Menu nội dung
● Hiểu hệ thống giàn giáo di động
● Các loại hệ thống giàn giáo di chuyển
● Ưu điểm của việc sử dụng các hệ thống giàn giáo di động
● Những thách thức trong việc thực hiện các hệ thống giàn giáo di chuyển
>> 1. Sự ổn định cấu trúc
>> 2. Sự phức tạp của thiết kế
>> 3. Những thách thức hậu cần
>> 4. Ý nghĩa chi phí
>> 5. Mối quan tâm về an toàn
● Nghiên cứu trường hợp
>> Nghiên cứu trường hợp 1: Cầu Rio Sousa
>> Nghiên cứu trường hợp 2: Hệ thống giàn giáo di chuyển NRS
>> Nghiên cứu trường hợp 3: Cơ sở hạ tầng Thyssenkrupp
● Phần kết luận
● Câu hỏi thường gặp
>> 1. Hệ thống giàn giáo di chuyển là gì?
>> 2. Những lợi thế của việc sử dụng MSS trong các dự án cầu?
>> 3. Làm thế nào một MSS chi phí khác với MSS dưới mức?
>> 4. Những biện pháp an toàn nên được thực hiện khi sử dụng MSS?
>> 5. Có thể sử dụng các hệ thống giàn giáo di động được sử dụng cho các cây cầu rộng lớn?
● Trích dẫn:
Việc xây dựng các cây cầu là một nỗ lực phức tạp và đầy thách thức, thường đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật sáng tạo để vượt qua các trở ngại khác nhau. Trong số các giải pháp này, Các hệ thống giàn giáo di chuyển (MSS) đã nổi lên như một công nghệ quan trọng trong xây dựng cầu hiện đại, đặc biệt đối với các cây cầu bê tông đúc tại chỗ. MSS cung cấp nhiều lợi thế, bao gồm hiệu quả nâng cao, giảm thời gian xây dựng và cải thiện an toàn. Tuy nhiên, việc thực hiện MSS trong các dự án cầu không phải là không có thách thức. Những thách thức này bao gồm từ sự ổn định cấu trúc và sự phức tạp thiết kế đến các rào cản hậu cần, ý nghĩa chi phí và mối quan tâm về an toàn. Bài viết này đi sâu vào các thách thức nhiều mặt liên quan đến việc thực hiện hệ thống giàn giáo di động trong xây dựng cầu, khám phá các giải pháp tiềm năng và cung cấp các nghiên cứu trường hợp trong thế giới thực để minh họa các điểm này.
Hiểu hệ thống giàn giáo di động
Một hệ thống giàn giáo có thể di chuyển là một hình thức chuyên dụng, tự ra mắt được sử dụng trong xây dựng cầu, đặc biệt cho các cây cầu bê tông dự ứng lực với các phân đoạn hoặc nhịp được đúc tại chỗ [2]. Không giống như giàn giáo truyền thống, vẫn đứng yên, MSS di chuyển liên tục khi mỗi phân đoạn cầu được hoàn thành. Hệ thống này hỗ trợ các công việc định dạng trong khi các phương pháp chữa bệnh cụ thể [2]. Khi một phân đoạn kết thúc, giàn giáo và các hình thức được di chuyển đến cuối phân đoạn mới và một phân đoạn khác được đổ [2].
Điều quan trọng là không gây nhầm lẫn cho MSS với việc ra mắt máy Gantry, mặc dù chúng có vẻ bề ngoài hời hợt. Cả hai hệ thống đều có các dầm dài kéo dài nhiều nhịp cầu và di chuyển với công việc để tạm thời hỗ trợ nó, nhưng khởi động các phân đoạn cầu nối và hỗ trợ các phân đoạn cầu trước, trong khi MSS được sử dụng để xây dựng tại chỗ [2].
