Hướng dẫn về cầu Bailey: Thông số kỹ thuật, khả năng chịu tải và cách sử dụng

Cầu Bailey là gì và tại sao ngày nay nó vẫn còn quan trọng

A Cầu Bailey là một cây cầu giàn thép mô-đun đúc sẵn được xây dựng từ các tấm tiêu chuẩn được bắt vít với nhau mà không cần hàn hoặc cần cẩu hạng nặng. Một nhóm nhỏ có thể xây dựng một làn đường đơn vượt qua khoảng trống từ 20 đến 30 mét trong một ngày bằng cách sử dụng dụng cụ cầm tay, con lăn và mũi phóng, sau đó tháo nó ra và chuyển đến địa điểm tiếp theo sau khi công việc hoàn thành. Sự kết hợp giữa tốc độ, khả năng tái sử dụng và khả năng chịu tải đó là lý do tại sao thiết kế này vẫn được sử dụng trong hơn 80 năm, từ những đoạn vượt sông thời chiến đến những con đường khai thác hiện đại, các dự án khắc phục lũ lụt và các tuyến đường tiếp cận nông thôn.

Bản thân các bảng là cốt lõi của hệ thống: mỗi bảng đo lường Dài 3,048 mét và cao 2,15 mét , và chúng ghim lại với nhau và xếp chồng lên nhau thành từng lớp để tạo thành các giàn có độ bền gần như bất kỳ. Cấu hình đơn đơn xử lý lưu lượng phương tiện hạng nhẹ trong các nhịp ngắn, trong khi cấu hình xếp chồng đôi hoặc gấp ba đẩy cùng một bảng điều khiển cơ bản vào một cấu trúc dành cho xe tải hạng nặng, xe kéo khai thác mỏ hoặc đoàn xe quân sự vượt qua các nhịp dài tới 60 mét trên một bộ tiêu chuẩn và hơn thế nữa với các biến thể dòng được gia cố hoặc dòng nhỏ gọn.

Điều khiến thiết kế đáng được hiểu chi tiết không chỉ là kích thước của bảng điều khiển mà còn ở logic cơ bản: mọi thành phần đều có thể hoán đổi cho nhau, mọi kết nối đều là cơ khí chứ không phải hàn tại chỗ và toàn bộ cấu trúc có thể được thay đổi kích thước bằng cách thêm hoặc loại bỏ các bộ phận được tiêu chuẩn hóa thay vì thiết kế lại từ đầu. Logic đó là điều mà phần còn lại của hướng dẫn này giải thích, từng phần, từ lịch sử của hệ thống cho đến cách nhóm dự án thực sự lựa chọn và duy trì hệ thống ngày nay.

Nguồn gốc và cách thiết kế phát triển thành các hệ thống nhỏ gọn hiện đại

Cầu Bailey ban đầu được thiết kế bởi kỹ sư người Anh Donald Bailey vào đầu những năm 1940 để giải quyết vấn đề trên chiến trường: quân đội cần phải vượt qua những cây cầu bị thổi bay và dòng sông ngập lụt nhanh hơn những công trình thép cố định có thể được xây dựng. Hệ thống bảng điều khiển và chốt có nghĩa là các bộ phận có thể được sản xuất giống hệt nhau ở quy mô lớn, vận chuyển bằng xe tải tiêu chuẩn và được lắp ráp bởi những người lính không được đào tạo chuyên môn. Các báo cáo thực địa từ thời kỳ đó ghi nhận thiết kế này đã cho phép các đơn vị tiến theo kịp lực lượng đang rút lui thay vì dừng lại ở mỗi ngã tư bị hư hỏng.

Ba lựa chọn thiết kế đã biến điều đó thành hiện thực và chúng đáng được đặt tên vì chúng vẫn xác định dòng sản phẩm hiện đại:

Một kích thước bảng điều khiển duy nhất có thể được sản xuất với số lượng lớn tại nhiều nhà máy và có thể hoán đổi cho nhau giữa các lô.
Một hệ thống kết nối chốt không cần hàn, không cần bu lông cần thông số mô-men xoắn chính xác và không cần thợ lành nghề tại chỗ.
Phương pháp phóng côngxon cho phép cấu trúc vượt qua khoảng trống mà không cần cần trục đặt ở bờ xa.

Sau chiến tranh, logic tương tự được áp dụng vào ngành kỹ thuật dân dụng. Các cơ quan ứng phó thiên tai đã áp dụng nó cho những con đường bị cuốn trôi, các công ty khai thác mỏ đã sử dụng nó để tiếp cận các mỏ quặng ở vùng sâu vùng xa và chính quyền nông thôn đã sử dụng nó để thay thế những cây cầu gỗ bị sập mà không cần phải chờ đợi nhiều năm để có được kết cấu bê tông vĩnh cửu. Kể từ đó, các nhà sản xuất đã cải tiến loại thép ban đầu, dung sai của tấm và các chốt nối thành dòng nhỏ gọn nhẹ hơn, độ bền cao hơn, mang nhiều tải trọng trên mỗi kg thép hơn so với nguyên bản thời chiến, trong khi vẫn giữ nguyên logic lắp ráp cốt lõi đã giúp cây cầu trở nên hữu ích ngay từ đầu.

