Để đảm bảo an toàn cho người đi đường, các thành phần của hạng mục giao thông, bao gồm khe co giãn cầu, cần tuân theo quy định trong các văn bản liên quan. Hiện nay, tiêu chuẩn thiết kế khe co giãn cầu được quy định tại Phần 5 của tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11823-14:2017 về thiết kế cầu đường bộ do Bộ Giao thông vận tải biên soạn. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này là cần thiết để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người đi đường khi thi công.
Các yêu cầu chung về khe co giãn cầu
1. Về thiết kế kết cấu
Các khe co giãn và kết cấu đỡ cần đảm bảo chịu được các tác dụng của lực theo trạng thái giới hạn phù hợp hoặc các điều kiện khác theo quy định trong Phần 3 của tiêu chuẩn. Việc lấy hệ số sức kháng và các điều chỉnh phải tuân theo quy định trong Phần 1, 5 và 6 của tiêu chuẩn nếu thích hợp.
Trong quá trình xác định các ứng lực và chuyển vị, cần xem xét đến các yếu tố sau:
- Đặc tính của vật liệu trong kết cấu, bao gồm hệ số giãn nở nhiệt, mô đun đàn hồi và hệ số Poisson.
- Tác động của nhiệt độ, từ biến và co ngót.
- Kích thước của các thành phần kết cấu.
- Sai số trong thi công.
- Phương pháp và trình tự thi công.
- Chéo và cong của kết cấu.
- Sức kháng của khe co giãn đối với các chuyển vị.
- Áp lực ngang của lớp mặt đường liền kề.
- Chuyển vị kết cấu phần dưới do thi công nền đắp.
- Chuyển vị của móng liên quan đến sự cố kết và ổn định của đất nền.
- Đáp ứng kết cấu tĩnh, động và tương tác giữa chúng.
Chiều dài của kết cấu phần trên tác động đến chuyển vị tại khe co giãn phải tính từ khe co giãn đang được xét đến điểm trung hòa của kết cấu.
Nếu kết cấu phần trên cong không bị kiềm chế ngang bởi các gối có dẫn hướng, phương của chuyển vị dọc tại khe co giãn có thể giả định song song với dây cung đường tim của mặt cầu, được lấy từ khe co giãn đến điểm trung hòa của kết cấu.
Mức chuyển vị dọc không thẳng theo tim, chuyển vị quay của kết cấu phần trên tại khe co giãn cần được xem xét trong thiết kế các khe đứng tại vị trí của bó vỉa, rào chắn, xác định vị trí và sự định hướng thích hợp của mối hợp long hoặc các tấm liên kết cầu.
2. Về tỷ lệ hình học
Các bề mặt di chuyển của khe co giãn cần phải hoạt động đồng bộ với các gối để tránh hiện tượng kẹt khe co giãn, gây ra tác động lực không mong muốn lên các gối.
3. Về vật liệu
Vật liệu sử dụng cần đáp ứng các yêu cầu về độ đàn hồi, chịu nhiệt và hóa chất. Trong trường hợp các vật liệu có độ bền khác nhau, cấu trúc liên kết giữa chúng cần đảm bảo các chức năng hoạt động đầy đủ.
Tuổi thọ sử dụng của vật liệu phải đạt ít nhất 100 năm. Đối với chất dẻo sử dụng để bọc khe co giãn và máng thoát nước, tuổi thọ ít nhất là 25 năm.
Khe co giãn phải được thiết kế để chịu tải trọng giao thông và có bề mặt chống trượt, chịu được sự mài mòn và va chạm của xe cộ.
4. Về bảo trì
Phải đảm bảo chi phí bảo trì khe co giãn thấp nhất trong thời gian thiết kế tuổi thọ của cầu.
Thiết kế phải cho phép tiếp cận các khe co giãn từ phía dưới cầu và phải có độ cao đủ để thực hiện bảo trì.
Bộ phận cơ khí và chất dẻo của khe co giãn phải được dễ dàng thay thế.
Thiết kế khe co giãn phải thuận tiện để tăng chiều cao để phù hợp với độ dày của lớp phủ mặt đường khi thay mới.
Các yêu cầu chi tiết khi thiết kế khe co giãn
1. Chuyển vị trong khi thi công
Nên áp dụng biện pháp thi công phân đoạn ở nơi thực tế cho phép để lùi hạng mục thi công mố và trụ trên, liền kề nền đường sau khi đắp nền và đã đạt tới trị số lún cố kết yêu cầu. Nếu không, cỡ khe co giãn cần được xác định phù hợp với những chuyển vị có khả năng xảy ra của mố và trụ do lún cố kết của nền đắp sau khi xây dựng.
Có thể sử dụng phương pháp đổ hợp long trong các cầu bê tông để giảm thiểu tác dụng của sự co ngắn gây ra.
2. Các chuyển vị thiết kế
W – Khe hở trên bề mặt xe chạy ở trong khe co giãn ngang của mặt cầu, tính bằng mm theo hướng xe chạy ở tình trạng chuyển vị lớn nhất, được xác định theo tổ hợp tải trọng cường độ quy định ở Bảng 3, Phần 3 của bộ tiêu chuẩn này, phải thỏa mãn:
– Đối với khe hở đơn: W ≤ 100mm.
– Đối với nhiều khe hở theo mô đun: W ≤ 75mm.
