Khoảng cách cột hộ lan: Các cột nên cách nhau bao xa?

Các kích thước khoảng cách bố trí trụ hộ lan

Khoảng cách cột hộ lan là khoảng cách từ tâm của một cột đến tâm của cột kế tiếp, được đo dọc theo tuyến hộ lan. Khoảng cách này không phải là khoảng trống thông thủy giữa hai cột, cũng không phải là khoảng cách từ một cột đến đầu tấm hộ lan — ba trị số này khác nhau, và trên một tuyến dài, chênh lệch đó đủ để làm toàn bộ bố trí bị lệch một cột. Bản vẽ ghi một trị số trong khi hiện trường đo một trị số khác là nguyên nhân phổ biến nhất gây tranh luận về bố trí, vì vậy cần luôn ghi rõ trị số mỗi khi thể hiện khoảng cách.

Khoảng cách cũng có hướng đo. Khoảng cách được bố trí dọc theo đường, không phải theo chiều ngang qua đường; trên đoạn cong, cùng một tuyến có thể được mô tả bằng chiều dài dây cung hoặc chiều dài cung, tùy theo cơ quan quản lý nào lập bản vẽ. Cả hai đều không sai; chúng chỉ không phải là cùng một trị số. Vì vậy, bản vẽ bố trí có giá trị hơn một trị số ghi bằng văn bản, và đó là lý do chúng tôi yêu cầu cung cấp bản vẽ ngay cả khi khoảng cách đã được thống nhất.

Hai khoảng cách tiêu chuẩn và nguồn gốc của chúng

Không có một trị số duy nhất được áp dụng trên toàn thế giới. Hai quy ước bao quát gần như mọi bản vẽ được gửi đến nhà máy sản xuất hộ lan, và vì chúng được xây dựng dựa trên các chiều dài tấm khác nhau, khoảng cách và chiều dài cắt phải được đọc cùng nhau thay vì xem xét riêng từng trị số.

Hệ thống	Khoảng cách cột	Chiều dài tấm	Đỉnh hộ lan	Vị trí nối
W-beam quy ước của Hoa Kỳ	1905 mm (75 in, 6 ft 3 in)	3810 mm (12 ft 6 in) — đúng bằng hai khoảng cách cọc	686 mm (27 in)	Tại các cọc
MGS của Hoa Kỳ (MASH TL-3)	1905 mm (75 in)	3810 mm (12 ft 6 in)	787 mm (31 in)	Giữa nhịp, giữa các cọc
W-beam JT/T 281	4000 mm (4 m)	4320 mm, chồng mí 320 mm tại vị trí nối	Theo bản vẽ	Chồng mí và bắt bu lông
Giảm khoảng cách cọc tại vị trí chuyển tiếp	Một nửa hoặc một phần tư khoảng cách tiêu chuẩn	Theo bản vẽ	Theo bản vẽ	Theo bản vẽ
Nhịp dài, bỏ một cọc	3810 mm (12.5 ft) không có cọc đỡ	Theo bản vẽ	Theo bản vẽ	Theo bản vẽ

Con số đầu tiên gây khó hiểu vì ngay từ đầu nó chưa bao giờ được tính theo hệ mét: 1905 mm tương đương 75 in, hay 6 ft 3 in, và bắt nguồn từ chương trình thử nghiệm va chạm của Hoa Kỳ đứng sau Hệ thống hộ lan Midwest, trước khi được đưa vào các thư chấp thuận của FHWA và các bản vẽ tiêu chuẩn của các bang được ban hành sau đó. Rất nhiều hồ sơ mời thầu bên ngoài Hoa Kỳ là những bản điều chỉnh từ các tài liệu đó, vì vậy một con số theo hệ đo lường Anh có thể xuất hiện trên bản vẽ của một dự án ở cách xa Bắc Mỹ. Con số này đi kèm với một tấm dài 3810 mm — đúng bằng hai khoảng cách cọc — và cần ghi nhớ mối tương ứng này, bởi một bảng thông số kỹ thuật liệt kê 3810 mm trong dòng có nhãn “khoảng cách cọc” thực chất đã in chiều dài tấm vào sai dòng.