Sự phát triển rõ ràng nhất trong các thế hệ sản phẩm gần đây là sự chuyển đổi sang các dòng sản phẩm tấm nhỏ gọn giúp giảm tổng trọng lượng thép trên mỗi mét nhịp trong khi tăng tải trọng định mức. Trong trường hợp cầu ván thế hệ đầu có thể cần giàn ba ba để chở đầy tải trên đường cao tốc, thì ván cầu nhỏ gọn hiện đại sẽ đạt được công suất tương đương với ít lớp hơn, trực tiếp cắt giảm thời gian lắp ráp và khối lượng vận chuyển. Hiệu quả đạt được là lý do chính khiến thiết kế này bắt kịp với các đội xe hiện đại hạng nặng hơn thay vì bị thay thế bằng các khái niệm cầu nối mới hơn.

Thông số kỹ thuật: Tấm, cấp thép và phạm vi nhịp

Cầu bảng kiểu Bailey hiện đại thường được chế tạo từ Thép kết cấu cường độ cao S355 , loại được chọn vì nó có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng thuận lợi cho các bộ phận vẫn cần được nâng và vận chuyển bằng tay hoặc máy móc hạng nhẹ tại chỗ. Các thành viên chéo có một tập hợp nhỏ các chiều rộng đường tiêu chuẩn để cùng một bảng điều khiển có thể hỗ trợ các đường giao cắt quân sự và cứu trợ thiên tai một làn hoặc đường dân sự hai làn rộng hơn.

Kích thước tấm và mặt cầu điển hình được sử dụng trên các hệ thống cầu kiểu Bailey phổ biến.
thành phần	Kích thước tiêu chuẩn	Ghi chú
giàn giàn	3.048m x 2.15m	Bu lông cạnh nhau và trong các lớp xếp chồng lên nhau
Chiều rộng đường, một làn đường	3,15m	Phổ biến cho các đường giao cắt nông thôn và khẩn cấp
Chiều rộng đường, tiêu chuẩn	4,20m	Phù hợp với hầu hết các xe tải và thiết bị nông nghiệp
Chiều rộng đường, làn đường đôi	7,35m	Giao thông hai chiều trên các tuyến đường có lưu lượng cao hơn
Phạm vi nhịp điển hình	10m đến 60m (bộ tiêu chuẩn)	Dòng sản phẩm nhỏ gọn và được gia cố còn vượt xa hơn thế nữa
Phạm vi đa nhịp mở rộng	Lên đến 300m	Đạt được với các trụ trung gian giữa các phần

Nhịp và tải trọng không phải là số cố định đối với Cầu Bailey; chúng phụ thuộc vào số lượng lớp bảng và số lượng hợp âm cạnh nhau được sử dụng trong giàn. Giàn đơn đơn che các khoảng trống ngắn hơn khi tải trọng nhẹ hơn, giàn đơn đôi hoặc giàn ba đơn tăng cường sức mạnh cho các nhịp trung bình và giàn đôi đôi hoặc ba đôi là thứ mà các kỹ sư hướng tới khi đường ngang cần chở xe tải đã tải, rơ moóc khai thác mỏ hoặc xe bánh xích trên quãng đường dài hơn.

Đọc quy ước đặt tên giàn

Mẫu đặt tên được sử dụng trong toàn ngành tuân theo một logic đơn giản khi nó được đánh vần. Từ đầu tiên mô tả có bao nhiêu tấm nằm cạnh nhau theo hướng ngang và từ thứ hai mô tả có bao nhiêu lớp được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc. Giàn đơn có chiều rộng một tấm và chiều cao một tấm; một đôi có hai tấm rộng và hai tấm cao, v.v. Việc đọc bảng thông số kỹ thuật sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều khi mẫu đó rõ ràng, bởi vì hai từ giống nhau cũng cho bạn biết đại khái lượng thép, thời gian lắp ráp và khả năng chịu tải của một giàn nhất định so với các giàn khác trong họ.

Phần cứng kết nối bảng điều khiển

Mỗi bảng kết nối với các bảng lân cận thông qua các chốt thép thẳng đứng được điều khiển thông qua các vấu lồng vào nhau được đúc vào các đầu của bảng, được cố định bằng một kẹp khóa gọi là bộ giữ chốt bảng. Phương pháp kết nối này cho phép lắp ráp mà không cần hàn: các chốt có thể được đóng và tháo bằng búa, đồng thời có thể kiểm tra bằng mắt các kẹp giữ trong quá trình kiểm tra mà không cần bất kỳ dụng cụ chuyên dụng nào. Các thanh ngang, các dầm ngang kéo dài giữa các giàn và chịu sàn, kết nối với các tấm thông qua một hệ thống giá đỡ riêng biệt cũng dựa vào các chốt thay vì bu lông cần cờ lê mô-men xoắn, giữ cho toàn bộ cấu trúc có thể sử dụng được tại hiện trường với thiết bị tối thiểu.

Khả năng chịu tải: Cầu Bailey thực sự có thể chở được những gì

Một điểm tham chiếu chung là cấu hình một làn tiêu chuẩn hỗ trợ tải trong phạm vi 20 đến 40 tấn , bao gồm hầu hết các xe tải giao hàng, thiết bị nông nghiệp và xe quân sự hạng nhẹ. Việc thêm các tấm giàn hoặc chuyển sang cấu hình đôi hoặc ba sẽ nâng mức trần đó lên đáng kể và các hệ thống nhỏ gọn hạng nặng được chế tạo để khai thác mỏ và hậu cần đường cao tốc được thiết kế để thực hiện xe moóc có tải trọng lên tới 100 tấn qua các nhịp có thể kéo dài tới 300 mét khi được xây dựng ở các đoạn nhiều nhịp với các trụ trung gian.

