Các dự án xây dựng cầu quy mô lớn, chẳng hạn như cầu vượt sông, vượt biển hoặc đường cao tốc miền núi, có đặc điểm là điều kiện địa chất phức tạp, tiến độ thi công chặt chẽ và nhu cầu vận chuyển thiết bị và vật liệu nặng cao. Trong những dự án như vậy, cấu trúc tiếp cận tạm thời đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính liên tục và hiệu quả của các hoạt động tại chỗ. Trong số các kết cấu tạm thời này, cầu xếp bằng thép (thường được gọi là "cầu giàn thép") nổi lên như một giải pháp được ưa chuộng do thiết kế mô-đun, lắp ráp nhanh và khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, độ an toàn, độ bền và hiệu suất của cầu ống thép trong các dự án quy mô lớn phụ thuộc rất nhiều vào việc tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế dành riêng cho ngành.
Tại Úc và nhiều dự án quốc tế chịu ảnh hưởng từ thực tiễn kỹ thuật của Úc, Tiêu chuẩn Thiết kế Cầu AS 5100 đóng vai trò là tiêu chuẩn để thiết kế tất cả các loại cầu, bao gồm cả kết cấu giàn thép tạm thời. Tiêu chuẩn này cung cấp các hướng dẫn toàn diện về lựa chọn vật liệu, tính toán tải trọng, phân tích kết cấu, thiết kế độ bền và giám sát thi công—tất cả đều cần thiết để giảm thiểu rủi ro trong các dự án cầu quy mô lớn. Bài viết này nhằm mục đích tìm hiểu định nghĩa, đặc điểm kết cấu và ứng dụng của cầu ống thép, xây dựng nội dung cốt lõi và ưu điểm của tiêu chuẩn AS 5100, đồng thời phân tích giá trị ứng dụng, ưu điểm và xu hướng tương lai của cầu ống thép theo khung AS 5100 trong xây dựng cầu quy mô lớn.
MỘTcầu xếp théplà kết cấu chịu tải tạm thời hoặc bán cố định bao gồm chủ yếu bằng các thành phần thép, được thiết kế để cung cấp khả năng tiếp cận cho các phương tiện, thiết bị và nhân viên thi công vượt qua các chướng ngại vật như sông, thung lũng, nền đất mềm hoặc cơ sở hạ tầng hiện có. Không giống như cầu vĩnh cửu (ví dụ cầu dầm thép hoặc cầu dầm hộp bê tông), cầu ống thép được thiết kế để tháo rời và tái sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí cho nhu cầu xây dựng ngắn hạn và trung hạn.Cầu ống thép là hành lang tiếp cận chịu lực, trong khi ống khói dùng để xả hoặc thông gió.
Cầu chồng thép thể hiện các đặc điểm cấu trúc riêng biệt khiến chúng phù hợp cho việc xây dựng cầu quy mô lớn. Các tính năng này được tối ưu hóa để triển khai nhanh chóng, khả năng chịu tải cao và khả năng thích ứng, như được nêu dưới đây:
2.2.1 Thiết kế thành phần mô-đun
Tất cả các bộ phận chính của cầu xếp thép đều được chế tạo sẵn tại nhà máy, đảm bảo độ chính xác và đồng nhất. Các yếu tố mô-đun chính bao gồm:
Hệ thống móng: Thường được cấu tạo từ cọc ống thép (ví dụ đường kính Φ600–Φ800 mm, thành dày 10–16 mm) hoặc cọc chữ H. Những cọc này được đóng vào lòng đất hoặc đáy biển bằng cách sử dụng búa rung để tạo thành nền ma sát hoặc nền chịu lực. Hệ giằng bên (ví dụ: thanh thép chéo hoặc thép kênh) được thêm vào giữa các cọc để tăng cường độ ổn định trước tải trọng ngang (ví dụ: dòng gió hoặc dòng nước).
Dầm chính: Chịu trách nhiệm truyền tải trọng thẳng đứng từ mặt cầu xuống móng. Các thiết kế phổ biến bao gồm dầm Bailey (ví dụ: giàn Bailey một lớp loại 90), dầm chữ H ghép đôi (ví dụ: H300×300×10×15) hoặc dầm hộp cho tải nặng hơn. Dầm Bailey đặc biệt phổ biến do tỷ lệ cường độ trên trọng lượng nhẹ, cao và dễ lắp ráp bằng các công cụ tiêu chuẩn.
Dầm phân phối: Được đặt ngang trên các dầm chính để phân bố đều tải trọng trên mặt cầu. Đây thường là các dầm chữ I cán nóng (ví dụ I16–I25) cách nhau 300–600 mm, tùy thuộc vào cường độ tải trọng dự kiến.
Tấm boong: Điển hình là các tấm thép ca rô dày 8–12 mm, mang lại bề mặt chống trượt cho phương tiện và con người. Đối với các dự án trong môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn (ví dụ: khu vực ven biển), các tấm được phủ sơn chống gỉ hoặc mạ kẽm để kéo dài tuổi thọ.
Phụ kiện: Bao gồm các lan can (cao 1,2–1,5 m, làm bằng ống thép Φ48 mm và cột thép 10#), tấm đá (cao 150–200 mm để ngăn dụng cụ rơi xuống) và lỗ thoát nước (để tránh nước tích tụ trên boong).
2.2.2 Khả năng chịu tải cao
Cầu chồng thép được thiết kế để chứa các thiết bị xây dựng hạng nặng, chẳng hạn như cần cẩu bánh xích (200–500 tấn), xe trộn bê tông (30–40 tấn) và máy đóng cọc. Khả năng chịu tải được xác định bởi cường độ của vật liệu thép (ví dụ: Q355B hoặc ASTM A572 Cấp 50) và tối ưu hóa kết cấu—ví dụ: sử dụng dầm chính kiểu giàn để giảm trọng lượng bản thân trong khi vẫn duy trì độ cứng. Theo tiêu chuẩn AS 5100, tính toán tải không chỉ bao gồm tải tĩnh (ví dụ: trọng lượng thiết bị) mà còn bao gồm tải động (ví dụ: tăng/giảm tốc của xe) và tải trọng môi trường (ví dụ: gió, tuyết hoặc thay đổi nhiệt độ).
2.2.3 Lắp ráp và tháo gỡ nhanh chóng
Một trong những ưu điểm đáng kể nhất của cầu xếp chồng thép là việc lắp đặt nhanh chóng. Các bộ phận đúc sẵn tại nhà máy có thể được vận chuyển đến địa điểm và lắp ráp bằng cần cẩu (ví dụ: cần cẩu di động 50 tấn) và các kết nối bắt vít—hầu hết các mô-đun không cần hàn tại chỗ. Ví dụ, một cây cầu giàn thép dài 100 mét với nhịp 9 mét có thể được lắp ráp bởi một đội 6 người trong 3–5 ngày. Sau khi hoàn thành việc xây dựng cầu chính, giàn có thể được tháo rời theo trình tự ngược lại, với tỷ lệ thu hồi vật liệu đạt trên 95% (không bao gồm các bộ phận bị hao mòn như bu lông).
Trong xây dựng cầu quy mô lớn, cầu xếp thép được áp dụng trong nhiều tình huống khác nhau, giải quyết những thách thức chính về hậu cần. Các miền ứng dụng chính như sau:
2.3.1 Tiếp cận thi công qua các vùng nước
Đối với cầu vượt sông hoặc cầu vượt biển (ví dụ: dự án bảo trì Cầu Cảng Sydney hoặc cầu vượt sông Brisbane), cầu xếp thép cung cấp tuyến đường tiếp cận ổn định cho thiết bị và vật liệu. Không giống như cầu nổi tạm thời, cầu giàn được cố định vào đáy biển/lòng sông, tránh bị trôi do thủy triều hoặc dòng chảy. Ví dụ, trong quá trình xây dựng Dự án Đường hầm West Gate ở Melbourne, một cây cầu thép dài 1,2 km đã được xây dựng bắc qua sông Yarra để vận chuyển máy khoan đường hầm (TBM) và các đoạn bê tông, giảm sự phụ thuộc vào sà lan và rút ngắn thời gian xây dựng tới 40%.
2.3.2 Đường vào địa hình đồi núi và dốc
Những cây cầu đường cao tốc miền núi (ví dụ: những cây cầu ở dãy Alps của Úc hoặc dãy núi Blue Mountains) thường phải đối mặt với những thách thức như sườn dốc và đất không ổn định. Cầu chồng thép có thể được thiết kế với cọc nghiêng hoặc trụ đỡ đúc hẫng để thích ứng với độ dốc lên tới 30 độ. Trong quá trình xây dựng Nâng cấp Đường cao tốc Snowy Mountains, một cây cầu thép có nhịp dài 25 mét đã được sử dụng để băng qua một thung lũng sâu, loại bỏ nhu cầu đào đất rộng rãi và giảm thiểu thiệt hại về môi trường.
2.3.3 Phân luồng giao thông khẩn cấp và tạm thời
Trong quá trình xây dựng lại hoặc bảo trì các cây cầu lớn hiện có (ví dụ: Cầu Story ở Brisbane), cầu xếp bằng thép có thể đóng vai trò là hành lang giao thông tạm thời cho xe cộ và người đi bộ. Những giàn đỡ này được thiết kế để đáp ứng nhu cầu giao thông công cộng ngắn hạn, với khả năng chịu tải phù hợp với các phương tiện giao thông đường bộ tiêu chuẩn (ví dụ: xe tải 50 tấn). Vào năm 2022, khi cầu Burnie ở Tasmania được thay mặt cầu, một cây cầu giàn thép dài 300 mét đã được dựng lên dọc theo kết cấu hiện có, đảm bảo luồng giao thông không bị gián đoạn trong 8 tháng.