Hình thứ hai là con số tròn, đi cùng với tấm 4320 mm mà hầu hết các thị trường xuất khẩu của chúng tôi đặt hàng, được quy định theo JT/T 281. Chênh lệch 320 mm giữa hai con số là phần chồng mí, tại đó một tấm được bắt bu lông chồng lên tấm kế tiếp: tấm 4320 mm không che phủ 4320 mm hộ lan, mà che phủ 4000 mm hộ lan và có 320 mm chồng mí. Vì vậy, hồ sơ mời thầu quy định trụ cách nhau 4 m không phải là cách diễn đạt theo hệ mét của một bố trí kiểu Hoa Kỳ, mà là một hệ thống đã được thử nghiệm khác, với tiết diện trụ riêng và thép dày 3.0 mm hoặc 4.0 mm thay vì các tiết diện 12 và 10 gauge của dòng sản phẩm Hoa Kỳ. Biên dạng gấp sóng ở cả hai loại là giống nhau; hình học phần trên mặt đất thì không.

Các thông số tiết diện — chiều rộng và chiều sâu biên dạng gấp sóng, chiều dày thành, chiều dài tấm và định lượng lớp phủ — được tập hợp trên trang thông số kỹ thuật hộ lan W-beam của chúng tôi cùng với tài liệu xác minh từng thông số. Bài viết này tập trung vào bố trí, một vấn đề khác với tiết diện.

Vì sao khoảng cách không phải là lựa chọn tùy ý

Ba yếu tố được cố định theo bất kỳ con số nào thể hiện trên bản vẽ, và cả ba đều được xác định trước khi bất kỳ thép nào được cán.

• Các lỗ lắp. Các lỗ lắp cố định cột được đột theo khoảng cách thể hiện trên bản vẽ, đồng thời trên cùng một tấm còn có thêm các lỗ tại các khoảng cách bằng một nửa, để một chiều dài có thể sử dụng tại những vị trí mà bố trí bị thu hẹp dần về phía đầu cuối hoặc đoạn chuyển tiếp.
• Vị trí nối. Các mối nối thanh hộ lan nằm trên cột hoặc ở giữa nhịp, tùy theo hệ thống; đối với tấm nối chồng, mối nối cũng chiếm một chiều dài cố định trong tuyến. Khi thay đổi khoảng cách, các mối nối sẽ không còn nằm đúng vị trí mà bản vẽ yêu cầu.
• Thử nghiệm va chạm. Một lan can phòng hộ được chứng nhận như một cụm hệ thống tại một khoảng cách cột cụ thể, với một tiết diện cột cụ thể và trong một loại đất cụ thể. Tuyến được lắp dựng với khoảng cách khác không còn là cụm hệ thống đã được thử nghiệm, dù thép có chất lượng tốt đến đâu.

Điểm thứ ba là yếu tố thường bị bỏ qua khi dự án bước vào giai đoạn thảo luận thương mại. Hộ lan không phải là một bộ phận gồm nhiều chi tiết có thể điều chỉnh lại tỷ lệ ngay tại công trường để phù hợp với nền đất; đó là một hệ thống đã được thử nghiệm, và khoảng cách cột là một phần của phép thử chứ không chỉ là một kích thước đi kèm.

Đây cũng không phải là vấn đề về vật liệu. Một lô sản phẩm có thể được cán theo AASHTO M180 với đúng khối lượng lớp phủ nhưng vẫn được bố trí sai, vì lớp phủ quyết định tuổi thọ của các dầm và cột hộ lan, trong khi cách bố trí quyết định chúng hoạt động như thế nào khi xảy ra va chạm. Cả hai đều được quy định, nhưng trong các tài liệu khác nhau.

Khi giảm khoảng cách bố trí

Trong các trường hợp thông thường, khoảng cách chỉ được điều chỉnh theo một hướng: thu hẹp. Khoảng cách cột bằng một nửa tiêu chuẩn được áp dụng khi một đoạn hộ lan cần có độ cứng trên một chiều dài ngắn, chẳng hạn phía sau đầu cuối hộ lan, tại điểm bắt đầu của đoạn chuyển tiếp hoặc tại vị trí có chướng ngại vật nằm gần tuyến hộ lan. Khoảng cách bằng một phần tư, ở mức khoảng 476 mm, được sử dụng trong các cấu hình được thử nghiệm có độ cứng lớn nhất, khi hộ lan phải tiếp nhận tải trọng trong một khoảng cách thực sự rất ngắn. Vì sự thay đổi này theo hướng an toàn hơn, các cách bố trí đó vẫn nằm trong phạm vi đã được thử nghiệm thay vì vượt ra ngoài phạm vi này.