Bốn biến quyết định số lượng trong thế giới thực cho bất kỳ lần vượt biển nào:

Cấu hình giàn: các lớp bảng đơn, đôi hoặc ba được xếp chồng lên nhau và ghép nối thay đổi đường dẫn tải một cách đáng kể.
Loại thép và tình trạng của tấm thép: thép có độ bền cao hơn và các tấm không bị ăn mòn hoặc nứt do mỏi giữ được công suất định mức lâu hơn.
Chiều dài nhịp: các nhịp dài hơn không được chống đỡ cần có thêm cốt thép hoặc các trụ trung gian để giữ độ võng trong giới hạn an toàn.
Chiều rộng sàn và các thanh ngang: sàn rộng hơn phân bổ tải trọng trục khác với sàn một làn hẹp.

Các kỹ sư xác định kích thước một cây cầu xung quanh phương tiện nặng nhất dự kiến sẽ đi qua nó chứ không phải phương tiện trung bình và thông lệ tiêu chuẩn là thiết kế ở mức cao hơn tải trọng trục dự đoán tối đa thay vì chạy qua đường ở giới hạn lý thuyết.

Xếp hạng tải trọng liên quan đến xe thật như thế nào

Tải số liệu trên bảng thông số kỹ thuật chỉ trở nên hữu ích khi được dịch sang các phương tiện mà dự án thực sự mong đợi. Ví dụ, một máy trộn bê tông có tải thường nằm trong phạm vi tổng trọng lượng từ 25 đến 30 tấn, nằm trong phạm vi xếp hạng một làn tiêu chuẩn. Ngược lại, một xe moóc chở hàng khai thác được nạp đầy đủ có thể dễ dàng vượt quá 80 tấn, đó là lý do tại sao các đường dẫn vào khai thác hầu như luôn chỉ định cấu hình gấp đôi hoặc gấp ba thay vì bộ nhẹ nhất hiện có. Việc kết hợp giàn với phương tiện thực tế nặng nhất, bao gồm mọi công trình quá khổ hoặc thiết bị khẩn cấp đôi khi có thể vượt qua, là tính toán quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình lập kế hoạch.

Tải động và rung

Khả năng tải tĩnh chỉ là một phần của bức tranh. Các phương tiện di chuyển tạo ra tải trọng động, nghĩa là các lực tác dụng lên giàn thay đổi khi xe tăng tốc, phanh hoặc vượt tốc độ và các chu kỳ tải và dỡ tải lặp đi lặp lại góp phần gây ra hiện tượng mỏi kim loại lâu dài ở các kết nối chốt. Đây là lý do tại sao giới hạn tốc độ thường được dán trên các cầu bảng tạm thời và tại sao lưu lượng giao thông đông đúc hơn hoặc thường xuyên hơn lại biện minh cho việc lựa chọn giàn bảo thủ hơn so với chỉ đề xuất chỉ số tĩnh trần.

Cầu Bailey đi lên như thế nào: Phương pháp hạ thủy

Đặc điểm nổi bật của hệ thống là phóng đúc hẫng . Các đội lắp ráp giàn trên các con lăn ở bờ gần, gắn mũi phóng bằng thép nhẹ vào phần đầu trước và đẩy cấu trúc đang phát triển ra khỏi từng phần khoảng trống. Bởi vì mũi cầu nhẹ hơn giàn chính nên nó làm giảm mômen lật trong khi cây cầu vẫn không được hỗ trợ ở phía xa, cho phép kết cấu vươn ngang qua mà không cần cần cẩu nâng nó vào đúng vị trí.

Một trình tự điển hình trông như thế này:

Khảo sát địa điểm, xác nhận khoảng cách khoảng cách và san bằng sàn làm việc bằng đường lăn ở bờ gần.
Bu lông các tấm giàn vào cấu hình đã chọn, thêm các thanh ngang và thanh giằng khi sàn đã thành hình.
Gắn mũi phóng và bắt đầu đẩy cụm về phía trước trên các con lăn, thêm các tấm ở phía sau khi phía trước tiến lên.
Khi mũi đã chạm đến bờ xa, hãy hạ kết cấu xuống các ổ trục và tháo các con lăn và mũi.
Lắp đặt sàn, lan can và đường dốc tiếp cận, sau đó kiểm tra tải trọng trước khi mở lối qua đường cho xe cộ qua lại.

Bởi vì mọi bộ phận đều bắt vít hoặc ghim lại với nhau nên cùng một đội có thể đảo ngược quy trình một cách nhanh chóng, đó là lý do tại sao thiết kế vẫn là lựa chọn mặc định khi đường giao nhau thực sự là tạm thời hoặc cần phải di dời khi dự án di chuyển dọc theo tuyến đường.

Quy mô thuyền viên và nhu cầu thiết bị

Một trong những ưu điểm thiết thực nhất của phương pháp lao là yêu cầu ít thiết bị hơn so với việc nâng nhịp đã hoàn thiện vào đúng vị trí. Một đội lắp ráp điển hình cho đường băng qua một làn gồm từ tám đến mười lăm người làm việc với các dụng cụ cầm tay, bảng điều khiển và đường lăn đơn giản mà không cần cần trục được định mức cho toàn bộ trọng lượng của giàn đã hoàn thiện. Cấu hình gấp đôi hoặc gấp ba lớn hơn và các dự án nhiều nhịp dài hơn đương nhiên đòi hỏi đội ngũ lớn hơn và máy móc hạng nhẹ như xe nâng hoặc cần cẩu nhỏ để di chuyển các ngăn xếp bảng, nhưng ngay cả những dự án đó cũng tránh được nhu cầu sử dụng thiết bị nâng hạng nặng khi lắp đặt cầu dầm thép thông thường.

