Công nghệ hàn mới được áp dụng tại chung cư ở Hà Đông.

Thạc sĩ Hoàng Đức Long, Viện nghiên cứu cơ khí đã nghiên cứu và ứng dụng thành công một phương pháp hàn mới, đó là hàn điện xỉ áp lực để hàn nối đối đầu cốt thép phục vụ xây dựng các khu nhà cao tầng, với chất lượng mối hàn cao hơn, giá thành rẻ hơn. Công trình “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ và thiết kế chế tạo thiết bị hàn điện xỉ hàn đối đầu cốt thép trong bê tông nhà cao tầng” của anh đã giành giải nhì giải thưởng VIFOTEC năm 2010.



Lâu nay để xây dựng cầu cống, mái che sân vận động, nhà ở cao tầng... người ta thường sử dụng các phương pháp nối cốt thép bằng cách nối buộc chồng, nối dập ép, nối bằng ống ren và nối hàn tiếp xúc... Nhưng các phương pháp này vẫn còn không ít nhược điểm như tiêu tốn cốt thép, năng suất thấp, giá thành cao, chất lượng còn hạn chế.

Năm 2008, thạc sĩ Hoàng Đức Long, Phòng thí nghiệm trọng điểm, Viện nghiên cứu cơ khí, lần đầu tiên triển khai và thực hiện đề tài nghiên cứu, ứng dụng công nghệ hàn điện xỉ áp lực để hàn nối đối đầu cốt thép trong bê tông nhà cao tầng. Từ nguyên lý cơ bản: dùng công nghệ hàn điện xỉ để nung chảy hai đầu cây thép hàn, đồng thời tác dụng lực ép để tạo thành mối hàn, thạc sĩ Long mô tả cây thép phía dưới được nối với cực âm (-) của máy thông qua một kìm hàn, cây thép phía trên được nối với cực dương (+) của máy hàn thông qua một kìm hàn khác. Đồ gá hàn được thiết kế đặc biệt để có thể điều chỉnh được khoảng cách giữa hai cây thép, đồng thời tạo ra lực ép khi kết thúc quá trình hàn.

Với cách hàn như vậy, cây thép phía dưới sẽ là vật hàn, còn cây thép phía trên là điện cực hàn điện xỉ. Hiện tượng phóng hồ quang ở nhiệt độ rất cao sẽ làm nóng chảy toàn bộ bề mặt tiết diện ngang của hai đầu cây thép, mặt khác làm nóng chảy thuốc hàn chung quanh tạo thành bể xỉ. Dòng điện đốt nóng bể xỉ ở nhiệt độ cao, khiến bề mặt các cây thép tiếp tục bị nung chảy đủ để liên kết tạo thành mối hàn. Đồ gá hàn sẽ thực hiện chu trình ép hai đầu cây thép đã nóng chảy tạo thành mối hàn có tiết diện ngang lớn hơn tiết diện của cây thép. Cho nên chất lượng mối hàn cao, không rỗ, không ngậm xỉ và không cần kim loại bù, tạo mối hàn bóng, thẩm mỹ, mặt khác cơ tính tại mối hàn tăng, làm cho khả năng liên kết với bê tông tốt hơn.

Theo thạc sỹ Hoàng Đức Long, thì so với các phương pháp truyền thống đang thực hiện, công nghệ hàn nối đối đầu bằng hàn điện xỉ áp lực có các ưu điểm. Trước hết trang thiết bị hàn gọn nhẹ, dễ sử dụng , có thể thao tác thuận lợi tại các vị trí khác nhau: thẳng đứng, nằm xiên, trong không gian chật hẹp hoặc những trụ thép có nhiều cây cốt thép. Phương pháp hàn điện xỉ áp lực có thể hàn nối các loại cốt thép có tiết diện ngang khác nhau: tròn, vuông, ô van, tam giác, chữ nhật hoặc nối các cốt thép có kích thước khác nhau. Lực ép hai đầu cốt thép không cần quá lớn so với hàn đối đầu tiếp xúc, do vậy đồ gá hàn gọn nhẹ và giá thành thấp.... Đề tài đã được kiểm chứng qua thực tế tại các công trình như khu chung cư và văn phòng (25 tầng) ở đường Quang Trung, Quận Hà Đông (Hà Nội ), do Công ty TNHH xây dựng và thương mại Bình Vượng làm chủ đầu tư. Kho bạc Nhà nước Cần Thơ do Công ty Xây lắp và vật tư xây dựng số 8 thi công. Đồng thời, tác giả và nhóm cộng sự cũng đã cung cấp thiết bị và công nghệ hàn điện xỉ áp lực cho một đơn vị thuộc Tổng Công ty Xây dựng Thuỷ lợi 4 ở miền Trung...