Khi xuất hiện khoảng cách lớn hơn

Thỉnh thoảng, bản vẽ yêu cầu khoảng cách rộng hơn tiêu chuẩn, và nguyên nhân thường không phải là sở thích thiết kế mà là do có chướng ngại vật. Một cống, cửa thu nước hoặc đường ống kỹ thuật chôn ngầm bên dưới tuyến hộ lan khiến không thể đóng cột tại vị trí bố trí theo thiết kế, nên tuyến được thiết kế với việc bỏ qua cột đó. Việc bỏ một cột trong hệ thống MGS vốn được bố trí theo tiêu chuẩn tạo ra một nhịp không có cột đỡ dài 12.5 ft (3.8 m), và cấu hình này tồn tại như một hệ thống nhịp dài đã được thử nghiệm riêng, với bộ phụ kiện riêng.

Vì vậy, câu trả lời chính xác cho câu hỏi “có thể bố trí các cột cách xa nhau hơn không?” là một câu hỏi ngược lại: xa hơn so với khoảng cách nào, và do ai thiết kế. Một nhịp khoảng 3.8 m hoàn toàn có thể thực hiện được trong một dự án quy định sử dụng hệ thống nhịp dài. Điều không thể thực hiện là tự ý áp dụng khoảng cách đó tại hiện trường để tránh một hố trên mặt đất, vì khi đó tuyến hộ lan không còn là cấu hình đã được thử nghiệm va chạm.

Vị trí các mối nối so với các cột

Trong cách bố trí hộ lan W-Beam truyền thống của Hoa Kỳ, các mối nối thanh hộ lan được đặt tại cột. MGS chuyển các mối nối đến giữa nhịp, giữa hai cột liền kề, giúp đưa mối nối ra khỏi điểm cứng nhất của thanh hộ lan và giảm nguy cơ xe bị mắc vào mối nối. Trong hệ thống nối chồng như JT/T 281, mối nối là phần chồng lên nhau được bắt bu lông, không phải mối nối đối đầu, nên chiếm một chiều dài cố định của đoạn hộ lan. Vì vậy, một tấm dài 4320 mm và một khoang dài 4000 mm mô tả cùng một đoạn đường. Cả ba cách bố trí đều đang được sử dụng trên khắp thế giới. Do đó, bản vẽ theo một quy chuẩn nhưng nhà cung cấp lại làm theo quy chuẩn khác sẽ không thống nhất về vị trí các mối nối. Sơ đồ nối là một phần của bố trí tổng thể, không phải chi tiết độc lập, vì vậy nên thể hiện sơ đồ này trên cùng bản vẽ với khoảng cách bố trí.

Khoảng cách bố trí sai thực sự gây ra điều gì

Rộng hơn mức hệ thống cho phép, thanh hộ lan sẽ phải dịch chuyển thêm trước khi tiếp nhận tải trọng, các cột được kích hoạt lần lượt thay vì đồng thời, và dầm có thể ôm quanh xe thay vì chuyển hướng xe trở lại phần xe chạy. Hẹp hơn bản vẽ không gây ra vấn đề an toàn theo cách tương tự, nhưng cũng không phải là không có hệ quả: cần nhiều cột hơn, nhiều công tác đóng cột hơn, nhiều chi tiết liên kết hơn, và đoạn lắp đặt sẽ không còn khớp với bản vẽ dùng để kiểm tra. Có thể tránh cả hai tình trạng này bằng cách đọc đúng bố trí trước khi đặt hàng.

Đọc khoảng cách bố trí trên bản vẽ

Bản vẽ bố trí thường thể hiện khoảng cách trong phần ghi chú chung hoặc khung tên, kèm theo bảng bố trí trụ. Có năm nội dung cần xác nhận trước khi lập báo giá dựa trên bản vẽ: bản vẽ áp dụng hệ thống nào trong hai hệ thống; giá trị khoảng cách và liệu đó có phải là khoảng cách tâm đến tâm hay không; vị trí các mối nối so với các trụ; tiết diện trụ, vì trụ tiết diện I nhẹ hơn và trụ C hoặc H nặng hơn không thể thay thế cho nhau với cùng khoảng cách; và chi tiết độ sâu chôn hoặc móng, vì độ sâu đóng quyết định việc giữ cho tuyến hộ lan thẳng. Nếu thiếu bất kỳ nội dung nào trong năm nội dung trên bản vẽ, hỏi lại sẽ nhanh hơn việc tự giả định — chúng tôi muốn lập báo giá dựa trên bản vẽ bố trí đầy đủ hơn là phát hiện thiếu sót khi hàng đã đến container.