Những cân nhắc về chuẩn bị mặt bằng và mố cầu

Tốc độ lắp ráp phụ thuộc rất nhiều vào việc ngân hàng chuẩn bị tốt như thế nào trước khi các tấm pin đến. Mố, kết cấu ở mỗi đầu chịu trọng lượng của cầu xuống đất, cần có bề mặt chịu lực ổn định, bằng phẳng có khả năng xử lý các phản lực tập trung ở mỗi đầu của giàn. Trên nền đất mềm hoặc không ổn định, điều này thường có nghĩa là đặt các miếng đệm chịu lực bằng gỗ hoặc thép, hoặc trong những trường hợp đòi hỏi khắt khe hơn, đổ các móng bê tông nhỏ trước khi bắt đầu lắp ráp. Bỏ qua việc chuẩn bị mố thích hợp là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra vấn đề căn chỉnh trong quá trình hạ thủy, vì vậy các đội có kinh nghiệm coi việc chuẩn bị bờ cũng quan trọng không kém việc lắp ráp giàn.

Cấp thép, chống ăn mòn và tuổi thọ sử dụng

Chất lượng bảng điều khiển là yếu tố phân biệt một cây cầu tồn tại hàng thập kỷ với một cây cầu cần được thay thế sớm. Hầu hết các nhà sản xuất hiện nay đều chế tạo các tấm từ thép S355 và hoàn thiện chúng bằng mạ kẽm nhúng nóng , một quy trình mạ kẽm giúp bảo vệ thép khỏi rỉ sét trong môi trường ngoài trời và ẩm ướt. Các tấm mạ kẽm thường có ước tính tuổi thọ sử dụng trong khoảng 10 đến 25 năm tùy thuộc vào mức độ tiếp xúc với khí hậu, tải trọng giao thông và mức độ thường xuyên kiểm tra và bảo trì đường giao nhau.

Các khu vực ven biển, nhiệt đới và công nghiệp nặng làm tăng tốc độ ăn mòn, do đó, những cây cầu được triển khai trong những điều kiện đó sẽ được hưởng lợi từ việc mạ kẽm dày hơn hoặc lớp phủ bổ sung trên lớp kẽm nền. Lớp phủ chống cháy hoặc phồng rộp cũng được sử dụng trên các cây cầu đi qua hoặc gần các cơ sở có nguy cơ hỏa hoạn, chẳng hạn như nhà máy đóng tàu hoặc nhà máy công nghiệp, nơi lớp phủ gốc nước có hàm lượng VOC thấp đã trở nên phổ biến vì chúng giảm thời gian ngừng bảo trì so với các sản phẩm gốc dung môi cũ.

Tại sao sự lựa chọn cấp thép lại quan trọng hơn sức mạnh

Loại thép ảnh hưởng nhiều hơn đến độ bền kéo thô. Các loại thép cao cấp hơn như S355 cũng có xu hướng mang lại khả năng chống mỏi tốt hơn ở các kết nối chốt, điều này rất quan trọng đối với cấu trúc trải qua các chu kỳ tải lặp đi lặp lại do giao thông qua lại thay vì tải trọng không đổi, không thay đổi của tòa nhà. Một tấm được làm từ thép cấp thấp hơn có thể đáp ứng yêu cầu tải trọng tĩnh trên giấy trong khi bị mòn nhanh hơn tại các điểm kết nối khi có lưu lượng giao thông thực tế, đó là lý do tại sao các nhà sản xuất có uy tín chỉ định hiệu suất mỏi bên cạnh cường độ chảy cơ bản khi mô tả thép của họ.

Độ dày mạ kẽm và phù hợp với môi trường

Không phải tất cả các lớp mạ kẽm đều như nhau. Độ dày lớp phủ, thường được đo bằng micron, phải phù hợp với loại ăn mòn của địa điểm thay vì áp dụng ở một độ dày mặc định duy nhất cho mọi dự án. Một cây cầu được triển khai ở vùng khí hậu nội địa khô có thể hoạt động tốt với độ dày lớp phủ tiêu chuẩn, trong khi một cây cầu được triển khai gần nước biển, khói công nghiệp hoặc ở vùng khí hậu nhiệt đới ẩm liên tục sẽ được hưởng lợi từ lớp kẽm dày hơn hoặc lớp sơn phủ bổ sung để đạt được cùng mục tiêu tuổi thọ sử dụng. Xử lý độ dày mạ như một quyết định cụ thể tại địa điểm thay vì thông số kỹ thuật cố định là một trong những cách rõ ràng nhất để kéo dài số năm sử dụng của cây cầu.