2.3.4 Triển khai thiết bị nặng
Việc xây dựng cầu quy mô lớn đòi hỏi phải di chuyển các thiết bị siêu nặng, chẳng hạn như máy phóng dầm cầu (1000+ tấn) hoặc máy đóng cọc. Cầu chồng thép được thiết kế để chịu được những tải trọng cực lớn này, với dầm chính và móng được gia cố. Ví dụ, trong quá trình xây dựng Dự án Liên kết Đông Bắc ở Victoria, một cây cầu thép với dầm Bailey hai lớp đã được sử dụng để vận chuyển bệ dầm 1200 tấn, cho phép lắp đặt các dầm bê tông đúc sẵn dài 50 mét trên tuyến đường sắt.
Tiêu chuẩn thiết kế cầu AS 5100 là một loạt các Tiêu chuẩn Úc được phát triển bởi Standards Australia (SA) và Ủy ban nghiên cứu đường bộ Australia (ARRB) để quản lý việc thiết kế, xây dựng và bảo trì tất cả các loại cầu—bao gồm cầu vĩnh cửu (đường cao tốc, đường sắt, người đi bộ) và các kết cấu tạm thời như cầu xếp thép. Tiêu chuẩn này được xuất bản lần đầu tiên vào năm 1998 và kể từ đó đã trải qua nhiều lần sửa đổi, với phiên bản mới nhất (AS 5100:2024) kết hợp các bản cập nhật để giải quyết các tác động của biến đổi khí hậu, vật liệu mới và công nghệ giám sát thông minh.
AS 5100 không phải là một tài liệu riêng lẻ mà là một bộ gồm sáu phần, mỗi phần tập trung vào một khía cạnh cụ thể của kỹ thuật cầu:
AS 5100.1: Nguyên tắc và yêu cầu chung
AS 5100.2: Tải và phân phối tải
AS 5100.3: Cầu bê tông
AS 5100.4: Cầu thép
AS 5100.5: Cầu composite (Thép-Bê tông)
AS 5100.6: Bảo trì và đánh giá
Đối với cầu ống thép, các phần liên quan nhất là AS 5100.1 (nguyên tắc chung), AS 5100.2 (tải trọng) và AS 5100.4 (cầu thép). Những bộ phận này cung cấp hướng dẫn chi tiết để đảm bảo rằng kết cấu thép tạm thời đáp ứng các yêu cầu về an toàn, độ bền và hiệu suất trong các dự án quy mô lớn.
Tiêu chuẩn AS 5100 đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt đối với cầu ống thép, bao gồm việc lựa chọn vật liệu, tính toán tải trọng, phân tích kết cấu và thiết kế độ bền. Nội dung chính được tóm tắt dưới đây:
3.2.1 Yêu cầu về vật liệu
AS 5100.4 quy định các tiêu chuẩn tính năng tối thiểu đối với thép được sử dụng trong cầu giàn. Các nhiệm vụ tiêu chuẩn:
Kết Cấu Thép: Phải tuân thủ AS/NZS 3679.1 (Thép kết cấu cán nóng) hoặc AS/NZS 3678 (Thép kết cấu cán nguội). Các loại phổ biến bao gồm Q355B (tương đương với AS/NZS 3679.1 Cấp 350) và ASTM A572 Cấp 50, có cường độ năng suất cao ( ≥350 MPa) và độ dẻo (độ giãn dài ≥20%).
Chốt: Bu lông, đai ốc và vòng đệm phải đáp ứng AS/NZS 1252 (Bu lông kết cấu cường độ cao) hoặc AS/NZS 4417 (Bu lông kết cấu, đai ốc và vòng đệm). Cần có bu lông kẹp ma sát cường độ cao (HSFG) (ví dụ: Cấp 8,8 hoặc 10,9) cho các kết nối quan trọng (ví dụ: mối nối dầm chính với cọc) để đảm bảo khả năng chống rung và mỏi.
Vật liệu chống ăn mòn: Đối với cầu giàn trong môi trường ăn mòn (ví dụ: khu vực ven biển hoặc khu công nghiệp), AS 5100.4 yêu cầu lớp phủ bảo vệ như mạ kẽm nhúng nóng (độ dày tối thiểu 85 μm) hoặc sơn epoxy (hai lớp, tổng độ dày ≥120 μm). Hệ thống bảo vệ catốt (ví dụ, cực dương hy sinh) cũng có thể được chỉ định cho cọc dưới biển.
3.2.2 Tính toán và kết hợp tải trọng
AS 5100.2 rất quan trọng để xác định tải trọng mà cầu xếp thép phải chịu được. Tiêu chuẩn phân loại tải thành ba loại:
Tải trọng thường trực (G): Bao gồm trọng lượng bản thân của các bộ phận thép (dầm chính, tấm sàn, cọc), thiết bị cố định (ví dụ: lan can) và mọi phụ kiện cố định (ví dụ: đèn chiếu sáng). Các tải trọng này được tính toán dựa trên mật độ vật liệu (ví dụ: 78,5 kN/m³ đối với thép) và kích thước thành phần.
Tải thay đổi (Q): Bao gồm tải trọng xây dựng (ví dụ: trọng lượng thiết bị, kho dự trữ vật liệu), tải trọng giao thông (ví dụ: trọng lượng xe, tải trọng người đi bộ) và tải trọng môi trường (ví dụ: gió, tuyết, hiệu ứng nhiệt độ). Đối với cầu ống thép trong xây dựng, tiêu chuẩn quy định tải trọng thiết kế tối thiểu của xe là 50 tấn (tương đương với xe trộn bê tông tiêu chuẩn) và hệ số tải trọng động là 1,3 (để tính gia tốc của xe).
Tải ngẫu nhiên (A): Tải trọng hiếm gặp nhưng có tác động cao, chẳng hạn như va chạm xe cộ, mảnh vụn rơi hoặc tải trọng động đất. AS 5100.2 yêu cầu cầu giàn ở vùng địa chấn (ví dụ: các vùng ở Tây Úc hoặc Nam Úc) phải được thiết kế để chống lại tải trọng địa chấn dựa trên mức độ nguy hiểm động đất tại địa phương (ví dụ: gia tốc mặt đất cực đại là 0,15 g đối với vùng địa chấn vừa phải).
Tiêu chuẩn cũng chỉ định các tổ hợp tải để mô phỏng các tình huống trong thế giới thực. Ví dụ: tổ hợp trạng thái giới hạn cuối cùng (ULS) cho cầu giàn xây dựng là: Tải ULS = 1,2G + 1,5Q + 0,5A. Sự kết hợp này đảm bảo rằng giàn có thể chịu được các điều kiện tải trọng khắc nghiệt nhất mà không bị hỏng kết cấu.
3.2.3 Phân tích kết cấu và các yếu tố an toàn
AS 5100.1 yêu cầu cầu ống thép phải trải qua quá trình phân tích kết cấu nghiêm ngặt bằng các phương pháp như phân tích phần tử hữu hạn (FEA) hoặc tính toán thủ công (đối với các kết cấu đơn giản). Các yêu cầu phân tích chính bao gồm:
Kiểm tra cường độ: Ứng suất tối đa trong các cấu kiện thép không được vượt quá cường độ thiết kế của vật liệu. Ví dụ, ứng suất cho phép đối với thép Q355B theo ULS là 310 MPa (dựa trên hệ số an toàn là 1,13).
Kiểm tra độ ổn định: Đảm bảo rằng giàn không bị oằn (ví dụ, cọc bị oằn dưới tải trọng dọc trục) hoặc mất ổn định ngang (ví dụ, bị lật do gió). AS 5100.4 chỉ định hệ số an toàn tối thiểu chống mất ổn định là 2,0.
Kiểm tra độ võng: Độ võng tối đa của dầm chính dưới tải trọng sử dụng không được vượt quá L/360 (trong đó L là chiều dài nhịp). Ví dụ, dầm nhịp dài 9 mét có thể lệch tối đa 25 mm để tránh ảnh hưởng đến giao thông phương tiện và hoạt động của thiết bị.
3.2.4 Độ bền và Bảo trì
AS 5100 nhấn mạnh đến thiết kế độ bền để kéo dài tuổi thọ của cầu ống thép—ngay cả đối với các kết cấu tạm thời (thường từ 1–5 năm). Tiêu chuẩn yêu cầu:
Bảo vệ chống ăn mòn: Như đã đề cập trước đó, lớp phủ bảo vệ hoặc hệ thống bảo vệ ca-tốt phải được chỉ định dựa trên môi trường. Ví dụ, giàn ở vùng ven biển cần mạ kẽm cộng với sơn epoxy để chống ăn mòn nước mặn.
Thiết kế mệt mỏi: Các bộ phận thép chịu tải trọng lặp đi lặp lại (ví dụ: xe qua lại thường xuyên) phải được thiết kế để chống lại hiện tượng mỏi. AS 5100.4 cung cấp đường cong độ bền mỏi cho các loại thép khác nhau và các chi tiết kết nối (ví dụ: mối nối hàn và mối nối bắt vít).
Kế hoạch bảo trì: Tiêu chuẩn yêu cầu phải lập kế hoạch bảo trì cho cầu ống thép, bao gồm kiểm tra thường xuyên (ví dụ: kiểm tra trực quan hàng tháng về tình trạng ăn mòn hoặc nới lỏng bu lông) và sửa chữa (ví dụ: sơn lại các khu vực bị ăn mòn).
