chơng 1: giới thiệu chung về cầu bê tông ở nớc ta 1.1. Giới thiệu chung về các loại cầu bê tông. Trong khoảng hai thập kỷ qua, cơ sở hạ tầng GTVT đã đợc đầu t xây dựng với một khối lợng rất lớn, trong phạm vi cả nớc. Nhiều tuyến đờng giao thông huyết mạch đã đợc sửa chữa nâng cấp hay xây dựng mới. Trên các tuyến đờng đó, rất nhiều cầu đã đợc xây dựng mới hoặc đợc xây dựng để thay các cầu, phà cũ không đáp ứng đợc năng lực giao thông hiện tại và trong tơng lai. Do tính cạnh tranh về giá thành của vật liệu bê tông, nên hầu hết các cầu đờng bộ ở việt nam đợc xây dựng gần đây là cầu bê tông. Cho đến nay, số lợng cầu btct và btctdl đã đợc xây dựng ở việt Nam chiếm một tỷ lệ rất lớn, với u thế gần nh tuyệt đối so với cầu thép. Mặc dù, kết cấu btct đòi hỏi yêu cầu duy tu, bảo dỡng ít hơn so với kết cấu thép, tuy nhiên nó vẫn cần đợc kiểm tra thờng xuyên để sớm phát hiện và khắc phục các nguyên nhân gây h hỏng cho vật liệu và kết cấu công trình. Do số lợng cầu bê tông rất nhiều vả trải nhiều trên các quốc lộ, các vùng miền của đất nớc, nên công việc của ngời kiểm tra, duy tu, bảo dỡng cầu trở nên vất vả hơn rất nhiều. Hơn nữa, do ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến vào lĩnh vực xây dựng cầu, các cầu btct và btctdl đã vợt dợc khẩu độ nhịp khá lớn, kèm theo đó chiều rộng cầu và chiều cao dầm cũng khá lớn. Nh vậy mỗi lần kiểm tra, duy tu, bảo dỡng, công việc của ngời thực hiện sẽ rất khó khăn và đòi hỏi hệ thống dàn giáo cũng rất phức tạp. vì vậy ngời kiểm tra cầu rất cần những hệ thống dàn giáo kiểm tra cầu cơ động, gọn nhẹ để giảm sức lao động, đảm bảo an toàn và nâng cao sức lao động. Hệ thống dàn giáo cơ động đó chính là xe kiểm tra cầu, có thể cơ động và có hệ thống dàn giáo có thể tiếp cận đợc các vị trí cần kiểm tra một cách nhanh chóng và an toàn. 1 để chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra cầu, cần thiết phải khái quát đợc các đặc điểm chung của các cầu bê tông đã, đang và sẽ xây dựng ở việt Nam, từ đó xác định yêu cầu cơ bản đối với hệ dàn giáo đặt trên xe. Việc chế tạo một xe kiểm tra cầu đáp ứng đợc tất cả các dạng loại cầu trên cả nớc là chuyện không t- ởng. Do vậy việc chúng ta hớng đến chế tạo xe kiểm tra cầu đáp ứng đợc việc kiểm tra một phần lớn các cầu đã là thành công và đó cũng là mục tiêu để chúng ta thực hiện. 1.2. Khái quát các đặc điẻm chung của cầu btct ở Việt Nam. 1.2.1. Thông tin cơ bản về đặc điểm công trình Theo hồ sơ lý lịch quản lí cầu do cục đờng bộ Việt Nam ban hành, có nhiều mục dữ liệu chuẩn để thông tin đầy đủ về các loại đặc điểm của một công trình cầu. Tuy vậy, với mục đích xác định yêu cầu đối với xe kiểm tra, chúng ta chỉ cần quan tâm đến ba mục dữ liệu chính sau để khái quát đợc các đặc điểm chung. Về dạng cầu - Cầu dầm giản đơn - Cầu bản liên tục - Cầu bản giản đơn - Cầu dầm hẫng mút thừa - Câu dầm hẫng dầm đeo - Cầu dầm liên tục chiều cao không đổi - Cầu dầm liên tục chiều cao thay đổi - Cầu khung tĩnh định - Cầu khung siêu tĩnh - Cầu khung hẫng dầm đeo - Cầu dây văng - Cầu vòm Về dạng dầm chủ - Bản btct 2 - Bản btct dl - Dầm t btct - Dầm chữ btct - Dầm I btct - Dầm t ngợc btct - Dầm hộp btct - Dầm t btct dl - Dầm t ngợc btct dl - Dầm super t btct dl - Dầm I btct dl - Dầm hộp btct dl về