Cầu giàn mô-đun cho xây dựng đường cao tốc: Thiết kế, lắp đặt và giao hàng

Xây dựng đường cao tốc là một cuộc chạy đua với lịch trình. Mỗi tuần, một tuyến đường vòng, tuyến đường vận chuyển hoặc tuyến vượt sông không hoạt động, dự án thua lỗ và người sử dụng đường phải trả tiền. Một cây cầu giàn mô-đun để xây dựng đường cao tốc giải quyết áp lực đó bằng một ý tưởng đơn giản: chế tạo kết cấu từ các tấm thép tiêu chuẩn, vận chuyển trên các xe tải thông thường, bắt vít lại với nhau trong vài ngày và mở ra để tải toàn bộ đường cao tốc.

Chúng tôi là Công ty TNHH Thiết bị Thông minh Vô Tích Rongbro, một công ty chế tạo và lắp đặt thép có trụ sở tại Vô Tích, Trung Quốc. Từ năm 2009, chúng tôi đã thiết kế, sản xuất và lắp đặt các cấu kiện thép đúc sẵn có độ chính xác cao cho các nhà máy công nghiệp, công trình công cộng, thiết bị cảng và hóa dầu cũng như các công trình giao thông bao gồm cầu đường cao tốc. Hướng dẫn này thu thập những điểm thực tế mà các kỹ sư của chúng tôi nêu ra mỗi khi khách hàng hỏi về cầu giàn mô-đun cho dự án đường cao tốc.

Điều gì tạo nên một mô-đun cầu giàn?

Cầu giàn mô-đun là một giàn thép đúc sẵn được xây dựng từ các tấm lặp lại. Thay vì được hàn lại với nhau tại chỗ, nó được lắp ráp từ các bộ phận do nhà máy sản xuất có chung hình dạng kết nối, do đó, một bảng điều khiển có thể được thêm vào, loại bỏ hoặc thay thế mà không cần thiết kế lại toàn bộ cấu trúc. Chiều dài tấm khoảng 3 m là tiêu chuẩn của ngành và khoảng cách được mở rộng chỉ bằng cách thêm các khoang.

Một bộ điển hình có chứa:

• Các tấm giàn tiêu chuẩn với các hợp âm trên và dưới, dọc và chéo, được nối với nhau bằng bu lông kẹp ma sát cường độ cao;
• Dầm sàn và dầm sàn có kích thước phù hợp với chiều rộng lòng đường và tải trọng giao thông yêu cầu;
• Các bộ phận sàn - tấm thép, bê tông đúc sẵn, gỗ hoặc lưới hở - được lắp đặt sau khi giàn đứng;
• Vòng bi, khe co giãn, lề đường, lan can và tấm tiếp cận;
• Lớp hoàn thiện bằng thép mạ kẽm hoặc chịu thời tiết, cùng với bu lông, bộ phận đóng gói và các phụ tùng cần thiết để bảo trì.

Các nhịp đơn từ khoảng 12 m đến 60 m là thông lệ, trong khi kết cấu nhiều nhịp thường vượt quá 100 m ở những nơi có trụ cầu tiết kiệm. Tất cả các bố trí thông qua giàn, giàn ngựa và giàn boong đều có sẵn, do đó khoảng trống dọc và hình học tiếp cận hiếm khi buộc phải thiết kế lại theo yêu cầu riêng.

Nơi cầu giàn mô-đun phù hợp trong xây dựng đường cao tốc

Trong chương trình đường cao tốc, cấu trúc giàn mô-đun xuất hiện trong năm tình huống định kỳ:

• Cầu tránh tạm thời vận chuyển giao thông trực tiếp xung quanh một cây cầu chính hoặc nút giao thông đang được xây dựng, sau đó đi xuống và di chuyển đến địa điểm tiếp theo;
• Xây dựng cầu dẫn và cầu vận chuyển băng qua sông, kênh rạch và khe núi, có kích thước dành cho máy trộn bê tông, giàn đóng cọc và cần cẩu thay vì để tải đường cao tốc đã hoàn thiện;
• Giao cắt cố định nhịp ngắn trên đường nông thôn, tuyến đường phụ và đường dốc, nơi tốc độ xây dựng quan trọng hơn độ hoàn thiện kiến trúc;
• Công tác mở rộng theo giai đoạn , giữ một tuyến đường thông thoáng trong khi tuyến đường kia được xây dựng lại;
• Thay thế khẩn cấp sau lũ lụt, xói lở hoặc hư hỏng xe cộ, khi cần phải vượt biển trong nhiều tuần thay vì theo mùa.

Bởi vì các tấm tương tự có thể đóng vai trò là đường vòng tạm thời, sau đó được tháo dỡ và dựng lại như một cây cầu cố định ở nơi khác, hệ thống mô-đun thường mang lại chi phí trọn đời thấp nhất so với bất kỳ giải pháp nhịp độ ngắn nào - đặc biệt khi một dự án có nhiều điểm giao cắt cần giải quyết.

