- Trang Chủ
- Báo cáo khoa học
- Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị nâng dàm thay gối phục vụ sữa chữa và nâng cấp cầu bê tông ở Việt Nam
Xem mẫu
- Bé GTVT
VKH&CN GTVT
VKH&CN GTVT
VKH&CN GTVT
Bé GTVT
Bé GTVT
Bé giao th«ng vËn t¶i
ViÖn Khoa Häc vµ C«ng NghÖ GTVT
1252-§−êng L¸ng - §èng §a – Hµ Néi
®Ò tµI ®éc lËp cÊp nhµ n−íc
nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o mét sè
thiÕt bÞ chuyªn dïng phôc vô söa ch÷a
n©ng cÊp cÇu bª t«ng ë viÖt nam
m· sè ®t®l 2003/04
B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vµ c«ng nghÖ néi dung 2:
nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng thiÕt bÞ
n©ng dÇm thay gèi cÇu phôc vô söa ch÷a
vµ n©ng cÊp cÇu bª t«ng ë ViÖt Nam
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. NguyÔn Xu©n Khang
Th− ký ®Ò tµi: TS. NguyÔn V¨n ThÞnh
Chñ tr× néi dung 2: TS NguyÔn Xu©n Khang
Chñ tr× ®Ò môc: TS NguyÔn Xu©n Khang
TS Bïi Xu©n Ngã
Hµ Néi, 2004
- Bé giao th«ng vËn t¶i
ViÖn Khoa Häc vµ C«ng NghÖ GTVT
1252-§−êng L¸ng - §èng §a – Hµ Néi
®Ò tµI ®éc lËp cÊp nhµ n−íc
nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o mét sè
thiÕt bÞ chuyªn dïng phôc vô söa ch÷a
n©ng cÊp cÇu bª t«ng ë viÖt nam
m· sè ®t®l 2003/04
B¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vµ c«ng nghÖ néi dung 2:
nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng thiÕt bÞ
n©ng dÇm thay gèi cÇu phôc vô söa ch÷a
vµ n©ng cÊp cÇu bª t«ng ë ViÖt Nam
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. NguyÔn Xu©n Khang
Th− ký ®Ò tµi: TS. NguyÔn V¨n ThÞnh
Chñ tr× néi dung 2: TS NguyÔn Xu©n Khang
Chñ tr× ®Ò môc: TS NguyÔn Xu©n Khang
TS Bïi Xu©n Ngã
Hµ Néi, 2004
- Danh s¸ch nh÷ng ng−êi tham gia thùc hiÖn néi dung 2
S Hä vµ tªn Häc hµm, Chøc vô Chøc danh
TT häc vÞ
1 §ç H÷u TrÝ Th¹c sü ViÖn Tr−ëng
2 §Æng Gia N¶i PGS, TS Phã ViÖn tr−ëng
3 L©m H÷u §¾c Kü s− Phã ViÖn tr−ëng
Chñ tr× §Ò môc
4 Ph¹m V¨n HÖ TiÕn sü Gi¸m ®èc Trung t©m
5 Bïi Xu©n Ngã TiÕn sü Tr−ëng phßng
6 NguyÔn Huy TiÕn Th¹c sü Nghiªn cøu viªn
7 §ç V¨n HiÖp Kü s− Kü s− tr−ëng
8 Bïi Xu©n Häc Th¹c sü
9 §inh Träng Th©n Kü s−
Tham gia
10 Lª Nguyªn Hoµng Kü s− Nghiªn cøu viªn
11 §ç Xu©n Thä TiÕn sü
12 §inh TiÕn Khiªm Kü s−
2
- Tãm t¾t
Gèi cÇu lµ mét bé phËn kÕt cÊu cña cÇu, cã nhiÖm vô truyÒn t¸c dông cña tÜnh
t¶i vµ ho¹t t¶i xuèng kÕt cÊu h¹ bé. Theo thêi gian khai th¸c, chÊt l−îng cña gèi cÇu bÞ
suy gi¶m, g©y ra nh÷ng h− háng nh− nøt hÖ dÇm cÇu hoÆc cã thÓ g©y sôp ®æ cÇu. V×
vËy, viÖc kiÓm tra ®Ó ph¸t hiÖn c¸c h− háng cña gèi cÇu lµ viÖc lµm th−êng xuyªn cña
c¸c c¬ quan qu¶n lý ®−êng bé vµ c«ng t¸c thay thÕ gèi cÇu bÞ h− háng b»ng thiÕt bÞ
chuyªn dïng cã vai trß rÊt quan träng nh»m duy tr× vµ kÐo dµi tuæi thä cña cÇu bª t«ng
hiÖn nay ë ViÖt Nam. HiÖn nay c«ng t¸c nµy ®ang ®−îc Bé Giao th«ng VËn t¶i ®Æc biÖt
quan t©m.
XuÊt ph¸t tõ nh÷ng yªu cÇu cô thÓ vÒ c«ng t¸c ®¶m b¶o giao th«ng, c«ng nghÖ
söa ch÷a, thao t¸c vµ kiÓm tra gi¸m s¸t trong qu¸ tr×nh söa ch÷a cÇu, c¸c t¸c gi¶ ®· ®Ò
xuÊt nh÷ng quan ®iÓm chØ ®¹o thùc hiÖn ®Ò tµi, ®ång thêi x©y dùng c¸c chØ tiªu kinh tÕ
- kü thuËt cho thiÕt bÞ. Qua t×m hiÓu nh÷ng hÖ thèng thiÕt bÞ trªn thÕ giíi vµ c¸c hÖ
thèng thiÕt bÞ cã s½n trong n−íc; nhãm nghiªn cøu ®· ®Ò xuÊt ph−¬ng ¸n chÕ t¹o hÖ
kÝch n©ng lµm viÖc hai chiÒu: n©ng nhê thuû lùc, h¹ nhê lß xo, cã ª cu h·m c¬ khÝ cÇn
pÝt t«ng, cã van kho¸ t¶i mét chiÒu nh»m t¨ng thªm ®é an toµn cho hÖ thèng thiÕt bÞ,
tÊt c¶ ®−îc ®iÒu khiÓn nhê hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ®ång bé, tù ®éng theo c¸c
ch−¬ng tr×nh ®· lËp s½n. §©y lµ ph−¬ng ¸n chÕ t¹o thiÕt bÞ n©ng dÇm söa ch÷a n©ng
cÊp cÇu phï hîp víi kh¶ n¨ng chÕ t¹o trong n−íc, ®iÒu kiÖn sö dông ë n−íc ta, võa
®¶m b¶o tÝnh tiªn tiÕn, cã gi¸ thµnh h¹ ®Ó c¸c c¬ së thi c«ng cã thÓ chÊp nhËn ®−îc vµ
mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ, kü thuËt vµ x· héi trong khai th¸c thùc tÕ.
