Đồ án Khảo sát và nghiên cứu xây dựng mới cầu A vượt qua sông B

dọc cầu tại vị trí mặt cắt tính toán với tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng. A, Ix , Iy lần l-ợt là diện tích, mômen quán tính theo ph-ơng x, mômen quán tính theo ph-ơng y của tiết diện. Kết quả tính toán thể hiện trong bảng d-ới. Bảng kiểm tra ứng suất trong bê tông ST x Y A Ix Iy N Mx My f 0.4fc Kết Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 50 - SV : phạm tuấn anh - 100065 T m m m2 m4 m4 KN KNm KNm KN/m2 KN/ m2 Luậ n 1 3.5 8 1.2 5 17.9 1 8.6 9 77.9 4 24,113. 92 8,544. 14 2,808. 00 2,704. 39 12,00 0 Đạt 2 3.5 8 1.2 5 17.9 1 8.6 9 77.9 4 23,889. 93 9,608. 12 2,808. 00 2,844. 93 12,00 0 Đạt V.6 Kiểm toán trụ theo TTGHCĐ c.Kiểm toán khả năng chịu nén thuần tuý Công thức kiểm tra: Pr ≤ Pn Pn = 0.8[0.85f ' c(Ag-Ast) + fyAst] Trong đó : - Pr : Sức kháng lực dọc trục tính toán có hoặc không có uốn (N) - Pn : Sức kháng lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn (N) - fc' : Cường độ qui định của bê tông ở tuổi 28 ngày, f’c = 30 Mpa=30000 KN/m2 - Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt (mm 2), Ag=17.91 m 2 - Ast : Diện tích cốt thép trong trụ stA 0.26865 m 2 - : Hệ số sức kháng qui định ở điều 5.5.4.2; 7.0 5 - fy : Giới hạn chảy của cốt thép, fy = 400 Mpa=400000 KN/m 2 Pn = 0.26865400000 0.2686519.173000085.08.0 =353792.34 KN Kết quả kiểm toán nh- sau: Các tr-ờng hợp TTGHCĐ I (KN) Pn (KN) Kiểm tra ( I ) 35,414.83 265344.25 Đạt ( II ) 35,022.83 265344.25 Đạt d.Kiểm toán sức kháng nén của trụ theo uốn 2 chiều Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 51 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Ta có : 0.1f’c Ag = 0.1x30x17,91 x1000 = 53730 KN giá trị này lớn hơn tất cả các giá trị lực nén dọc trục Nz ở trong các tổ hợp ở TTGHCĐ, vì thế công thức kiểm toán là : 0.1 rx uy rx ux M M M M (5.7.4.5-3) ở đây : - Mux :Mô men tính toán tác dụng theo trục X (N.mm) - Muy :Mô men tính toán tác dụng theo trục Y (N.mm) - Mrx :Sức kháng tính toán đơn trục của tiết diện theo ph-ơng X đã tính toán ở trên(N.mm) - Mrx :Sức kháng tính toán đơn trục của tiết diện theo ph-ơng Y đã tính toán ở trên (N.m)  Xác định Mrx, Mry: sức kháng tính toán theo trục x,y (Nmm) Mrx = . As . fy . (ds - a 2 ) T-ơng tự với Mry Trong đó: = 0.9 với cấu kiện chịu uốn. ds: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép ngoài cùng chịu nén (trừ đi lớp bêtông bảo vệ và đ-ờng kính thanh thép). fy: giới hạn chảy của thép. As: bố trí sơ bộ rồi tính diện tích thép cần dùng theo cả hai ph-ơng. 16.73085,085,0 400 0.06839 ...85,0 . '1 xxx x bf fA c xC ys 0.176 5.23085,085,0 400 0.06839 ...85,0 . '2 xxx x bf fA c yC ys 0.505 85.0176.0. 111 xca 0.1496 85.0505.0. 122 xca 0.43 2 0.1496 127.05.210400 0.068399.0 3xxxM rx 56582.6 KN.m 2 0.43 127.016.710400 0.068399.0 3xxxM ry 167861.9 KN.m 85,01 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 52 - SV : phạm tuấn anh - 100065 b : bề rộng mặt cắt (theo mỗi ph-ơng là khác nhau). Kiểm tra sức kháng nén của trụ theo uốn 2 chiều Các tr- -ờng hợp N Mx My Mrx Mry ry uy rx ux M M M M Kết Luận KN KNm KNm KNm KNm ( I ) 35,414.83 7092.1 4299.75 56582.6 167861.9 0.15 Đạt ( II ) 35022.83 8954.06 4299.75 56582.6 167861.9 0.18 Đạt XVI.8 V.7 Kiểm toán cọc Theo quy trình 22TCN 272-05, việc kiểm toán sức chịu tải của cọc quy định trong điều 10.5 theo trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn c-ờng độ. Trong phạm vi đồ án, chỉ thực hiện kiểm toán sức chịu tải của cọc theo khả năng kết cấu và đất nền. Với nội lực đầu cọc xác định đ-ợc, ta sẽ tiến hành kiểm tra khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc và khả năng chịu tải của lớp đá gốc đầu mũi cọc. XVI.8.1 V.7.1 Xác định loại móng cọc. Kiểm tra điều kiện : h > 0.7hmin Trong đó : h là độ chôn sâu của đài cọc, h = 3 m. hmin = tg(45 0 – /2) b H Trong đó : - , là góc nội ma sát và trọng l-ợng đơn vị thể tích của lớp đất từ đáy đài trở lên. - H là tổng tải trọng nằm ngang. - b là bề rộng đáy đài theo ph-ơng thẳng góc với tải trọng nằm ngang. e.Theo ph-ơng trục y: Hmax = 7407.69 KN=740.769 T b = 11 m hmin = tg(45 0 – 300/2) 118.1 740.769 = 3.53m. -> 0.7hmin = 0.7x3.53= 2.471m < h = 3 m. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 53 - SV : phạm tuấn anh - 100065 f.Theo ph-ơng trục x: Hmax = 3511.76 KN=351.176 T b = 8 m hmin = tg(45 0 – 300/2) 0.88.1 351.176 = 2.85 m. -> 0.7hmin = 0.7x2.85=1.995 m < h = 3 m. Kết luận: theo cả hai ph-ơng móng đều có thể đ-ợc tính toán nh- đối với móng cọc đài thấp. V.7.2 Kiểm toán sức kháng đỡ của cọc V.7.2.1 Tính toán sức kháng đỡ của cọc + Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ-ờng kính D = 1,0m, khoan xuyên qua các lớp đất dính có góc ma sát ( f )i và lớp Sét cát pha có góc ma sát f = 30 0. + Bê tông cọc mác #300. + Cốt thép chịu lực 28 có c-ờng độ 400MPa. Đai xoắn 14 a150. a.Tính toán sức kháng theo vật liệu làm cọc. Cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo cọc khoan nhồi đ-ợc bố trí nh- trong bản vẽ cốt thép cọc khoan nhồi Theo điều A5.7.4.4-TCTK sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc tính theo công thức sau PV = .Pn . Với Pn = C-ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn tính theo công thức : Pn = .{m1.m2.fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast}= 0,75.0.85{0,85. fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast} Trong đó : = Hệ số sức kháng, =0.75 m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc. fc’ =30MPa: Cường độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông fy =420MPa: Giới hạn chảy dẻo quy định của thép Ac: Diện tích tiết diện nguyên của cọc Ac=3.14x500 2=785000mm2 Ast: Diện tích của cốt thép dọc (mm 2). Hàm l-ợng cốt thép dọc th-ờng hợp lý chiếm vào khoảng 1.5-3%. với hàm l-ợng 1.5% ta có: Ast=0.015xAc=0.015x785000=11775mm 2 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 54 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Chọn cốt dọc là 28, số thanh cốt dọc cần thiết là: N=11775/(3.14x282 /4)=19.13 chọn 20 28 Ast=12308.8 mm 2 Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là: PV = 0.75x0,85x(0,85x30x (785000-12308.8)+ 420x122308.8) = 1585.6x104(N). Hay PV = 15856 (KN). b. Tính toán sức kháng của cọc theo đất nền Số liệu địa chất: Tên lớp Trạng thái f (độ) SPT - N Lớp 1: Cát pha sét chặt vừa 180 4 10 Lớp 2: Cát hạt trung chặt vừa 200 10 30 Lớp 3: Sét pha dẻo cứng 300 15 30 Sức chịu tải trọng nén của cọc treo (cọc ma sát) xác định theo công thức : TQQQQ sqspqpnr Trong đó :  Q p : Sức kháng đỡ của mũi cọc (N) p p pQ q A  Q s : Sức kháng đỡ của thân cọc (N) s s sQ q A  qp =0.55 hệ số sức kháng đỡ của mũi cọc  qs =0.65 hệ số sức kháng đỡ của thân cọc  pq : Sức kháng đỡ đơn vị của mũi cọc (Mpa)  sq : Sức kháng đỡ đơn vị của thân cọc (Mpa)  pA : Diện tích mũi cọc (mm 2 )  