áp dụng có lợi của CNĐĐ thì chắc chắn giá thành công trình sẽ không cao như cầu Mẹt. Các đơn vị tham gia tư vấn thiết kế từ nay nên đưa thêm phương án áp dụng CNĐĐ khi thiết kế cho các công trình cầu có chiều dài lớn hơn 250m. Trong thời gian tới một số thành phố lớn như Hà Nội , Đà Nẵng , Vũng Tàu , Hạ Long và Thành phố Hồ Chí Minh sẽ có nhiều dự án lớn trong xây dựng cơ sở hạ tầng GTVT, đặc biệt với những cầu cao, các nút giao cắt. ở đó trong điều kiện phạm vi mặt bằng hẹp và trong thi công yêu cầu bảo đảm giao thông thành phố thông suốt nên CNĐĐ theo chu kỳ chắc chắn sẽ được áp dụng bởi những lợi thế rất cơ bản của nó như đã trình bày. Tuy nhiên để làm tốt việc đó, đề nghị những công trình đã thi công xong cần phải được tổng kết. Trong tổng kết cần phải thực sự nghiêm túc nêu lên những điều chúng ta đã làm được và chưa làm được theo yêu cầu của một dự án mang tính chất thử nghiệm. Có vậy các công trình sau mới có cơ sở để rút kinh nghiệm nhằm mang lại hiệu quả thiết thực. Phần 2: Tìm hiểu về công nghệ thi công đẩy dàn giáo . I. giới thiệu Tổng quan: 1.Giới thiệu chung: Từ những năm đầu của thập niên 60 đến nay công nghệ đẩy dàn giáo được các nước trên thế giới áp dụng khá phổ biến trong xây dựng các công trình cầu bê tông cốt thép với tốc độ ngày một gia tăng. Trong khi một số nước như: CHLB Đức, Pháp.... nhiều năm trước đây việc áp dụng công nghệ đẩy dàn giáo gần như trở nên phổ biến thì ngày nay các hãng lớn như NRA_AS , STRUKTURAS.... chỉ trong khoảng thời gian từ 1991-2001 đã xây dựng hàng chục công trình cầu với tổng chiều dài lên đến hàng chục cây số. Có thể nêu lên một vài số liệu (chỉ tính với giải pháp đẩy dưới đúc trên- MSS) để thấy rõ tốc độ phát triển nhanh chóng chưa từng thấy của công nghệ này. - cầu đường sắt trên tuyến Seoul đi Pusal dài tới 100 km (Hàn Quốc) khẩu độ nhịp: 40-42m. - cầuViaduto do Lousado (Bồ Đào Nha ) dài 1700m - Cầu Obbola ( Thuỵ Điển ) có chiều dài tổng cộng 1378m - Cầu cao tốc C374 ( Đài Loan ) dài 2500m Cầu cao tốc C404 ( Đài Loan ) dài 4000m Ngoài ra còn có một số nước như: Trung Quốc, Đài Loan, Hy Lạp, Hồng Công.... cũng đang áp dụng công nghệ này để xây dựng những công trình lớn có quy mô chiều dài hàng ngàn mét. ở Việt Nam công nghệ đẩy dàn giáo còn rât mới mẻ, để theo kịp tốc độ phát triển của các nước tiên tiến trên thế giới, công nghệ đẩy dàn giáo đã và đang được các cơ quan nghiên cứu ứng dụng vào thiết kế thi công cho một số công trình (sắp tới sẽ thi công cầu Nam Ô trên quốc 1A -Đà Nẵng bằng giải pháp đẩy dưới đúc trên- underlung). Đặc điểm kỹ thuật và các giải pháp công nghệ của phương pháp thi công cầu theo công nghệ đẩy dàn giáo. Công nghệ đẩy dàn giáo được hình thành trong quá trình cải tiến của công tác đà giáo ván khuôn và kết quả là làm giảm chi phí đáng kể đối với các cầu trụ cao, cầu đúc tại chỗ có chiều dài lớn và giảm đáng kể thời gian thi công. Hệ thống ván khuôn đúc dầm hai giai đoạn được sử dụng lần đầu tiên trong xây dựng cầu thuộc dự án Kettiger Hang Highway Bridge ở Đức hoàn thành vào năm 1960. Đến năm 1961, Hans Wittfoht phát triển hệ thống đẩy dàn giáo (kiểu hệ treo - Overhead MSS ) đúc dầm một giai đoạn cho xây dựng cầu Krahnenberg với tổng chiều dài 1100m. Cho tới ngày nay hệ thống này không ngừng được hoàn chỉnh và được áp dụng rất phổ biến ở rất nhiều nước trên thế giới. .