đặc điểm cấu tạo mặt cầu - mặt cầu có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đờng xe chạy và phần đ- ờng ngời đi bộ. - Mặt cầu không có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đờng xe chạy và phần đờng ngời đi bộ, chỉ có vạch sơn phân giới. - Cầu có đèn chiếu sáng và không có đèn chiếu sáng - Câu đơn và cầu đôi. 1.3. Thống kê một số cầu điển hình Trên cơ sở các mục thông tin cơ bản, thống kê một số cầu điển hình trong các dạng cầu nêu trên và đa ra các kích thớc cơ bản cần xem xét. 3 st t Tên cầu, địa điểm Phần cầu Dạng cầu Dạng dầm Sơ đồ phân nhịp Chiều dài (m) Chiều rộng mặt Kích thớc yêu cầu Tầm với Chiều cao Chiều rộng 1 Cầu nút vọng Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản btct dl (8x30) 240 16 0.5 2.5 8 2 Cầu nút Mai dịch Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản btct dl 10x24 240 24 0.5 2.2 12 3 Nút Chơng D- ơng Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản btct dl 14.3 0.5 2 7.15 4 Cầu Thăng Long Hà nội Cầu dẫn Dầm giản đơn Dầm t btct dl 20.60 2 3 10.3 5 Cầu Đuống Hà nội Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp btct dl 65+7x100+65 830 14.7 2.35 7 7.35 6 Cầu Tân Đệ Cầu Dầm liên Dầm hộp 7 + 3x120 +77.8 508 16.6 3.5 7.7 8.3 4 Th¸i B×nh chÝnh CÇu dÉn tôc chiÒu cao thay ®æi DÇm gi¶n ®¬n nèi liªn tôc btct dl DÇm super t btct dl 39 +4x40 +8x40 + 39 558 7 CÇu Non Níc Ninh B×nh CÇu chÝnh CÇu dÉn DÇm liªn tôc chiÒu cao thay ®æi DÇm liªn tôc chiÒu cao kh«ng ®æi DÇm hép btct dl DÇm hép btct dl 52 + 85 + 52 2x42 + 2x42 189 168 12 0.5 6.2 6 8 CÇu an D¬ng h¶i Phßng CÇu chÝnh DÇm liªn tôc chiÒu cao thay ®æi DÇm hép btct dl 606 + 100 + 60 220 11 1.5 7 5.5 5 9 CÇu Hoµ B×nh CÇu chÝnh DÇm liªn tôc chiÒu cao thay ®æi DÇm hép btctdl 65 + 102 + 65 232 13.5 2.25 7.2 6.75 10 CÇu HiÒn L- ¬ng CÇu chÝnh DÇm liªn tôc chiÒu cao kh«ng ®æi DÇm hép btct dl 30.75 + 4x42 + 30.75 244 12 2 3.7 6 6 Chơng2 : giới thiệu và lựa chọn phơng án. 2.1. Yêu cầu kĩ thuật của thiết bị kiểm tra mặt dới cầu đa số các cầu có gờ chắn xe để phân cách phần đờng cho xe chạy với phần đờng dành cho ngời đi bộ và xe thô sơ. chính đặc điểm này làm cho phần tay hẫng của xe kiểm tra cầu phải tơng đối dài thì mới có thể sử dụng đợc cho nhiều cầu khác nhau. Tuy nhiên, đối với một số cầu có cao độ mặt đờng xe chạy và cao độ mặt đờng xe thô sơ bằng nhau, đồng thời gờ phân cách giữa hai phần đờng thấp thì xe kiểm tra cầu có thể chạy sát vào lan can ngoài cùng của cầu. Còn những cầu có cao độ mặt đờng xe chạy và cao độ mặt đờng xe thô sơ khác nhau hoặc giải phân cách giữa hai phần đờng cao thì giải pháp cho xe chạy vào sát lan can ngoài cùng của cầu là không thực hiện đợc. -loại xe kiểm tra cầu sử dụng hệ thống dàn kiểm tra chỉ thích hợp cho các loại cầu có kết cấu dầm, khung, bản ; còn đối với kết cấu nhịp của cầu treo dây văng thì sẽ gặp khó khăn bởi khoảng cách giữa các dây khá dày và độ xiên của dây văng. Vì vậy loại kết cấu này nên sử dụng loại xe kiểm tra giống xe kiểm tra điện yêu cầu kỹ thuật của thiết bị kiểm tra: Với loại xe kiểm tra có dàn giáo, kết cấu dàn giáo thờng đợc cấu tạo bởi 3 bộ phận chính : -tay đỡ hệ thống dàn giáo: đợc đặt trên xe cơ sở, có đối tợng để giữ ổn định và có thể quay quanh trục công tác. -dàn đứng : có thể