3
- Môc lôc
Trang
Tãm t¾t.....................................................................................................................................3
Më ®Çu ......................................................................................................................................7
1. Tæng quan vÒ c«ng nghÖ n©ng dÇm thay gèi cho cÇu Bª t«ng....9
1.1. Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi c«ng nghÖ n©ng dÇm thay gèi cÇu.................................9
1.1.1. Yªu cÇu vÒ giao th«ng.................................................................................9
1.1.2. Yªu cÇu vÒ kü thuËt söa ch÷a cÇu...............................................................9
1.1.3. Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm ....................................9
1.2. Giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm thay gèi cÇu bª t«ng............................10
1.2.1. Kh¶o s¸t vÒ h− háng cña gèi cÇu..............................................................10
1.2.2. Kh¶o s¸t vÒ c«ng t¸c thay gèi cÇu vµ thiÕt bÞ n©ng dÇm cÇu ...................12
1.2.3. C¸c ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm thay gèi .......................................................14
1.2.4. C«ng nghÖ n©ng dÇm ®Æt kÝch trªn bÖ t× ...................................................19
2. Tæng quan vÒ hÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm söa ch÷a n©ng cÊp
cÇu bª t«ng ................................................................................................................... 20
2.1. T×nh h×nh sö dông thiÕt bÞ n©ng dÇm thay gèi cÇu trªn thÕ giíi.......................20
2.1.1. ThiÕt bÞ n©ng dÇm theo ph−¬ng ph¸p dïng hÖ èng chèng kiÓu giµn .......21
2.1.2. Sö dông hÖ kÝch thñy lùc tú lªn c¸c èng chèng ®éc lËp ...........................22
2.1.3. Sö dông hÖ dµn kÝch thñy lùc tú lªn nÒn ®Êt .............................................23
2.1.4. Sö dông hÖ kÝch thñy lùc tú lªn mè hoÆc trô cÇu ......................................24
2.2. T×nh h×nh sö dông thiÕt bÞ n©ng dÇm thay gèi cÇu ë ViÖt Nam........................26
2.2.1. HÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm sö dông kÝch ®Üa ...........................................26
2.2.2. HÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm sö dông èng chèng chÞu lùc.........................27
2.2.3. HÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm sö dông bÖ tú ...............................................29
2.3. NhËn xÐt vÒ thiÕt bÞ n©ng dÇm thay gèi phôc vô söa ch÷a n©ng cÊp cÇu bª
t«ng ...................................................................................................................30
3. Nghiªn cøu lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ thiÕt bÞ n©ng dÇm
thay gèi cÇu ................................................................................................................. 32
3.1. Nh÷ng quan ®iÓm chØ ®¹o trong nghiªn cøu lùa chän ph−¬ng ¸n ....................32
3.1.1. TËn dông tèi ®a tiÒm n¨ng s½n cã trong n−íc .........................................32
3.1.2. HiÖn ®¹i ho¸ s¶n phÈm.............................................................................32
3.1.3. Lùa chän tû lÖ néi ®Þa ho¸ hîp lý .............................................................33
3.2. Nh÷ng chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ...........................33
3.2.1. TÝnh n¨ng kü thuËt phï hîp ......................................................................33
3.2.2. Nguyªn lý cÊu t¹o thÝch hîp, hiÖn ®¹i......................................................33
3.2.3. ThÝch nghi víi m«i tr−êng nhiÖt ®íi ViÖt Nam .........................................34
3.2.4. Phï hîp víi tr×nh ®é c«ng nghÖ hiÖn t¹i trong n−íc ................................34
3.2.5. Gän nhÑ, thuËn tiÖn trong viÖc söa ch÷a thay thÕ ....................................34
3.2.6. TiÖn lîi trong sö dông vµ b¶o qu¶n ..........................................................35
3.2.7. §é tin cËy cao trong khai th¸c .................................................................35
3.3. Nghiªn cøu lùa chän ph−¬ng ¸n tkÕ tæng thÓ hÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm .......35
3.4. Lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ c¸c phÇn tö thuû lùc ...........................................38
3.4.1. Lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ bé nguån thuû lùc.......................................38
4
- 3.4.2. Lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ kÝch thuû lùc ...............................................42
3.4.2. Lùa chän chñng lo¹i bé ph©n phèi thuû lùc .............................................47
3.4.3. Lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ c¸c chi tiÕt liªn kÕt thuû lùc........................51
3.5. Lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn............................................55
3.5.1. Yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ.............................................55
3.5.2. S¬ ®å khèi..................................................................................................56
4. Nghiªn cøu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng thuû lùc ............................. 59
4.1. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n hÖ thèng thiÕt bÞ ®ång bé n©ng dÇm thay gèi cÇu .59
4.1.1. X¸c ®Þnh lùc n©ng cña kÝch .......................................................................59
4.1.2. X¸c ®Þnh hµnh tr×nh n©ng cña kÝch ...........................................................61
4.1.3. X¸c ®Þnh sè l−îng kÝch lµm viÖc ®ång thêi................................................62
4.1.4. X¸c ®Þnh tèc ®é n©ng dÇm.........................................................................62
4.1.5. TÝnh to¸n ¸p suÊt, l−u l−îng cña hÖ thèng thuû lùc..................................63
4.1.6. TÝnh to¸n c«ng suÊt cña truyÒn ®éng .......................................................64
4.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé nguån thuû lùc................................................................65
4.2.1. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña bé nguån thuû lùc...............................65
4.2.2. TÝnh chän b¬m thuû lùc ............................................................................65
4.2.3. TÝnh to¸n c«ng suÊt dÉn ®éng b¬m...........................................................66
4.2.4. TÝnh chän ®éng c¬ ®iÖn.............................................................................67
4.2.5. TÝnh to¸n thiÕt kÕ thïng dÇu .....................................................................67
4.2.6. TÝnh to¸n thiÕt kÕ khíp nèi .......................................................................68
4.3. TÝnh to¸n thiÕt kÕ kÝch n©ng thuû lùc ...............................................................68
4.3.1. §−êng kÝnh xi lanh....................................................................................70
4.3.2. ChiÒu dÇy s vµ ®−êng kÝnh ngoµi D1 cña xi lanh......................................70
4.3.3. TÝnh to¸n chiÒu cao cña pÝt t«ng H1 .........................................................72
4.3.4. TÝnh to¸n chiÒu dÇy cña n¾p kÝch H3 ........................................................73
4.3.5. TÝnh to¸n lß xo vµ chiÒu cao l¾p lß xo håi kÝch H5...................................74
4.3.6. §−êng kÝnh cÇn pÝt t«ng d.........................................................................76
4.3.7. TÝnh to¸n chiÒu dÇy cña ª cu h·m cÇn pÝt t«ng H4 ...................................78
4.3.8. TÝnh to¸n chiÒu dµi cña ren thang trªn cÇn pÝt t«ng ................................79
4.3.9. TÝnh to¸n chiÒu dÇy cña ®¸y kÝch m .........................................................79
4.4.1. TÝnh chän ph©n phèi thuû lùc ...................................................................79
4.4.2. TÝnh chän c¸c lo¹i van thuû lùc................................................................80
4.5. Nghiªn cøu tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c chi tiÕt liªn kÕt thuû lùc ..............................82
4.6. TÝnh chän mét sè phÇn tö thuû lùc kh¸c...........................................................83