sA : Diện tích của bề mặt thân cọc (mm 2 ) Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 55 - SV : phạm tuấn anh - 100065  Xác định sức kháng đợn vị của mũi cọc pq (Mpa) và sức kháng mũi cọc Q p Mũi cọc dặt ở lớp cuối cùng – Sét pha (có N = 30).Theo Reese và O’Niel (1998) có thể -ớc tính sức kháng mũi cọc đơn vị bằng cách sử dụng trị số xuyên tiêu chuẩn SPT , N. Với N 75 thì pq = 0.057 x N (Mpa) Ta có sức kháng mũi cọc đơn vị pq = 0.057 x 30 = 1.71 (Mpa) Q p = 1.71 x 3.14 x 1000 2 / 4 = 4.21 x 610 (N)  Xác định sức kháng đợn vị của thân cọc sq (Mpa)và sức kháng thân cọc Q s - Trong đất dính : sq = uS Trong đó :  uS : C-ờng độ kháng cắt không thoát n-ớc trung bình (Mpa) uS = 0.006x N  : hệ số dính bám ( bảng 10.8.3.3.1.1)  Lớp 3 – Sét pha uS = 0.006 x 30 = 0.18 (Mpa) => = 0.55 sq = uS =0.55 x 0.18 = 0.099 (Mpa) - Trong lớp đất rời : Theo Reese và Wright (1977) Sức kháng bên đơn vị sq của thân cọc đ-ợc xác định theo công thức :  sq = 0.0028 N với N 53 (Mpa)  Lớp 1 - cát pha sét, chặt vừa sq = 0.0028 x 28 = 0.0784 (Mpa)  Lớp 2 - cát hạt trung, chặt vừa sq = 0.0028 x 30 = 0.084 (Mpa) Bảng tính sức kháng thân cọc trong nền đất Lớp Chiều dài cọc trong lớp đất (m) sq (Mpa) A s ( mm2) Q s (N) 1 0 0.0784 0 0 2 3.52 0.084 11052800 928435.2 3 23.98 0.0099 75297200 7454422.8 Tổng 30 8382858 Sức chịu tải của cọc tính theo điều kiện đất nền Q r Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 56 - SV : phạm tuấn anh - 100065 382858865.010 x 4.2155.0 6rQ 7764357.7 (N) =7764.36 (KN) => Từ các kết quả tính đ-ợc chọn sức chịu tải của cọc là [ Pc ] = min );( QPv = 7764.36 (KN) V.7.2.2.Tính tải trọng tác dụng lên đầu cọc Đối với móng cọc đài thấp thì tải trọng nằm ngang coi nh- đất nền chịu, nội lực tại mặt cắt đáy móng 9 10 11 12 1 2 3 4 X Y 8 7 6 5 Công thức kiểm tra: cPPmax Trong đó: - Pmax : Tải trọng tác động lên đầu cọc - Pc : Sức kháng của cọc dã đ-ợc tính toán ở phần trên Tải trọng tác động lên đầu cọc đ-ợc tính theo công thức Trong đó : - n : số cọc, n =12 - xi, yi : toạ độ của cọc so với hệ trục quán tính chính trung tâm 22max I MAXY I MAXX x M y M n P P x y Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 57 - SV : phạm tuấn anh - 100065 V.7.2.3 Kiểm toán cọc a) Theo TTGHCĐ1 NZ=41480.33 KN MX=10816.02 KN.m MY = 4939.59 KN.m Cọc Xi (m) Yi (m) X2i (m2) Y2i (m2) PMAX (KN) Kiểm tra 1 -4.5 3.0 20.3 9.0 3743.4 Đạt 2 -1.5 3.0 2.3 9.0 3852.7 Đạt 3 1.5 3.0 2.3 9.0 3962.0 Đạt 4 4.5 3.0 20.3 9.0 4071.3 Đạt 5 4.5 0.0 20.3 0.0 3620.6 Đạt 6 1.5 0.0 2.3 0.0 3511.3 Đạt 7 -1.5 0.0 2.3 0.0 3402.1 Đạt 8 -4.5 0.0 20.3 0.0 3292.8 Đạt 9 -4.5 -3.0 20.3 9.0 2842.1 Đạt 10 -1.5 -3.0 2.3 9.0 2951.4 Đạt 11 1.5 -3.0 2.3 9.0 3060.7 Đạt 12 4.5 -3.0 20.3 9.0 3170.0 Đạt Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 58 - SV : phạm tuấn anh - 100065 b) Theo TTGHSD NZ = 29279.92KN MX = 11263.97KN.m MY = 3215.81KN.m Cọc Xi (m) Yi (m) X2i (m2) Y2i (m2) PMAX (KN) Kiểm tra 1 -4.5 3.0 20.3 9.0 2802.6 Đạt 2 -1.5 3.0 2.3 9.0 2873.8 Đạt 3 1.5 3.0 2.3 9.0 2944.9 Đạt 4 4.5 3.0 20.3 9.0 3016.0 Đạt 5 4.5 0.0 20.3 0.0 2546.7 Đạt 6 1.5 0.0 2.3 0.0 2475.6 Đạt 7 -1.5 0.0 2.3 0.0 2404.4 Đạt 8 -4.5 0.0 20.3 0.0 2333.3 Đạt 9 -4.5 -3.0 20.3 9.0 1863.9 Đạt 10 -1.5 -3.0 2.3 9.0 1935.1 Đạt 11 1.5 -3.0 2.3 9.0 2006.2 Đạt 12 4.5 -3.0 20.3 9.0 2077.4 Đạt Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 59 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Phần