Các loại hệ thống giàn giáo di chuyển
Có hai loại MSS chính:
1. MSS chi phí: Trong hệ thống này, các hình thức được treo từ các dầm hỗ trợ nằm trên cấp độ cầu của cầu [2].
2. MSS dưới mức: Ở đây, các biểu mẫu được hỗ trợ bởi các dầm được đặt bên dưới cấp độ cầu của cầu [2].
Cả hai loại đều cung cấp lợi thế độc đáo tùy thuộc vào các yêu cầu cụ thể của dự án cầu. Chẳng hạn, MSS dưới mức có thể tạo điều kiện phá hủy nhanh hơn các cây cầu [6].
Ưu điểm của việc sử dụng các hệ thống giàn giáo di động
Trước khi thảo luận về các thách thức, điều cần thiết là phải thừa nhận những lợi ích khiến MSS trở thành lựa chọn ưa thích trong nhiều dự án xây dựng cầu:
-Giảm các khớp: MSS giảm thiểu số lượng khớp trong cấu trúc cầu, vì các phân đoạn đúc tại chỗ thường dài hơn các phân đoạn đúc sẵn [2].
- Tăng cường tính toàn vẹn cấu trúc: Bằng cách giảm số lượng khớp, MSS tăng cường tính toàn vẹn cấu trúc tổng thể của cây cầu.
- Hoạt động hiệu quả: MSS cho phép xây dựng liên tục, giảm thời gian chết và tăng tốc hoàn thành dự án [4].
-Hiệu quả chi phí: Mặc dù đầu tư ban đầu, MSS có thể dẫn đến tiết kiệm chi phí dài hạn thông qua thiết kế tối ưu và giảm chi phí lao động [4].
- Khả năng thích ứng: MSS có thể thích nghi với các mặt cắt khác nhau, cho phép các nhà thầu sử dụng lại thiết bị cho các dự án khác nhau [4].
Những thách thức trong việc thực hiện các hệ thống giàn giáo di chuyển
Mặc dù có rất nhiều lợi thế, việc thực hiện các hệ thống giàn giáo di chuyển trong xây dựng cầu đưa ra những thách thức đáng kể phải được giải quyết để đảm bảo hoàn thành thành công dự án.
1. Sự ổn định cấu trúc
Đảm bảo ổn định cấu trúc là một mối quan tâm tối quan trọng khi sử dụng MSS. Tính linh hoạt vốn có của các vật liệu giàn giáo có thể dẫn đến sự không ổn định ở các khớp và kết nối. Sự không ổn định này có thể bị trầm trọng hơn bởi các yếu tố bên ngoài như tải gió, rung động từ giao thông gần đó và tải trọng động trong quá trình đổ bê tông.
Sub-Challenges:
- Tải trọng gió: Cầu thường được xây dựng trong các khu vực tiếp xúc với gió lớn, có thể tạo ra các lực bên đáng kể trên cấu trúc giàn giáo.
- Tải động động: Quá trình đổ bê tông và di chuyển chính MSS giới thiệu tải động có thể ảnh hưởng đến sự ổn định.
- Mệt mỏi vật chất: Sử dụng liên tục và tiếp xúc với các yếu tố môi trường có thể dẫn đến mệt mỏi vật chất, làm suy yếu tính toàn vẹn cấu trúc của giàn giáo.
Giải pháp:
- Hệ thống giằng mạnh mẽ: Thực hiện các hệ thống giằng toàn diện có thể tăng cường độ ổn định bằng cách phân phối tải đều hơn và giảm nồng độ căng thẳng.
-Giám sát thời gian thực: Sử dụng các cảm biến và hệ thống giám sát để theo dõi độ lệch cấu trúc và ứng suất trong thời gian thực có thể cung cấp các cảnh báo sớm về sự bất ổn tiềm năng.
- Kiểm tra thường xuyên: Tiến hành kiểm tra thường xuyên để xác định và giải quyết bất kỳ dấu hiệu hao mòn, hư hỏng hoặc sai lệch trong cấu trúc giàn giáo.