5. Nghiªn cøu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ ®iÒu khiÓn ®ång bé thiÕt bÞ.. 84
5.1. §Çu ®o dÞch chuyÓn ..........................................................................................84
5.2. §Çu ®o ¸p lùc....................................................................................................85
5.3. Giíi thiÖu tÝnh n¨ng kü thuËt PLC H·ng Siemens SIMATIC S7-200..............85
5.3.1. Simatic S7-200, CPU226 ..........................................................................86
5.3.2. Modul më réng EM223.............................................................................88
5.3.3. Modul vµo /ra t−¬ng tù EM 235 ..............................................................88
5.3.4. Mµn h×nh c¶m øng TP070 ........................................................................89
5.4. S¬ ®å nguyªn lý thiÕt bÞ ....................................................................................90
5.4.1. Chän ®Þa chØ cho c¸c thiÕt bÞ vµo/ra ........................................................90
5.4.2. S¬ ®å nguyªn lý .........................................................................................92
5
- 5.5. ThiÕt kÕ phÇn mÒm cho thiÕt bÞ ......................................................................100
5.5.1. L−u ®å ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh.................................................................100
5.5.2 L−u ®å ch−¬ng tr×nh cho mµn h×nh thao t¸c TP070 ...............................102
5.5.3 L−u ®å ®iÒu khiÓn trong PLC .................................................................102
6. Nghiªn cøu TÝnh to¸n thiÕt kÕ thiÕt bÞ c¨ng kÐo thÐp dù øng
lùc phôc vô söa ch÷a n©ng cÊp cÇu............................................................ 106
6.1. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n kÝch c¨ng kÐo thÐp dù øng lùc........................107
6.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ kÝch c¨ng kÐo thÐp D¦L ...................................................107
6.2.1. §−êng kÝnh ngoµi cña èng dÉn h−íng d1 ................................................108
6.2.2. §−êng kÝnh xi lanh D..............................................................................110
6.2.3. ChiÒu dÇy s vµ ®−êng kÝnh ngoµi D1 cña xi lanh....................................110
6.2.4. §−êng kÝnh cÇn pÝt t«ng d.......................................................................112
6.2.5. TÝnh to¸n chiÒu cao cña pÝt t«ng H1 .......................................................113
6.2.6. TÝnh to¸n chiÒu dÇy cña n¾p kÝch H2 vµ ®¸y kÝch H3: ............................113
7. Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p c«ng nghÖ chÕ t¹o thiÕt bÞ n©ng
dÇm thay gèi cÇu .................................................................................................... 114
7.1. Gi¶i ph¸p vÒ tû lÖ néi ®Þa ho¸ .........................................................................114
7.3. Gi¶i ph¸p vÒ nguyªn lý kÕt cÊu: .....................................................................115
7.3.1. Lùa chän nguyªn lý kÕt cÊu hîp lý .........................................................115
7.3.2. Chia t¸ch côm thµnh nh÷ng chi tiÕt hîp lý.............................................115
7.4. Gi¶i ph¸p lùa chän chñng lo¹i vËt liÖu hîp lý: ...............................................116
7.4.1. Sö dông ®óng chñng lo¹i vËt liÖu cÇn thiÕt.............................................116
7.4.2. Gi¶m träng l−îng vµ kÝch th−íc hîp lý...................................................116
7.4.3. ChÕ t¹o b»ng c¸c lo¹i vËt liÖu phï hîp ..................................................116
7.5. Gi¶i ph¸p nghiªn cøu gi¶m thiÓu ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng nhiÖt ®íi tíi
chÊt l−îng thiÕt bÞ:..........................................................................................117
7.6. Gi¶i ph¸p lùa chän c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt hîp lý: .................................117
7.7. Gi¶i ph¸p n©ng cao ®é tin cËy cña thiÕt bÞ......................................................117
7.8. Gi¶i ph¸p hiÖn ®¹i ho¸ thiÕt bÞ........................................................................118
7.9. C¸c gi¶i ph¸p Khoa häc c«ng nghÖ kh¸c: ......................................................118
7.9.1. ChuyÓn m«i tr−êng lµm viÖc kh¾c nghiÖt sang m«i tr−êng b×nh th−êng118
7.9.2. CÇu hãa c¸c bÒ mÆt, c¸c mèi ghÐp, c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn lµm viÖc ...........119
7.9.3. Gi¶i ph¸p “ThiÕu”, “Thõa” ...................................................................119
8. Nh÷ng kÕt qu¶ ®∙ ®¹t ®−îc vÒ thiÕt bÞ n©ng dÇm thay gèi
cÇu..................................................................................................................................... 120
8.1. Nh÷ng s¶n phÈm nghiªn cøu cña néi dung 2..................................................120
8.2. Thö nghiÖm nh÷ng s¶n phÈm t¹i hiÖn tr−êng .................................................120
9. KÕt luËn......................................................................................................................... 121
PhÇn phô lôc.................................................................................................................... 124
Phô lôc A. Danh môc vËt t− vµ thiÕt bÞ phÇn ®iÒu khiÓn .........................................125
Phô lôc B. Ch−¬ng tr×nh trong PLC...........................Error! Bookmark not defined.
Phô lôc C. Ch−¬ng tr×nh trong M¸y tÝnh ...................Error! Bookmark not defined.
6
- Më ®Çu
C«ng t¸c b¶o d−ìng söa ch÷a c¸c cÇu nh»m ®¶m b¶o giao th«ng th«ng suèt an
toµn lµ c«ng viÖc th−êng xuyªn cña ngµnh Giao th«ng vËn t¶i (GTVT), mét trong
nh÷ng c«ng viÖc ®ã lµ viÖc thay c¸c gèi cÇu cao su ®· bÞ h− háng, hÕt kh¶ n¨ng lµm
viÖc b»ng c¸c lo¹i gèi cao su míi phï hîp. Nh−ng theo c«ng nghÖ nµo vµ b»ng hÖ
thèng thiÕt bÞ nµo võa rót ng¾n thêi gian thi c«ng, an toµn, ®Æc biÖt võa n©ng dÇm thay
gèi cÇu vÉn ®¶m b¶o giao th«ng liªn tôc ngay trªn ®Ønh dÇm cña gèi ®ang ®−îc thay lµ
vÊn ®Ò ®−îc thùc tÕ ®Æt ra ®· vµ ®ang ®−îc nhiÒu ng−êi quan t©m.
Qua kh¶o s¸t cho thÊy, c¸c cÇu bª t«ng ë n−íc ta rÊt ®a d¹ng vÒ khæ cÇu, khÈu
®é vµ kÕt cÊu; chóng ®−îc x©y dùng qua nhiÒu thêi kú vµ chÊt l−îng còng nh− thêi
gian sö dông cßn l¹i cña chóng còng rÊt kh¸c nhau. §Ó thay thÕ c¸c gèi cÇu, ta ph¶i ¸p
dông c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau cho phï hîp víi tõng lo¹i h×nh cÇu. HiÖn t¹i ng−êi ta
cã thÓ sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p sau: sö dông hÖ ®ßn g¸nh; n©ng dÇm trùc tiÕp vµo
c¸nh dÇm; n©ng dÇm trªn c¸c èng truyÒn lùc; n©ng dÇm tõ bÖ t×; n©ng dÇm b»ng kÝch
®Üa. Mét sè c«ng tr×nh ®· thùc hiÖn n©ng dÇm thay gèi cÇu nh−: CÇu Phñ, cÇu §a Phóc,
cÇu TrÇm, cÇu §oan Hïng, cÇu GhÐp, cÇu Gi¸n KhÈu…
Nh÷ng thiÕt bÞ n©ng dÇm thay c¸c gèi cÇu trªn ®©y ®· ®¸p øng phÇn nµo nhu cÇu
cÊp b¸ch cña thùc tÕ s¶n xuÊt, nh−ng do ch−a ®−îc ®Çu t− nghiªn cøu ®Çy ®ñ, nguån
kinh phÝ cã h¹n, ch−a tËp hîp ®−îc ®«ng ®¶o c¸c nhµ khoa häc thuéc nhiÒu lÜnh vùc,
nªn viÖc ®iÒu khiÓn c¸c kÝch n©ng dÇm ®−îc tiÕn hµnh b»ng tay do ®ã chÊt l−îng n©ng
dÇm phô thuéc nhiÒu vµo tr×nh ®é cña c«ng nh©n vËn hµnh.... Tõ thùc tÕ ®ã, trong qu¸
tr×nh thi c«ng ®· béc lé nhiÒu tån t¹i rÊt cÇn ph¶i ®Çu t− quan t©m nghiªn cøu ®Ó hoµn
thiÖn vµ n©ng cao chÊt l−îng hÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm cÇu.
HÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm thay gèi cÇu bao gåm:
- Bé nguån thuû lùc
- KÝch n©ng thuû lùc
- Bé ph©n phèi dßng chÈy tíi c¸c kÝch
- C¸c ®−êng èng thuû lùc.
- HÖ ®iÒu khiÓn PLC theo ch−¬ng tr×nh, c¸c thao t¸c ®−îc tù ®éng, b¸n tù ®éng
vµ ®−îc hiÓn thÞ trªn mµn h×nh, kiÓm tra, gi¸m s¸t vµ l−u tr÷ c¸c sè liÖu cÇn thiÕt
7
- Môc tiªu cña ®Ò môc:
- Ph©n tÝch so s¸nh vµ tuyÓn chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ c¸c côm chi tiÕt cña thiÕt
bÞ n©ng dÇm thay gèi cÇu vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®ång bé
- Nghiªn cøu, tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c chi tiÕt cña thiÕt bÞ n©ng dÇm thay gèi cÇu
vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng ®ång bé hÖ thèng thiÕt bÞ.