Nơi cầu Bailey được sử dụng ngày nay

Danh sách ứng dụng đã phát triển vượt xa nguồn gốc quân sự của nó. Năm lĩnh vực chiếm phần lớn nhu cầu hiện nay:

Khắc phục thiên tai và ứng phó lũ lụt

Khi lũ lụt hoặc động đất phá hủy một cây cầu đường bộ, việc khôi phục kết nối thường là cách nhanh nhất để nhận được vật tư khẩn cấp, phương tiện vận chuyển y tế và đội sửa chữa di chuyển trở lại. Bởi vì các tấm ván có thể được dự trữ và vận chuyển trong thời gian ngắn, nên việc vượt biển tạm thời có thể hoạt động trở lại sau vài ngày thay vì vài tháng như việc đổ bê tông thay thế. Các cơ quan quản lý tình trạng khẩn cấp ở các khu vực dễ bị lũ lụt thường xuyên lưu kho bảng điều khiển tại các kho trong khu vực để việc giao cắt có thể được khôi phục trong vòng 48 đến 72 giờ kể từ khi có thông báo về sự cố.

Đường khai thác và tiếp cận tài nguyên

Các hoạt động khai thác mỏ thường xuyên cần phải di chuyển các xe tải và xe moóc có tải trọng qua các khe núi, suối hoặc mặt đất không ổn định, nơi một công trình cố định không phù hợp với thời gian hoạt động. Cấu hình giàn đôi hoặc giàn ba được xếp hạng cho xe moóc 100 tấn giúp quặng và thiết bị di chuyển theo lịch trình do mỏ kiểm soát và vì cây cầu có thể được di dời khi đường hầm hoặc đường vận chuyển cạn kiệt nên vốn đầu tư sẽ được chuyển sang giai đoạn tiếp theo của hoạt động thay vì trở thành tài sản bị mắc kẹt.

Thay thế đường nông thôn và thành phố

Chính quyền địa phương sử dụng cầu bảng để giữ cho tuyến đường luôn thông thoáng trong khi thiết kế và cấp vốn thay thế vĩnh viễn hoặc như một giải pháp lâu dài với chi phí thấp hơn trên những con đường nông thôn có lưu lượng giao thông thấp, nơi kết cấu bê tông hoàn chỉnh không hợp lý về mặt kinh tế. Trường hợp sử dụng này đã tăng lên đáng kể khi ngân sách cơ sở hạ tầng nông thôn phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng, do một cây cầu dạng tấm có thể được lắp đặt trong thời gian ngắn và thường chỉ bằng một phần chi phí của kết cấu đúc tại chỗ trong cùng một nhịp.

Hậu cần quân sự và chiến thuật

Trường hợp sử dụng ban đầu vẫn còn hiệu lực: các cầu bảng mô-đun vẫn là một phần của kỹ thuật chiến đấu vì chúng có thể được vận chuyển bằng xe tải tiêu chuẩn, được lắp ráp mà không cần cần cẩu và được xếp hạng theo phân loại tải trọng xác định đối với các phương tiện bánh xích và bánh lốp.

Xây dựng và tiếp cận tiện ích

Các nhà thầu chung sử dụng cầu ván làm đường vận chuyển tạm thời băng qua các hố đào, suối hoặc hành lang tiện ích trong các dự án xây dựng lớn, sau đó di dời công trình sau khi giai đoạn đó của dự án kết thúc. Các công ty tiện ích sử dụng cách tiếp cận tương tự để tiếp cận các tháp truyền tải hoặc các đoạn đường ống băng qua nước hoặc khe núi, nơi mà một cây cầu dẫn cố định sẽ không bao giờ biện minh được chi phí của nó đối với một dự án chỉ cần băng qua trong các chuyến thăm xây dựng và bảo trì.

Cầu Bailey và các loại cầu tạm thời khác

Các nhóm dự án so sánh các phương án cầu thường cân nhắc một cây cầu ván với hai phương án: cầu dầm thép mô-đun hoặc cầu vượt nổi được hỗ trợ bằng sà lan.

So sánh cầu ván với các phương pháp vượt tạm thời thông thường khác.
Loại cầu	Khoảng cách điển hình	Tốc độ lắp ráp	Phù hợp nhất
Cầu Bailey / bảng điều khiển	10m đến 300m	Vài giờ đến vài ngày	Xe hạng nặng, đường ngang di dời, ứng phó thiên tai
Cầu dầm thép mô-đun	Lên đến 40m	1 đến 2 ngày	Đường ngang kiểu cố định ngắn hơn có lối vào bằng cần cẩu
Cầu phao/sà lan nổi	Thay đổi, phụ thuộc vào nước	Giờ	Nước sâu, mực nước dao động, hậu cần hàng hải

Cầu panel giành chiến thắng trên hai mặt trận mà hầu hết các giải pháp thay thế không thể phù hợp cùng một lúc: chúng chịu được tải trọng trục thực sự nặng và chúng có thể được xây dựng mà không cần cần cẩu, điều này cực kỳ quan trọng ở những nơi mà thiết bị nâng hạng nặng đắt tiền hoặc không thể mang vào.

Khi cầu dầm mô-đun có ý nghĩa hơn

Cầu dầm thép mô-đun, được xây dựng từ các phần dầm đúc sẵn được nâng lên bằng cần trục, có thể phù hợp hơn khi đã có sẵn cần cẩu tại chỗ, nhịp ngắn và cầu vượt dự kiến sẽ được giữ nguyên trong nhiều năm mà không cần di dời. Vì cầu dầm sử dụng ít bộ phận lớn hơn, thay vì nhiều tấm nhỏ nên nhân công lắp ráp tại chỗ thấp hơn, mặc dù đổi lại là sự phụ thuộc nhiều hơn vào thiết bị nâng mà cầu tấm đơn giản là không cần.