trợt dọc trên hệ thống trợt để nâng hạ dàn giáo . -dàn công tác : có thể quay quanh đầu dàn đứng và tiếp cận vị trí kiểm tra . Để chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra, cần phải xác định các thông số về kích thớc của càu liên quan đến điều kiện cơ động của dàn giáo nh sau: 7 - Khoảng cách từ mép trong giải phân cách giữa đờng xe chạy và đờng ngời đi bộ đến mép ngoài bề rộng mặt cầu - để xác định chiều dài tay đỡ hệ thống dàn giáo - Chiều cao từ đỉnh lan can ngoài cùng đến đáy dầm ở vị trí sâu nhất để xác định chiều sâu nâng hạ của dàn đứng - Một nửa chiều rộng mặt cầu để xác định chiều dài và tầm hoạt động của dàn công tác Theo số liệu thống kê một số cầu điển hình kiến nghị các kích thớc chủ yếu nh sau: - Tay đỡ hệ thống dàn giáo: 3.5m - Dàn đứng :8m - Dàn công tác :12m 2.2. Giới thiệu một số máy nớc ngoài. 2.2.1. Thiết bị của hãng Aspen Aerials là loại cần hộp với ca bin kiểm tra thiết kế cho 2 ngời làm việc có tầm vơn từ 9,42 đến 22,8 m. Đó là những thiết bị UB 30 (Hình 2.1), UB 50 (Hình 2.2), UB 60 (Hình 2.3). Hình 2.1. Thiết bị UB 30 của hãng Aspen Aerials Hình 2.2. Thiết bị UB 40 của hãng Aspen Aerials Giải pháp về kết cấu của những thiết bị của hãng Aspen Aerials đặc trng bởi việc không sử dụng đối trọng đặt trên sát xi của xe cơ sở. Toàn bộ đối trọng của thiết bị đợc lắp trên mâm quay. Với giải pháp này, thiết bị của hãng Aspen Aerials không cần có hệ chân chống cơ động. Hình 2.3. Thiết bị UB 60 của hãng Aspen Aerials Loại cần hộp có chiều vơn phía dới bề mặt cầu 22.8 m là loại vơn dài nhất hiện nay của thiết bị Aspen Aerials và loại này đợc kí hiệu A 75 (Hình 2.4) 8 Loại A 75 có 4 cần riêng biệt, trong đó cần hộp kéo dài với 3 đoạn. thiết bị A 75 có thể vơn sâu đến 25.84 m để kiểm tra các mố, trụ cầu và vơn xa đến 13.68 m tính từ mặt cầu. Hình 2.4. Thiết bị A 70 của hãng Aspen Aerials Ngoài những loại thiết bị kiểu cần hộp, hãng Aspen Aerials còn có thiết bị kiểu cần kiểu dàn. Ví dụ cho loại cần dàn là thiết bị P 33 ( Hình 2.5). Hình 2.5. Thiết bị P- 33 của hãng Aspen Aerials 2.2.2 Thiết bị của hãng Hydra Platforms Thiết bị kiểm tra thông dụng của hãng Hydra Platforms là loại thiết bị cần kiểu dàn. những loại thiết bị này đợc giới thiệu trên hình 1.6. Thiết bị của Hydra Platforms cho phép hạ dàn công tác đến độ sâu 5.47 m tính từ mặt cầu. Cơ cấu quay của thiết bị Hydra Platforms có thể thực hiện đợc góc quay đến 180. Với giải pháp này, thiết bị của Hydra Platforms có thể kiểm tra đợc phía bên kia của trụ cầu mà không cần phải di chuyển lùi. Ngoài những loại thiết bị tự hành, Hydra Platforms còn giới thiệu loại thiết bị kéo theo với kết cấu đơn giản dùng cho việc kiểm tra những loại cầu có chiều rộng mặt cầu nhỏ ( Hình 2.7). Hình 2.6. Thiết bị tự hành của hãng Hydra Platforms Hình 2.7. Thiết bị kiểm tra dạng kéo theo của hãng Hydra Platforms 2.2.3. Thiết bị của hãng Moog. Moog là hãng của Đức nổi tiếng trên thế giới với nhiều loại thiết bị kiểm tra mặt dới cầu đa dạng bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. Thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng đợc hãng Moog phân thành 5 loại bao gồm các thiết bị có tầm vơn từ 4.56 đến 14 m. Thiết bị loại này có tải trọng đến 1057 kg tại dàn chính và 528 KG ở