Đặc điểm công nghệ Trong thi công theo công nghệ đẩy dàn giáo thì hệ thống dàn giáo ván khuôn phải được đẩy dọc theo chiều dài cầu do đó cấu tạo hệ thống ván khuôn sao cho vừa bảo đảm liên kết chịu tĩnh tải dầm bê tông vừa có thể tránh vướng trụ trong quá trình đẩy tới vị trí tiếp theo. Khối lượng công tác bê tông là rất lớn, việc tính toán lựa chọn phương án thi công bê tông phải được tính toán cẩn thận. Do bê tông đổ trên dàn giáo có độ võng cần kiểm soát ứng suất, biến dạng trong thi công bê tông đổ nhiều giai đoạn . Ưu diểm. Tốc độ thi công nhanh, chu kỳ cơ bản trung bình của một nhịp dầm 50m khoảng 10 ngày . Đối với các nước có trình độ thi công cao chu kỳ cơ bản có thể đạt được 6 ngày đến 7 ngày. Do tải trọng đẩy chỉ là tải trọng của bộ ván khuôn do đó việc đẩy dễ dàng hệ thống thiết bị đẩy đơn giản và chính điều đó làm đảm bảo công trinh có độ an toàn cao và nâng cao hiệu quả kinh tế. Năng lực thiết bị đẩy không phụ thuộc vào chiều dài cầu do đó cầu càng dài hiệu quả kinh tế càng cao. Do đúc tại chỗ trên ván khuôn treo việc bố trí cốt thép dự ứng lực hợp lí cả trong khai thác và thi công đồng thời cũng dễ dàng tạo độ vồng ngược để điều chỉnh nội lực, độ võng độ vồng của dầm Công nghệ này có thể thi công cho cầu giản đơn hoặc liên tục Những hạn chế và phạm vi áp dụng. Chiều dài cầu từ 500m trở lên Công nghệ này áp dụng cho cầu có khẩu độ nhịp từ 15m đến 80m nhưng phạm vi khẩu độ nhịp phổ biến là khoảng 30m đến 50m Dạng tiết diện hình hộp không đáy cho khẩu độ nhịp < 40m, với khẩu độ nhịp lớn hơn dùng tiết diện dạng hộp kín. Với khẩu độ nhịp từ 55m trở xuống chiều cao dầm thường cấu tạo không đổi để phù hợp với công nghệ thi công, với khẩu độ nhịp lớn hơn xem xét thiết kế chiều cao thay đổi để phù hợp với điều kiện chịu lực hợp lí của kết cấu. Công nghệ này thích hợp cho hệ thống cầu vượt cầu cạn, những công trình không yêu cầu khẩu nhịp lớn. Với những cầu vượt sông yêu cầu khẩu độ thông thuyền lớn có thể kết hợp làm cầu dẫn phần cầu chính sử dụng công nghệ khác vượt nhịp lớn như đúc hẫng, cầu treo, cầu dây văng ... Các giải pháp công nghệ chủ yếu. Công nghệ ĐDG đưa ra 3 giải pháp sau: Đẩy dưới đúc trên. Đẩy trên đúc dưới. Đẩy đưới đúc lưng chừng. Mỗi giải pháp công nghệ đều có những ưu nhược điểm riêng. Sau đây chúng ta đi nghiên cứu chi tiết về giải pháp 3 đẩy dưới đúc lưng chừng . 2.Giải pháp đẩy dưới đúc lưng chừng (center): a. Nguyên lý cấu tạo và các đặc tính hoạt động của giải pháp. Kết cấu DG-VK theo kiểu dầm dàn thép tựa trên nhiều gối là các trụ phụ hoặc trụ tạm. Phần dầm chịu lực chủ yếu gồm nhiều phiến dàn tam giác được liên kết ngang với nhau để cùng chịu lực và giữ ổn định. Trên các cơ sở phân tích sơ đồ chịu lực của dàn và những kinh nghiệm thực tiễn thu được từ nhiều công trình thi công trong những năm gân đây người ta cấu tạo phần dầm chịu lực chủ yếu bằng kết cấu dạng hộp thép nhằm phát huy tính năng có lợi khi chịu lực , đặc biệt tính ổn định cao khi chịu uốn xoắn và thuận lợi trong quá trình di chuyển. ở giải pháp này , thay vì liên kết cứng ván khuôn với hệ dàn đẩy nằm ở trên cùng ( như giải pháp đẩy dưới đúc trên - underlung) thì ván khuôn nằm trong thành phía trong của dàn đẩy . Trong trường hợp này bản đáy ván khuôn được hạ thấp xuống dưới đồng thời qua đó nâng cao độ hệ dàn đẩy lên trên(hình vẽ). 