ThiÕt bÞ chuyªn dïng n©ng dÇm thay gèi, ngoµi chøc n¨ng chñ yÕu lµ n©ng dÇm
thay gèi, qua nghiªn cøu chóng t«i thÊy hÖ thèng nµy cßn cã thÓ ¸p dông vµo nhiÒu
c«ng tr×nh kh¸c, cô thÓ nh− sau :
- X©y dùng nhµ cao tÇng b»ng ph−¬ng ph¸p n©ng sµn
- Xö lý lón, nghiªng cña c¸c c«ng tr×nh x©y dùng
- Söa ch÷a ®Ønh trô cÇu, t«n cao ®Ønh trô cÇu
- DÞch chuyÓn toµ nhµ cao tÇng ra vÞ trÝ míi
- N©ng cét toµ nhµ cao tÇng ®Ó lãt ®Öm gi¶m chÊn
- Mét sè øng dông kh¸c
8
- 1. Tæng quan vÒ c«ng nghÖ n©ng dÇm thay gèi cho cÇu Bª
t«ng
1.1. Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi c«ng nghÖ n©ng dÇm thay gèi cÇu
1.1.1. Yªu cÇu vÒ giao th«ng
Thùc hiÖn c«ng t¸c n©ng dÇm thay gèi söa ch÷a cÇu trong khi vÉn ®¶m b¶o giao
th«ng b×nh th−êng
§Æc thï cña ngµnh giao th«ng vËn t¶i lµ ph¶i ®¶m b¶o giao th«ng th«ng suèt
trong mäi t×nh huèng, kÓ c¶ khi thùc hiÖn c«ng t¸c söa ch÷a n©ng dÇm thay gèi cÇu.
C¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng vÇn l−u th«ng b×nh th−êng qua cÇu ngay c¶ trªn ®Ønh dÇm
cña gèi ®ang ®−îc thay.
1.1.2. Yªu cÇu vÒ kü thuËt söa ch÷a cÇu
- MÆt c¾t ngang t¹i n¬i söa ch÷a cã chiÒu cao sai kh¸c kh«ng qu¸ 2mm theo
thiÕt kÕ thi c«ng.
Söa ch÷a cÇu nh−ng ph¶i ®¶m b¶o an toµn cÇu, kh«ng lµm h− háng cho c¸c kÕt
cÊu dÇm. §iÒu ®ã ®ßi hái trong qu¸ tr×nh n©ng dÇm, trªn mét mÆt c¾t ngang kh«ng cã
sù chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi gi÷a c¸c dÇm víi nhau hoÆc gi÷a c¸c phÇn cña mét dÇm,
®¶m b¶o dÇm kh«ng bÞ uèn ngang, chÞu t¶i träng bÊt lîi cã thÓ g©y h− háng cho cÇu
trong qu¸ tr×nh söa ch÷a.
1.1.3. Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm
- ThiÕt bÞ n©ng ph¶i an toµn tuyÖt ®èi, gi÷ t¶i æn ®Þnh trong suèt thêi gian thay
gèi tõ 1-2 ngµy.
§iÒu quan träng cña hÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm thay gèi cÇu ®ßi hái an toµn
tuyÖt ®èi, kh«ng bÞ tôt sËp, ®¶m b¶o tÝnh ®ång ®Òu cho tÊt c¶ c¸c kÝch n©ng dÇm.
- Tù ®éng hoÆc b¸n tù ®éng c¸c thao t¸c trong qu¸ tr×nh thi c«ng. §Æt tr−íc
®−îc th«ng sè vÒ chiÒu cao n©ng, chu kú kiÓm tra... L−u tr÷, hiÓn thÞ c¸c thao t¸c.
Qu¸ tr×nh n©ng dÇm ®−îc thùc hiÖn ®ång thêi ®èi víi tÊt c¶ c¸c dÇm trong mÆt
c¾t ngang cÇu. Sè l−îng kÝch n©ng phô thuéc vµo sè l−îng dÇm trong mÆt c¾t ngang,
th«ng th−êng tõ 6-12 kÝch, nhiÒu cÇu hiÖn ®¹i sè l−îng kÝch ph¶i sö dông ®ång thêi cã
thÓ tíi 16, 20, 26 kÝch hoÆc nhiÒu h¬n n÷a. Víi sè l−îng lín nh− vËy, kh«ng thÓ thùc
hiÖn b»ng thñ c«ng hoÆc sö dông nhiÒu ng−êi ®iÒu khiÓn theo dâi gi¸m s¸t. MÆt kh¸c
sö dông nhiÒu ng−êi ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t sÏ kh«ng ®¶m b¶o tÝnh ®ång thêi, ®ång ®Òu,
9
- c¸c sè liÖu khã ®¶m b¶o chÝnh x¸c... Do ®ã ®ßi hái ph¶i cã hÖ thèng ®iÒu khiÓn ph¶i tù
®éng ®èi víi c¸c thao t¸c n©ng, h¹ theo c¸c yªu cÇu söa ch÷a, ph¶i kiÓm tra gi¸m s¸t vµ
l−u tr÷ c¸c sè liÖu cÇn thiÕt, ph¶i phï hîp víi ®Æc thï cña nhiÒu lo¹i h×nh cÇu bª t«ng ë
ViÖt Nam.
1.2. Giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm thay gèi cÇu bª t«ng
1.2.1. Kh¶o s¸t vÒ h− háng cña gèi cÇu
Gèi cÇu (gèi b»ng thÐp hoÆc cao su) lµ mét bé phËn kÕt cÊu cña c¸c lo¹i cÇu, cã
nhiÖm vô truyÒn t¸c dông cña tÜnh t¶i (träng l−îng dÇm cÇu, líp phñ, lan can…) vµ
ho¹t t¶i ®oµn xe xuèng kÕt cÊu h¹ bé (mãng, trô mè cÇu). Trªn thùc tÕ theo chøc n¨ng
cã hai lo¹i gèi kh¸c nhau: Gèi cè ®Þnh vµ gèi di ®éng. NÕu gèi b»ng thÐp, sÏ ®−îc cÊu
t¹o phï hîp ®Ó ®¶m nhËn chøc n¨ng cè ®Þnh hay di ®éng ë c¸c ®Çu dÇm. Riªng ®èi víi
gèi cÇu b»ng cao su th× ®¶m nhËn cïng mét lóc c¶ hai chøc n¨ng nµy.
Còng nh− c¸c bé phËn kÕt cÊu kh¸c cña cÇu, theo thêi gian khai th¸c, d−íi t¸c
dông cña m«i tr−êng vµ nhiÖt ®é Èm thÊp, chÊt l−îng cña gèi cÇu ngµy cµng suy gi¶m.
Nh÷ng h− háng xuÊt hiÖn d−íi nhiÒu d¹ng: NÕu lµ gèi cÇu b»ng thÐp th−êng xuÊt hiÖn
gØ g©y c¶n trë sù di chuyÓn cña gèi khi nhiÖt ®é m«i tr−êng thay ®æi hay khi cã lùc däc
t¸c ®éng vµo dÇm do xe h·m phanh. Tõ nguyªn nh©n cña sù kh«ng di chuyÓn ®−îc sÏ
g©y nªn c¸c c−ìng bøc gi·n në cña nhÞp dÇm, dÉn ®Õn nøt dÇm, ®Æc biÖt ®èi víi c¸c
lo¹i dÇm bª t«ng. §èi víi gèi cÇu cao su (Neopren) còng vËy, hiÖn t−îng h− háng
th−êng cã biÓu hiÖn xuèng cÊp cña vËt liÖu cao su (l·o ho¸ vËt liÖu cao su) hoÆc bong
trãc c¸c líp kÕt dÝnh gi÷a cao su vµ thÐp. C¸c h− háng nµy sÏ lµ nguyªn nh©n lµm gi¶m
®é cøng vµ ®é ®µn tÝnh cña gèi dÉn ®Õn lµm mÊt kh¶ n¨ng chÞu ph¶n lùc còng nh− kh¶
n¨ng dÞch chuyÓn d−íi t¸c dông cña tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i. HiÖn t−îng gèi cao su bÞ bÑp,
biÕn d¹ng sÏ lµ nguyªn nh©n t¹o nªn sù chªnh lÖch cao ®é cña dÇm nãi riªng vµ hÖ dÇm
cÇu nãi chung. Sù chÖnh lÖch cao ®é gi÷a c¸c vÞ trÝ cña hÖ dÇm lµ “chuyÓn vÞ c−ìng
bøc” t¹o nªn c¸c mèi nguy hiÓm nh−: Nøt hÖ dÇm cÇu hoÆc cã thÓ g©y sôp ®æ cÇu khi
kh«ng ®−îc ph¸t hiÖn ®Ó duy tu söa ch÷a kÞp thêi. V× vËy, viÖc theo dâi kiÓm tra ®Ó
ph¸t hiÖn c¸c h− háng cña gèi cÇu lµ viÖc lµm th−êng xuyªn cña c¸c c¬ quan qu¶n lý
®−êng bé vµ c«ng t¸c thay thÕ gèi cÇu bÞ h− háng b»ng c¸c c«ng nghÖ n©ng dÇm thay
gèi ®ãng vai trß rÊt quan träng nh»m duy tr× vµ kÐo dµi tuæi thä cña cÇu bª t«ng hiÖn
nay ë ViÖt Nam.