Kỷ luật chế tạo đằng sau hiệu suất đó cũng giống như kỷ luật mà chúng tôi áp dụng cho các công trình thép nặng hơn trên đường cao tốc. Trên Đoạn 3 của Đường cao tốc Fengxin, phạm vi của chúng tôi bao gồm dầm hộp thép nhịp thứ tám, yêu cầu chi tiết chính xác, kiểm soát hàn và hậu cần nâng hạng nặng giống như chương trình giàn mô-đun yêu cầu.

Dầm hộp thép nhịp thứ 8 của đoạn 3, tuyến cao tốc Fengxin, thành phố Tuân Nghĩa, tỉnh Quý Châu Năm 2017, dầm hộp thép nhịp thứ 8 của Đoạn 3 của Tuyến cao tốc Fengxin tại thành phố Tuân Nghĩa, tỉnh Quý Châu đã được hoàn thành. Dự án được thiết kế và thi công EPC... Xem sản phẩm →

Những cân nhắc về thiết kế và kỹ thuật cho tải trọng trên đường cao tốc

Đánh giá nhịp, hình học và tải trọng

Mọi thứ bắt đầu với mô hình tải trọng điều chỉnh — AASHTO LRFD HL-93, Eurocode LM1 hoặc mã đường cao tốc địa phương — và phương tiện nặng nhất mà cầu từng thấy, mà đối với cầu kéo thường là cần cẩu bánh xích thay vì xe tải. Độ sâu giàn thường được đặt trong khoảng từ 1/10 đến 1/10 nhịp để có kết cấu hiệu quả và giới hạn độ võng do hoạt tải, thường là L/800 đối với cầu đường cao tốc, cần được kiểm tra sớm vì chúng thường chi phối độ sâu hơn là ứng suất. Độ nghiêng, độ dốc dọc, khe hở dọc và độ mỏi do chu trình xe tải lặp đi lặp lại đều cần được xác nhận trước khi bắt đầu chế tạo.

Tùy chọn boong và bề mặt mòn

Bộ bài quyết định cả tải trọng chết lên giàn và kế hoạch bảo trì trong 20 năm tới.

Bảo vệ chống ăn mòn, mệt mỏi và tuổi thọ

Những cây cầu đường cao tốc tồn tại với muối tan băng, bụi phun và giao thông bị mài mòn. Mạ kẽm nhúng nóng được áp dụng sau khi hàn và khoan là biện pháp bảo vệ mặc định cho các tấm mô-đun và các lỗ bu lông, lỗ thông hơi và đường thoát nước phải được thiết kế sao cho nước không bao giờ bị mắc kẹt bên trong một phần kín. Độ mỏi là một vấn đề lâu dài khác: các kết nối bắt vít với các mối nối chi tiết phù hợp hoạt động tốt khi chịu tải lặp lại, nhưng các chi tiết phải được xem xét lại theo loại mỏi liên quan và mô-men xoắn của bu-lông phải được kiểm tra lại sau những tháng sử dụng đầu tiên.

Chế tạo, chi tiết và kiểm soát chất lượng

Cầu mô-đun chỉ đáng tin cậy khi cửa hàng sản xuất ra chúng. Chi tiết là ưu tiên hàng đầu: mô hình 3D đầy đủ, thiết kế kết nối, kiểm tra va chạm với vòng bi và khe co giãn cũng như hệ thống đánh số bảng điều khiển vẫn tồn tại trong quá trình vận chuyển và xử lý tại địa điểm. Hướng dẫn riêng của chúng tôi để Bản vẽ và chi tiết kết cấu thép đặt ra cách thức quá trình đó bảo vệ chương trình và ngân sách.

Trong sản xuất, các ưu tiên là:

• Hàn theo các quy trình đủ tiêu chuẩn, với việc kiểm tra kích thước ở cấp độ tấm thay vì ở cuối quá trình lắp ráp;
• Lắp ráp thử ít nhất một khoang tại xưởng để kiểm tra các lỗ bu lông, độ khum và căn chỉnh trước khi thép rời khỏi nhà máy;
• Mạ kẽm sau khi chế tạo, với độ dày lớp phủ được xác nhận bằng phép đo;
• Đánh dấu, đóng gói và xếp container lên kế hoạch theo trình tự lắp đặt chứ không phải theo sự thuận tiện.

