Tháp góc thép: Từ lịch trình thành viên đến lắp dựng và lắp ráp tại hiện trường

Lịch trình các thanh là tài liệu hợp đồng thực tế

Bản vẽ bố trí tổng quát cho kỹ sư đường dây biết tháp trông như thế nào. Lịch trình các thanh cho nhà chế tạo và đội lắp dựng biết tháp thực sự là gì.

Một lịch trình đầy đủ bao gồm, cho mỗi ký hiệu thanh: tiết diện thép góc, chiều dài cắt, mẫu lỗ và khoảng cách tâm lỗ, đường kính và số lượng bu-lông, mác thép, yêu cầu mạ kẽm và trọng lượng đơn vị. Hai yếu tố phân biệt một lịch trình khả thi với một lịch trình gây rắc rối.

Hệ thống đánh dấu có thể tồn tại sau khi mạ kẽm. Các ký hiệu đóng dấu hoặc đục dập trước khi mạ kẽm nhúng nóng chỉ còn đọc được sau khi phủ lớp mạ nếu độ sâu và vị trí của vết lõm được quy định rõ ràng. Các ký hiệu sơn không tồn tại được trong bể kẽm.

Cấu trúc đánh số phù hợp với cách đội thi công đọc tháp. Các thanh chân trụ, thanh giằng mặt bằng, thanh chéo mặt và thanh dư thừa không nên chia sẻ cùng một khối đánh số. Trên một tháp cao 60 mét, một thợ lắp ráp đọc ký hiệu qua ống ngắm hoặc bằng xúc giác ở độ cao. Việc nhóm các ký hiệu theo cách đọc lịch trình giống như kỹ sư hiện trường thực hiện

Ba cột trong lịch trình xứng đáng được chú ý nhiều hơn mức thường thấy.

Chiều dài so với kích thước lỗ-trên-lỗ. Chiều dài cắt bao gồm khoảng cách từ đầu; kích thước lỗ-trên-lỗ quy định việc tấm có khép kín hay không. Trên các đường chéo dài, sai số 3 mm tại mỗi đầu sẽ tạo ra sự lệch 6 mm tại mối nối — đủ để ngăn bu-lông vào được.

Đường kính bu-lông được nhóm theo mối nối, chứ không theo cấu kiện. Một nguyên nhân phổ biến gây chậm trễ là lịch trình liệt kê kích thước bu-lông theo cấu kiện, buộc đội thi công phải phân loại vật tư theo từng mối nối ngay trên cao. Việc phân loại và đóng bao bu-lông theo từng mối nối — hoặc theo từng tấm — tại nhà máy sẽ loại bỏ bước này.

Các cấu kiện dự phòng được liệt kê riêng biệt. Hệ giằng phụ chịu tải rất nhỏ nhưng chiếm phần lớn thời gian lắp dựng. Việc tách riêng chúng trong lịch trình và trong danh sách đóng gói cho phép đội thi công lắp ráp trước các tấm trên mặt đất với toàn bộ cấu kiện phụ đã được đặt sẵn.

Kỷ luật gia công nhằm ngăn ngừa sự cố tại hiện trường

Các trụ góc là các cấu trúc được lắp ghép bằng bu-lông; hàn chủ yếu chỉ được thực hiện tại các mối nối chân trụ, các mối nối mặt bích và các chi tiết đặc biệt. Điều này làm tập trung rủi ro về chất lượng vào bốn công đoạn.

Cắt và đục lỗ. Các dây chuyền cưa và khoan CNC đảm bảo vị trí lỗ sai lệch trong khoảng ±1,5 mm và đường kính lỗ sai lệch trong khoảng +1/−0 mm. Lỗ được đục hoặc khoan đạt kích thước cuối cùng; việc khoét lại tại hiện trường để điều chỉnh độ khít của mối nối là biểu hiện của vấn đề trong quá trình gia công, chứ không phải là giải pháp cho vấn đề đó.

Nắn thẳng sau khi mạ kẽm nhúng nóng. Quá trình mạ kẽm nhúng nóng ở nhiệt độ 445–460 °C làm giảm ứng suất dư do cán và có thể gây cong vênh các thanh dài, mảnh. Các giới hạn cho phép khi nắn thẳng cũng như phương pháp nắn — lạnh hay bằng nhiệt được kiểm soát — phải được nêu rõ trong đặc tả mua hàng; nếu không, các thanh sẽ được giao với độ cong vênh (sweep) khiến bề mặt hoàn thiện xuất hiện nếp gãy dễ thấy.