3.3 Ưu điểm của AS 5100 đối với thiết kế cầu giàn thép
Tiêu chuẩn AS 5100 mang lại một số lợi ích chính cho việc thiết kế cầu ống thép trong các dự án xây dựng cầu quy mô lớn:
3.3.1 Phù hợp với điều kiện địa lý và môi trường của Úc
Khí hậu đa dạng của Úc (từ lốc xoáy nhiệt đới ở Queensland đến tuyết trên dãy Alps) và điều kiện địa chất (từ đất mềm ở lưu vực sông Murray-Darling đến đá cứng ở Tây Úc) đòi hỏi các thiết kế cầu có khả năng thích ứng cao. AS 5100 giải quyết các điều kiện này bằng cách chỉ định các thông số tải trọng theo vùng cụ thể—ví dụ: tải trọng gió cao hơn (lên tới 100 km/h) đối với các khu vực dễ có lốc xoáy và tải trọng tuyết (lên tới 0,5 kN/m2) đối với các vùng núi cao. Điều này đảm bảo rằng các cầu xếp bằng thép được thiết kế theo AS 5100 có thể chịu được các thách thức về môi trường tại địa phương.
3.3.2 Hướng dẫn toàn diện và tích hợp
Không giống như một số tiêu chuẩn quốc tế chỉ tập trung vào thiết kế, AS 5100 bao gồm toàn bộ vòng đời của cây cầu—từ thiết kế và xây dựng đến bảo trì và ngừng hoạt động. Đối với cầu ống thép, sự tích hợp này rất quan trọng: tính toán tải trọng của tiêu chuẩn (AS 5100.2) phù hợp với yêu cầu vật liệu (AS 5100.4) và hướng dẫn bảo trì (AS 5100.6) đảm bảo rằng giàn vẫn an toàn trong suốt thời gian sử dụng. Điều này làm giảm nguy cơ không phù hợp giữa thiết kế và xây dựng, thường xảy ra ở các dự án quy mô lớn.
3.3.3 Nhấn mạnh vào sự an toàn và độ tin cậy
AS 5100 sử dụng phương pháp thiết kế trạng thái giới hạn (LSD), tập trung vào việc ngăn ngừa hư hỏng cấu trúc trong các điều kiện khắc nghiệt (trạng thái giới hạn cuối cùng) và đảm bảo hiệu suất chức năng trong điều kiện bình thường (trạng thái giới hạn khả năng sử dụng). Đối với cầu ống thép, điều này có nghĩa là ngay cả khi một bộ phận chịu tải trọng không mong muốn (ví dụ: cần cẩu nặng hơn thiết kế), kết cấu sẽ không sụp đổ—nhiều nhất là nó có thể bị biến dạng tạm thời. Tiêu chuẩn này cũng yêu cầu kiểm tra kết cấu độc lập đối với các cây cầu có khung lớn (ví dụ: chiều dài >500 mét), nâng cao hơn nữa độ an toàn.
3.3.4 Khả năng tương thích với các tiêu chuẩn quốc tế
Mặc dù AS 5100 là tiêu chuẩn của Úc nhưng nó phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế như Eurocode 3 (Kết cấu thép) và Thông số thiết kế cầu AASHTO LRFD (Hoa Kỳ). Khả năng tương thích này có lợi cho các dự án cầu quy mô lớn với các đội hoặc nhà cung cấp quốc tế. Ví dụ: cầu giàn thép được thiết kế theo AS 5100 có thể sử dụng vật liệu thép có nguồn gốc từ Châu Âu (tuân thủ Eurocode 3) hoặc Hoa Kỳ (tuân thủ AASHTO), vì tiêu chuẩn này cung cấp các hệ số chuyển đổi cho đặc tính vật liệu.
Khi cầu chồng thép được thiết kế và xây dựng theo tiêu chuẩn AS 5100, chúng mang lại những lợi thế độc đáo giúp giải quyết những thách thức cụ thể của các dự án cầu quy mô lớn. Những ưu điểm này gắn chặt với trọng tâm của tiêu chuẩn về độ an toàn, độ bền và khả năng thích ứng, như được nêu dưới đây:
Các dự án xây dựng cầu quy mô lớn tiềm ẩn những rủi ro đáng kể—bao gồm sập đổ kết cấu, tai nạn thiết bị và thiệt hại về môi trường. Cầu chồng thép được thiết kế theo AS 5100 giảm thiểu những rủi ro này thông qua:
Thiết kế tải mạnh mẽ: Tính toán tải trọng toàn diện của tiêu chuẩn đảm bảo rằng giàn có thể chịu được không chỉ tải trọng dự kiến (ví dụ: cần cẩu 200 tấn) mà còn cả tải trọng bất ngờ (ví dụ: gió giật hoặc tác động của mảnh vụn). Ví dụ, trong quá trình xây dựng Dự án Đường hầm Metro Melbourne, một cây cầu thép được thiết kế theo AS 5100 có thể chịu được gió giật 90 km/h trong cơn bão mà không bị hư hại về cấu trúc.
Chống mỏi: Hướng dẫn thiết kế mỏi của AS 5100.4 ngăn ngừa sự hư hỏng sớm của các bộ phận thép chịu tải trọng lặp đi lặp lại. Trong Dự án Cổng Sydney, một cây cầu giàn thép được sử dụng để vận chuyển bê tông hàng ngày (hơn 100 xe tải qua lại mỗi ngày) không có dấu hiệu mỏi sau 3 năm sử dụng—trong vòng 5 năm tuổi thọ thiết kế của nó.
An toàn địa chấn: Đối với các dự án trong khu vực địa chấn (ví dụ: Khu vực tàu điện ngầm Perth), các yêu cầu về tải trọng địa chấn của AS 5100.2 đảm bảo rằng các cây cầu bằng thép có thể chống lại các lực do động đất gây ra. Tiêu chuẩn quy định các kết nối linh hoạt giữa các bộ phận (ví dụ: khớp nối bản lề giữa các dầm chính) để hấp thụ năng lượng địa chấn, giảm nguy cơ sập đổ.
Các dự án cầu quy mô lớn thường có tiến độ chặt chẽ và hạn chế về ngân sách. Cầu chồng thép được thiết kế theo AS 5100 góp phần nâng cao hiệu quả và tiết kiệm chi phí theo nhiều cách:
Triển khai nhanh chóng: Hướng dẫn thiết kế mô-đun của tiêu chuẩn (AS 5100.4) đảm bảo rằng các bộ phận của giá đỡ tương thích và dễ lắp ráp. Ví dụ, việc xây dựng một cây cầu thép dài 300 mét theo AS 5100 chỉ mất 10 ngày—một nửa thời gian cần thiết cho một cây cầu tạm thời bằng bê tông không mô-đun. Việc triển khai nhanh chóng này giúp đẩy nhanh tiến độ xây dựng cầu chính vì thiết bị và vật liệu có thể được vận chuyển đến địa điểm sớm hơn.
Tái sử dụng vật liệu: Hướng dẫn bảo trì của AS 5100.6 đảm bảo rằng các bộ phận của giàn thép được bảo quản trong quá trình sử dụng, cho phép tái sử dụng trong các dự án trong tương lai. Trong Dự án nâng cấp đường cao tốc Queensland Gateway, các cọc thép và dầm Bailey từ cây cầu giàn dài 200 mét đã được tái sử dụng trong ba dự án tiếp theo, giúp giảm 60% chi phí vật liệu.
Giảm tác động môi trường: Tiêu chuẩn tập trung vào độ bền và khả năng chống ăn mòn giúp giảm thiểu nhu cầu thay thế linh kiện thường xuyên, giảm lãng phí. Ngoài ra, thiết kế mô-đun của cầu xếp bằng thép đòi hỏi ít công việc đào đất tại chỗ hơn so với các đường dốc đất tạm thời. Trong Dự án Tái phát triển Cầu Hobart, việc sử dụng cầu giàn thép tuân thủ AS 5100 đã giảm khối lượng đào đất đi 8.000 m³, giảm thiểu sự gián đoạn môi trường.
Các dự án cầu quy mô lớn thường phải đối mặt với những thách thức đặc biệt, chẳng hạn như nước sâu, địa hình dốc hoặc gần cơ sở hạ tầng hiện có. Cầu chồng thép được thiết kế theo AS 5100 có khả năng thích ứng cao nhờ các nguyên tắc thiết kế linh hoạt của tiêu chuẩn:
Ứng dụng nước sâu: AS 5100.4 cung cấp hướng dẫn thiết kế cọc thép dưới biển, bao gồm bảo vệ chống ăn mòn (hệ thống bảo vệ ca-tốt) và kỹ thuật đóng cọc (ví dụ: "phương pháp đánh cá" ở vùng nước sâu). Trong quá trình xây dựng Cầu Cảng Newcastle, một cây cầu giàn thép tuân thủ AS 5100 với các cọc ngầm dài 20 mét đã được xây dựng ở vùng nước sâu 15 mét, cho phép tiếp cận các trụ chính của cầu.
Gần cơ sở hạ tầng hiện có: Đối với các dự án gần đường bộ, đường sắt hoặc sân bay đang vận hành, AS 5100.2 chỉ định các phương pháp thi công có độ rung thấp (ví dụ: dùng máy đóng cọc thủy lực thay vì dùng búa tác động) để tránh làm gián đoạn các dịch vụ hiện có. Trong Dự án Liên kết Sân bay Brisbane, một cây cầu giàn thép được thiết kế theo AS 5100 được xây dựng trong phạm vi 10 mét tính từ đường băng đang hoạt động, với mức độ rung được giữ dưới 65 dB—đáp ứng yêu cầu về tiếng ồn của sân bay.
Yêu cầu tải thay đổi: Các dự án quy mô lớn thường yêu cầu cầu xếp để chịu được tải trọng thay đổi (ví dụ: từ vận chuyển bê tông đến lắp đặt dầm). Quy tắc kết hợp tải trọng của AS 5100 cho phép dễ dàng điều chỉnh khả năng chịu tải của giàn—ví dụ: bổ sung thêm dầm chính để tăng khả năng chịu tải từ 50 tấn lên 200 tấn. Tính linh hoạt này giúp loại bỏ nhu cầu xây dựng nhiều cầu giàn cho các giai đoạn khác nhau của dự án.
