PDA

View Full Version : [Công nghệ]Hạ cao độ mặt cầu khi đã TC xong



thienchister
19/03/09, 08:07 PM
Hạ cao độ mặt cầu Bà Lớn


GIẢI PHÁP KỸ THUẬT HẠ CAO ĐỘ MẶT CẦU CỦA CẦU BÀ LỚN
TRÊN ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN LINH Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



Kỹ sư Phan Quang Huy, Trần Đại Minh - ORBITEC



Cầu Bà Lớn trên vệt xe SM (2 làn xe) của đường Nguyễn Văn Linh ở thành phố Hồ Chí Minh mới được cải tạo hạ thấp toàn bộ cao độ mặt cầu xuống khoảng 1m - bằng với mặt cầu của 3 vệt xe khác - xóa được cảm giác "không thuận mắt" có trước đây. Tư vấn ORBITEC được công ty Phú Mỹ Hưng - chủ đầu tư - giao nghiên cứu giải pháp cải tạo.

Mặc dù đây chỉ là một công việc nhỏ so với những việc lớn lao của ngành xây dựng cầu và cũng ẩn chứa nhiều hiểm nguy, nhưng với thành công vừa đạt được nó cũng làm cho các kỹ sư của ORBITEC thêm tự tin trong công việc và thêm yêu nghề mà mình đã chọn.

Bài viết này giới thiệu một số đề xuất " không dễ dàng được chọn" của giải pháp.



Theo mặt cắt ngang đường, cầu Bà Lớn gồm 4 cầu tách riêng phù hợp với 4 vệt xe trên tuyến: SM, SF, NF và NM.



Cầu Bà Lớn trên vệt xe SM - ảnh chụp tháng 10/2007 - trước khi cải tạo.


Phía ngoài là 2 cột trụ cầu của vệt xe SM; phía trong là 3 cột trụ cầu của vệt xe SF. Đáy dầm của vệt xe SM cao hơn đáy dầm của vệt xe SF khoảng 100 cm.


Cầu trên vệt xe SM (2 làn xe) được xây dựng trong giai đoạn 1 và đưa vào sử dụng từ năm 1998. Khi đó, tĩnh cao thông thuyền dưới cầu được chọn là 3.50 m. Ở giai đoạn 2 và 3 - năm 2001÷2007, khi xây dựng 3 vệt xe còn lại, do có điều chỉnh về cấp hạng kỹ thuật của rạch Bà Lớn nên tĩnh cao thông thuyền của cầu Bà Lớn được điều chỉnh hạ thấp xuống 1m - còn 2.50m.

Do có sự chênh lệch về tĩnh cao thông thuyền, đồng thời các cầu trên cả 4 vệt xe đều dùng cùng một loại dầm với chiều cao như nhau nên cao độ mặt cầu của vệt xe SM cao hơn so với vệt xe SF sát cạnh khoảng 1m, tạo cảm giác "không thuận mắt".

Để khắc phục hạn chế này, ý tưởng dễ được nhìn nhận là hạ tĩnh cao thông thuyền của cầu trên vệt xe SM từ 3.50m xuống còn 2.50m bằng với tĩnh cao của các vệt xe khác. Ý tưởng này có cơ sở pháp lý rõ ràng đồng thời cũng có tính thực tiễn. Cơ sở pháp lý thể hiện ở chỗ vẫn đảm bảo khổ lưu thông đường thủy theo cấp sông, còn tính thực tiễn - thì bản thân đặc điểm kết cấu cầu đã gợi mở suy nghĩ rằng có thể thực hiện được việc hạ tĩnh cao thông thuyền xuống mức 1m do sơ đồ nhịp chỉ là các nhịp dầm giản đơn, khẩu độ không lớn và trọng lượng của nó ở mức mà vật liệu, thiết bị và công nghệ hiện nay có thể đáp ứng được; ngoài ra, đặc điểm bố trí các cầu riêng biệt trên từng làn xe theo mặt cắt ngang tuyến cũng cho phép tổ chức đảm bảo giao thông một cách an toàn, thuận lợi và ít tốn kém khi thực hiện cải tạo công trình, nhờ đó giải pháp kỹ thuật đề xuất cũng trở lên hiện thực hơn.

Với cách nhìn nhận vấn đề như vậy, Tư vấn đã tập trung nghiên cứu một giải pháp kỹ thuật : Hạ thấp toàn bộ cao độ của kết cấu nhịp bằng cách hạ thấp cao độ của xà mũ của 2 mố, 2 trụ thông qua việc cắt ngắn chiều cao của 2 cột trụ-mố khoảng 1m nhưng không thực hiện di chuyển hay tháo dỡ kết cấu nhịp, nghĩa là vẫn để nguyên toàn bộ kết cấu nhịp ở vị trí mặt bằng cũ và giữ nguyên tính toàn khối của từng nhịp.

Đây là cách mà "Thần đèn" Cẩm Lũy đã sử dụng để di dời vị trí công trình dân dụng song vẫn giữ nguyên vẹn kết cấu.