10
- ë n−íc ta, tõ nh÷ng n¨m ®Çu thËp kû 30 cña thÕ kû 20, ng−êi Ph¸p ®· b¾t ®Çu
x©y dùng m¹ng l−íi giao th«ng ®−êng bé, trong ®ã mét sè cÇu bª t«ng ra ®êi. C¸c cÇu
®Òu cã khÈu ®é nhá, chiÒu réng cÇu hÑp, t¶i träng kh«ng lín.
Nh×n chung c¸c cÇu x©y dùng trong giai ®o¹n nµy ®Õn nay cßn rÊt Ýt, mét phÇn v×
®· hÕt niªn h¹n sö dông, mét phÇn kh«ng ®¸p øng ®−îc víi tèc ®é ph¸t triÓn cña ngµnh
giao th«ng vËn t¶i vÒ khæ cÇu vµ t¶i träng qua cÇu. C¸c cÇu cßn l¹i víi sè l−îng rÊt Ýt vµ
rÊt cÇn ph¶i gia cè t¨ng c−êng, n©ng cÊp ®Ó sö dông t¹m trong khi chê ®îi x©y dùng
cÇu míi.
Sau khi miÒn B¾c ®−îc hoµn toµn gi¶i phãng, víi tinh thÇn tù lËp tù c−êng
ngµnh GTVT còng ®· x©y dùng ®−îc c¸c c«ng tr×nh cÇu cì võa vµ nhá, chñ yÕu lµ c¸c
nhÞp gi¶n ®¬n lo¹i bª t«ng cèt thÐp, víi khÈu ®é nhÞp 12m ÷18m vµ sau ®ã lµ dÇm bª
t«ng ¦ST khÈu ®é nhÞp 20m, 24m, 30m vµ 33m sö dông gèi thÐp vµ gèi cao su.
ë miÒn Nam ®Ó phôc vô chiÕn tranh, nhiÒu cÇu lo¹i võa vµ nhá ®−îc x©y dùng,
trong ®ã nhiÒu cÇu d· chiÕn, sö dông c«ng nghÖ tèc ®é thi c«ng nhanh b»ng c¬ giíi.
KÕt cÊu nhÞp cÇu th−êng dïng lo¹i dÇm bª t«ng ¦ST Ch©u Thíi cã khÈu ®é nhÞp phæ
biÕn lµ 24,7m vµ tuú theo khæ cÇu vµ t¶i träng thiÕt kÕ mµ bè trÝ sè l−îng dÇm trªn mÆt
c¾t ngang. C¸c cÇu d¹ng nµy th−êng sö dông gèi cao su vµ nhiÒu tr−êng hîp kh«ng
dïng gèi mµ chØ ®Æt dÇm trùc tiÕp lªn xµ mò trô víi d¹ng kÕt cÊu trô mÒm.
Qua thêi gian dµi khai th¸c nh×n chung c¸c gèi cÇu cao su, kÓ c¶ c¸c tr−êng hîp
lµ gèi thÐp ®Òu cã h− háng, c¸c gèi thÐp bÞ han gØ nghiªng lÖch, c¸c gèi cao su bÞ l·o
ho¸ lón bÑt, nghiªng lÖch. C¸c tr−êng hîp dÇm ®Æt trùc tiÕp trªn xµ mò trô kh«ng cã
gèi ®Òu g©y ra hiÖn t−îng nøt vì côc bé xµ mò trô t¹i c¸c ®iÓm dÇm kª trùc tiÕp.
HiÖn nay c«ng t¸c duy tu b¶o d−ìng cÇu bª t«ng còng ®· ®−îc sù quan t©m chó
ý. Tuy nhiªn mét phÇn do ®iÒu kiÖn kinh phÝ cã h¹n, mét phÇn cßn quan niÖm bé phËn
gèi cÇu khã cã thÓ h− háng hoÆc cho r»ng kh«ng ph¶i lµ bé phËn quan träng nªn Ýt
®−îc quan t©m theo dâi vµ b¶o tr×. MÆt kh¸c cã ý kiÕn r»ng khi gèi cÇu bÞ h− háng th×
chØ cã biÖn ph¸p thay thÕ mµ kh«ng thÓ söa ch÷a ®Ó sö dông tiÕp, do ®ã cã kh¸ nhiÒu
tr−êng hîp c¸c gèi cÇu h− háng mµ ch−a ®−îc kh¾c phôc ngay.
Nh÷ng quan ®iÓm nh− trªn kh«ng thÓ chÊp nhËn ®−îc v× gèi cÇu khi bÞ háng
®Æc biÖt ®èi víi gèi cÇu cao su th× ¶nh h−ëng cña h− háng ®ã thËt v« cïng nguy h¹i nh−
®· ®−îc ph©n tÝch trªn ®©y. Thêi gian gÇn ®©y ë mét sè c«ng tr×nh cÇu trªn tuyÕn quèc
11
- lé 1A t×nh tr¹ng gèi cÇu cao su bÞ bÑp vµ biÕn d¹ng ®· g©y nªn mét sè hiÖn t−îng ®¸ng
lo ng¹i nh−: VÞ trÝ ®Æt dÇm bÞ thay ®æi, nhiÒu dÇm bÞ vÆn, kh«ng b¶o ®¶m vÞ trÝ chÞu lùc
th¼ng ®øng. Nh÷ng biÓu hiÖn nh− vËy ch¾c ch¾n sÏ g©y nªn øng suÊt côc bé trong hÖ
kÕt cÊu nhÞp dÇm vµ cã thÓ dÉn ®Õn nøt, sôp ®æ dÇm g©y hËu qu¶ nghiªm träng.
1.2.2. Kh¶o s¸t vÒ c«ng t¸c thay gèi cÇu vµ thiÕt bÞ n©ng dÇm cÇu
Nh÷ng cÇu bª t«ng D¦L nhÞp gi¶n ®¬n cã khÈu ®é nhÞp tõ 12-25mÐt, ®−îc x©y
dùng tr−íc n¨m 1975 ë miÒn Nam th−êng dïng gèi cÇu cao su. Trong qu¸ tr×nh sö
dông, gèi cÇu cao su bÞ l·o ho¸, cÇn ®−îc thay thÕ.
Mét sè cÇu dïng gèi thÐp, song kh«ng ®−îc b¶o d−ìng nªn bÞ h− háng vµ ®Õn
thêi kú ph¶i söa ch÷a. Mét sè cÇu bª t«ng D¦L cã khÈu ®é 33 mÐt còng dïng gèi cao
su do ViÖt Nam s¶n xuÊt, mÆc dï thêi gian sö dông ch−a dµi nh−ng do chÊt l−îng kÐm
nªn sím bÞ háng còng cÇn ®−îc thay thÕ. Th«ng th−êng chu kú cÇn thay thÕ gèi cÇu
cao su lµ 20 n¨m.
Do thÊy râ ®−îc tÇm quan träng cña c«ng t¸c duy tu b¶o d−ìng, söa ch÷a, n©ng
cÊp cÇu bª t«ng tíi tuæi thä vµ hiÖu qu¶ sö dông chóng, nªn trong thêi gian gÇn ®©y
c«ng t¸c nµy ®· ®−îc Nhµ n−íc ®Æc biÖt quan t©m. Côc §−êng bé ViÖt Nam lµ ®¬n vÞ
qu¶n lý Nhµ n−íc vÒ c«ng t¸c kiÓm tra, ®¸nh gi¸ chÊt l−îng, b¶o d−ìng, söa ch÷a n©ng
cÊp c¸c cÇu thuéc Trung −¬ng qu¶n lý trªn ph¹m vi c¶ n−íc. NhiÒu cÇu bÞ h− háng ®·
®−îc ®Çu t− söa ch÷a, n©ng cÊp theo c¸c c«ng nghÖ tiªn tiÕn. C¸c gèi cÇu hÕt h¹n sö
dông ®· ®−îc thay thÕ b»ng c¸c gèi cÇu míi ®¶m b¶o chÊt l−îng.