Chiều rộng hở tối thiểu của khe co giãn ngang mặt cầu và khe hở của bề mặt xe chạy trong các kết cấu phần trên bằng thép ít nhất 25 mm với chuyển vị được xác định theo tổ hợp tải trọng cường độ quy định trong Bảng 3, Phần 3 của bộ tiêu chuẩn này.
Ở mặt xe chạy, khe hở lớn nhất của bề mặt của các khe co giãn dọc không được vượt quá 25 mm ở trạng thái giới hạn cường độ, trừ khi có tiêu chuẩn nào thích hợp hơn.
Độ hở giữa các răng lược kề nhau trên một tấm răng lược ở trạng thái chuyển vị lớn nhất tính theo tổ hợp tải trọng cường độ thích hợp quy định trong Bảng 3, Phần 3 bộ tiêu chuẩn này, không được vượt quá:
– 50 mm đối với các độ mở di chuyển dọc trên 200 mm.
– 75 mm đối với các độ mở di chuyển dọc từ 200 mm trở xuống.
Chiều dài cài vào nhau của răng lược ở tình trạng chuyển vị lớn nhất theo trạng thái giới hạn cường độ ít nhất là 38 mm.
Phải xem xét việc sử dụng các tấm phủ sàn đặc biệt trong phạm vi lề đường cho xe đạp.
3. Độ bền chịu xung lực
Khe co giãn mặt cầu phải thích ứng được với các tác động của xe cộ lưu thông và thiết bị bảo dưỡng mặt đường, sự hư hại do tác động lâu dài của môi trường.
Mép khe nối của bản mặt cầu bê tông phải được bọc sắt với các thép hình, thép hàn hoặc thép đúc và đặt lõm vào ở bên dưới bề mặt lòng đường.
Mặt đường bê tông bản quá độ của cầu có khe co giãn phải thiết kế các khe cắt giảm nhẹ áp lực và/hoặc các neo lớp mặt đường. Các bản quá độ của cầu tích hợp phải được bố trí khe nối mặt đường khống chế co giãn theo chu kỳ.
4. Các tấm thép trượt và tấm thép răng lược
Các tấm trượt khe co giãn bản thép trượt và răng lược phải được thiết kế như các bộ phận mút thừa, có khả năng chịu được tải trọng bánh xe ở trạng thái giới hạn cường độ.
Phải sử dụng loại khe co giãn khác phù hợp hơn trong trường hợp không thể giảm chênh lệch lún hai bên tấm trượt đến mức chấp nhận được hoặc không thể thiết kế cấu tạo các tấm trượt bắc cầu và các bộ phận đỡ phù hợp với chênh lệch lún.
Không đặt tấm trượt ở chỗ gối chất dẻo hoặc gối treo, trừ trường hợp chúng được thiết kế như bộ phận mút thừa. Hồ sơ thiết kế phải quy định yêu cầu lắp đặt ngăn ngừa trường hợp khe co giãn bị kẹt do sự chuyển động thẳng đứng và nằm ngang ở các gối.
5. Thép bọc mép bê tông
Khoét các lỗ thông hơi thẳng đứng, đường kính ít nhất 20 mm đặt cách tim, không lớn hơn 460 mm đối với chi tiết thép bọc mép bê tông của khe co giãn chôn vào bê tông bản mặt cầu.
Bề mặt kim loại rộng hơn 300 mm có tiếp xúc trực tiếp với bánh xe phải được xử lý chống trượt.
6. Các neo thép bọc
Để bảo đảm tính liên hợp của bê tông nền với phần kim khí của khe co giãn, nên đặt thêm các neo của tấm thép bọc hoặc các neo chống cắt. Trám kín các đường bao tiếp xúc thép bọc với lớp bê tông nền để ngăn ngừa gỉ bề mặt phía dưới thép bọc.
Liên kết trực tiếp neo tấm thép bọc khe co giãn vào kết cấu đỡ hoặc kéo dài để bám chắc vào lớp bê tông cốt thép nền.
Làm các neo kiểu đinh hàn đầu, đường kính 12 mm với chiều từ 100 mm, khoảng cách không lớn hơn 300 mm tính từ các neo hoặc các chi tiết liên kết khác đối với các cạnh tự do của thép bọc khe nối mặt cầu trong phạm vi lòng đường có chiều rộng từ 75 mm tính từ các neo hoặc các chi tiết liên kết khác. Tương tự với các mép khe nối trong phạm vi của đường người đi và tấm thép bọc rào chắn.
7. Các bulông neo
Sử dụng bulông cường độ cao được căng đủ lực đối với các bulông neo cho tấm thép trượt, cho mối bịt khe co giãn và các neo của khe co giãn. Lớp nền không phải kim loại ở trong liên kết bulông cường độ cao cần tránh bố trí đệm. Các neo chôn vào bê tông phải dùng bê tông mới. Công trình mới không được sử dụng các neo giãn nở, các neo được trám vữa và các bulông neo bắt vào lỗ khoét loe miệng.
Sau khi tham khảo tiêu chuẩn khe co giãn cầu hiện hành, hy vọng bạn đã nắm rõ các quy định cụ thể về thiết kế khe co giãn và liệu có cần tuân theo quy định nào hay không. Nếu bạn cần tìm kiếm một đơn vị thi công khe co giãn cầu chuyên nghiệp, hãy liên hệ ngay với Công ty Xây dựng và Thương mại Đông Nam Phú qua số Hotline: 0949 867416 – 0982 985059 (Zalo) để được hỗ trợ nhanh chóng và tận tình. Cảm ơn bạn!