Các dự án cầu quy mô lớn ở Úc phải chịu sự giám sát chặt chẽ về quy định của các cơ quan chính phủ (ví dụ: Transport for NSW, VicRoads) và cần có sự chấp thuận của các bên liên quan (ví dụ: cộng đồng địa phương, các nhóm môi trường). Cầu xếp chồng thép được thiết kế theo AS 5100 đơn giản hóa việc tuân thủ bằng cách:
Đáp ứng các tiêu chuẩn quy định: Các cơ quan chính phủ ở Úc công nhận AS 5100 là tiêu chuẩn về an toàn cầu. Cầu xếp được thiết kế theo tiêu chuẩn có nhiều khả năng nhanh chóng nhận được sự chấp thuận theo quy định, giảm sự chậm trễ của dự án.
Giải quyết các mối quan tâm về môi trường: Hướng dẫn bảo trì của AS 5100.6 bao gồm các biện pháp giảm thiểu tác động đến môi trường—ví dụ: ngăn chặn rò rỉ dầu từ hệ thống thủy lực và thu gom các mảnh vụn từ sàn giàn. Điều này giải quyết mối lo ngại của các nhóm môi trường, vốn thường phản đối các công trình tạm thời có nguy cơ gây ô nhiễm đường thủy hoặc hủy hoại hệ sinh thái.
Đảm bảo an toàn công cộng: Đối với cầu xếp được sử dụng cho giao thông công cộng (ví dụ: trong quá trình bảo trì cầu), các yêu cầu an toàn của AS 5100 (ví dụ: chiều cao lan can, sàn chống trượt) đáp ứng mong đợi của cộng đồng địa phương. Điều này làm giảm sự phản đối của công chúng đối với dự án, điều có thể gây ra sự chậm trễ tốn kém.
Khi các dự án xây dựng cầu quy mô lớn trở nên phức tạp hơn (ví dụ: nhịp dài hơn, môi trường khắc nghiệt hơn) và tập trung nhiều hơn vào tính bền vững và thông minh, các cầu xếp thép được thiết kế theo AS 5100 dự kiến sẽ phát triển theo một số hướng chính. Các xu hướng và triển vọng trong tương lai được trình bày dưới đây:
Phiên bản mới nhất của AS 5100 (2024) bao gồm các điều khoản để tích hợp hệ thống giám sát tình trạng kết cấu (SHM) vào cầu—bao gồm cả kết cấu giàn thép tạm thời. Hệ thống SHM sử dụng các cảm biến (ví dụ: máy đo biến dạng, máy đo gia tốc, cảm biến ăn mòn) để thu thập dữ liệu thời gian thực về hiệu suất của giàn, cho phép chủ động bảo trì và phát hiện sớm các khuyết tật.
Cầu xếp chồng thép trong tương lai theo AS 5100 có thể sẽ có tính năng:
Mạng cảm biến không dây: Các cảm biến nhỏ, chạy bằng pin được gắn vào dầm và cọc chính sẽ truyền dữ liệu đến nền tảng trung tâm, loại bỏ nhu cầu kết nối có dây (dễ bị hư hỏng trong môi trường xây dựng).
Phân tích dữ liệu được hỗ trợ bởi AI: Các thuật toán học máy sẽ phân tích dữ liệu SHM để xác định các mẫu biểu thị các vấn đề về cấu trúc—ví dụ: độ biến dạng bất thường ở dầm chính có thể báo hiệu việc bu lông bị lỏng. Điều này sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào việc kiểm tra thủ công, vốn tốn thời gian và dễ xảy ra lỗi của con người.
Cảnh báo theo thời gian thực: Hệ thống SHM sẽ gửi cảnh báo đến người quản lý dự án nếu tải vượt quá giới hạn thiết kế hoặc một bộ phận nào đó có dấu hiệu hư hỏng. Ví dụ, nếu một cần cẩu nặng hơn 200 tấn đi qua giàn, hệ thống sẽ kích hoạt cảnh báo, cho phép đội tạm dừng hoạt động và kiểm tra kết cấu.
Sự tích hợp này sẽ nâng cao độ an toàn và độ tin cậy của cầu xếp thép, đặc biệt là trong các dự án quy mô lớn, nơi thời gian ngừng hoạt động rất tốn kém. Nó cũng sẽ phù hợp với trọng tâm của AS 5100 về quản lý vòng đời, vì dữ liệu SHM có thể được sử dụng để tối ưu hóa lịch trình bảo trì và kéo dài tuổi thọ sử dụng của giàn.
Tính bền vững là ưu tiên ngày càng tăng trong xây dựng cầu quy mô lớn, được thúc đẩy bởi các quy định của chính phủ (ví dụ: mục tiêu Không phát thải ròng vào năm 2050 của Úc) và nhu cầu của các bên liên quan. Cầu xếp chồng thép trong tương lai được thiết kế theo AS 5100 sẽ sử dụng vật liệu mới giúp giảm tác động đến môi trường trong khi vẫn duy trì hiệu suất:
Hợp kim thép cường độ cao: Các loại thép tiên tiến như Q690 (cường độ chảy ≥690 MPa) sẽ thay thế thép Q355B truyền thống. Các hợp kim này bền hơn và nhẹ hơn, giảm lượng thép cần thiết cho giàn (tới 30%) và giảm lượng khí thải carbon từ sản xuất thép. AS 5100.4 dự kiến sẽ cập nhật các thông số kỹ thuật vật liệu của mình để đưa các hợp kim có độ bền cao này vào các phiên bản sửa đổi trong tương lai.
Thép tái chế: Việc sử dụng thép tái chế (ví dụ từ những cây cầu đã ngừng hoạt động hoặc chất thải công nghiệp) sẽ tăng lên. Thép tái chế có lượng khí thải carbon thấp hơn 75% so với thép nguyên chất và AS 5100.4 đã cho phép sử dụng nếu đáp ứng các yêu cầu về độ bền và độ dẻo của tiêu chuẩn.
Lớp phủ sinh học: Lớp phủ chống ăn mòn truyền thống (ví dụ: sơn epoxy) có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch. Cầu giàn trong tương lai có thể sử dụng lớp phủ sinh học (ví dụ, làm từ đậu nành hoặc dầu hạt lanh), có khả năng phân hủy sinh học và có lượng phát thải VOC (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) thấp hơn. AS 5100.4 có thể sẽ bao gồm các hướng dẫn cho các lớp phủ này khi chúng được phổ biến rộng rãi hơn.
Những vật liệu này không chỉ làm giảm tác động môi trường của cầu xếp thép mà còn cải thiện độ bền của chúng. Ví dụ, hợp kim thép cường độ cao có khả năng chống mỏi tốt hơn, kéo dài tuổi thọ của giàn, trong khi lớp phủ gốc sinh học ít độc hại hơn, giảm rủi ro sức khỏe cho công nhân xây dựng.
Khi các dự án cầu quy mô lớn chuyển sang những môi trường đầy thách thức hơn (ví dụ: đại dương sâu hơn, thung lũng rộng hơn), nhu cầu về cầu ống thép nhịp lớn sẽ tăng lên. Các thiết kế trong tương lai theo AS 5100 sẽ vượt qua các giới hạn về chiều dài nhịp giàn và khả năng thích ứng:
Khoảng cách dài hơn: Sử dụng dầm chính kiểu giàn (ví dụ: giàn tam giác hoặc giàn Warren) và các trụ đỡ bằng dây văng, cầu xếp bằng thép sẽ có thể đạt được nhịp lên tới 50 mét—gấp đôi nhịp thông thường hiện nay là 25 mét. Hướng dẫn tính toán tải trọng của AS 5100.2 sẽ cần được cập nhật để giải quyết sự phân bổ tải trọng duy nhất của các kết cấu nhịp dài này.
Nền tảng thích ứng: Đối với các dự án trong môi trường động (ví dụ: lòng sông hoặc đáy biển dịch chuyển), cầu xếp sẽ sử dụng nền móng thích ứng—chẳng hạn như cọc thép dạng ống lồng có thể được điều chỉnh theo những thay đổi của mặt đất. AS 5100.4 có thể sẽ bao gồm các tiêu chí thiết kế cho các nền móng này, đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu về độ ổn định của tiêu chuẩn.
Mở rộng mô-đun: Cầu xếp trong tương lai sẽ được thiết kế để dễ dàng mở rộng—ví dụ: thêm làn đường bổ sung để đáp ứng nhiều phương tiện giao thông hơn hoặc kéo dài chiều dài để bao phủ các khu vực xây dựng mới. Tính mô-đun này sẽ phù hợp với trọng tâm của AS 5100 về tính linh hoạt, giảm nhu cầu xây dựng các cây cầu giàn mới để mở rộng dự án.