Khi thay thÕ c¸c gèi cÇu, ph¶i kÝch dÇm. Träng l−îng cña tõng dÇm riªng biÖt tõ
35-80 tÊn (tuú theo khÈu ®é vµ lo¹i dÇm). NÕu n©ng toµn bé c¶ nhÞp cÇu th× ph¶i sö
dông c¶ hÖ thèng dµn kÝch víi tæng t¶i träng n©ng tèi ®a kho¶ng 1000 tÊn.
ViÖc söa ch÷a n©ng cÊp cÇu bª t«ng ë n−íc ta ®ßi hái chóng ta kh«ng nh÷ng
ph¶i quan t©m tíi c¸c c«ng nghÖ, vËt liÖu, qui m«... söa ch÷a, mµ cßn ph¶i quan t©m tíi
thiÕt bÞ, ®Æc biÖt ph¶i ®Çu t− thÝch ®¸ng cho lÜnh vùc nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c
thiÕt bÞ chuyªn dïng phôc vô c«ng t¸c duy tu b¶o d−ìng, söa ch÷a, n©ng cÊp cÇu nãi
chung vµ cÇu bª t«ng nãi riªng. Trong khi nÒn kinh tÕ n−íc ta cßn cã nh÷ng khã kh¨n
th× gi¶i ph¸p hîp lý nhÊt hiÖn nay lµ chóng ta ph¶i tù nghiªn cøu chÕ t¹o nh÷ng lo¹i
thiÕt bÞ ®ã trong n−íc, nh»m ®¸p øng nhu cÇu cÊp b¸ch cña thùc tiÔn rÊt s«i ®éng cña
ngµnh GTVT ViÖt Nam.
12
- Theo quan ®iÓm ph¸t huy néi lùc, trong nh÷ng n¨m qua, mét sè ®¬n vÞ thuéc
ngµnh GTVT ®· nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o mét sè thiÕt bÞ chuyªn dïng phôc vô
nh÷ng nhu cÇu cÊp b¸ch cña thùc tiÔn ®ang ®ßi hái. ViÖn Khoa häc & C«ng nghÖ
GTVT ®· nghiªn cøu c¸c c«ng nghÖ thay gèi cÇu cao su (®· ¸p dông cho CÇu Phñ, CÇu
GhÐp, cÇu Gi¸n KhÈu...); C«ng nghÖ söa ch÷a n©ng cÊp cÇu b»ng ph−¬ng ph¸p øng lùc
ngoµi (®· ¸p dông cho c«ng tr×nh cÇu VÜnh §iÖn, §a Phóc); ®· cã nh÷ng kÕt qu¶ b−íc
®Çu vÒ nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o nh÷ng thiÕt bÞ chuyªn dïng ®Ó phôc vô c¸c c«ng
tr×nh ®ã.
Nh×n chung c¸c thiÕt bÞ ®· sö dông trong nh÷ng c«ng tr×nh trªn, mét phÇn tËn
dông nh÷ng thiÕt bÞ cã s½n nh− c¸c lo¹i kÝch n©ng do Liªn x«, do Trung Quèc, Bulgari
chÕ t¹o, kh«ng cã hÖ ®iÒu khiÓn. Nh÷ng lo¹i thiÕt bÞ nµy kh«ng ph¶i lµ thiÕt bÞ chuyªn
dïng mµ lµ nh÷ng thiÕt bÞ n©ng v¹n n¨ng. MÆt kh¸c trong viÖc sö dông c¸c thiÕt bÞ ®ã
ch−a cã nh÷ng nghiªn cøu lùa chän hoÆc thiÕt kÕ chÕ t¹o ®ång bé, thiÕu nh÷ng nghiªn
cøu tæng thÓ vÒ hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn trong ®iÒu kiÖn vÉn ®¶m b¶o giao th«ng
b×nh th−êng, an toµn cho c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng trong qu¸ tr×nh söa ch÷a cÇu....
Qua kh¶o s¸t cho thÊy, c¸c cÇu bª t«ng ë n−íc ta rÊt ®a d¹ng vÒ khæ cÇu, khÈu
®é, vÒ kÕt cÊu; chóng ®−îc x©y dùng qua c¸c thêi kú vµ chÊt l−îng còng nh− thêi gian
sö dông cßn l¹i cña chóng còng rÊt kh¸c nhau. §Ó thay thÕ c¸c gèi cÇu, ta ph¶i ¸p dông
c¸c gi¶i ph¸p c«ng nghÖ kh¸c nhau cho phï hîp víi tõng lo¹i h×nh cÇu. HiÖn t¹i ng−êi
ta cã thÓ sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p sau: sö dông hÖ ®ßn g¸nh; n©ng dÇm trùc tiÕp vµo
c¸nh dÇm; n©ng dÇm trªn c¸c èng truyÒn lùc; n©ng dÇm tõ bÖ t×; n©ng dÇm b»ng kÝch
®Üa. Mét sè c«ng tr×nh ®· thùc hiÖn n©ng dÇm thay gèi cÇu nh−:
CÇu Phñ, sö dông gi¶i ph¸p n©ng b»ng èng thÐp truyÒn lùc, kÝch cña Bugari 60
tÊn. CÇu §a Phóc tiÕn hµnh söa ch÷a n©ng cÊp cÇu b»ng t¨ng c−êng D¦L ngoµi, trong
®ã cã phÇn viÖc n©ng ®ång thêi 10 ®Çu dÇm thay gèi cÇu cao su trong khi vÉn ®¶m b¶o
giao th«ng b×nh th−êng. HÖ thèng thiÕt bÞ do ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ GTVT chÕ
t¹o.
CÇu GhÐp Thanh Ho¸ thùc hiÖn viÖc söa ch÷a n©ng cÊp cÇu, trong ®ã phÇn n©ng
dÇm thay gèi ph¶i thùc hiÖn n©ng ®ång thêi 10 ®Çu dÇm, sai lÖch chiÒu cao n©ng kh«ng
qu¸ 2mm. HÖ thèng thiÕt bÞ do ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ GTVT chÕ t¹o. Nh÷ng
thiÕt bÞ nµy ®· ®¸p øng phÇn nµo nhu cÇu cÊp b¸ch cña thùc tÕ s¶n xuÊt, nh−ng do ch−a
®−îc ®Çu t− nghiªn cøu ®Çy ®ñ, nguån kinh phÝ cã h¹n, ch−a tËp hîp ®−îc ®«ng ®¶o
c¸c nhµ khoa häc, viÖc ®iÒu khiÓn b»ng tay phô thuéc nhiÒu vµo tr×nh ®é cña c«ng
13
- nh©n vËn hµnh.... nªn vÉn rÊt cÇn ph¶i ®Çu t− quan t©m ®Ó hoµn thiÖn vµ n©ng cao chÊt
l−îng chóng.
HÖ thèng thiÕt bÞ n©ng dÇm cã nhiÖm vô n©ng toµn bé c¸c ®Çu dÇm ë trªn 1 trô
cÇu (hoÆc mè cÇu) víi tèc ®é an toµn vµ chiÒu cao n©ng cña c¸c kÝch kh«ng ®−îc sai
kh¸c nhau >2mm, gi÷ t¶i æn ®Þnh trong suèt thêi gian thay gèi tõ 1-2 ngµy, ®ång thêi
®¶m b¶o c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng qua cÇu b×nh th−êng. §iÒu quan träng cña hÖ
thèng thiÕt bÞ ®ßi hái an toµn tuyÖt ®èi, kh«ng bÞ tôt sËp, ®¶m b¶o tÝnh ®ång ®Òu cho tÊt
c¶ c¸c kÝch n©ng dÇm. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ph¶i tù ®éng ®iÒu khiÓn c¸c thao t¸c n©ng,
h¹ theo c¸c yªu cÇu söa ch÷a, ph¶i kiÓm tra gi¸m s¸t vµ l−u tr÷ c¸c sè liÖu cÇn thiÕt,
ph¶i phï hîp víi ®Æc thï cña nhiÒu lo¹i h×nh cÇu bª t«ng ë ViÖt Nam. HÖ thèng thiÕt bÞ
bao gåm:
- KÝch thuû lùc n©ng 1 chiÒu, chiÒu håi nhê lß xo, cã ªcu h·m.