2. Sự phức tạp của thiết kế
Thiết kế của MSS phải xem xét vô số yếu tố, bao gồm chiều dài nhịp, công suất tải, điều kiện địa điểm và các yêu cầu kiến trúc cụ thể. Tạo một hệ thống vừa hiệu quả vừa thích ứng với các nhu cầu dự án khác nhau có thể là một nhiệm vụ phức tạp.
Sub-Challenges:
- Biến đổi độ dài nhịp: Cầu nối thường có độ dài nhịp khác nhau, yêu cầu MSS phải thích nghi với các cấu hình khác nhau.
- Yêu cầu về khả năng tải: MSS phải được thiết kế để hỗ trợ trọng lượng của tấm ván, bê tông ướt, thiết bị xây dựng và nhân sự, với biên độ an toàn đầy đủ.
- Điều kiện cụ thể tại chỗ: Điều kiện đất, các yếu tố môi trường và các ràng buộc về khả năng tiếp cận đều có thể ảnh hưởng đến thiết kế và hoạt động của MSS.
Giải pháp:
- Phân tích phần mềm nâng cao: Sử dụng phần mềm tinh vi để phân tích cấu trúc có thể giúp các kỹ sư tối ưu hóa việc thiết kế MSS, đảm bảo nó đáp ứng tất cả các yêu cầu về hiệu suất.
- Thiết kế mô -đun: Áp dụng phương pháp thiết kế mô -đun cho phép linh hoạt và khả năng thích ứng cao hơn, vì các thành phần riêng lẻ có thể dễ dàng được cấu hình lại hoặc thay thế cho phù hợp với nhu cầu dự án cụ thể.
- Hợp tác giữa các ngành: Khuyến khích sự hợp tác chặt chẽ giữa các kỹ sư kết cấu, kiến trúc sư và quản lý xây dựng ngay từ đầu của dự án có thể đảm bảo rằng tất cả các cân nhắc thiết kế được giải quyết đầy đủ.
3. Những thách thức hậu cần
Vận chuyển và lắp ráp MSS có thể là thách thức về mặt logic, đặc biệt là ở các khu vực xa xôi hoặc đô thị với quyền truy cập hạn chế. Sự cần thiết cho cần cẩu và các thiết bị nâng nặng khác có thể leo thang chi phí và làm phức tạp lịch trình dự án.
Sub-Challenges:
- Truy cập hạn chế: Nhiều địa điểm xây dựng cầu được đặt tại các khu vực có lối vào đường hạn chế hoặc địa hình đầy thách thức, gây khó khăn cho việc vận chuyển các thành phần MSS lớn.
- Tính khả dụng của thiết bị: Phối hợp sự sẵn có của cần cẩu và các thiết bị nâng khác có thể có vấn đề, đặc biệt là ở các khu vực có nhu cầu cao.
-Lắp ráp tại chỗ: Lắp ráp MSS tại chỗ đòi hỏi lao động lành nghề và thiết bị chuyên dụng, thêm vào sự phức tạp hậu cần.
Giải pháp:
-MSS tự ra mắt: Phát triển MSS tự ra mắt không yêu cầu thiết bị nâng bên ngoài có thể giảm đáng kể gánh nặng hậu cần và chi phí liên quan [4].
- Lập kế hoạch vận tải chiến lược: Lập kế hoạch các tuyến đường vận chuyển một cách tỉ mỉ và phối hợp với chính quyền địa phương có thể đảm bảo việc cung cấp vật liệu và thiết bị kịp thời.
-Việc lắp ráp trước: Lắp ráp trước càng nhiều MS càng tốt ngoài trang web có thể giảm thiểu thời gian lắp ráp tại chỗ và giảm nhu cầu về thiết bị nâng nặng.
4. Ý nghĩa chi phí
Mặc dù MSS cung cấp tiết kiệm chi phí tiềm năng thông qua hiệu quả nâng cao, chi phí thiết lập ban đầu có thể là đáng kể. Đầu tư vào các vật liệu tiên tiến, thiết bị chuyên dụng và lao động lành nghề có thể ngăn cản một số nhà thầu áp dụng các hệ thống này.