Câu hỏi thường gặp

Các trụ của hộ lan có thể cách nhau bao xa?

Điều này phụ thuộc vào hệ thống đã được thử nghiệm mà đoạn tuyến đó thuộc về. Theo bố trí JT/T 281, các cột được đặt cách nhau 4000 mm (4 m), tính từ tâm đến tâm, với các tấm dài 4320 mm chồng mí tại vị trí nối; theo bố trí W-Beam của Mỹ hoặc MGS, các cột được đặt cách nhau 1905 mm (75 in), tính từ tâm đến tâm, với các tấm dài 3810 mm. Cả hai đều là các cấu hình đã được thử nghiệm va chạm. Điều không được phép là tự do lựa chọn giữa hai cấu hình này hoặc áp dụng một trị số lớn hơn tại hiện trường: khoảng nhịp không có gối đỡ khoảng 3,8 m chỉ tồn tại trong một hệ thống nhịp dài được thiết kế riêng.

Khoảng cách giữa các cột hộ lan được đo từ tâm đến tâm hay giữa các mép cột?

Đo từ tâm đến tâm, dọc theo tuyến. Khoảng thông thủy giữa hai cột nhỏ hơn một cột so với trị số này, vì vậy không được sử dụng lẫn lộn hai trị số trên bản vẽ hoặc khi đo tại hiện trường.

Tại sao khoảng cách của Mỹ là 1905 mm chứ không phải số tròn 1900 mm?

Vì trị số này được cố định theo đơn vị inch trước khi được ghi theo hệ mét. Đó là 75 in, tương đương 6 ft 3 in, và bắt nguồn từ chương trình thử nghiệm va chạm của Mỹ, chương trình đã tạo ra Hệ thống hộ lan Midwest. Các bản vẽ xuất khẩu vẫn giữ nguyên trị số này, ngay cả khi dự án không có bất kỳ yếu tố nào khác của Mỹ. Trị số tương đương trong hệ mét là khoang 4000 mm của JT/T 281.

Một tấm W-beam bao phủ một khoảng cách cột hay hai khoảng cách cột?

Cả hai cách ghi của câu hỏi này đều xuất hiện trong các bản vẽ thực tế. Trong hệ thống của Hoa Kỳ, một tấm dài 3810 mm (12 ft 6 in) bắc qua hai khoảng cách 1905 mm. Trong hệ thống JT/T 281, một tấm dài 4320 mm phủ một khoang dài 4000 mm, 320 mm còn lại được chiếm bởi phần chồng nối, vì vậy một kilômét cần khoảng 250 tấm thay vì 125 tấm.

Có thể bố trí các cột cách xa nhau hơn trên nền đất yếu không?

Không, và cần nói rõ điều này. Khoảng cách giữa các cột không phải là biện pháp bù trừ cho nền đất yếu. Điều kiện nền đất được xử lý thông qua tiết diện cột, chiều dài cột và chiều sâu chôn cột; tất cả đều là một phần của hệ thống đã được thử nghiệm. Việc tăng khoảng cách sẽ khiến tuyến hộ lan nằm ngoài hệ thống đó.

Hộ lan thrie-beam có sử dụng cùng khoảng cách giữa các cột không?

Bố trí của thrie-beam thường được thể hiện với cùng khoảng cách giữa các cột như W-beam, điểm khác biệt nằm ở tiết diện chứ không phải khoảng cách. Đoạn chuyển tiếp là trường hợp ngoại lệ, vì khoảng cách thay đổi cục bộ tại vị trí một hệ thống nối với hệ thống kia; do đó, bản vẽ đoạn chuyển tiếp, chứ không phải ghi chú chung, là tài liệu quy định chiều dài đoạn đó.

Cần những thông tin gì để báo giá một đoạn tuyến?

Bản vẽ bố trí có khoảng cách và hệ thống áp dụng, bảng bố trí trụ có tiết diện và chiều dài, vị trí các mối nối, và chiều dài tấm mà các tiết diện được cắt theo. Với bốn thông tin đó, chúng tôi có thể báo giá dầm, các bản đệm lệch và phụ kiện liên kết trong một lần giao hàng, thay vì giao riêng từng bộ phận cần được lắp ghép tại công trường. Hệ thống này được mô tả trên trang hộ lan W-beam của chúng tôi.