- Bé nguån thuû lùc
- Bé ph©n phèi dßng chÈy tíi c¸c kÝch
- C¸c ®−êng èng thuû lùc.
- HÖ ®iÒu khiÓn PLC theo ch−¬ng tr×nh, c¸c thao t¸c ®−îc tù ®éng, b¸n tù ®éng
vµ ®−îc hiÓn thÞ trªn mµn h×nh, kiÓm tra, gi¸m s¸t vµ l−u tr÷ c¸c sè liÖu cÇn thiÕt
1.2.3. C¸c ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm thay gèi
Mét sè c«ng nghÖ n©ng dÇm ®· vµ ®ang sö dông ë mét sè n−íc trªn thÕ giíi vµ
ë n−íc ta trong thi c«ng thay gèi cÇu nh− sau:
a. Ph−¬ng ph¸p sö dông kÝch n©ng c¸nh dÇm.
S¬ ®å nguyªn lý n©ng dÇm theo c«ng nghÖ sö dông kÝch n©ng c¸nh dÇm ®−îc
tr×nh bµy trªn h×nh 1.1. Cã thÓ tr×nh bµy tãm t¾t s¬ ®å cña gi¶i ph¸p nh− sau: Toµn bé
kÝch ®−îc ®Æt trªn xµ mò trô gi÷a kho¶ng hë cña hai dÇm kÒ nhau. §Ó truyÒn lùc kÝch
lªn dÇm, bè trÝ kÕt cÊu ®ì c¸nh b»ng thÐp h×nh I hoÆc U vµ thÐp tÊm víi c¸c gê t¨ng
c−êng.
C«ng nghÖ sö dông kÝch n©ng c¸nh dÇm nh− tr×nh bµy ë trªn kh¸ phï hîp víi
nh÷ng cÇu nhá. Nh÷ng −u ®iÓm mang tÝnh lîi thÕ cña c«ng nghÖ thÓ hiÖn ë chç: sö
dông tèi ®a kh¶ n¨ng chÞu lùc cña trô ®Ó truyÒn lùc kÝch, chi phÝ vËt t− thÊp, gi¶m thêi
gian thi c«ng, b¶o ®¶m th«ng tho¸ng dßng s«ng cho giao th«ng trªn vïng s«ng n−íc.
14
- Tuy nhiªn h¹n chÕ chñ yÕu cña c«ng nghÖ nµy lµ kh«ng ®¶m b¶o tèi ®a theo yªu cÇu
æn ®Þnh vµ an toµn c«ng tr×nh, ®Æc biÖt ®èi víi nh÷ng cÇu cã khÈu ®é lín.
HÖ d»ng kÝch b»ng
thÐp h×nh vµ thÐp b¶n
KÝch
§Öm kÝch b»ng gç tµ vÑt
H×nh 1.1. Ph−¬ng ph¸p sö dông kÝch n©ng c¸nh dÇm.
b. Ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm sö dông hÖ thèng sµn ®¹o ®Ó ®Æt kÝch
§èi víi nh÷ng c«ng tr×nh cÇu c¹n (cÇu n»m trªn nÒn ®Êt liÒn) cã thÓ sö dông hÖ
thèng sµn ®¹o ®Æt trªn nÒn ®Êt ®Ó chÞu lùc kÝch n©ng dÇm (xem h×nh 1.2)
HÖ thèng sµn ®¹o chÞu lùc th−êng dïng kÕt cÊu kiÓu UIKM. Ngoµi ra còng cã
thÓ sö dông lo¹i h×nh kÕt cÊu nÒn b»ng rä ®¸ héc, trªn kª chång tµ vÑt gç hoÆc c¸c d¹ng
dµn gi¸o kh¸c tæ hîp tõ thÐp h×nh I vµ U... HÖ thèng thiÕt bÞ n©ng sö dông c¸c lo¹i kÝch
thuû lùc th«ng th−êng. KÝch ®Æt trùc tiÕp d−íi ®¸y cña th©n dÇm, s¸t trô, mçi ®Çu dÇm
®Æt 1 chiÕc. C«ng nghÖ vËn hµnh t−¬ng tù nh− c¸c gi¶i ph¸p truyÒn thèng kh¸c. Trong
tr−êng hîp cã ®−êng tr¸nh cho c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng cã thÓ n©ng tõng ®Çu nhÞp.
¦u ®iÓm cña gi¶i ph¸p c«ng nghÖ nãi chung ®¬n gi¶n, thuËn lîi trong qu¸ tr×nh
thi c«ng. Tuy nhiªn cÇn ph¶i kh¶o s¸t ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt cña nÒn ®Êt ®Ó h¹n chÕ kh¶
15
- n¨ng g©y lón trong tr−êng hîp ®Êt yÕu. Ph¹m vi ¸p dông cña gi¶i ph¸p c«ng nghÖ chØ
giíi h¹n cho nh÷ng cÇu n»m trªn c¹n. §èi víi nh÷ng cÇu v−ît s«ng kh«ng ¸p dông
c«ng nghÖ nµy ®−îc.
KÝch n©ng Gèi
H×nh 1.2. Ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm sö dông hÖ thèng sµn ®¹o ®Ó ®Æt kÝch
c. Ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm sö dông kÝch ®Üa
C«ng nghÖ n©ng dÇm sö dông kÝch ®Üa ®−îc xem lµ c«ng nghÖ mang l¹i hiÖu
qu¶ kinh tÕ vµo thêi ®iÓm hiÖn nay.
Nguyªn lý cña c«ng nghÖ nµy cã thÓ ®−îc tr×nh bµy tãm t¾t nh− sau: C¸c kÝch
®Üa mang h×nh d¸ng kiÓu ®Üa cã ®−êng kÝnh th«ng dông φ = 300mm hoÆc h×nh ch÷ nhËt
cã kÝch th−íc 350x600mm, bÒ dµy cña ®Üa kÝch 30mm, lùc n©ng cña kÝch tõ 50÷100 T,
chÕ ®é vËn hµnh cña kÝch theo nguyªn t¾c hÖ thèng, mçi hÖ thèng tõ 5 ÷10 kÝch dïng
chung mét tæng b¬m thuû lùc. KÝch ho¹t ®éng theo nguyªn lý: D−íi t¸c dông cña ¸p
lùc chÊt láng c«ng t¸c, 2 mÆt cña kÝch phång lªn t¹o ra hµnh tr×nh cña kÝch, v× vËy
hµnh tr×nh n©ng cña kÝch th«ng th−êng chØ ®¹t tõ 10÷20mm.
16
- §Ó n©ng dÇm c¸c kÝch ®−îc ®Æt trong ph¹m vi qu·ng hë tr−íc gèi cÇu cò sao
cho kÝch n»m trªn ®−êng tim dÇm (xem h×nh 1.3), víi vÞ trÝ ®−îc x¸c ®Þnh b¶o ®¶m
kh«ng g©y ¶nh h−ëng t¸c ®éng bÊt lîi do lùc côc bé n¶y sinh trong qu¸ tr×nh n©ng
dÇm.