Sub-Challenges:
- Đầu tư ban đầu cao: Chi phí trả trước liên quan đến việc mua hoặc thuê MSS có thể tốn kém cho các công ty xây dựng nhỏ hơn.
- Chi phí bảo trì: Duy trì MSS yêu cầu kiểm tra thường xuyên, sửa chữa và thay thế thành phần, thêm vào chi phí chung.
- Chi phí lao động lành nghề: Hoạt động và duy trì MSS yêu cầu lao động lành nghề, chỉ huy mức lương cao hơn.
Giải pháp:
-Phân tích lợi ích chi phí kỹ lưỡng: Tiến hành phân tích lợi ích chi phí toàn diện có thể giúp các bên liên quan hiểu được tiềm năng tiết kiệm dài hạn của MSS so với các phương pháp truyền thống.
- Tùy chọn tài chính: Khám phá các tùy chọn tài chính như cho thuê hoặc hợp tác với các nhà cung cấp thiết bị có thể giảm bớt gánh nặng tài chính trả trước.
- Kỹ thuật giá trị: Thực hiện các nguyên tắc kỹ thuật giá trị có thể giúp tối ưu hóa các quy trình thiết kế và xây dựng, giảm chi phí mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.
5. Mối quan tâm về an toàn
An toàn là vô cùng quan trọng trong bất kỳ dự án xây dựng nào, đặc biệt là khi làm việc ở độ cao với MSS. Bản chất năng động của các hệ thống này đòi hỏi người lao động vẫn cảnh giác về các mối nguy tiềm ẩn.
Sub-Challenges:
- Làm việc ở độ cao: Xây dựng cầu nối liên quan đến việc làm việc ở độ cao đáng kể, làm tăng nguy cơ ngã và các vụ tai nạn khác.
- Thiết bị trục trặc: Thất bại cơ học hoặc trục trặc của MSS có thể gây ra rủi ro an toàn nghiêm trọng.
- Lỗi của con người: Lỗi trong hoạt động hoặc bảo trì có thể dẫn đến tai nạn và thương tích.
Giải pháp:
- Đào tạo an toàn toàn diện: Thực hiện các chương trình đào tạo an toàn nghiêm ngặt cho tất cả các công nhân liên quan đến hoạt động và bảo trì MSS là rất quan trọng.
- Kiểm toán an toàn thường xuyên: Thực hiện kiểm toán và kiểm tra an toàn thường xuyên có thể giúp xác định và giải quyết các mối nguy tiềm ẩn trước khi chúng dẫn đến tai nạn.
- Tuân thủ các tiêu chuẩn ngành: Theo các tiêu chuẩn an toàn của ngành và thực tiễn tốt nhất có thể giảm thiểu rủi ro và đảm bảo môi trường làm việc an toàn.
Nghiên cứu trường hợp
Để minh họa các thách thức và giải pháp liên quan đến việc thực hiện các hệ thống giàn giáo có thể di chuyển trong xây dựng cầu, hãy xem xét một vài nghiên cứu trường hợp:
Nghiên cứu trường hợp 1: Cầu Rio Sousa
Dự án Rio Sousa Bridge ở Bồ Đào Nha đã sử dụng MSS trên cao sáng tạo để xây dựng các sàn Cầu bê tông đúc tại chỗ [3]. Hệ thống này có cấu trúc thép tương tự như 'Bowstring, ' với hợp âm trên cong và hợp âm thấp hơn được điều khiển chủ động bởi một hệ thống dự ứng lực hữu cơ (OPS) trong quá trình đổ bê tông và dự ứng lực boong [3].
Thử thách:
- Thiết kế phức tạp: Cây cầu yêu cầu một thiết kế có thể chứa khoảng 50 mét trong khi vẫn duy trì sự ổn định cấu trúc [3].