Khi một cây cầu nổi có ý nghĩa hơn

Cầu phao nổi giải quyết hoàn toàn một vấn đề khác: vượt qua vùng nước có đáy quá sâu, quá mềm hoặc quá thay đổi nên các trụ cố định không thể thực hiện được. Chúng triển khai cực kỳ nhanh chóng và thích ứng với sự thay đổi của mực nước, nhưng chúng không phù hợp với lưu lượng xe tải nặng liên tục như cầu bảng được cấu hình phù hợp và chúng dễ tiếp xúc với dòng chảy, mảnh vụn và điều kiện thời tiết hơn so với cấu trúc cố định trải dài trên mặt nước.

Các yếu tố chi phí và kinh tế dự án

Tổng chi phí dự án cho một cây cầu bảng được chia thành một số hạng mục có thể dự đoán được và việc hiểu chúng giúp người lập kế hoạch dự án lập ngân sách một cách chính xác thay vì bị bất ngờ bởi các chi tiết đơn hàng không nằm trong ước tính ban đầu.

Mua sắm bảng điều khiển và phần cứng, quy mô theo cấu hình giàn và tổng chiều dài nhịp thay vì tỷ lệ cố định trên mỗi mét.
Việc vận chuyển đến địa điểm phụ thuộc nhiều vào khoảng cách và khả năng tiếp cận địa điểm, vì các địa điểm ở vùng sâu vùng xa hoặc miền núi có thể làm tăng thêm chi phí hậu cần đáng kể.
Chuẩn bị mặt bằng, bao gồm phân loại mố, đệm chịu lực hoặc móng cần thiết để hỗ trợ kết cấu đã hoàn thiện.
Nhân công lắp ráp và hạ thủy, thay đổi tùy theo kinh nghiệm của đội và độ phức tạp của giàn nhưng vẫn khiêm tốn so với nhân công xây dựng cầu thông thường.
Kiểm tra và bảo trì liên tục trong suốt thời gian sử dụng, bao gồm sơn lại định kỳ hoặc thay thế phần cứng khi tấm nền bị cũ đi.

Trường hợp kinh tế đối với cầu ván thường mạnh nhất khi việc vượt cầu thực sự là tạm thời, khi tiến độ dự án không thể đáp ứng được số tháng mà một kết cấu cố định yêu cầu hoặc khi cùng một lượng ván cầu sẽ được tái sử dụng trên nhiều địa điểm trong suốt thời gian sử dụng của nó. Bởi vì các thành phần thép vẫn giữ được giá trị bán lại và tái sử dụng, nên chi phí hiệu quả cho mỗi dự án sẽ giảm đáng kể đối với các tổ chức triển khai lại cùng một lượng hàng tồn kho nhiều lần thay vì coi mỗi lần đi qua là mua một lần.

Chọn cấu hình phù hợp cho dự án

Việc chọn cấu hình phụ thuộc vào việc bố trí giàn và cấp thép phù hợp với ba thực tế tại địa điểm thay vì chọn bộ sản phẩm lớn nhất hiện có theo mặc định.

Xác nhận khoảng cách thực tế và bất kỳ nhu cầu nào về trụ trung gian trên các điểm giao cắt dài hơn.
Xác định phương tiện hoặc tải trọng trục nặng nhất sẽ vượt qua trên thực tế chứ không chỉ lưu lượng giao thông trung bình.
Tính đến khả năng tiếp cận địa điểm: nếu cần cẩu không thể tiếp cận vị trí, hệ thống bảng điều khiển gắn với nhau thường là lựa chọn thực tế duy nhất bất kể nhịp độ.
Yếu tố về thời gian cầu vượt cần duy trì hoạt động trong bao lâu, vì điều đó dẫn đến việc lựa chọn lớp phủ và cấp thép.
Quy hoạch chiều rộng đường phù hợp với nhu cầu giao thông thực tế; sàn một làn sẽ nhẹ hơn và được xây dựng nhanh hơn khi không cần luồng hai chiều.

Một nguyên tắc nhỏ hữu ích từ kinh nghiệm hiện trường: việc tăng kích thước cấu hình giàn cao hơn một bậc so với tải trọng tối thiểu được tính toán hiếm khi làm tăng thêm chi phí hoặc thời gian lắp ráp đáng kể và nó mang lại biên độ thoải mái cho các tải trọng bất ngờ như thiết bị xây dựng hoặc phương tiện cấp cứu không nằm trong kế hoạch giao thông ban đầu.

Quyết định làn đơn và làn đôi

Lưu lượng giao thông, chứ không phải chiều dài nhịp, thường là yếu tố quyết định giữa sàn một làn và làn đôi. Một lối giao nhau phục vụ các chuyến xe tải không thường xuyên hoặc một địa điểm làm việc hiếm khi cần khả năng hai chiều và mặt sàn hẹp hơn giúp giảm cả số lượng bảng điều khiển và thời gian lắp ráp. Sàn hai làn sẽ trở nên hữu ích khi lưu lượng giao thông đủ cao để các phương tiện chờ một làn đường thông thoáng sẽ tạo ra sự chậm trễ đáng kể, hiện tượng này phổ biến hơn trên các tuyến đường công cộng ở nông thôn so với các tuyến đường tiếp cận xây dựng hoặc khai thác tư nhân.