1)trụ cầu 2)trụ phụ 3)dàn chủ chính 4)mũi dẫn 5)dầm ngang đỡ ván khuôn 6)dầm bê tông 7)ván khuôn 8)giá treo dàn 9)khối dầm đang đúc 10)khối dầm đã đúc b. Ưu nhược điểm của giải pháp. * Ưu điểm của giải pháp công nghệ. Trụ chủ thể được lợi dụng để cấu tạo trụ phụ vì vậy chi phí không cao. Trụ phụ được chế tạo bằng thép hình theo hướng lắp nghép nên rất thuận lợi trong quá trình tháo lắp và di chuyển. Hệ thống ván khuôn và dầm ngang đỡ ván khuôn được cấu tạo liên kết cứng với dàn giáo , khi di chuyển dàn giáo sang ngang hoặc di chuyển dọc đều kéo theo sự chuyển động tổng thể của kết cấu hệ dàn. vì vậy không tốn công sức nhiều do áp dụng đựơc tiến bộ khoa học kỹ thuật cao như: tự động hoá trong quá trình kéo đẩy di chuyển dàn. Về hệ đẩy công ngệ đẩy dàn giáo nói chung và công nghệ đẩy dưới đúc lưng chừng nói riêng hệ đẩy không phức tạp như công nghệ đúc đẩy và hệ đẩy của giải pháp đẩy trên đúc dưới. Chỉ cần hệ kích kéo công suất nhỏ ( lực ngang của hệ DG-VK tồn tại khoảng 20á30T) là có thể đẩy được hệ DG-VK. Vì thế hệ kích đẩy này chúng ta hoàn toàn có thể chế tạo được. Về mức độ an toàn của giải pháp công nghệ: đối với giải pháp đúc đẩy khi dầm BTCT di chuyển thì các thiết bị phụ trợ như mũi dẫn, hệ trượt, hệ dẫn hướng… cần hoạt động đảm bảo sự an toàn tuyệt đốicho dầm BTCT. Trong khi đó đối với công nghệ ĐDG nói chung và giải pháp này nói riêng thì khi di chuyển hệ GD-VK nếu có sự cố về mặt kỷ thuật không ảnh hưởng gì đến kết cấu nhịp. Mặt khác các sự cố có xảy ra với hệ đẩy thì cũng rễ khắc phục. Ngoài ra giải pháp đẩy dưới đúc lưng chừng còn có những điểm nổi trội do đẩy cao được cao độ của dàn đẩy trong thi công giải quyết được các tình huống do yêu cầu về tĩnh không. Đây là yếu tố quan trọng trọng để thi công những cầu ở thượng nguồn, nước sông lớn, những nơi hay có bảo lũ xảy ra, tránh được tình trạng đang thi công lũ về lại phải kéo các thiết bị và hệ DG-VK vào bờ. Đây cũng là một giải pháp phù hợp với việc xây dựng các cầu vượt trong thành phố, khi thi công nhung phải bảo đảm giao thông dưới cầu. * Hạn chế của giải pháp công nghệ. Cấu tạo liên kết giữa DG-VK phức tạp hơn. Khi thi công lúc tách hệ DG-VK sang hai bên để di chuyển hệ, để đảm bảo ổn định cho hệ dầm ngang đỡ ván khuôn cần phải bố trí đối trọng để hệ dàn giáo đẩy không bị lật. Trong trường hợp phải thi công những cầu có bán kính cong nhỏ gặp rất nhiều khó khăn trong viẹc bố trí và chế tạo hệ DG-VK. II.Nội dung tính toán một số bộ phận của giải pháp công nghệ 1.Thiết kế công nghệ phần dàn đẩy Thiết lập các sơ đồ tính Với: - Trọng lượng kết cấu nhịp là Q t/m , - Trọng lượng dàn q t/m ước tính phụ thuộc dạng kết cấu ,chiều dài nhịp. - Trong lượng mũi dẫn là q1 t/m Tính với các sơ đồ tính được Mmax . a)Sơ đồ tính cho giai đoạn đổ bê tông đúc nhịp đầu tiên lúc này dàn giáo được kê lên trụ phụ tại hai vị trí. b) Sơ đồ tính cho giai đoạn đẩy dàn giáo giai