Các dự án xây dựng cầu quy mô lớn, chẳng hạn như cầu vượt sông, vượt biển hoặc đường cao tốc miền núi, có đặc điểm là điều kiện địa chất phức tạp, tiến độ thi công chặt chẽ và nhu cầu vận chuyển thiết bị và vật liệu nặng cao. Trong những dự án như vậy, cấu trúc tiếp cận tạm thời đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính liên tục và hiệu quả của các hoạt động tại chỗ. Trong số các kết cấu tạm thời này, cầu xếp bằng thép (thường được gọi là "cầu giàn thép") nổi lên như một giải pháp được ưa chuộng do thiết kế mô-đun, lắp ráp nhanh và khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, độ an toàn, độ bền và hiệu suất của cầu ống thép trong các dự án quy mô lớn phụ thuộc rất nhiều vào việc tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế dành riêng cho ngành. Tại Úc và nhiều dự án quốc tế chịu ảnh hưởng từ thực tiễn kỹ thuật của Úc, Tiêu chuẩn Thiết kế Cầu AS 5100 đóng vai trò là tiêu chuẩn để thiết kế tất cả các loại cầu, bao gồm cả kết cấu giàn thép tạm thời. Tiêu chuẩn này cung cấp các hướng dẫn toàn diện về lựa chọn vật liệu, tính toán tải trọng, phân tích kết cấu, thiết kế độ bền và giám sát thi công—tất cả đều cần thiết để giảm thiểu rủi ro trong các dự án cầu quy mô lớn. Bài viết này nhằm mục đích tìm hiểu định nghĩa, đặc điểm kết cấu và ứng dụng của cầu ống thép, xây dựng nội dung cốt lõi và ưu điểm của tiêu chuẩn AS 5100, đồng thời phân tích giá trị ứng dụng, ưu điểm và xu hướng tương lai của cầu ống thép theo khung AS 5100 trong xây dựng cầu quy mô lớn. MỘTcầu xếp théplà kết cấu chịu tải tạm thời hoặc bán cố định bao gồm chủ yếu bằng các thành phần thép, được thiết kế để cung cấp khả năng tiếp cận cho các phương tiện, thiết bị và nhân viên thi công vượt qua các chướng ngại vật như sông, thung lũng, nền đất mềm hoặc cơ sở hạ tầng hiện có. Không giống như cầu vĩnh cửu (ví dụ cầu dầm thép hoặc cầu dầm hộp bê tông), cầu ống thép được thiết kế để tháo rời và tái sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí cho nhu cầu xây dựng ngắn hạn và trung hạn.Cầu ống thép là hành lang tiếp cận chịu lực, trong khi ống khói dùng để xả hoặc thông gió. Cầu chồng thép thể hiện các đặc điểm cấu trúc riêng biệt khiến chúng phù hợp cho việc xây dựng cầu quy mô lớn. Các tính năng này được tối ưu hóa để triển khai nhanh chóng, khả năng chịu tải cao và khả năng thích ứng, như được nêu dưới đây: 2.2.1 Thiết kế thành phần mô-đun Tất cả các bộ phận chính của cầu xếp thép đều được chế tạo sẵn tại nhà máy, đảm bảo độ chính xác và đồng nhất. Các yếu tố mô-đun chính bao gồm: Hệ thống móng: Thường được cấu tạo từ cọc ống thép (ví dụ đường kính Φ600–Φ800 mm, thành dày 10–16 mm) hoặc cọc chữ H. Những cọc này được đóng vào lòng đất hoặc đáy biển bằng cách sử dụng búa rung để tạo thành nền ma sát hoặc nền chịu lực. Hệ giằng bên (ví dụ: thanh thép chéo hoặc thép kênh) được thêm vào giữa các cọc để tăng cường độ ổn định trước tải trọng ngang (ví dụ: dòng gió hoặc dòng nước). Dầm chính: Chịu trách nhiệm truyền tải trọng thẳng đứng từ mặt cầu xuống móng. Các thiết kế phổ biến bao gồm dầm Bailey (ví dụ: giàn Bailey một lớp loại 90), dầm chữ H ghép đôi (ví dụ: H300×300×10×15) hoặc dầm hộp cho tải nặng hơn. Dầm Bailey đặc biệt phổ biến do tỷ lệ cường độ trên trọng lượng nhẹ, cao và dễ lắp ráp bằng các công cụ tiêu chuẩn. Dầm phân phối: Được đặt ngang trên các dầm chính để phân bố đều tải trọng trên mặt cầu. Đây thường là các dầm chữ I cán nóng (ví dụ I16–I25) cách nhau 300–600 mm, tùy thuộc vào cường độ tải trọng dự kiến. Tấm boong: Điển hình là các tấm thép ca rô dày 8–12 mm, mang lại bề mặt chống trượt cho phương tiện và con người. Đối với các dự án trong môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn (ví dụ: khu vực ven biển), các tấm được phủ sơn chống gỉ hoặc mạ kẽm để kéo dài tuổi thọ. Phụ kiện: Bao gồm các lan can (cao 1,2–1,5 m, làm bằng ống thép Φ48 mm và cột thép 10#), tấm đá (cao 150–200 mm để ngăn dụng cụ rơi xuống) và lỗ thoát nước (để tránh nước tích tụ trên boong). 2.2.2 Khả năng chịu tải cao Cầu chồng thép được thiết kế để chứa các thiết bị xây dựng hạng nặng, chẳng hạn như cần cẩu bánh xích (200–500 tấn), xe trộn bê tông (30–40 tấn) và máy đóng cọc. Khả năng chịu tải được xác định bởi cường độ của vật liệu thép (ví dụ: Q355B hoặc ASTM A572 Cấp 50) và tối ưu hóa kết cấu—ví dụ: sử dụng dầm chính kiểu giàn để giảm trọng lượng bản thân trong khi vẫn duy trì độ cứng. Theo tiêu chuẩn AS 5100, tính toán tải không chỉ bao gồm tải tĩnh (ví dụ: trọng lượng thiết bị) mà còn bao gồm tải động (ví dụ: tăng/giảm tốc của xe) và tải trọng môi trường (ví dụ: gió, tuyết hoặc thay đổi nhiệt độ). 2.2.3 Lắp ráp và tháo gỡ nhanh chóng Một trong những ưu điểm đáng kể nhất của cầu xếp chồng thép là việc lắp đặt nhanh chóng. Các bộ phận đúc sẵn tại nhà máy có thể được vận chuyển đến địa điểm và lắp ráp bằng cần cẩu (ví dụ: cần cẩu di động 50 tấn) và các kết nối bắt vít—hầu hết các mô-đun không cần hàn tại chỗ. Ví dụ, một cây cầu giàn thép dài 100 mét với nhịp 9 mét có thể được lắp ráp bởi một đội 6 người trong 3–5 ngày. Sau khi hoàn thành việc xây dựng cầu chính, giàn có thể được tháo rời theo trình tự ngược lại, với tỷ lệ thu hồi vật liệu đạt trên 95% (không bao gồm các bộ phận bị hao mòn như bu lông). Trong xây dựng cầu quy mô lớn, cầu xếp thép được áp dụng trong nhiều tình huống khác nhau, giải quyết những thách thức chính về hậu cần. Các miền ứng dụng chính như sau: 2.3.1 Tiếp cận thi công qua các vùng nước Đối với cầu vượt sông hoặc cầu vượt biển (ví dụ: dự án bảo trì Cầu Cảng Sydney hoặc cầu vượt sông Brisbane), cầu xếp thép cung cấp tuyến đường tiếp cận ổn định cho thiết bị và vật liệu. Không giống như cầu nổi tạm thời, cầu giàn được cố định vào đáy biển/lòng sông, tránh bị trôi do thủy triều hoặc dòng chảy. Ví dụ, trong quá trình xây dựng Dự án Đường hầm West Gate ở Melbourne, một cây cầu thép dài 1,2 km đã được xây dựng bắc qua sông Yarra để vận chuyển máy khoan đường hầm (TBM) và các đoạn bê tông, giảm sự phụ thuộc vào sà lan và rút ngắn thời gian xây dựng tới 40%. 2.3.2 Đường vào địa hình đồi núi và dốc Những cây cầu đường cao tốc miền núi (ví dụ: những cây cầu ở dãy Alps của Úc hoặc dãy núi Blue Mountains) thường phải đối mặt với những thách thức như sườn dốc và đất không ổn định. Cầu chồng thép có thể được thiết kế với cọc nghiêng hoặc trụ đỡ đúc hẫng để thích ứng với độ dốc lên tới 30 độ. Trong quá trình xây dựng Nâng cấp Đường cao tốc Snowy Mountains, một cây cầu thép có nhịp dài 25 mét đã được sử dụng để băng qua một thung lũng sâu, loại bỏ nhu cầu đào đất rộng rãi và giảm thiểu thiệt hại về môi trường. 2.3.3 Phân luồng giao thông khẩn cấp và tạm thời Trong quá trình xây dựng lại hoặc bảo trì các cây cầu lớn hiện có (ví dụ: Cầu Story ở Brisbane), cầu xếp bằng thép có thể đóng vai trò là hành lang giao thông tạm thời cho xe cộ và người đi bộ. Những giàn đỡ này được thiết kế để đáp ứng nhu cầu giao thông công cộng ngắn hạn, với khả năng chịu tải phù hợp với các phương tiện giao thông đường bộ tiêu chuẩn (ví dụ: xe tải 50 tấn). Vào năm 2022, khi cầu Burnie ở Tasmania được thay mặt cầu, một cây cầu giàn thép dài 300 mét đã được dựng lên dọc theo kết cấu hiện có, đảm bảo luồng giao thông không bị gián đoạn trong 8 tháng. 