Lập kế hoạch cho các nút giao cắt nhiều nhịp

Những khoảng trống rất rộng, chẳng hạn như các thung lũng sông rộng, thường không thể vượt qua một cách kinh tế bằng một nhịp không được chống đỡ ngay cả ở cường độ giàn tối đa, bởi vì độ võng và trọng lượng thép đều tăng mạnh khi chiều dài nhịp tăng lên. Trong những trường hợp này, các kỹ sư lên kế hoạch bố trí nhiều nhịp bằng cách sử dụng các trụ trung gian, giúp chia đoạn đường ngang thành các nhịp riêng lẻ ngắn hơn, hiệu quả hơn. Cách tiếp cận này cho phép toàn bộ hệ thống đạt được khả năng nhịp được ghi lại dài tới 300 mét trong khi vẫn giữ từng nhịp riêng lẻ trong phạm vi hiệu quả, được thử nghiệm kỹ lưỡng.

Giữ cầu bảng an toàn trong suốt thời gian sử dụng của nó

Một cây cầu ván chỉ đáng tin cậy khi được bảo trì. Quy trình kiểm tra thường xuyên tập trung vào ba lĩnh vực: tình trạng của các chốt và bu lông kết nối, sự ăn mòn hoặc độ mòn lớp phủ có thể nhìn thấy trên các tấm và bất kỳ độ lệch hoặc lệch nào trên mặt cầu khi chịu tải. Việc phát hiện chốt lỏng hoặc vết ăn mòn sớm trong quá trình kiểm tra định kỳ sẽ rẻ hơn nhiều so với việc xử lý vấn đề về cấu trúc sau khi nó đã lan rộng.

Các địa điểm trong môi trường ẩm ướt, ven biển hoặc công nghiệp nên rút ngắn khoảng thời gian giữa các lần kiểm tra so với các địa điểm khô ráo trong đất liền, vì sự ăn mòn tăng tốc nhanh hơn khi có muối, độ ẩm hoặc hóa chất trong không khí. Những cây cầu có xe tải hạng nặng lưu thông liên tục, chẳng hạn như đường vận chuyển khai thác mỏ, cũng đảm bảo kiểm tra kết nối thường xuyên hơn so với cầu qua nông thôn được sử dụng nhẹ, đơn giản vì tải nặng lặp đi lặp lại gây ra nhiều áp lực mang tính chu kỳ lên các chốt và mối hàn theo thời gian.

Danh sách kiểm tra thực tế

Các điểm kiểm tra chung và tần suất kiểm tra đề xuất cho các cầu panel đang hoạt động.
Điểm kiểm tra	Những gì cần kiểm tra	Tần suất đề xuất
Chân bảng và vật giữ	Lỏng lẻo, thiếu kẹp giữ, mòn rõ ràng	Hàng tháng trên các lối đi có tần suất sử dụng cao
Lớp phủ mạ kẽm	Sứt mẻ, trầy xước làm lộ thép trần, rỉ sét	Hàng quý
Bu lông sàn và sàn	Ốc vít lỏng lẻo, vật liệu sàn bị mòn hoặc nứt	hàng tháng
Điểm chịu lực và mố	Độ lún, nứt, đọng nước gần móng	Hàng quý, and after major storms
Độ lệch tổng thể dưới tải	Độ võng hoặc độ rung bất thường so với số đọc cơ bản	Hàng năm hoặc sau bất kỳ sự kiện quá tải nào đã biết

Việc ghi nhật ký đơn giản về ngày kiểm tra và các phát hiện giúp bạn dễ dàng phát hiện các xu hướng dần dần, chẳng hạn như lớp phủ bị mòn nhanh hơn dự kiến ở một phần, trước khi chúng trở thành vấn đề khẩn cấp. Điều này đặc biệt có giá trị đối với các tổ chức di chuyển cùng một kho bảng điều khiển giữa các dự án, vì lịch sử bảo trì sẽ di chuyển cùng với các bộ phận thay vì gắn liền với một địa điểm duy nhất.

Vận chuyển và bảo quản tấm panel

Bởi vì toàn bộ sự hấp dẫn của hệ thống dựa trên tính di động, cách các tấm được vận chuyển và lưu trữ giữa các dự án cũng quan trọng như cách chúng được lắp ráp. Các bảng xếp chồng hiệu quả trên xe tải phẳng hoặc trong các container vận chuyển tiêu chuẩn và hệ thống kiểm kê được tổ chức tốt, thường theo dõi các bảng theo lô và ngày kiểm tra, giúp đội xe luôn sẵn sàng triển khai mà không cần phân loại hàng tồn kho không khớp hoặc chưa được xác minh tại thời điểm cần khẩn cấp chuyển hàng.

Điều kiện bảo quản giữa các lần triển khai ảnh hưởng đến hiệu suất lớp phủ lâu dài nhiều như dịch vụ đang hoạt động. Các tấm được lưu trữ ngoài trời, tiếp xúc trực tiếp với mặt đất hoặc nước đọng sẽ bị ăn mòn nhanh hơn các tấm được lưu trữ trên giá nâng với hệ thống thoát nước và luồng không khí đầy đủ, mặc dù chúng không vận chuyển giao thông trong thời gian đó. Các tổ chức lưu giữ hàng tồn kho bảng lớn cho các dự án di dời khai thác hoặc ứng phó thảm họa lặp đi lặp lại thường nhận thấy rằng một khoản đầu tư khiêm tốn vào kho lưu trữ trên giá thích hợp sẽ mang lại lợi ích gấp nhiều lần khi kéo dài tuổi thọ của bảng.

Những câu hỏi thường gặp về cầu Bailey

Mất bao lâu để xây dựng cầu Bailey?