KÝch n©ng 1 KÝch n©ng 2 KÝch n©ng KÝch n©ng
D©y ¸p lùc
M¸y b¬m
H×nh 1.3. Ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm sö dông kÝch ®Üa
Nh×n chung c«ng nghÖ n©ng dÇm sö dông kÝch ®Üa cã nhiÒu −u ®iÓm so víi c¸c
c«ng nghÖ n©ng dÇm kh¸c. TÝnh lîi thÕ cña nã thÓ hiÖn ë chç: trang thiÕt bÞ ®Æc chñng
gän nhÑ, thao t¸c c«ng nghÖ ®¬n gi¶n vµ gi¶i quyÕt ®−îc yªu cÇu th«ng xe trªn cÇu
trong qu¸ tr×nh thi c«ng kÝch n©ng dÇm. Tuy nhiªn gi¶i ph¸p nµy chØ phï hîp víi
nh÷ng cÇu nhá cã diÖn tÝch ®Æt gèi réng, ®Æc biÖt lµ tim gèi ®Æt xa vÒ phÝa trong so víi
bÒ mÆt th©n trô ®Ó ®ñ cã kho¶ng c¸ch ®Æt kÝch víi ®iÒu kiÖn khi kÝch vËn hµnh träng
l−îng kh«ng g©y t¸c ®éng ph¸ huû côc bé kÕt cÊu trô, v× vËy sù cÇn thiÕt ph¶i tÝnh to¸n
x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®Æt kÝch hîp lý trªn bÒ mÆt mò trô. Tõ ®Æc ®iÓm mang tÝnh ®Æc thï nµy
nªn ë c¸c tØnh phÝa Nam nhiÒu c«ng tr×nh n©ng dÇm thay gèi cÇu ®−îc thi c«ng b»ng
kÝch ®Üa v× c¸c cÇu cã khÈu ®é nhÞp nhá (≤24,7m) vµ ®−îc x©y dùng víi diÖn tÝch mò
trô cÇu réng, phï hîp víi c¸c yªu cÇu kü thuËt cña c«ng nghÖ ¸p dông. Ng−îc l¹i ë khu
vùc phÝa B¾c, ®Æc biÖt lµ nh÷ng cÇu trªn c¸c tuyÕn quèc lé träng yÕu c«ng nghÖ trªn
kh«ng thÓ ¸p dông ®−îc v× vÞ trÝ gèi cÇu cò ®Æt qu¸ gÇn mÐp th©n trô cÇu; cã kh¸ nhiÒu
cÇu träng t©m kÝch ®Üa r¬i ra ngoµi khu vùc mò trô cÇu.
d. Ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm sö dông èng chèng chÞu lùc
Gi¶i ph¸p kÝch n©ng dÇöng dông èng chèng chÞu lùc còng ®−îc xem lµ c«ng
nghÖ tiªn tiÕn hiÖn nay. HÖ thèng trang thiÕt bÞ c«ng nghÖ bao gåm c¸c bé phËn chñ
17
- yÕu: HÖ thèng c¸c côm kÝch n©ng víi c¸c tæng b¬m, hÖ thèng èng chèng chÞu lùc vµ
c¸c kÕt cÊu liªn quan kh¸c.
K Ýc h n © n g K Ýc h n © n g
èng chèng thÐp è ng chè ng thÐp
§Õ thÐp §Õ thÐp
H×nh 1.4. Ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm sö dông èng chèng chÞu lùc.
HÖ thèng kÕt cÊu èng chèng vµ kÝch ®−îc cÊu t¹o tõng côm. Mçi côm bao gåm
mét sè l−îng èng chèng, kÝch vµ mét tæng b¬m thuû lùc. Sè l−îng èng chèng ®−îc bè
trÝ phï hîp víi sè l−îng dÇm cña nhÞp cÇu. C¸c èng chèng ®Æt trªn bÖ trô (xem h×nh
1.4). Trong tr−êng hîp bÖ trô kh«ng ®ñ diÖn tÝch cÇn më réng bÒ mÆt b»ng kÕt cÊu thÐp
h×nh I
Trªn ®Ønh c¸c èng chèng ®Æt c¸c ®Õ kÝch b»ng thÐp. Trªn ®Õ ®Æt c¸c kÝch n©ng.
Trôc ®øng cña kÝch trïng víi tim bông dÇm. Theo nguyªn t¾c cÊu t¹o nh− tr×nh bµy th×
khi tæng b¬m ho¹t ®éng, c¸c kÝch trong côm cïng lµm viÖc. ë mè cÇu chØ cÇn ®Æt
mét côm, nh−ng ë trô ®Æt lu«n c¶ hai côm ®Ó khi lµm viÖc hai ®Çu nhÞp cÇu ®èi xøng
qua trô cïng ®ång thêi n©ng lªn, qua ®ã ®¶m b¶o kh«ng cã sù chªnh lÖch cao ®é mÆt
cÇu qu¸ møc ë vÞ trÝ khe co gi·n, vµ nh»m ®¸p øng sù ªm thuËn t−¬ng ®èi cho c¸c
ph−¬ng tiÖn giao th«ng qua cÇu.
Qu¸ tr×nh c«ng t¸c vËn hµnh c«ng nghÖ th«ng th−êng ®−îc thùc hiÖn b¾t ®Çu tõ
mè ®Õn tõng trô cho ®Õn mè cuèi cïng. §Ó ®¸p øng yªu cÇu æn ®Þnh cao vµ l¾p r¸p
thuËn tiÖn kÕt cÊu èng chèng ®−îc t¨ng c−êng b»ng hÖ gi»ng æn ®Þnh ngang, ®iÒu
18
- chØnh èng ®óng vÞ trÝ th¼ng ®øng. èng chèng ®−îc chÕ t¹o thµnh c¸c module cã chiÒu
dµi nhá tõ 200mm, 500mm, 1000mm vµ 2000mm. Tuú chiÒu cao trô ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu
dµi èng. ViÖc nèi c¸c module èng th«ng qua c¸c mÆt bÝch b¾t bu l«ng liªn kÕt.
1.2.4. C«ng nghÖ n©ng dÇm ®Æt kÝch trªn bÖ t×
Trong tr−êng hîp trô cÇu qu¸ cao, c«ng nghÖ n©ng dÇm sö dông èng chèng tùa
trªn bÖ th−êng kh«ng ®¹t ®é tin cËy vÒ tÝnh æn ®Þnh do chiÒu dµi tù do chÞu nÐn cña èng
lín, cã thÓ ®Æt kÝch lªn bÖ t×. BÖ t× ®Ó ®Æt kÝch ®−îc cÊu t¹o b»ng kÕt cÊu bª t«ng cèt
thÐp, hoÆc kÕt cÊu thÐp. BÖ tú ®−îc ®Æt lªn th©n trô cÇu ë vÞ trÝ gÇn ®¸y dÇm (kho¶ng
c¸ch lín h¬n chiÒu cao cña kÝch). ViÖc liªn kÕt bÖ t× vµo th©n trô cÇu th«ng qua viÖc
c¨ng kÐo c¸c thanh thÐp c−êng ®é cao, th«ng th−êng lµ c¸c thanh thÐp c−êng ®é cao
PC 38, PC 40…(xem h×nh 1.5). ë n−íc ngoµi, ng−êi ta ®· thiÕt kÕ vµ thi c«ng c¸c lç
s½n trªn th©n trô ®¶m b¶o thuËn tiÖn cho c«ng viÖc söa ch÷a cÇu khi cÇn. Khi cÇn bÖ tú
®Æt kÝch, chØ cÇn luån c¸c thanh thÐp c−êng ®é cao vµ c¨ng kÐo liªn kÕt bÖ tú vµo th©n
trô cÇu.
DÇm chñ DÇm chñ
KÝch
hÖ tµ vÑt ®ì
KÕt cÊu gi¸ thÐp ®ì hÖ kÝch Thanh c¨ng
H×nh 1.5. Ph−¬ng ph¸p n©ng dÇm ®Æt kÝch trªn bÖ t×
VÒ nguyªn t¾c, tiªu chuÈn kü thuËt vµ chØ dÉn c«ng nghÖ thi c«ng cña hÖ thèng
trang thiÕt bÞ khi ¸p dông c«ng nghÖ n©ng dÇm ®Æt kÝch trªn bÖ t× còng gièng nh− khi
¸p dông c«ng nghÖ n©ng dÇm sö dông èng chèng chÞu lùc. Tuy nhiªn ph¶i tÝnh to¸n
thiÕt kÕ bÖ t× ®¸p øng kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÝch n©ng.
Sè l−îng thanh thÐp D¦L vµ lùc kÐo cña tõng thanh ®−îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së
®¶m b¶o lùc kÝch n©ng tèi ®a cña kÝch khi n©ng dÇm.
19
nguon tai.lieu . vn