Kiểm soát lớp phủ. Theo tiêu chuẩn ISO 1461, thép có độ dày từ 6 mm trở lên yêu cầu lớp phủ trung bình tối thiểu là 85 µm với giới hạn tối thiểu cục bộ là 70 µm; các phần mỏng hơn có ngưỡng thấp hơn. Theo tiêu chuẩn ASTM A123, các giá trị này được biểu thị ở cùng cấp độ độ lớn đối với các dải độ dày tương đương. Độ dày lớp phủ được đo trên chi tiết đã hoàn thiện, chứ không được suy ra từ thời gian nhúng.

Các lỗ thoát nước và lỗ thông khí. Các tiết diện rỗng, các tấm chồng lấp và các chi tiết kín cần có lỗ thoát nước để dung dịch tẩy gỉ và nước xả có thể thoát ra ngoài chi tiết, đồng thời kẽm có thể phủ đều vào bề mặt bên trong. Việc thiếu lỗ thoát nước dẫn đến các mối nối rò rỉ và sự hư hỏng sớm của lớp phủ chỉ vài tháng sau khi đưa vào vận hành.

Lắp ráp thử: Bài kiểm tra tốn ít chi phí nhất

Việc lắp ráp thử một đoạn chân cột hoặc một tấm panel có nhiều mối nối nhất trước khi xuất xưởng giúp phát hiện và khắc phục kịp thời các vấn đề như va chạm, sai lệch vị trí lỗ khoan và sai sót trong đánh dấu — tất cả đều được thực hiện tại nhà máy, nơi chi phí sửa chữa chỉ tính bằng giờ thay vì hàng tuần.

Đầu ra của việc lắp ráp thử nghiệm không phải là một bức ảnh. Đó là một bản ghi có chữ ký liệt kê từng mối nối đã kiểm tra, từng sai lệch đã phát hiện, hành động khắc phục và số phiên bản sửa đổi mới nhất. Bản ghi này đi kèm với lô hàng.

Đóng gói và đánh dấu: Hậu cần cho ba nghìn chi tiết

Đóng gói quyết định tốc độ dựng tháp. Ba quy tắc bao quát phần lớn yêu cầu.

Đóng gói theo trình tự lắp dựng, chứ không theo kích thước các thanh cấu kiện. Các bó hàng phải đến đúng thứ tự mà đội thi công cần: các thanh góc ngắn và các đoạn nối chân đầu tiên đến trước, bản nắp đỉnh và phụ kiện đến sau cùng.

Đóng gói bu-lông cùng với các thanh cấu kiện sử dụng chúng. Một túi bu-lông cấp độ mối nối được gắn trực tiếp vào bó hàng tương ứng sẽ loại bỏ nhu cầu về kho vật tư tại hiện trường — và do đó loại bỏ nguyên nhân phổ biến nhất gây lãng phí thời gian cần cẩu.

Đánh dấu cả hai đầu của mọi bó hàng. Một bó hàng chỉ được đánh dấu ở một đầu sẽ ít nhất một lần bị mở sai đầu tại khu vực tập kết.

Tổn hại trong quá trình vận chuyển đáng để thiết kế phòng ngừa: việc buộc chặt mà không dùng miếng đệm gỗ làm méo phần chân góc, và việc xếp chồng các bó chân nặng lên trên các thanh giằng mảnh dẫn đến biến dạng thành phần, sau đó phải nắn thẳng tại hiện trường bằng bất cứ vật liệu nào có sẵn.

Giao diện móng: Nơi các dự án bị chậm hàng tuần

Lịch thi công tháp giả định rằng móng đáp ứng đầy đủ dung sai riêng của nó. Trên thực tế, khoảng chênh lệch giữa hai tài liệu này chính là nơi tiến độ bị trượt.

Trước khi nâng bộ phận thép đầu tiên, cần xác minh: khoảng cách giữa các góc nối ngắn (stub angle) theo cả hai phương, cao độ mặt trên của các góc nối ngắn tại cả bốn chân, độ thẳng đứng của các góc nối ngắn, chiều dài bu-lông nhô lên trên mặt trên của góc nối ngắn, tình trạng ren bu-lông và cấp độ bu-lông neo so với bản vẽ. Các tấm đệm grout và miếng đệm (shim) được chuẩn bị trước — tuyệt đối không tự chế từ phế liệu tấm thép sau khi chân tháp đã được treo.

Kết nối giữa góc nối ngắn (stub) và chân tháp là một mặt cắt ghép bu-lông duy nhất chịu toàn bộ tải trọng của chân tháp. Một góc nối ngắn bị lệch vị trí vượt quá dung sai cho phép trên bản vẽ sẽ không thể hiệu chỉnh bằng cách khoét rãnh trên bản mặt bích đáy tháp.

Chọn phương pháp lắp dựng

Ba phương pháp bao quát phần lớn việc xây dựng tháp giàn, và việc lựa chọn phụ thuộc vào khả năng tiếp cận, chiều cao tháp và sự sẵn có của cần cẩu chứ không phải sở thích cá nhân.