Thông thường, một làn đường vượt qua khoảng trống từ 20 đến 30 mét thường có thể được lắp ráp và hạ thủy trong vòng một ngày bởi một đội có kinh nghiệm, mặc dù các nhịp dài hơn hoặc bố trí nhiều nhịp với các trụ trung gian đương nhiên sẽ mất nhiều thời gian hơn để lập kế hoạch và xây dựng.

Khoảng cách tối đa mà cầu Bailey có thể vượt qua là bao nhiêu?

Bộ một nhịp tiêu chuẩn thường có phạm vi phủ sóng lên tới khoảng 60 mét, trong khi các hệ thống nhỏ gọn và được gia cố được xây dựng với nhiều nhịp và hỗ trợ trung gian có thể mở rộng đến 300 mét cho các dự án cơ sở hạ tầng quy mô lớn.

Cầu Bailey có thể được tái sử dụng sau khi tháo rời không?

Đúng. Khả năng tái sử dụng là một trong những ưu điểm cốt lõi của thiết kế: các tấm, chốt và sàn được chế tạo để có thể tháo rời một cách sạch sẽ và lắp ráp lại ở một địa điểm khác, đó là lý do tại sao nhiều đội tàu khai thác và ứng phó thảm họa luôn dự trữ sẵn các tấm để triển khai lại thay vì mua mới cho mọi dự án.

Sự khác biệt giữa cấu hình giàn đơn, đôi và ba là gì?

Các con số mô tả có bao nhiêu lớp bảng điều khiển được ghép cạnh nhau (đơn, đôi, ba) và xếp chồng lên nhau theo chiều dọc. Nhiều lớp hơn và xếp chồng lên nhau sẽ tăng khả năng chịu tải và cho phép nhịp dài hơn, với chi phí là nhiều tấm hơn, thời gian lắp ráp nhiều hơn và cấu trúc hoàn thiện nặng hơn.

Cầu Bailey có thể chịu được trọng lượng bao nhiêu?

Cấu hình một làn cơ bản thường xử lý được 20 đến 40 tấn, trong khi cấu hình làn đôi hoặc ba hạng nặng được chế tạo cho hậu cần công nghiệp và khai thác mỏ có thể được thiết kế để chở tải trọng lên tới 100 tấn, tùy thuộc vào nhịp, cấp thép và cách bố trí giàn.

Cầu Bailey có phù hợp cho người đi bộ và xe đạp hay chỉ dành cho phương tiện giao thông?

Hệ thống mô-đun tương tự dễ dàng thích ứng với việc sử dụng của người đi bộ và xe đạp, đồng thời các cấu hình hạng nhẹ hơn thường được sử dụng cho giao thông đi bộ, lối vào tiện ích và đường sắt nhẹ hoặc đường giao nhau bảo trì bên cạnh đường dành cho xe cộ.

Làm thế nào thép được bảo vệ khỏi rỉ sét qua nhiều năm cây cầu được sử dụng?

Hầu hết các tấm đều được mạ kẽm nhúng nóng, phủ kẽm để chống ăn mòn trong điều kiện ngoài trời và cách xử lý này nói chung hỗ trợ ước tính tuổi thọ sử dụng trong khoảng 10 đến 25 năm tùy thuộc vào môi trường mà cây cầu nằm trong đó.

Cần bao nhiêu người để lắp ráp cầu Bailey?

Việc băng qua một làn đường thường được xử lý bởi một đội gồm tám đến mười lăm người sử dụng dụng cụ cầm tay và đường lăn, trong khi cấu hình đôi hoặc ba làn lớn hơn và các dự án nhiều nhịp yêu cầu đội lớn hơn và máy móc nhẹ để di chuyển các ngăn xếp bảng nặng hơn một cách hiệu quả.

Cầu Bailey có thể được sử dụng như một công trình vĩnh viễn hay chỉ tạm thời?

Mặc dù thiết kế ban đầu là một giải pháp quân sự tạm thời, nhưng những cây cầu bảng được bảo trì đúng cách với lớp phủ phù hợp và kiểm tra thường xuyên sẽ tiếp tục hoạt động liên tục trong nhiều năm và một số công trình xây dựng ở nông thôn và khai thác mỏ hoạt động như những công trình cố định trên thực tế trong suốt thời gian vận hành của con đường mà chúng phục vụ.

Cần phải làm những công việc nền móng nào trước khi có thể lắp đặt Cầu Bailey?

Tối thiểu, mỗi dãy cần có một bề mặt chịu lực ổn định, bằng phẳng có khả năng chịu tải trọng phản lực tập trung ở các đầu giàn, mà trên nền đất mềm thường có nghĩa là các miếng đệm chịu lực bằng gỗ hoặc thép và trong những trường hợp đòi hỏi khắt khe hơn, móng bê tông nhỏ được đổ trước khi lắp ráp.

Việc truy cập địa điểm ảnh hưởng như thế nào đến loại cầu nào là lựa chọn tốt hơn?

Các địa điểm không có chỗ cho cần cẩu hoặc không có bệ cần cẩu ổn định sẽ đặc biệt ưu tiên Cầu Bailey vì phương pháp lao đúc hẫng xây dựng cấu trúc từ bờ gần ra ngoài, trong khi các giải pháp thay thế như cầu dầm mô-đun thường yêu cầu nâng các phần đã hoàn thiện vào đúng vị trí.

Ngôn ngữ

+86-511-84522866

Tin tức ngành