dàn kéo dài. Một trong những thiết bị có 9 dàn công tác tải trọng thông dụng là thiết bị MBI 140- 1,4/ S đợc giới thiệu trên hình 2.8 Hình 2.8. Thiết bị MBI 140- 1,4/ S của hãng Moog Thiết bị có dàn công tác tải trọng cao đợc hãng Moog phân thành 4 loại bao gồm các thiết bị có tầm vơn từ 15.8 đến 20.9 m với chiều sâu hạ dàn đứng đến 9.7 m Một trong những thiết bị có dàn công tác tải trọng cao là thiết bị MPG 180- 6 đợc giới thiệu trên hình 2.9. Hãng Moog hiện sản xuất 2 loại thiết bị có ca bin với tầm vơn ca bin 12.6 và 16.1 m. Thiết bị có ca bin của hãng Moog có tầm hoạt động linh hoạt. Ca bin có thể v- ơn cao 18 m trên bề mặt cầu và vơn sâu đến 16.6 m dới sàn cầu. Một trong những thiết bị có ca bin là thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T đợc giới thiệu trên hình 2.10 Hình 2.9. Thiết bị MPG 180 6 của hãng Moog Thiết bị của hãng Moog có thể là loại tự hành lắp đặt trên xe ô tô chuyên dùng hoặc là loại thiết bị kéo theo. Hình 2.10. thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T của hãng Moog 2.2.4 Thiết bị của hãng Paxton Mitchell Hãng Paxton Mitchell chế tạo thiết bị kiểm tra mặt dới cầu bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. Hiện tại, hãng sản xuất 3 loại nhãn hiệu Snooper 140 (Hình 2.11), Snooper 230 (Hình 2.12) và Snooper 260 (Hình 2.13) Hình 2.11 Thiết bị Snooper 140 của Paxton Mitchell Loại Snooper 140 có dàn công tác với chiều dài 4.1 m, khi kéo dài nó đạt đến 8.5 m. Cơ cấu quay của thiết bị này thực hiện đợc góc quay 360. Giải pháp kết cấu thiết bị Snooper 140 rất đặc biệt bởi dàn công tác đợc liên kết với kết cấu kiểu hộp (Hình 2.8). Nhờ giải pháp này, thiết bị của Paxton Mitchell vừa gọn lại 10 [...]... - Chiều sâu cần đạt ( Tính từ mặt cầu) > 9 m - Chiều ngang cần kiểm tra > 12 m - Số ngời tối đa khi chiều ngang < 8 m là 6, còn > 8 m là 2 2.10.2 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán - Tổng quan về cầu bê tông ở nớc ta - Giới thiệu và lựa chọn phơng án - Tính toán kết cấu thép - Tính toán cơ cấu quay dàn chính 2.10.3 Các bản vẽ và đồ thị - Bản vẽ tổng quan về cầu A0 - Bản vẽ tổng thể A0 - Bản... tham gia trực tiếp kiểm tra Dựa trên các đặc điểm về các cầu đã, đang hoặc sẽ thi công nh: kết cấu chung của cầu, kết cấu dầm và mặt cầu, lựa chọn phơng án thiết kếthiết bị dựa theo nguyên lí làm việc của thiết bị do hãng Moog sản xuất 140/ls Với dạng kết cấu đã đợc lựa chọn thiết bị kiểm tra mặt dới cầu bê tông bao gồm các bộ phận chính sau: 2.4.1 Xe cơ sở: 14 Thực chất là một ô tô chuyên dùng có kích... lắp đặt từ linh kiện khai thác và nhập ngoại 2.4 Yêu cầu thực tế: Mô tả tổng quát về phơng án thiết kế đợc lựa chọn: Thiết bị chuyên dùng phục vụ công tác kiểm tra, sửa chữa nâng cấp cầu nói chung và cầu bê tông dự ứng lực nói riêng (goị tắt là thiết bị kiểm tra) có rất nhiều dạng khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng, đặc điểm của cầu cần kiểm tra, yêu cầu đặt ra khi kiểm tra, số lợng thiết bị và cán bộ... 02 01 18 19 2.7 Yêu cầu kĩ thuật cụ thể 17 Số lợng 01 01 01 01 Ghi chú Các bộ phận đợc chế tạo trong nớc: - Về thiết kế: ngoài việc đảm bảo về độ bền, độ cứng khi làm việc cũng nh khi không làm việc phải đảm bảo chỉ tiêu về tính phổ biến của vật liệu (dễ kiếm, dễ mua), phù