ii : thiết kế kỹ thuật ch-ơng I: Giới thiệu chung về ph-ơng án thiết kế ................................................... - 120 - ch-ơng II: Tính chất vật liệu và tải trọng thiết kế .................................................... - 122 - Ii .1 Vật liệu: .................................................................................................................. - 122 - ii.1.1 Bê tông: - 122 - ii.1.2 Thép th-ờng (A5.5.3) ............................................................................................. - 123 - ii.1.3 Thép ứng suất tr-ớc .................................................................................................. - 123 - XVII. ii.2 Hoạt tải thiết kế(3.6.1.2)........................................................................... - 123 - ii.2.1 Xe tải thiết kế ............................................................................................................ - 124 - ii.2.2Xe hai trục thiết kế ..................................................................................................... - 124 - ii.2.3 Tải trọng làn thiết kế ................................................................................................. - 124 - ch-ơng III: Tính toán bản mặt cầu .............................................................................. - 125 - iii.1 Thiết kế cấu tạo mặt cầu ................................................................................. - 125 - iii.1.1 Cấu tạo của bản mặt cầu ......................................................................................... - 125 - iii.1.2 Cấu tạo lớp mặt cầu ................................................................................................ - 125 - iii.2 Ph-ơng pháp tính toán nội lực ..................................................................... - 126 - iii.2.1 Sơ đồ tính: ........................................................................................................... - 126 - iii.2.2 Tính toán nội lực .............................................................................................. - 127 - iii.2.2.1 Tính toán bản mút thừa ......................................................................................... - 127 - iii.2.2.2 Tính toán hiệu ứng lực cho nhịp giản đơn .............................................................. - 130 - iii.3 Tổ hợp nội lực ............................................................................................................. - 133 - iii.4 Thiết kế cốt thép bản mặt cầu ....................................................................... - 136 - iii.4 .1 Tính toán diện tích cốt thép ..................................................................................... - 136 - iii.4 .2 Tính toán mất mát ứng suất tr-ớc ........................................................................... - 138 - iii.5 Kiểm tra tiết diện theo các trạng thái giới hạn ..................................... - 145 - iii.5 .1 Trạng thái giới hạn sử dụng ..................................................................................... - 145 - iii.5 .2 Trạng thái giới hạn c-ờng độ 1 ............................................................................... - 148 - ch-ơng IV: Thiết Kế kết cấu Dầm Chủ ...................................................................... - 156 - iv. Lựa chọn kích th-ớc và tính Toán đặc tr-ng