Bất kể phương pháp nào được sử dụng, trình tự đều tuân theo lịch trình: chân tháp và thanh giằng ngang tạo thành cơ sở ổn định, thanh chéo mặt đóng kín các tấm, các thanh dư được lắp sau, và đỉnh dây tiếp đất được dựng cuối cùng với hệ thống nâng riêng.

Dây néo tạm thời, nếu được dùng, phải được thiết kế — không được tự chế từ dây sẵn có. Các điểm neo của chúng được kiểm tra như một phần của kế hoạch nâng.

Các mối nối bu-lông: Mô-men xoắn, phương pháp xoay đai ốc và thực tế về lớp mạ kẽm

Bu-lông tháp thường là các chi tiết siết nóng rèn có mạ kẽm, đáp ứng tiêu chuẩn ASTM A394 hoặc tiêu chuẩn tương đương do dự án quy định. Ba điểm thực tiễn sau đây cần lưu ý tại hiện trường.

Siết chặt sơ bộ, sau đó siết đạt lực căng cuối cùng. Mối nối được siết chặt sơ bộ, độ thẳng hàng được kiểm tra, rồi mới tiến hành siết đạt lực căng cuối cùng. Việc tác dụng mô-men xoắn lên một mối nối lệch trục sẽ gây tải uốn lên bu-lông thay vì tải kéo.

Hiệu chuẩn cờ lê, không tin tưởng vào giá trị cài đặt. Các giá trị mô-men xoắn được xác định thông qua hiệu chuẩn đối với lô bu-lông thực tế, trong điều kiện phủ và bôi trơn thực tế, trên thiết bị hiệu chuẩn lực kéo. Các bảng số liệu công bố giả định hệ số ma sát lý tưởng; các ren mạ kẽm với chất bôi trơn khô hoặc đã lão hóa không phù hợp với các giá trị này.

Phương pháp xoay thêm bu-lông khi mô-men xoắn không đáng tin cậy. Đối với bu-lông có đường kính lớn và các chi tiết liên kết được phủ dày, phương pháp xoay thêm bu-lông sau khi siết chặt vừa khít cho độ lặp lại cao hơn so với sử dụng cờ-lê đo mô-men xoắn. Góc xoay quy định — thường từ một phần ba đến một nửa vòng, tùy thuộc vào chiều dài kẹp và điều kiện bề mặt — được đánh dấu sẵn trên bu-lông và đai ốc trước khi xoay để việc kiểm tra có thể thực hiện bằng mắt.

Hai thói quen tại hiện trường cần cấm tuyệt đối: dùng chốt dẫn để khoan mở rộng lỗ, và thay thế bằng bu-lông cấp độ cao hơn nhằm ép khớp nối lệch trục khép kín.

Độ thẳng đứng, độ căn chỉnh và vấn đề sử dụng tấm đệm điều chỉnh

Độ thẳng đứng được quy định dựa trên chiều cao tháp — thường nằm trong khoảng H/500 đến H/1500, tùy thuộc vào chiều cao tháp, cấp đường dây và tiêu chuẩn của chủ đầu tư, và luôn phải được xác nhận cụ thể theo đặc tả dự án thay vì giả định.

Việc đo đạc được thực hiện trên các mặt bên của chân tháp, theo hai hướng vuông góc với nhau, tại các độ cao đã được xác định rõ; số liệu đo được ghi chép lại chứ không chỉ ghi nhớ. Việc đo đạc trong quá trình lắp dựng, tại mỗi tấm panel hoàn tất, rẻ hơn nhiều so với việc đo đạc sau khi dây dẫn đã được kéo xong.

Việc dùng miếng đệm điều chỉnh ở chân tháp chỉ được phép trong phạm vi dung sai nêu trên bản vẽ móng, sử dụng đúng vật liệu đã quy định và phải ghi chép đầy đủ về bộ miếng đệm. Một tháp được cân bằng bằng cách xếp chồng bản thép dưới hai chân trong khi hai chân còn lại tựa trực tiếp lên vữa grout là một tháp có sơ đồ truyền tải trọng chưa được ghi chép.

Lắp đặt phụ kiện: Hai mươi phần trăm cuối cùng quyết định hiệu năng.

Việc lắp dựng hoàn tất cấu trúc. Việc lắp đặt phụ kiện quyết định liệu đường dây có vận hành hiệu quả hay không.

Dây treo cách điện và phụ kiện. Các bộ phận treo và các bộ phận căng được lắp ráp trên mặt đất, kiểm tra so với bản vẽ chi tiết kỹ thuật, sau đó được nâng lên bằng các dây cáp không chạm vào phần mái che hoặc vào mối nối xi măng giữa sứ và mũ. Các vòng chống corona và vòng phân áp được đặt đúng vị trí theo bản vẽ — nếu lắp ngược một vòng, sáu tháng sau sẽ phát sinh khiếu nại về nhiễu sóng vô tuyến.