- Khả năng tải: MSS cần thiết để hỗ trợ trọng lượng của bê tông, công việc định dạng và thiết bị trong khi giảm thiểu độ lệch giữa nhịp giữa [3].
Giải pháp:
- Công nghệ OPS: Việc thực hiện công nghệ OPS cho phép giám sát liên tục cấu trúc giàn giáo, tăng cường mức độ an toàn và cho phép kiểm soát độ lệch giữa nhịp trung bình [3].
-Cấu trúc ngang: Cấu trúc ngang được thiết kế để xây dựng các sàn cầu với độ dốc dọc tối đa 5%, cho phép cấu trúc đa giác với các phân đoạn dài 5 mét, cải thiện xấp xỉ với hình dạng directrix [3].
Nghiên cứu trường hợp 2: Hệ thống giàn giáo di chuyển NRS
NRS MSS đã được triển khai thành công trong nhiều dự án cầu trên toàn thế giới, thể hiện khả năng thích ứng và hiệu quả của nó [4]. Thiết kế nhẹ của nó tạo điều kiện cho việc lắp ráp và vận hành dễ dàng hơn.
Thử thách:
- Chi phí xây dựng cao: MS truyền thống thường yêu cầu nhân lực đáng kể và thiết bị nâng bên ngoài, tăng chi phí xây dựng [4].
- Khả năng tiếp cận: Truy cập các khung hỗ trợ của bến tàu trên nước hoặc trên các trụ cao có thể khó khăn và tốn kém [4].
Giải pháp:
-MSS tự ra mắt (SL-MSS): NRS đã phát triển SL-MSS, có thể chuyển về phía trước và gắn các giá đỡ hỗ trợ của bến tàu mà không cần thiết bị nâng bên ngoài, giảm chi phí và cải thiện hiệu quả hoạt động [4].
- Thiết kế tối ưu hóa: NRS MSS có thiết kế được tối ưu hóa giúp giảm lượng thép cần thiết trong khi vẫn duy trì công suất tải cao [8].
Nghiên cứu trường hợp 3: Cơ sở hạ tầng Thyssenkrupp
Cơ sở hạ tầng Thyssenkrupp đã cung cấp một giải pháp tùy chỉnh cho một cây cầu dầm hộp bán tích phân với các trụ cao hơn 30 mét và khoảng tiêu chuẩn lên tới 57 mét [9]. Dự án liên quan đến việc xây dựng hai cấu trúc thượng tầng song song với việc thay đổi giao nhau và nghiêng dọc [9].
Thử thách:
- Thay đổi chéo và độ nghiêng: Điều chỉnh các tấm ván khuôn sang sự thay đổi và độ dốc của cây cầu là một thách thức đáng kể [9].
- Khả năng thiết bị nâng hạn chế: Khả năng của thiết bị nâng trong các phần xây dựng tiêu chuẩn bị hạn chế [9].
Giải pháp:
-Cấu trúc ổ trục biến đổi ba chiều: Một giàn giáo di động chạy bên dưới cấu trúc thượng tầng với cấu trúc ổ trục biến đổi ba chiều đã được chọn để điều chỉnh vị trí và hình dạng của công việc định dạng [9].
- Cấu trúc giàn giáo cột mô -đun: Một cấu trúc giàn giáo của bến mô mô được thiết kế để giảm thiểu trọng lượng lắp ráp khi di chuyển các giàn giáo [9].
Phần kết luận
Việc thực hiện các hệ thống giàn giáo di chuyển trong xây dựng cầu là một công việc phức tạp đưa ra nhiều thách thức. Mặc dù MSS cung cấp những lợi thế đáng kể về hiệu quả, hiệu quả chi phí và tính toàn vẹn cấu trúc, nhưng điều cần thiết là phải giải quyết các thách thức liên quan để đảm bảo thành công của dự án. Bằng cách tập trung vào sự ổn định cấu trúc, sự phức tạp về thiết kế, các rào cản hậu cần, ý nghĩa chi phí và mối quan tâm về an toàn, các chuyên gia xây dựng có thể tận dụng hiệu quả công nghệ MSS để xây dựng những cây cầu vừa bền và thẩm mỹ. Sự đổi mới trong thiết kế, vật liệu và kỹ thuật xây dựng sẽ tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của MSS, làm cho nó trở thành một công cụ không thể thiếu trong việc xây dựng cầu hiện đại.