đoạn này hai mảng ván khuôn chuyển động độc lập với nhau do đó chỉ cần tính cho một bên dàn . Sơ đồ tính nguy hiểm khi đầu mũi dẫn chuẩn bị chạm tới vị trí điểm kê tiếp theo .sơ đồ tính theo dầm đơn giản có mút thừa. q q 1 q 1 c)Sơ đồ tính cho giai đoạn đổ bê tông cho các nhịp tiếp theo lúc này dàn giáo được kê lên trụ phụ tại hai vị trí,và một điểm treo vào đầu hẫng đốt dầm đúc trước đó điểm treo này được mô tả là một gối tựa đàn hồi. độ cứng của gối tựa đàn hồi được xác định qua chuyển vị của dàn chủ và theo phép đúng dần. Lựa chọn các kích thước cơ bản - Chọn dạng kết cấu cho hệ dàn đẩy là dạng dàn ,dầm dàn hộp thép kết hợp phụ thuộc vào đặc điểm công trình ,chiều cao tĩnh không và chiều cao dầm hộp bê tông cốt thép. - Chiều dài dàn chính, mũi dẫn được lựa chọn phụ thuộc vào chiều dài nhịp sao cho tổng chiều dài dàn giáo đẩy lớn hơn hai lần chiều dài nhịp, - Chọn các kích thước cơ bản Lựa chọn bề rộng hộp b chiều cao hộp h ,sơ bộ lấy b/h =2/3. chiều cao h xác định từ điều kiện Trong đó : Rgh là cường độ giới hạn của vật liệu thép. d chiều dầy bản thép (lựa chọn) Tính toán chi tiết : Tính toán các giá trị tải trọng Tính Q: Giá trị Q bằng trọng lượng khối dầm BTCT. chọn chiều dài nhịp dầm BTCT là 50m ( chọn theo thiết kế dầm chủ cầu Nam Ô- Đà Nẵng). + Diện tích mặt cắt ngang dầm BTCT: S1 = 7 m2 ị Thể tích một dầm BTCT: V1 = 50 x 7 = 350 m3 ị Trọng lượng một dầm BTCT: Pb = 350 x 2.5 = 875 t tải trọng của ván khuôn chọn sơ bộ là q3 = 1,5 t/m như vậy ta có: Q= 7 x 2,5 + 1,5 = 19 t/m. do hệ dầm chính gồm hai dầm hộp thép đối xứng hai bên nên tải trọng của mỗi dầm phải chịu là 0,5 x19 =9,5 t/m. Với dầm BTCT nhịp 50m ta có thể chọn sơ bộ khối lượng của dầm chính và mũi dẫn là: Tính q1: Sơ bộ chọn kích thước mũi dẫn, ước tính q1 = 0.5 t/m Tính q : Sơ bộ chọn kích thước dầm chính, ước tính q = 1,5 t/m Đặt các tải trọng vừa tính được lên sơ đồ tính hệ dàn chính, sử dụng Sap2000 để tính ra được Mômen lớn nhất trong dàn chính. Sơ đồ a: Tacó: Mmax =2683,31 t.m Sơ đồ b: Tacó: Mmax =-937,50 t.m Sơ đồ c: Một vấn đề đặt ra ở đây là khi thiết lập sơ đồ tính ta đã xem điểm kê dàn chính lên phần hẫng của dầm BTCT đã đúc ở nhịp trước là gối đàn hồi nhưmg ta lại chưa biết được hệ số K, do đó không thể khai báo để tính toán được. Ta có thể tính K một cách gần đúng như sau: Bước1: Lập sơ đồ tính như trên nhưng xem như tại điểm kê là gối cứng. Từ sơ đồ tính này xác định được phản lực gối tại điểm kê là: Pg = 269,34 t Bước 2: Lập sơ đồ tính cho dầm BT đã đúc ở nhịp trước để tính được độ võng của dầm tại điểm kê là: h = 0.0056m Sơ đồ tính võng dầm BTCT Hệ số K có thể được tính theo công thức sau: K = == 48096.43 t/m Dùng hệ số K này để khai báo cho gối đàn hồi tại điểm kê trong sơ đồ tính ban đầu. Ta có được biếu đồ Momen như sau: Trên biểu đồ ta thấy giá trị Mmax = 3205.24 tm 1.2.3.Lựa chọn các kích thước cơ bản Lựa chọn bề rộng hộp b chiều cao hộp h, sơ bộ lấy b/h = 2/3. Chiều cao h xác định từ điều kiện: Trong đó : - Rgh là cường độ giới hạn của vật liệu thép, với thép AI: Rgh = 2800 kg/cm2 - d chiều dầy bản thép (lựa chọn) Chọn b = 2 m, d = 2 cm, ta có: Ngh = Rgh .b.d = 2800 x 200 x 2 = 1120000 kg = 1120 t ị 2.86 m