Thiết bị bảo vệ dây dẫn. Các thanh gia cường được lắp đặt theo chiều xoắn đúng và khoảng hở ở đầu đúng quy định; các bộ giảm chấn rung được đặt tại khoảng cách đã tính toán từ kẹp, đo đạc chính xác chứ không ước lượng bằng mắt. Sai lệch vị trí bộ giảm chấn sẽ biểu hiện dưới dạng mỏi dây dẫn, chứ không phải là khuyết tật lắp đặt.

Các bộ phận giữ khoảng cách và thiết bị cho cụm dây dẫn. Khoảng cách giữa các dây dẫn phụ, vị trí các bộ phận giữ khoảng cách và mô-men xiết quy định đối với bu-lông của bộ phận giữ khoảng cách đều được ghi chép đầy đủ. Việc xiết quá chặt bu-lông giữ khoảng cách sẽ gây nứt dây dẫn.

Nối đất. Mỗi chân được nối với hệ thống tiếp đất, và việc nối được thực hiện trước khi lấp đất để có thể đo điện trở. Việc đọc giá trị điện trở sau khi lấp đất và ghi lại dưới dạng một con số trong báo cáo không phải là phép đo.

Các phụ kiện an toàn và nhãn hiệu. Các bu-lông bậc thang, thang, sàn nghỉ, thiết bị chống trèo, bảng pha, bảng số, đèn cảnh báo chướng ngại vật hàng không và thiết bị xua đuổi chim được kiểm tra từng mục theo danh sách phụ kiện. Các bu-lông bậc thang bị thiếu thường do đội bảo trì phát hiện khi đang làm việc ở độ cao, vào thời điểm bất lợi nhất.

Điều kiện thực tế để bàn giao

Gói bàn giao nhằm bảo vệ cả nhà gia công lẫn nhà thầu bao gồm: chứng chỉ nhà máy có thể truy xuất về dấu hiệu của từng cấu kiện, hồ sơ độ dày lớp mạ kẽm, báo cáo lắp thử, hồ sơ hiệu chuẩn bu-lông, mẫu kiểm tra mô-men xoắn kèm vị trí cụ thể, báo cáo khảo sát độ thẳng đứng, kết quả đo điện trở tiếp đất và các bản vẽ hoàn công có đánh dấu mọi sai lệch đã được phê duyệt tại hiện trường.

Trường hợp một thanh được thay thế, làm thẳng, mạ kẽm lại tại hiện trường hoặc một lỗ được sửa chữa bằng phương pháp đã được phê duyệt, hồ sơ liên quan phải được lưu trong cùng một bộ tài liệu.

Các dạng hỏng cần ghi nhớ

Hầu hết các sự cố xảy ra tại hiện trường trong công việc tháp góc đều thuộc về một danh sách ngắn.

• Các thanh lắp vừa khít trên mặt đất nhưng không vừa khi lắp ở độ cao, nguyên nhân bắt nguồn từ kích thước khoảng cách giữa các lỗ chứ không phải từ chiều dài cắt.
• Lớp phủ bị hư hại trong quá trình vận chuyển do các bó vật liệu không được chèn gỗ cách ly.
• Các bu-lông được siết theo giá trị bảng tra cho một lô và điều kiện lớp phủ khác, nhưng không có hồ sơ xác minh nào.
• Độ thẳng đứng của tháp chỉ được đo một lần, vào lúc hoàn thành, sau khi kéo dây.
• Vị trí bộ giảm chấn hoặc bộ định vị được xác định bằng mắt thường, và hư hỏng dây dẫn chỉ được phát hiện vào năm thứ ba.
• Điện trở nối đất chưa bao giờ được đo, nhưng phần đất đã được lấp lại và nghiệm thu dựa trên bản vẽ.

Tất cả các vấn đề nêu trên đều có thể phòng ngừa được bằng tài liệu, chứ không phải bằng nỗ lực gia tăng.

Mục đích của bài tập

Tháp góc là một cấu trúc đơn giản nhưng trở nên phức tạp do yêu cầu phối hợp. Thép dùng để xây dựng rất rõ ràng; tuy nhiên, các mối nối, dung sai và trình tự lắp ráp để kết nối bảng kê thành phần với tháp đã dựng đứng thì không đơn giản.

Các dự án hoàn thành đúng tiến độ là những dự án mà tiến độ thi công, danh sách đóng gói và trình tự lắp dựng được lập bởi những người từng đứng ở chân tháp và ngước nhìn lên.

Nếu dự án của bạn liên quan đến chiều cao tháp, địa hình hoặc chi tiết kết nối nằm ngoài phạm vi tiêu chuẩn, cuộc trao đổi hữu ích cần diễn ra trước khi gia công — chứ không phải sau khi mở bó vật liệu đầu tiên.