2.3.4 Triển khai thiết bị nặng Việc xây dựng cầu quy mô lớn đòi hỏi phải di chuyển các thiết bị siêu nặng, chẳng hạn như máy phóng dầm cầu (1000+ tấn) hoặc máy đóng cọc. Cầu chồng thép được thiết kế để chịu được những tải trọng cực lớn này, với dầm chính và móng được gia cố. Ví dụ, trong quá trình xây dựng Dự án Liên kết Đông Bắc ở Victoria, một cây cầu thép với dầm Bailey hai lớp đã được sử dụng để vận chuyển bệ dầm 1200 tấn, cho phép lắp đặt các dầm bê tông đúc sẵn dài 50 mét trên tuyến đường sắt. Tiêu chuẩn thiết kế cầu AS 5100 là một loạt các Tiêu chuẩn Úc được phát triển bởi Standards Australia (SA) và Ủy ban nghiên cứu đường bộ Australia (ARRB) để quản lý việc thiết kế, xây dựng và bảo trì tất cả các loại cầu—bao gồm cầu vĩnh cửu (đường cao tốc, đường sắt, người đi bộ) và các kết cấu tạm thời như cầu xếp thép. Tiêu chuẩn này được xuất bản lần đầu tiên vào năm 1998 và kể từ đó đã trải qua nhiều lần sửa đổi, với phiên bản mới nhất (AS 5100:2024) kết hợp các bản cập nhật để giải quyết các tác động của biến đổi khí hậu, vật liệu mới và công nghệ giám sát thông minh. AS 5100 không phải là một tài liệu riêng lẻ mà là một bộ gồm sáu phần, mỗi phần tập trung vào một khía cạnh cụ thể của kỹ thuật cầu: AS 5100.1: Nguyên tắc và yêu cầu chung AS 5100.2: Tải và phân phối tải AS 5100.3: Cầu bê tông AS 5100.4: Cầu thép AS 5100.5: Cầu composite (Thép-Bê tông) AS 5100.6: Bảo trì và đánh giá Đối với cầu ống thép, các phần liên quan nhất là AS 5100.1 (nguyên tắc chung), AS 5100.2 (tải trọng) và AS 5100.4 (cầu thép). Những bộ phận này cung cấp hướng dẫn chi tiết để đảm bảo rằng kết cấu thép tạm thời đáp ứng các yêu cầu về an toàn, độ bền và hiệu suất trong các dự án quy mô lớn. Tiêu chuẩn AS 5100 đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt đối với cầu ống thép, bao gồm việc lựa chọn vật liệu, tính toán tải trọng, phân tích kết cấu và thiết kế độ bền. Nội dung chính được tóm tắt dưới đây: 3.2.1 Yêu cầu về vật liệu AS 5100.4 quy định các tiêu chuẩn tính năng tối thiểu đối với thép được sử dụng trong cầu giàn. Các nhiệm vụ tiêu chuẩn: Kết Cấu Thép: Phải tuân thủ AS/NZS 3679.1 (Thép kết cấu cán nóng) hoặc AS/NZS 3678 (Thép kết cấu cán nguội). Các loại phổ biến bao gồm Q355B (tương đương với AS/NZS 3679.1 Cấp 350) và ASTM A572 Cấp 50, có cường độ năng suất cao ( ≥350 MPa) và độ dẻo (độ giãn dài ≥20%). Chốt: Bu lông, đai ốc và vòng đệm phải đáp ứng AS/NZS 1252 (Bu lông kết cấu cường độ cao) hoặc AS/NZS 4417 (Bu lông kết cấu, đai ốc và vòng đệm). Cần có bu lông kẹp ma sát cường độ cao (HSFG) (ví dụ: Cấp 8,8 hoặc 10,9) cho các kết nối quan trọng (ví dụ: mối nối dầm chính với cọc) để đảm bảo khả năng chống rung và mỏi. Vật liệu chống ăn mòn: Đối với cầu giàn trong môi trường ăn mòn (ví dụ: khu vực ven biển hoặc khu công nghiệp), AS 5100.4 yêu cầu lớp phủ bảo vệ như mạ kẽm nhúng nóng (độ dày tối thiểu 85 μm) hoặc sơn epoxy (hai lớp, tổng độ dày ≥120 μm). Hệ thống bảo vệ catốt (ví dụ, cực dương hy sinh) cũng có thể được chỉ định cho cọc dưới biển. 3.2.2 Tính toán và kết hợp tải trọng AS 5100.2 rất quan trọng để xác định tải trọng mà cầu xếp thép phải chịu được. Tiêu chuẩn phân loại tải thành ba loại: Tải trọng thường trực (G): Bao gồm trọng lượng bản thân của các bộ phận thép (dầm chính, tấm sàn, cọc), thiết bị cố định (ví dụ: lan can) và mọi phụ kiện cố định (ví dụ: đèn chiếu sáng). Các tải trọng này được tính toán dựa trên mật độ vật liệu (ví dụ: 78,5 kN/m³ đối với thép) và kích thước thành phần. Tải thay đổi (Q): Bao gồm tải trọng xây dựng (ví dụ: trọng lượng thiết bị, kho dự trữ vật liệu), tải trọng giao thông (ví dụ: trọng lượng xe, tải trọng người đi bộ) và tải trọng môi trường (ví dụ: gió, tuyết, hiệu ứng nhiệt độ). Đối với cầu ống thép trong xây dựng, tiêu chuẩn quy định tải trọng thiết kế tối thiểu của xe là 50 tấn (tương đương với xe trộn bê tông tiêu chuẩn) và hệ số tải trọng động là 1,3 (để tính gia tốc của xe). Tải ngẫu nhiên (A): Tải trọng hiếm gặp nhưng có tác động cao, chẳng hạn như va chạm xe cộ, mảnh vụn rơi hoặc tải trọng động đất. AS 5100.2 yêu cầu cầu giàn ở vùng địa chấn (ví dụ: các vùng ở Tây Úc hoặc Nam Úc) phải được thiết kế để chống lại tải trọng địa chấn dựa trên mức độ nguy hiểm động đất tại địa phương (ví dụ: gia tốc mặt đất cực đại là 0,15 g đối với vùng địa chấn vừa phải). Tiêu chuẩn cũng chỉ định các tổ hợp tải để mô phỏng các tình huống trong thế giới thực. Ví dụ: tổ hợp trạng thái giới hạn cuối cùng (ULS) cho cầu giàn xây dựng là: Tải ULS = 1,2G + 1,5Q + 0,5A. Sự kết hợp này đảm bảo rằng giàn có thể chịu được các điều kiện tải trọng khắc nghiệt nhất mà không bị hỏng kết cấu. 3.2.3 Phân tích kết cấu và các yếu tố an toàn AS 5100.1 yêu cầu cầu ống thép phải trải qua quá trình phân tích kết cấu nghiêm ngặt bằng các phương pháp như phân tích phần tử hữu hạn (FEA) hoặc tính toán thủ công (đối với các kết cấu đơn giản). Các yêu cầu phân tích chính bao gồm: Kiểm tra cường độ: Ứng suất tối đa trong các cấu kiện thép không được vượt quá cường độ thiết kế của vật liệu. Ví dụ, ứng suất cho phép đối với thép Q355B theo ULS là 310 MPa (dựa trên hệ số an toàn là 1,13). Kiểm tra độ ổn định: Đảm bảo rằng giàn không bị oằn (ví dụ, cọc bị oằn dưới tải trọng dọc trục) hoặc mất ổn định ngang (ví dụ, bị lật do gió). AS 5100.4 chỉ định hệ số an toàn tối thiểu chống mất ổn định là 2,0. Kiểm tra độ võng: Độ võng tối đa của dầm chính dưới tải trọng sử dụng không được vượt quá L/360 (trong đó L là chiều dài nhịp). Ví dụ, dầm nhịp dài 9 mét có thể lệch tối đa 25 mm để tránh ảnh hưởng đến giao thông phương tiện và hoạt động của thiết bị. 3.2.4 Độ bền và Bảo trì AS 5100 nhấn mạnh đến thiết kế độ bền để kéo dài tuổi thọ của cầu ống thép—ngay cả đối với các kết cấu tạm thời (thường từ 1–5 năm). Tiêu chuẩn yêu cầu: Bảo vệ chống ăn mòn: Như đã đề cập trước đó, lớp phủ bảo vệ hoặc hệ thống bảo vệ ca-tốt phải được chỉ định dựa trên môi trường. Ví dụ, giàn ở vùng ven biển cần mạ kẽm cộng với sơn epoxy để chống ăn mòn nước mặn. Thiết kế mệt mỏi: Các bộ phận thép chịu tải trọng lặp đi lặp lại (ví dụ: xe qua lại thường xuyên) phải được thiết kế để chống lại hiện tượng mỏi. AS 5100.4 cung cấp đường cong độ bền mỏi cho các loại thép khác nhau và các chi tiết kết nối (ví dụ: mối nối hàn và mối nối bắt vít). Kế hoạch bảo trì: Tiêu chuẩn yêu cầu phải lập kế hoạch bảo trì cho cầu ống thép, bao gồm kiểm tra thường xuyên (ví dụ: kiểm tra trực quan hàng tháng về tình trạng ăn mòn hoặc nới lỏng bu lông) và sửa chữa (ví dụ: sơn lại các khu vực bị ăn mòn). 3.3 Ưu điểm của AS 5100 đối với thiết kế cầu giàn thép Tiêu chuẩn AS 5100 mang lại một số lợi ích chính cho việc thiết kế cầu ống thép trong các dự án xây dựng cầu quy mô lớn: 3.3.1 Phù hợp với điều kiện địa lý và môi trường của Úc Khí hậu đa dạng của Úc (từ lốc xoáy nhiệt đới ở Queensland đến tuyết trên dãy Alps) và điều kiện địa chất (từ đất mềm ở lưu vực sông Murray-Darling đến đá cứng ở Tây Úc) đòi hỏi các thiết kế cầu có khả năng thích ứng cao. AS 5100 giải quyết các điều kiện này bằng cách chỉ định các thông số tải trọng theo vùng cụ thể—ví dụ: tải trọng gió cao hơn (lên tới 100 km/h) đối với các khu vực dễ có lốc xoáy và tải trọng tuyết (lên tới 0,5 kN/m2) đối với các vùng núi cao. Điều này đảm bảo rằng các cầu xếp bằng thép được thiết kế theo AS 5100 có thể chịu được các thách thức về môi trường tại địa phương. 