Câu hỏi thường gặp
1. Hệ thống giàn giáo di chuyển là gì?
Một hệ thống giàn giáo di động (MSS) là một hình thức chuyên dụng, tự ra mắt được sử dụng trong xây dựng cầu, đặc biệt đối với các cây cầu bê tông dự ứng lực với các phân đoạn hoặc nhịp được đúc tại chỗ [2]. Nó hỗ trợ các công việc định dạng trong khi các phương pháp chữa trị cụ thể và di chuyển liên tục khi mỗi phân đoạn được hoàn thành [2].
2. Những lợi thế của việc sử dụng MSS trong các dự án cầu?
MSS cung cấp một số lợi thế, bao gồm giảm khớp, tăng cường tính toàn vẹn cấu trúc, hoạt động hiệu quả, hiệu quả chi phí và khả năng thích ứng [2] [4]. Nó giảm thiểu số lượng khớp, cải thiện tính toàn vẹn cấu trúc tổng thể, giảm thời gian chết và có thể được điều chỉnh theo các mặt cắt khác nhau cho các dự án khác nhau [2] [4].
3. Làm thế nào một MSS chi phí khác với MSS dưới mức?
Trong MSS trên cao, các hình thức được treo từ các dầm hỗ trợ trên mức boong cầu, trong khi ở MSS dưới mức, các hình thức được hỗ trợ bởi các dầm được đặt bên dưới mức boong cầu [2]. Mỗi loại cung cấp các lợi ích độc đáo tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của dự án [2].
4. Những biện pháp an toàn nên được thực hiện khi sử dụng MSS?
Các biện pháp an toàn bao gồm đào tạo toàn diện cho người lao động, kiểm toán an toàn thường xuyên, hệ thống giằng mạnh mẽ cho sự ổn định, tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn của ngành và giám sát thời gian thực các độ lệch cấu trúc và ứng suất [1] [3].
5. Có thể sử dụng các hệ thống giàn giáo di động được sử dụng cho các cây cầu rộng lớn?
Có, các hệ thống giàn giáo có thể di chuyển đặc biệt hiệu quả đối với các cầu nối lớn do khả năng hỗ trợ tải trọng đáng kể trong khi duy trì tính toàn vẹn cấu trúc trong quá trình xây dựng [3] [8]. Các hệ thống như hệ thống giàn giáo di chuyển trên cao đã được sử dụng để xây dựng các cầu nối với các nhịp dao động từ 70m đến 90m [3].
Trích dẫn:
[1] https://www.scafom-rux.com/en/scaffolding-blog/scaffolding-in-the-infrastructure-sector-types-of-scaffolding-and-challenges-in-bridge-construction
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/movable_scaffolding_system
[3] https://www.adfconsultores.com/media/3740/1568-movable-scaffolding-systems-strengthened-with-organic-prestressing.pdf
[4] https://www.nrsas.com/movable-scaffolding-system/
[5] https://www.researchgate.net/publication/263490753_Technical_Challenges_of_Large_Movable_Scaffolding_Systems
[6] https://products.huennebeck.com/systems/infrastructure-systems/movable-scaffolding-system
[7] https://www.adfconsultores.com/media/3744/1568-a-new-concept-of-overhead-movable-scaffolding-system-for-bridge-construction.pdf
[8] http:
[9] https://ucpcdn.thyssenkrupp.com/_legacy/UCPthyssenkruppBAMXInfrastructure/assets.files/downloads/downloads-tragger%C3%BCstbau/20190227_tkif_traggeruestbau_en_web.pdf