Thẩm định, đánh giá của các chuyên gia khoa học vật liệu cho thấy đề tài của tác giả Hoàng Đức Long đã ứng dụng thành công một phương pháp hàn nối cốt thép hoàn toàn mới ở nước ta, để hàn nối thép cây phục vụ xây dựng các công trình lớn. Điều đáng nói là với công nghệ hàn điện xỉ thông thường, cần cung cấp kim loại bù dể hình thành mối hàn nhưng ở đây để hàn nối cốt thép người thợ sử dụng kim loại nóng chảy của cây thép hàn để tạo mối hàn thông qua lực ép mà không cần kim loại bù. Mặt khác quá trình vận hành, thao tác đơn giản, thuận tiện; thời gian thực hiện một mối hàn ngắn nên năng suất cao, lại tiết kiệm thép, que hàn và dây buộc, dĩ nhiên giá thành hạ so với các kiểu nối cốt thép truyền thống. Mà theo tính toán thì đơn giá mối hàn điện xỉ áp lực thấp hơn nhiều so với mối nối buộc chồng (từ 11-76%), và nối bằng ren (từ 31-60%) tuỳ theo đường kính cây thép.

Với các ưu thế về tính mới, sáng tạo, hiệu quả kinh tế và phạm vi ứng dụng rộng rãi, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ và thiết kế chế tạo thiết bị hàn điện xỉ hàn đối đầu cốt thép trong bê tông nhà cao tầng” của Thạc sĩ Long đã được Hội đồng Giám khảo giải thưởng VIFOTEC năm 2010 tặng giải Nhì cuộc thi.

Nguồn:NDĐT

Read More...

Sửa chữa, gia cố công trình bằng cách sử dụng công nghệ dán bản thép và dự ứng lực ngoài đã được áp dụng để sửa chữa và tăng cường kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép và dự ứng lực cũng như cầu thép và cầu bê tông cốt thép trên thế giới đã lâu. Công nghệ này có ưu điểm dễ thực hiện, giá thành không cao.

Phương pháp dễ thực hiện, giá thành không cao

Công nghệ tăng cường kết cấu bằng DƯL ngoài được sử dụng khá phổ biến trên thế giới từ khá lâu. Tại Việt Nam, phương pháp này được sử dụng cho tăng cường kết cấu nhịp cầu BTCT và kết cấu thép - bê tông liên hợp. Công nghệ dán bản thép này có mục đích hạn chế độ mở rộng vết nứt và tăng thêm thép ở khu vực chịu kéo của dầm.



Biện pháp này thường được sử dụng cho cầu BTCT thường, trong trường hợp cốt thép chủ ở khu vực chịu kéo bị gỉ, đáy dầm có nhiều vết nứt theo phương thẳng đứng ở khu vực giữa chiều dài nhịp dầm. Ở đây có thể kết hợp dán bản thép với việc bổ sung cốt thép vào khu vực chịu kéo.

Công nghệ dán bản thép có ưu điểm dễ thực hiện, giá thành không cao, thời gian ngừng giao thông không lâu. Do bản thép chỉ tham gia chịu hoạt tải nên tăng được khả năng chịu lực không nhiều. Rất khó có giải pháp để bản thép dán thêm tham gia chịu tĩnh tải.

Tuy nhiên các chuyên gia khuyến cáo công nghệ này chỉ nên dùng cho các dầm BTCT thường. Ở vùng momen âm muốn dán được bản thép phải bóc lớp phủ mặt cầu, dán xong bản thép mới phủ lại lớp phủ mặt cầu.