3.3.2 Hướng dẫn toàn diện và tích hợp Không giống như một số tiêu chuẩn quốc tế chỉ tập trung vào thiết kế, AS 5100 bao gồm toàn bộ vòng đời của cây cầu—từ thiết kế và xây dựng đến bảo trì và ngừng hoạt động. Đối với cầu ống thép, sự tích hợp này rất quan trọng: tính toán tải trọng của tiêu chuẩn (AS 5100.2) phù hợp với yêu cầu vật liệu (AS 5100.4) và hướng dẫn bảo trì (AS 5100.6) đảm bảo rằng giàn vẫn an toàn trong suốt thời gian sử dụng. Điều này làm giảm nguy cơ không phù hợp giữa thiết kế và xây dựng, thường xảy ra ở các dự án quy mô lớn. 3.3.3 Nhấn mạnh vào sự an toàn và độ tin cậy AS 5100 sử dụng phương pháp thiết kế trạng thái giới hạn (LSD), tập trung vào việc ngăn ngừa hư hỏng cấu trúc trong các điều kiện khắc nghiệt (trạng thái giới hạn cuối cùng) và đảm bảo hiệu suất chức năng trong điều kiện bình thường (trạng thái giới hạn khả năng sử dụng). Đối với cầu ống thép, điều này có nghĩa là ngay cả khi một bộ phận chịu tải trọng không mong muốn (ví dụ: cần cẩu nặng hơn thiết kế), kết cấu sẽ không sụp đổ—nhiều nhất là nó có thể bị biến dạng tạm thời. Tiêu chuẩn này cũng yêu cầu kiểm tra kết cấu độc lập đối với các cây cầu có khung lớn (ví dụ: chiều dài >500 mét), nâng cao hơn nữa độ an toàn. 3.3.4 Khả năng tương thích với các tiêu chuẩn quốc tế Mặc dù AS 5100 là tiêu chuẩn của Úc nhưng nó phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế như Eurocode 3 (Kết cấu thép) và Thông số thiết kế cầu AASHTO LRFD (Hoa Kỳ). Khả năng tương thích này có lợi cho các dự án cầu quy mô lớn với các đội hoặc nhà cung cấp quốc tế. Ví dụ: cầu giàn thép được thiết kế theo AS 5100 có thể sử dụng vật liệu thép có nguồn gốc từ Châu Âu (tuân thủ Eurocode 3) hoặc Hoa Kỳ (tuân thủ AASHTO), vì tiêu chuẩn này cung cấp các hệ số chuyển đổi cho đặc tính vật liệu. Khi cầu chồng thép được thiết kế và xây dựng theo tiêu chuẩn AS 5100, chúng mang lại những lợi thế độc đáo giúp giải quyết những thách thức cụ thể của các dự án cầu quy mô lớn. Những ưu điểm này gắn chặt với trọng tâm của tiêu chuẩn về độ an toàn, độ bền và khả năng thích ứng, như được nêu dưới đây: Các dự án xây dựng cầu quy mô lớn tiềm ẩn những rủi ro đáng kể—bao gồm sập đổ kết cấu, tai nạn thiết bị và thiệt hại về môi trường. Cầu chồng thép được thiết kế theo AS 5100 giảm thiểu những rủi ro này thông qua: Thiết kế tải mạnh mẽ: Tính toán tải trọng toàn diện của tiêu chuẩn đảm bảo rằng giàn có thể chịu được không chỉ tải trọng dự kiến (ví dụ: cần cẩu 200 tấn) mà còn cả tải trọng bất ngờ (ví dụ: gió giật hoặc tác động của mảnh vụn). Ví dụ, trong quá trình xây dựng Dự án Đường hầm Metro Melbourne, một cây cầu thép được thiết kế theo AS 5100 có thể chịu được gió giật 90 km/h trong cơn bão mà không bị hư hại về cấu trúc. Chống mỏi: Hướng dẫn thiết kế mỏi của AS 5100.4 ngăn ngừa sự hư hỏng sớm của các bộ phận thép chịu tải trọng lặp đi lặp lại. Trong Dự án Cổng Sydney, một cây cầu giàn thép được sử dụng để vận chuyển bê tông hàng ngày (hơn 100 xe tải qua lại mỗi ngày) không có dấu hiệu mỏi sau 3 năm sử dụng—trong vòng 5 năm tuổi thọ thiết kế của nó. An toàn địa chấn: Đối với các dự án trong khu vực địa chấn (ví dụ: Khu vực tàu điện ngầm Perth), các yêu cầu về tải trọng địa chấn của AS 5100.2 đảm bảo rằng các cây cầu bằng thép có thể chống lại các lực do động đất gây ra. Tiêu chuẩn quy định các kết nối linh hoạt giữa các bộ phận (ví dụ: khớp nối bản lề giữa các dầm chính) để hấp thụ năng lượng địa chấn, giảm nguy cơ sập đổ. Các dự án cầu quy mô lớn thường có tiến độ chặt chẽ và hạn chế về ngân sách. Cầu chồng thép được thiết kế theo AS 5100 góp phần nâng cao hiệu quả và tiết kiệm chi phí theo nhiều cách: Triển khai nhanh chóng: Hướng dẫn thiết kế mô-đun của tiêu chuẩn (AS 5100.4) đảm bảo rằng các bộ phận của giá đỡ tương thích và dễ lắp ráp. Ví dụ, việc xây dựng một cây cầu thép dài 300 mét theo AS 5100 chỉ mất 10 ngày—một nửa thời gian cần thiết cho một cây cầu tạm thời bằng bê tông không mô-đun. Việc triển khai nhanh chóng này giúp đẩy nhanh tiến độ xây dựng cầu chính vì thiết bị và vật liệu có thể được vận chuyển đến địa điểm sớm hơn. Tái sử dụng vật liệu: Hướng dẫn bảo trì của AS 5100.6 đảm bảo rằng các bộ phận của giàn thép được bảo quản trong quá trình sử dụng, cho phép tái sử dụng trong các dự án trong tương lai. Trong Dự án nâng cấp đường cao tốc Queensland Gateway, các cọc thép và dầm Bailey từ cây cầu giàn dài 200 mét đã được tái sử dụng trong ba dự án tiếp theo, giúp giảm 60% chi phí vật liệu. Giảm tác động môi trường: Tiêu chuẩn tập trung vào độ bền và khả năng chống ăn mòn giúp giảm thiểu nhu cầu thay thế linh kiện thường xuyên, giảm lãng phí. Ngoài ra, thiết kế mô-đun của cầu xếp bằng thép đòi hỏi ít công việc đào đất tại chỗ hơn so với các đường dốc đất tạm thời. Trong Dự án Tái phát triển Cầu Hobart, việc sử dụng cầu giàn thép tuân thủ AS 5100 đã giảm khối lượng đào đất đi 8.000 m³, giảm thiểu sự gián đoạn môi trường. Các dự án cầu quy mô lớn thường phải đối mặt với những thách thức đặc biệt, chẳng hạn như nước sâu, địa hình dốc hoặc gần cơ sở hạ tầng hiện có. Cầu chồng thép được thiết kế theo AS 5100 có khả năng thích ứng cao nhờ các nguyên tắc thiết kế linh hoạt của tiêu chuẩn: Ứng dụng nước sâu: AS 5100.4 cung cấp hướng dẫn thiết kế cọc thép dưới biển, bao gồm bảo vệ chống ăn mòn (hệ thống bảo vệ ca-tốt) và kỹ thuật đóng cọc (ví dụ: "phương pháp đánh cá" ở vùng nước sâu). Trong quá trình xây dựng Cầu Cảng Newcastle, một cây cầu giàn thép tuân thủ AS 5100 với các cọc ngầm dài 20 mét đã được xây dựng ở vùng nước sâu 15 mét, cho phép tiếp cận các trụ chính của cầu. Gần cơ sở hạ tầng hiện có: Đối với các dự án gần đường bộ, đường sắt hoặc sân bay đang vận hành, AS 5100.2 chỉ định các phương pháp thi công có độ rung thấp (ví dụ: dùng máy đóng cọc thủy lực thay vì dùng búa tác động) để tránh làm gián đoạn các dịch vụ hiện có. Trong Dự án Liên kết Sân bay Brisbane, một cây cầu giàn thép được thiết kế theo AS 5100 được xây dựng trong phạm vi 10 mét tính từ đường băng đang hoạt động, với mức độ rung được giữ dưới 65 dB—đáp ứng yêu cầu về tiếng ồn của sân bay. Yêu cầu tải thay đổi: Các dự án quy mô lớn thường yêu cầu cầu xếp để chịu được tải trọng thay đổi (ví dụ: từ vận chuyển bê tông đến lắp đặt dầm). Quy tắc kết hợp tải trọng của AS 5100 cho phép dễ dàng điều chỉnh khả năng chịu tải của giàn—ví dụ: bổ sung thêm dầm chính để tăng khả năng chịu tải từ 50 tấn lên 200 tấn. Tính linh hoạt này giúp loại bỏ nhu cầu xây dựng nhiều cầu giàn cho các giai đoạn khác nhau của dự án. Các dự án cầu quy mô lớn ở Úc phải chịu sự giám sát chặt chẽ về quy định của các cơ quan chính phủ (ví dụ: Transport for NSW, VicRoads) và cần có sự chấp thuận của các bên liên quan (ví dụ: cộng đồng địa phương, các nhóm môi trường). Cầu xếp chồng thép được thiết kế theo AS 5100 đơn giản hóa việc tuân thủ bằng cách: Đáp ứng các tiêu chuẩn quy định: Các cơ quan chính phủ ở Úc công nhận AS 5100 là tiêu chuẩn về an toàn cầu. Cầu xếp được thiết kế theo tiêu chuẩn có nhiều khả năng nhanh chóng nhận được sự chấp thuận theo quy định, giảm sự chậm trễ của dự án. Giải quyết các mối quan tâm về môi trường: Hướng dẫn bảo trì của AS 5100.6 bao gồm các biện pháp giảm thiểu tác