Lắp đặt các dự án đường cao tốc trực tiếp

Hầu hết các cầu giàn đường cao tốc đều được xây dựng trong điều kiện hạn chế giao thông, điều này khiến cho kế hoạch lắp dựng cũng quan trọng như thiết kế. Ba phương pháp áp dụng cho hầu hết mọi trường hợp: lắp đặt cần cẩu từ làn đường kín hoặc lề đường cứng, hạ thủy côngxon trên đường thủy hoặc đường có người chạy, và lắp dựng trên giàn tạm thời với các tấm được nâng vào vị trí. Việc đóng cửa vào ban đêm và cuối tuần, một kế hoạch quản lý giao thông khả thi và trình tự kết nối bắt vít giúp giữ cho giàn ổn định ở mọi giai đoạn đều là một phần của gói.

Sau khi giàn được đóng lại, mặt cầu được lắp đặt, các khe co giãn và tấm tiếp cận được lắp đặt, đồng thời việc căn chỉnh hoàn thiện được khảo sát trước khi cầu mở. Các dự án ở nước ngoài bổ sung thêm hoạt động vận chuyển, hải quan và giám sát địa phương vào danh sách — trong dự án nhà máy điện ròng 337 MW / 305 MW ở Bangladesh, phạm vi của chúng tôi bao gồm một cây cầu dẫn qua một con kênh, nơi trình tự lắp dựng và hậu cần tại công trường quyết định tiến độ cũng như thép.

Cầu dẫn qua kênh - Bangladesh 337MW/305MW (Net) Dự án EPC nhà máy điện Cây cầu bắc qua kênh là một phần của Dự án EPC Nhà máy điện 337MW/305MW (Net) của Bangladesh, được thực hiện vào năm 2014 theo hợp đồng EPC bởi Chin... Xem sản phẩm →

Tái sử dụng, tái định cư và giá trị trọn đời

Một lợi thế của giàn mô-đun được bắt vít là nó là một tài sản chứ không phải một đống đổ nát. Cầu tránh có thể được tháo dỡ, kiểm tra, mạ lại khi cần thiết và lắp đặt lại cho dự án tiếp theo; một lối đi cố định sau này được mở rộng có thể có thêm các vịnh thay vì bị thay thế. Thép cũng giữ lại giá trị phế liệu khi hết tuổi thọ của nó và việc tái sử dụng các thành phần hiện có sẽ tránh được lượng carbon tích tụ trong bê tông mới. Đối với chủ sở hữu đang điều hành một số địa điểm, khả năng sử dụng lại đó có thể biến giao dịch mua một lần thành một nhóm giao dịch.

Chọn đối tác chế tạo và lắp đặt

Cầu giàn mô-đun nằm ở điểm giao nhau giữa chế tạo thép, kỹ thuật cầu và lắp đặt tại công trường, do đó nhà cung cấp phải có khả năng thực hiện cả ba. Chúng tôi đã sản xuất các cấu kiện thép đúc sẵn có độ chính xác cao từ năm 2009 và đã cung cấp các nhà máy công nghiệp, tòa nhà công cộng, cảng và công trình hóa dầu cũng như các dự án giao thông cho khách hàng bao gồm các nhà sản xuất đa quốc gia; bạn có thể tìm hiểu thêm về công ty chúng tôi và cách chúng tôi làm việc.

Khi bạn đánh giá một đối tác để vượt đường cao tốc, hãy yêu cầu cung cấp thông tin chi tiết, mạ kẽm và lắp ráp thử nghiệm nội bộ, tài liệu tham khảo về các cây cầu có thể so sánh, lịch trình giao hàng thực tế và đội ngũ công trường được nêu tên cùng với tuyên bố về phương pháp lắp dựng khi có giao thông. Các tuyến đường vượt sông như cầu Đường Tashan bắc qua sông Xinlai ở huyện Laian, tỉnh An Huy, cho thấy kết quả phụ thuộc vào khả năng kết hợp đó đến mức nào.

Cầu đường Tashan bắc qua sông Xinlai, huyện Laian, tỉnh An Huy Cầu Đường Tashan bắc qua sông Xinlai ở huyện Laian, tỉnh An Huy, là một dự án cầu kết cấu thép được hoàn thành vào năm 2016. Cây cầu sử dụng kết cấu nhịp đôi... Xem sản phẩm →

Những điều rút ra quan trọng cho việc băng qua đường cao tốc tiếp theo của bạn

1. Xác nhận mô hình tải trọng điều chỉnh và loại xe thi công nặng nhất trước khi xác định kích thước giàn.
2. Kiểm tra giới hạn độ võng sớm vì chúng thường quyết định độ sâu của giàn.
3. Chọn sàn phù hợp với khả năng chịu tải, phương pháp lắp dựng và bảo trì lâu dài chứ không chỉ dựa trên chi phí ban đầu.
4. Mạ kẽm sau khi chế tạo và chi tiết từng phần khép kín để nước có thể thoát ra.
5. Mua từ một đối tác chi tiết, chế tạo và lắp đặt - trách nhiệm duy nhất đó là điều giúp đường cao tốc mở cửa đúng tiến độ.