Để đảm bảo an toàn và phù hợp với giả thiết sơ bộ, lấy h = 3m Hình – Mặt cắt ngang dầm chính 2. thiết kế trụ phụ: lựa chọn tiết diện thanh thép cường độ cao theo điều kiện: V.f > G Mv > Mg. trong đó: V: là tổng lực kéo nén thanh thép cường độ cao. f: hệ số ma sát giữa thép và bê tông. G: trọng lượng DG-VK và bê tông. Mv : mô men kháng lật do lực kéo nén sinh ra. Mg: mô men do trọng lượng DG-VK và bê tông tác dụng lên kết cấu trụ phụ. 3. thiết kế dầm ngang: Tương tự lựa chọn các kích thước khác như chiều cao chiều rộng dàn ngang(dầm ngang) từ giá trị mô men tính được theo sơ đồ sau: Trong đó: P1,P2 là lực tập trụng truyền từ ván khuôn xuống dầm ngang, q là tải trọng phân bố đều của dầm ngang. 4. thiết kế ván khuôn: Tính toán ổn định trong quá trình đẩy hai mảng ván khuôn A Lấy mômen với điểm A Điều kiện : Tuỳ theo cấu tạo mà có thể thay đổi chiều rộng hộp b,hoặc bổ xung các đối trọng để đảm bảo ổn định trong quá trình đẩy. 5. tính toán công nghệ cho phần dầm bê tông: - Cấu tạo dầm bê tông phải đảm bảo phù hợp với công nghệ thi công đảm bảo thuận tiện về mặt công nghệ. Hạn chế tối đa việc bố trí các ụ neo ngoài khi đưa ra các phương án bố trí cáp DƯL Do khối lượng công tác thi công bê tông rất lớn khoảng 350m3 đến 400m3 cho một nhịp 50m .Với trình độ năng lực trang thiết bị của ta hiện nay thì nên phân thành nhiều giai đoạn đổ bê tông .Tuy nhiên do bê tông đổ trên dàn giáo gây ra độ võng đáng kể cho nên cần phải tính toán kiểm soát ứng suất biến dạng trong bê tông đổ trước dưới ảnh hưởng của biến dạng ván khuôn do bê tông tươi đổ sau gây ra. Một số phương pháp, mô hình tính giải quyết bài toán đổ bê tông cho công nghệ ĐDG. Phương pháp tách ra một dải bê tông của dầm đúc giai đoạn trước trên vị trí dầm đỡ rồi tính toán như một dầm ghép làm việc đồng thời kê trên các gối cứng tại vị trí kê trên dàn giáo các gối cứng này chịu chyuển vị cưỡng bức bằng chuyển vị của điểm kê trong tính toán ván khuôn Dầm bê tông giai đoạn đổ trước Dầm thép kê truyền lực lên dàn giáo Phương pháp sai phân hữu hạn Cơ sở tính toán theo phương pháp sai phân hữu hạn : Dựa trên kết quả tính độ võng của hệ thống dàn giáo ván khuôn Dựa trên nhận xét độ võng tại vị trí tiếp giáp giữa dàn giáo ván khuôn và phần dầm bê tông giai đoạn I là như nhau nói cách khác ta có thể sử dụng kết quả tính độ võng của dầm kê dưới tác dụng của tải trọng bê tông giai đoạn II để thực hiện tính toán cho dầm bê tông giai đoạn I công thức tính ứng suất từ độ võng theo pp sai phân hữu hạn bước sai phân dx Nhận xét: Do điều kiện thời gian không nhiều nên em chỉ đưa ra các sơ đồ tính cho các bộ phận của toàn bộ hệ thống công nghệ và có tính toán chi tiết thiết kế phần dầm chính của hệ dàn đẩy, các bộ phận khác dựa trên cơ sở sơ đồ tính đã đưa ra ở trên chúng ta có thể tính toán dễ dàng mà không gặp khó khăn gì . Với những đặc điểm có lợi của công nghệ DDG thì việc áp dụng cho thi công cầu trong tương lai sẽ mang lại lợi ích kinh tế to lớn góp phần đẩy nhanh tốc độ xây dựng cơ sở hạ tầng GTVT phục vụ đắc lực cho công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. (tham khảo một số hình ảnh về công nghệ ĐDG với giải pháp đẩy dưới đúc trên trang bên).