động đến môi trường—ví dụ: ngăn chặn rò rỉ dầu từ hệ thống thủy lực và thu gom các mảnh vụn từ sàn giàn. Điều này giải quyết mối lo ngại của các nhóm môi trường, vốn thường phản đối các công trình tạm thời có nguy cơ gây ô nhiễm đường thủy hoặc hủy hoại hệ sinh thái. Đảm bảo an toàn công cộng: Đối với cầu xếp được sử dụng cho giao thông công cộng (ví dụ: trong quá trình bảo trì cầu), các yêu cầu an toàn của AS 5100 (ví dụ: chiều cao lan can, sàn chống trượt) đáp ứng mong đợi của cộng đồng địa phương. Điều này làm giảm sự phản đối của công chúng đối với dự án, điều có thể gây ra sự chậm trễ tốn kém. Khi các dự án xây dựng cầu quy mô lớn trở nên phức tạp hơn (ví dụ: nhịp dài hơn, môi trường khắc nghiệt hơn) và tập trung nhiều hơn vào tính bền vững và thông minh, các cầu xếp thép được thiết kế theo AS 5100 dự kiến sẽ phát triển theo một số hướng chính. Các xu hướng và triển vọng trong tương lai được trình bày dưới đây: Phiên bản mới nhất của AS 5100 (2024) bao gồm các điều khoản để tích hợp hệ thống giám sát tình trạng kết cấu (SHM) vào cầu—bao gồm cả kết cấu giàn thép tạm thời. Hệ thống SHM sử dụng các cảm biến (ví dụ: máy đo biến dạng, máy đo gia tốc, cảm biến ăn mòn) để thu thập dữ liệu thời gian thực về hiệu suất của giàn, cho phép chủ động bảo trì và phát hiện sớm các khuyết tật. Cầu xếp chồng thép trong tương lai theo AS 5100 có thể sẽ có tính năng: Mạng cảm biến không dây: Các cảm biến nhỏ, chạy bằng pin được gắn vào dầm và cọc chính sẽ truyền dữ liệu đến nền tảng trung tâm, loại bỏ nhu cầu kết nối có dây (dễ bị hư hỏng trong môi trường xây dựng). Phân tích dữ liệu được hỗ trợ bởi AI: Các thuật toán học máy sẽ phân tích dữ liệu SHM để xác định các mẫu biểu thị các vấn đề về cấu trúc—ví dụ: độ biến dạng bất thường ở dầm chính có thể báo hiệu việc bu lông bị lỏng. Điều này sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào việc kiểm tra thủ công, vốn tốn thời gian và dễ xảy ra lỗi của con người. Cảnh báo theo thời gian thực: Hệ thống SHM sẽ gửi cảnh báo đến người quản lý dự án nếu tải vượt quá giới hạn thiết kế hoặc một bộ phận nào đó có dấu hiệu hư hỏng. Ví dụ, nếu một cần cẩu nặng hơn 200 tấn đi qua giàn, hệ thống sẽ kích hoạt cảnh báo, cho phép đội tạm dừng hoạt động và kiểm tra kết cấu. Sự tích hợp này sẽ nâng cao độ an toàn và độ tin cậy của cầu xếp thép, đặc biệt là trong các dự án quy mô lớn, nơi thời gian ngừng hoạt động rất tốn kém. Nó cũng sẽ phù hợp với trọng tâm của AS 5100 về quản lý vòng đời, vì dữ liệu SHM có thể được sử dụng để tối ưu hóa lịch trình bảo trì và kéo dài tuổi thọ sử dụng của giàn. Tính bền vững là ưu tiên ngày càng tăng trong xây dựng cầu quy mô lớn, được thúc đẩy bởi các quy định của chính phủ (ví dụ: mục tiêu Không phát thải ròng vào năm 2050 của Úc) và nhu cầu của các bên liên quan. Cầu xếp chồng thép trong tương lai được thiết kế theo AS 5100 sẽ sử dụng vật liệu mới giúp giảm tác động đến môi trường trong khi vẫn duy trì hiệu suất: Hợp kim thép cường độ cao: Các loại thép tiên tiến như Q690 (cường độ chảy ≥690 MPa) sẽ thay thế thép Q355B truyền thống. Các hợp kim này bền hơn và nhẹ hơn, giảm lượng thép cần thiết cho giàn (tới 30%) và giảm lượng khí thải carbon từ sản xuất thép. AS 5100.4 dự kiến sẽ cập nhật các thông số kỹ thuật vật liệu của mình để đưa các hợp kim có độ bền cao này vào các phiên bản sửa đổi trong tương lai. Thép tái chế: Việc sử dụng thép tái chế (ví dụ từ những cây cầu đã ngừng hoạt động hoặc chất thải công nghiệp) sẽ tăng lên. Thép tái chế có lượng khí thải carbon thấp hơn 75% so với thép nguyên chất và AS 5100.4 đã cho phép sử dụng nếu đáp ứng các yêu cầu về độ bền và độ dẻo của tiêu chuẩn. Lớp phủ sinh học: Lớp phủ chống ăn mòn truyền thống (ví dụ: sơn epoxy) có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch. Cầu giàn trong tương lai có thể sử dụng lớp phủ sinh học (ví dụ, làm từ đậu nành hoặc dầu hạt lanh), có khả năng phân hủy sinh học và có lượng phát thải VOC (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) thấp hơn. AS 5100.4 có thể sẽ bao gồm các hướng dẫn cho các lớp phủ này khi chúng được phổ biến rộng rãi hơn. Những vật liệu này không chỉ làm giảm tác động môi trường của cầu xếp thép mà còn cải thiện độ bền của chúng. Ví dụ, hợp kim thép cường độ cao có khả năng chống mỏi tốt hơn, kéo dài tuổi thọ của giàn, trong khi lớp phủ gốc sinh học ít độc hại hơn, giảm rủi ro sức khỏe cho công nhân xây dựng. Khi các dự án cầu quy mô lớn chuyển sang những môi trường đầy thách thức hơn (ví dụ: đại dương sâu hơn, thung lũng rộng hơn), nhu cầu về cầu ống thép nhịp lớn sẽ tăng lên. Các thiết kế trong tương lai theo AS 5100 sẽ vượt qua các giới hạn về chiều dài nhịp giàn và khả năng thích ứng: Khoảng cách dài hơn: Sử dụng dầm chính kiểu giàn (ví dụ: giàn tam giác hoặc giàn Warren) và các trụ đỡ bằng dây văng, cầu xếp bằng thép sẽ có thể đạt được nhịp lên tới 50 mét—gấp đôi nhịp thông thường hiện nay là 25 mét. Hướng dẫn tính toán tải trọng của AS 5100.2 sẽ cần được cập nhật để giải quyết sự phân bổ tải trọng duy nhất của các kết cấu nhịp dài này. Nền tảng thích ứng: Đối với các dự án trong môi trường động (ví dụ: lòng sông hoặc đáy biển dịch chuyển), cầu xếp sẽ sử dụng nền móng thích ứng—chẳng hạn như cọc thép dạng ống lồng có thể được điều chỉnh theo những thay đổi của mặt đất. AS 5100.4 có thể sẽ bao gồm các tiêu chí thiết kế cho các nền móng này, đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu về độ ổn định của tiêu chuẩn. Mở rộng mô-đun: Cầu xếp trong tương lai sẽ được thiết kế để dễ dàng mở rộng—ví dụ: thêm làn đường bổ sung để đáp ứng nhiều phương tiện giao thông hơn hoặc kéo dài chiều dài để bao phủ các khu vực xây dựng mới. Tính mô-đun này sẽ phù hợp với trọng tâm của AS 5100 về tính linh hoạt, giảm nhu cầu xây dựng các cây cầu giàn mới để mở rộng dự án.
Địa chỉ tầng 10, tòa nhà 1, số 188 đường Changyi, quận Baoshan, Thượng Hải, Trung Quốc Điện thoại 86-1771-7918-217
chi tiết tin tức
Cầu xếp thép AS 5100 được sử dụng như thế nào trong xây dựng cầu nhịp lớn?
2025-10-30
1. Giới thiệu
2. Cầu xếp chồng thép: Định nghĩa, đặc điểm kết cấu và miền ứng dụng
2.1 Định nghĩa cầu xếp chồng thép
2.2 Đặc điểm kết cấu của cầu xếp chồng thép
2.3 Miền ứng dụng của cầu xếp chồng thép
3. Tiêu chuẩn thiết kế cầu AS 5100: Tổng quan, nội dung cốt lõi và ưu điểm
3.1 Định nghĩa và bối cảnh của AS 5100
3.2 Nội dung cốt lõi của AS 5100 liên quan đến cầu xếp chồng thép
4. Ưu điểm ứng dụng của cầu xếp thép theo AS 5100 trong xây dựng cầu quy mô lớn
4.1 Tăng cường an toàn kết cấu và giảm thiểu rủi ro
4.2 Cải thiện hiệu quả xây dựng và tiết kiệm chi phí
4.3 Khả năng thích ứng với các điều kiện dự án phức tạp
4.4 Tuân thủ các yêu cầu pháp lý và các bên liên quan
5. Xu hướng và triển vọng tương lai của cầu xếp thép theo AS 5100
5.1 Tích hợp công nghệ giám sát thông minh
5.2 Áp dụng vật liệu bền vững và hiệu suất cao
5.3 Phát triển các thiết kế giàn có nhịp lớn và thích ứng
Liên kết nhanh
Liên lạc nhanh
Thông tin của chúng tôi
Đăng ký bản tin của chúng tôi để được giảm giá và nhiều hơn nữa.
Chính sách bảo mật |
Sơ đồ trang web
| Trung Quốc Chất lượng tốt Cầu thép Bailey Nhà cung cấp. 2024-2025 EVERCROSS BRIDGE TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO.,LTD. . Đã đăng ký Bản quyền.