Một giải pháp khác, ví dụ như thay thế bằng một kết cấu mới có chiều cao thấp hơn, là không hiện thực xét về mặt kỹ thuật; hay nhấc toàn bộ kết cấu nhịp ở tình trạng toàn khối ra khỏi vị trí bằng thiết bị nổi, sau đó sẽ cắt hạ thấp cao độ mũ mố-trụ, rồi lắp đặt trở lại kết cấu nhịp, sẽ là không hiện thực về mặt thi công do đặc điểm sông nước không cho phép sử dụng các thiết bị nổi có kích thước, sức chở lớn, chế độ triều ảnh hưởng nhiều đến khoảng thời gian thao tác… ; hay một giải pháp khác nữa thô thiển hơn, thiếu tính kinh tế-kỹ thuật-thời gian là cắt đục kết cấu mặt cầu gồm lớp phủ bê tông nhựa dày 7 cm, bản BTCT dày 18 cm, dầm ngang, để cẩu nhấc từng dầm chủ ra khỏi vị trí, sau đó sẽ cắt cột để hạ thấp cao độ mũ mố-trụ rồi lắp đặt trở lại kết cấu nhịp - cách làm này gần như là làm mới lại kết cấu nhịp.

Tính "táo bạo" của giải pháp là ở chỗ đã sử dụng chính các cột trụ-mố bị cắt hạ để làm điểm kê của hệ chống xà mũ trong suốt quá trình cắt hạ đỡ toàn bộ trọng lượng của kết cấu nhịp và xà mũ nặng khoảng 420 T ở trụ, 240 T ở mố. "Táo bạo" nhưng "tin tưởng" được bởi vì với cách làm này trạng thái chịu lực của toàn bộ kết cấu sẽ được kiểm soát rõ ràng, tin cậy do không làm thay đổi các điểm kê của xà mũ và điểm truyền lực từ thân trụ xuống hệ cọc so với hiện trạng, nhờ đó mà trạng thái ứng suất-nội lực của xà mũ và hệ cọc sẽ hầu như không thay đổi so với trước đây; và nếu giải quyết tốt được cả việc chống "xê dịch" hệ dầm chủ trong quá trình cắt hạ cột thì trạng thái ứng suất-nội lực của hệ dầm cũng như vậy. Đây là yếu tố quan trọng nhất đảm bảo cho sự thành công của giải pháp xét về các mặt kỹ thuật, thời gian và kinh phí. Nó luôn được dùng để "soi rọi" giải pháp trong thời gian nghiên cứu và cũng là nỗi "bận tâm" của nhóm thực hiện trong suốt quá trình thi công xét về mặt an toàn lao động.

Những vấn đề kỹ thuật chính của giải pháp đề xuất gồm có:

1) Cắt ngắn chiều cao 2 cột ở mỗi trụ, mỗi mố khoảng 1m và hạ kết cấu nhịp.

Toàn bộ công việc được thực hiện dưới dạ cầu toàn khối; và lẽ đương nhiên là phải cấm hoàn toàn việc lưu thông qua cầu.




Hệ chống bằng thép kê trên chính cột trụ bị cắt đỡ toàn bộ kết cấu nhịp và xà mũ sau khi đã cắt cột xong


2) Để cắt ngắn cột và hạ kết cấu nhịp sử dụng hệ chống bằng thép kết hợp với kích đỡ xà mũ:

Hệ chống được đặt bao quanh 2 cột trụ-mố. Để tạo điểm kê cho hệ chống đã thực hiện như sau :Tạo một vành vỏ thép-bê tông cường độ 50 Mpa dày 15 cm bọc theo chu vi của 2 cột trụ-mố với chiều cao khoảng 265 cm ở trụ, 155 cm ở mố, bắt đầu từ đỉnh thanh giằng giữa 2 cột.

Vỏ thép vừa làm ván khuôn khi đổ bê tông vừa tăng khả năng chống bể vỡ bê tông khi chịu nén nhờ hiệu ứng ép

hông.

Đường kính ngoài của phần cột trụ-mố được bọc thêm là 150 cm, bằng với đường kính của cọc phía dưới.

Phần chiều cao khoảng 225 cm còn lại phía trên của cột - nơi sẽ thực hiện việc cắt cột - được dùng để đặt hệ chống bằng thép kê trên bề mặt của vành bê tông dày 15 cm mới đổ bọc thêm phía dưới phục vụ đỡ xà mũ khi khoan-cắt bê tông cột.

Kích (kích cát) được đặt kê đúng tim trên mặt cắt ngang của phần cột còn lại sau khi cắt xong trong khoảng trống cao khoảng 165 cm mới được cắt - ở trong lòng cột và hệ chống.

3) Khóa tạm hệ dầm chủ vào xà mũ của mố và trụ bằng hệ neo thép và ụ chắn bê tông. Mục đích của việc khóa tạm là ngăn chặn sự xê dịch của hệ dầm theo hướng ngang cầu trong quá trình hạ cao độ.



4) Cắt bản bê tông mặt cầu "liên tục nhiệt" dài suốt chiều ngang mặt cầu và bê tông gờ chắn xe ở vị trí 2 đỉnh trụ để tách riêng từng nhịp, phòng chống nứt gãy bản mặt cầu.