hợp với điều kiện gia công ở n ớc ta (thí dụ không dùng hợp kim nhôm để làm dàn kéo dài nh của nớc ngoài) -Về kết cấu thép : quá... hiện tốt chủ trơng chung là tự lực tự cờng nhằm vực dậy và phát triển ngành công nghiệp trong nớc Tuy nhiên cũng nh việc nghiên cứu bất cứ một thiết bị mang tính tiên tiến khác, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo xe chuyên dùng, tự hành kiểm tra bề mặt dới cầu bê tông không thể xem nhẹ những khó khăn do trình độ công nghệ của nớc ta đặt ra 2.6 Khả năng cung cấp vật t 16 Nh đã nêu ở phần trên, việc nhập... động thuỷ lực trên máy xúc, cho cơ cấu nâng đẩy tháp cần trục tháp, kích nâng cầu, với chất lợng rất tin cậy và giá thành hạ Trên cơ sở phân tích nêu trên danh mục các chi tiết hoặc các cụm chi tiết chủ yếu đợc sản xuất trong nớc hoặc đợc lắp ráp trong nớc của xe tự hành kiểm tra mặt dới của cầu phục vụ sửa chữa, nâng cấp cầu bê tông nh sau: Danh mục , chủng loại những chi tiết chính đợc chế tạo trong nớc... lớn trên thế giới đã cho ra đời những loại thiết bị kết cấu kiểu hộp nhng lại có dàn công tác Tuy nhiên, việc chế tạo ra những thiết bị này rất phức tạp và đòi hỏi phải có nền công nghệ cao 2.8.2 Lựa chọn các cơ cấu chính 2.8.2.1 Sơ đồ kết cấu thiết bị 19 Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu có kết cấu kiểu dàn đang ở vị trí kiểm tra đợc giới thiệu trên hình 2.14 Hình 2.14 Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu Thiết bị... chống rơi) Nh vậy, xét về mặt kết cấu có thể xem đây là loại thiết bị không những đòi hỏi về tính năng kĩ thuật hoàn hảo mà còn đòi hỏi nghiêm ngặt về kĩ thuật an toàn 2.5 Tình hình sản xuất cụ thể có thể nói xe chuyên dùng tự hành kiểm tra mặt dới của cầu phục vụ công tác khảo sát, kiểm tra, sửa chữa và nâng cấp cầu đã đợc các nớc công nghiệp phát triển nghiên cứu khá đầy đủ và đã trở thành mặt hàng mang... xuất (nh LILAMA, COMA, cơ khí Đông Anh) Do vậy, xét về mặt chất l ợng kĩ thuật cũng nh chỉ tiêu về kinh tế kể cả đơn vị nớc ngoài đã hoàn toàn chấp nhận - Về gia công các chi tiết truyền động cơ khí nh bánh răng, xích, đĩa xích có trọng lợng không lớn, tạo phôi, gia công cắt gọt, nhiệt luyện đã trở thành mặt hàng truyền thống cuả nhiều công ty - Về việc nghiên cứu, chế tạo, lắp ráp các hệ điều khiển... tại các công ty của các nớc công nghiệp phát triển ở ngoài nớc sở tại) - Cố gắng đồng bộ hoá khi nhập 2.8 Phơng án thiết kế 2.8.1 Lựa chọn kết cấu chung Hiện nay, thiết bị kiểm tra bề mặt dới cầu đợc sử dụng trên thế giới có 2 loại kết cấu chính là kết cấu kiểu hộp và kết cấu kiểu dàn Thiết bị kết cấu kiểu hộp Thiết bị kiểm tra mặt dới cầu kiểu hộp có hình dáng tơng tự nh các loại máy xúc hoặc các loại . chơng 1: giới thiệu chung về cầu bê tông ở nớc ta 1.1. Giới thiệu chung về các loại cầu bê tông. Trong khoảng hai thập kỷ qua, cơ sở hạ tầng GTVT đã đợc đầu t xây dựng. các đặc điểm chung. Về dạng cầu - Cầu dầm giản đơn - Cầu bản liên tục - Cầu bản giản đơn - Cầu dầm hẫng mút thừa - Câu dầm hẫng dầm đeo - Cầu dầm liên tục chiều cao không đổi - Cầu dầm liên. các cầu đờng bộ ở việt nam đợc xây dựng gần đây là cầu bê tông. Cho đến nay, số lợng cầu btct và btctdl đã đợc xây dựng ở việt Nam chiếm một tỷ lệ rất lớn, với u thế gần nh tuyệt đối so với cầu