Ứng dụng công nghệ DƯL ngoài cho cầu tại VN

Ở Việt Nam, dự ứng lực ngoài thường được áp dụng cho các mục đích như thay thế cho cáp DƯL ngang đã bị đứt trong các dầm lắp ghép loại 24,7m và 18,6m... Giải pháp này thường được áp dụng kết hợp với giải pháp đổ thêm lớp bản BT có lưới thép trên cánh dầm.

Dự ứng lực ngoài theo chiều dọc cầu nhằm tạo ra một ứng suất ngược dấu với ứng suất do tải trọng sinh ra cho bê tông ở khu vực kéo của dầm, vì vậy đối với vùng chịu momen dương thì trọng tâm của nhóm cáp DƯL ngoài lệch về phía dưới, ngược lại trọng tâm lệch về phía trên cho vùng có momen âm; cũng có trường hợp trọng tâm của nhóm cáp rất gần trục trung hòa nhằm tăng ứng suất nén trong toàn bộ tiết diện để khi căng kéo cáp DƯL dầm không bị nứt.

Để bố trí neo và ụ chuyển hướng cho cáp DƯL ngoài thường làm thêm dầm ngang neo và dầm ngang chuyển hướng khi chỉ kéo cáp thẳng thì không cần dầm ngang chuyển hướng (trường hợp cầu Vĩnh Điện cũ). Với các cầu có nhiều nhịp giản đơn có thể liên tục hóa thành các liên, mỗi liên có từ 2-5 nhịp giản đơn, khi đó sẽ giảm được khe co giãn, đồng thời tĩnh tải tính theo sơ đồ các nhịp giản đơn, hoạt tải theo sơ đồ các nhịp liên tục.

Phương pháp này được áp dụng ở cầu Đa Phúc (Hà Nội). Trường hợp cầu Đoan Hùng (Phú Thọ) trước đây là cầu 5 nhịp giản đơn nay đã liên tục hóa thành cầu liên tục 5 nhịp 24m. Cầu Tân An cũ cũng được thiết kế tăng cường bằng DƯL ngoài, trong đó các nhịp BTCT DƯL 24,7m được nối 2, 3 nhịp thành 1 liên; ngoài ra còn sử dụng DƯL ngoài để tăng cường cho cả nhịp thép.

Nhà khoa học thuộc Trường ĐH GTVT Nguyễn Mạnh Hải cho biết, công nghệ DƯL dễ thực hiện, giá thành không cao, có thể áp dụng được cho cả cầu BTCT thường, kết cấu BT DƯL và kết cấu thép - bê tông liên hợp. Phương pháp này làm tăng tĩnh tải không nhiều.

Có một số cầu được thử tải cả trước và sau khi tăng cường, nếu có cùng sơ đồ, cùng tải trọng thử ứng suất cũng như độ võng do tải trọng sinh ra đo được chênh lệch không nhiều, chứng tỏ DƯL ngoài không làm tăng độ cứng chống uốn của dầm, khi muốn làm giảm độ võng thì không thể áp dụng phương pháp này. Nhược điểm này không thu hẹp phạm vi áp dụng của DƯL ngoài vì theo kinh nghiệm đã được đúc rút trong cả thiết kế cầu mới và khi kiểm định cầu cũ rất ít khi cầu có độ võng do hoạt tải sinh ra khi không xét hoặc có xét hệ số xung kích gần bằng độ võng cho phép lấy thép quy trình cũ hay mới.

Các nhà khoa học cũng khuyến cáo, phương pháp này chỉ nên áp dụng cho các kết cấu có chất lượng bê tông còn tốt, có đủ không gian bố trí ụ neo. DƯL ngoài cũng tăng khả năng chống cắt cho công trình không nhiều do đó khi tăng cường kết cấu bằng DƯL ngoài cần chú ý các giải pháp tăng khả năng chịu cắt cho công trình.

Đối với kết cấu cần tăng cường khả năng chịu nén, nén uốn đồng thời và chịu xoắn thì không áp dụng được công nghệ DƯL ngoài. Để tăng cường khả năng chịu lực kết cấu dạng dầm hộp, kết cấu bản mặt cầu theo phương ngang cầu thì không áp dụng được công nghệ DƯL ngoài.

Nguồn tin:GTVT

Theo: Thép hộp, thép vuông, ống thép, sắt thép Bảo Luân

Read More...