5) Đào hạ chiều cao nền đường dẫn xuống tới đỉnh thanh giằng hệ cọc mố; sau đó dỡ khối đất đắp trước mố để lộ ra toàn bộ chiều cao cột mố từ đỉnh thanh giằng đến đáy xà mũ.

Việc đào hạ như vậy là cần thiết nhằm giảm áp lực ngang của đất từ sau mố, chống nguy cơ gây chuyển dịch mố khi dỡ bỏ khối đất phản áp trước mố; đồng thời cho phép thực hiện được việc thi công cắt cột mố, hạ cao độ xà mũ mố.



6) Khoan-cắt bê tông cột sau khi đã thực hiện xong việc lắp đặt hệ chống bằng thép (mục 2) và khóa tạm hệ dầm chủ (mục 3) ở tất cả các vị trí cột của 2 mố và 2 trụ. Công việc này được thực hiện lần lượt ở từng vị trí cột, từng vị trí trụ-mố.

Để lại một đoạn cột bê tông trên cùng tiếp giáp đáy xà mũ dài khoảng 60 cm nhằm hạn chế những tác động của việc khoan-cắt bê tông cột đến xà mũ cũng như để tạo thuận lợi cho các thao tác khoan-cắt trong không gian hạn chế.



7) Sau khi đã khoan, cắt xong phần bê tông và cốt thép ở mỗi cột, đặt kích cát vào khoảng trống mới được cắt kê đúng tim trên mặt cắt ngang của phần cột còn lại phía dưới - ở trong lòng cột và trong hệ chống bằng thép.



8) Thực hiện hạ dần cụm kết cấu gồm toàn bộ kết cấu nhịp và xà mũ trụ-mố với nhiều thao tác nhỏ, thận trọng và chủ yếu bằng thủ công kết hợp một số dụng cụ cầm tay như máy hàn, máy cắt thép. Trong giải pháp đã tính toán cẩn trọng mức độ chuyển dịch của cả kết cấu nhịp theo hướng dọc và ngang cầu khi bị nghiêng do có chênh lệch cao độ trong quá trình hạ để khống chế mức chênh, tốc độ hạ cũng như xác lập trình tự thực hiện giữa các trụ-mố và tương quan thao tác giữa 2 điểm kê trên một trụ, mố.



9) Sau khi hạ dần toàn bộ kết cấu nhịp tới cao độ thiết kế xong, tháo dỡ kích để xà mũ kê trên hệ chống, sau đó thực hiện ngay việc đổ bê tông nối phần chiều cao khoảng 65 cm còn lại của các cột trụ-mố bao gồm cả việc bọc thêm vành bê tông-vỏ thép dày 15 cm để tạo được đường kính ngoài 150 cm đồng nhất theo gần suốt chiều. Như vậy, hệ chống bằng thép sẽ nằm lại trong bê tông cột.

Trong thiết kế đã sử dụng phụ gia tăng nhanh cường độ cho bê tông - sau khoảng 4 ngày đạt tối thiểu 85% cường độ thiết kế - nhằm giảm thiểu được những rủi ro có thể có trong thi công cũng như có thể sớm kết thúc công việc.



10) Sau khi bê tông đổ nối cột của cột trụ-mố đạt cường độ thiết kế, làm mới lại kết cấu liên tục nhiệt ở 2 đỉnh trụ và sửa chữa những hư hỏng nhỏ (có thể có) ở bản bê tông và trên đỉnh tường ngực mố.



11) Làm lại đoạn nền đường dẫn sát sau 2 mố.



Toàn bộ nội dung công việc nêu trên được thực hiện trong khoảng 7 tuần lễ với kinh phí khoảng 2.6 tỷ đồng (bao gồm cả tiền bảo hiểm rủi ro). Kết quả hài lòng do đảm bảo tốt an toàn lao động về người và thiết bị; không gặp những trở ngại lớn ngoài dự kiến làm đảo lộn giải pháp, thời gian thực hiện và kinh phí; lưu thông trên tuyến được đảm bảo an toàn, liên tục và thuận lợi.

Thông qua việc thực hiện hạng mục nhỏ này các kỹ sư của ORBITEC đã sáp tới những cách làm giản dị, dân gian chứa đựng tính kỹ thuật nghiêm túc-sáng tạo. Thật lòng, chúng tôi thấy cũng không có nhiều cơ hội để được làm nghề và thử nghề như thế, bởi vì cũng phải có chủ đầu tư thực thì mới quyết chọn được.

Hôm đưa một nhóm chuyên gia của Bộ Xây dựng đi hiện trường để đánh giá giải pháp trước khi thực hiện, chúng tôi được nhắc nhở - khi cùng đứng dưới dạ cầu - "Phải cẩn thận, nếu không lại như đà giáo của cầu Cần Thơ đấy!!! Chúng tôi thầm cảm ơn ý nhắc nhở đó; - nhưng… chúng tôi không dùng đà giáo.


Theo: www.orbitec.vn