hình học ......................... - 156 - iv.1 kích th-ớc kết cấu và mặt cắt ngang dầm ................................................................... - 156 - iv.1.4. Tính toán đặc tr-ng hình học tiết diện ..................................................................... - 159 - Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 60 - SV : phạm tuấn anh - 100065 iv.2. Tính toán nội lực trong dầm ......................................................................... - 161 - iv.2 .1 Sơ đồ chia đốt thi công kết cấu nhịp ....................................................................... - 161 - iv.2 .2 Các giai đoạn thi công kết cấu nhịp ....................................................................... - 161 - iv.3 Tổ hợp nội lực ...................................................................................................... - 194 - iv.4 Thiết kế cốt thép .................................................................................................... - 1 - iv.4.1 Bê tông mác c50. ......................................................................................................... - 1 - iv.4.2 Chọn cáp ..................................................................................................................... - 2 - iv.4.3 Cốt thép th-ờng ........................................................................................................... - 2 - iv.4.4 Tính toán cốt thép DƯL ................................................................................................ - 4 - iv.4.5 Tính đặc tr-ng hình học các giai đoạn ......................................................................... - 5 - iv.4.6 Tính mất mát ứng suất tr-ớc ....................................................................................... - 8 - iv.4.7 Kiểm toán tiết diện ..................................................................................................... - 17 - V. Tính toán trụ cầu .................................................................................................... - 33 - V.1 Kích th-ớc hình học của trụ. ......................................................................................... - 33 - V.2 Tải trọng và các tổ hợp tải trọng. .................................................................................. - 34 - 1. Số liệu tính toán : ....................................................................................................... - 34 - Cao độ đỉnh trụ: .............................................................................................................. - 34 - V.3 Xác định các tải trọng tác dụng lên trụ ......................................................................... - 35 - V.4 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ: ................................................................................. - 42 - V.4 Kiểm toán tiết diện trụ nguy hiểm với các tổ hợp tải trọng ............................................. - 46 - V.7 Kiểm toán cọc ............................................................................................................... - 52 - XVIII. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 61 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Phần Iii Thiết kế thi công ******************** Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 62 - SV : phạm tuấn anh - 100065 i. Yêu cầu thiết kế Trong đồ án này em thiết kế phục vụ thi công trụ T3 cho đến móng. Các số liệu tính toán nh- sau: Số liệu địa chất: - Lớp 1: Cát thô sạn - Lớp 2: Sét cát nâu - Lớp 3: Cuội sỏi+cát - Lớp 4: Đá vôI xám ii. Trình tự thi công: ii.1 Thi công trụ B-ớc 1 : Xác định chính xác vị trí tim cọc, tim đài - Xây dựng hệ thống cọc định vị, xác định chính xác vi trí tim cọc, tim trụ tháp - Dựng giá khoan Leffer hạ ống vách thi công cọc khoan nhồi B-ớc 2 : Thi công cọc khoan nhồi - Lắp đặt hệ thống cung cấp dung dịch Bentonite, hệ thống bơm thải vữa mùn khi khoan cọc - Dùng máy khoan tiến hành khoan cọc - Hạ lồng côt thép, đổ bê tông cọc B-ớc 3 : Thi công vòng vây cọc ván - Lắp dựng cọc ván thép loại Lassen bằng giá khoan - Lắp dựng vành đai trong và ngoài - Đóng cọc đến độ sâu thiết kế - Lắp đặt máy bơm xói hút trên hệ nổi, xói hút đất trong hố móng đến độ sâu thiết kế B-ớc 4 : Thi công bệ móng - Xử lý đầu cọc khoan nhồi. - Đổ bê tông bịt đáy, hút n-ớc hố móng - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông bệ móng B-ớc 5 : Thi công trụ cầu - Chế tạo, lắp dựng đà giáo ván khuôn thân trụ lên trên bệ trụ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 63 - SV : phạm tuấn anh - 100065 - Lắp đặt cốt thép thân trụ, đổ bê tông thân trụ từng đợt một. B-ớc 6 : Hoàn thiện - Tháo dỡ toàn bộ hệ đà giáo phụ trợ - Hoàn thiện trụ ii.2 Thi công kết cấu nhịp B-ớc 1 : Thi công khối K0 trên đỉnh các trụ - Tập kết vật t- phục vụ thi công - Lắp dựng hệ đà giáo mở rộng trụ - Dự ứng lực các bó cáp trên các khối K0 - Lắp đặt ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông khối K0 - Cố định các khối K0 và thân trụ thông qua các thanh d- ứng lực - Khi bê tông đạt c-ờng độ, tháo dỡ đà giáo mở rộng trụ B-ớc 2 : Đúc hẫng cân bằng - Lắp dựng các cặp xe đúc cân bằng lên các khối K0 - Đổ bê tông các đốt đúc trên nguyên tắc đối xứng cân bằng qua các trụ - Khi bê tông đủ c-ờng độ theo quy định, tiên hành căng kéo cốt thép - Thi công đốt đúc trên đà giáo B-ớc 3 : Hợp long nhịp biên - Di chuyển xe đúc vào vị trí đốt hợp long, định vị xe đúc - Cân chỉnh các đâu dầm trên mặt bằng và trên trắc dọc - Dựng các thanh chống tạm, căng các thanh DƯL tạm thời - Khi bê tông đủ c-ờng độ, tiến hành căng kéo cốt thép - Bơm vữa ống ghen B-ớc 4: Hợp long nhịp chính Trình tự nh- trên B-ớc 5 : Thi công nhịp đơn giản(thi công dầm bằng xe lao chuyên dụng) - Đ-a xe vào vị trí, 2 chân trên bờ và 1 chân trên trụ. - Vận chuyển dầm ra vị trí. - Móc dầm vào xe tr-ợt,vận chuyển dọc ra nhịp,sàng ngang và hạ dầm xuống đúng vị trí. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 64 - SV : phạm tuấn anh - 100065 ii.3 Công tác hoàn thiện - Đổ bê tông bản mặt cầu phần nhịp T - Thi công lan can, gờ chắn. - Rải lớp phủ mặt cầu - Lắp hệ thống chiếu sáng,hệ thống biển báo. - Thu dọn công tr-ờng,và đ-a vào sử dụng. iii. Thi công móng. Móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính cọc 1 m, tựa trên nền sét pha. Toàn cầu có 2 mố (M0, M0’) và 7 trụ ( T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7). Các thông số móng cọc M0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 M1 Số l-ợng cọc trong móng ( cọc) 6 6 6 6 12 12 6 6 6 Đ-ờng kính thân cọc(m) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Chiều cao bệ cọc (m) 2 2 2 2 2.5 2.5 2 2 2 Cao độ đỉnh bệ cọc(m) 3.9 3.48 3.1 2.69 -5.55 -5.55 3.98 4.61 4.93 Cao độ đáy bệ cọc(m) 1.9 1.48 1.1 0.69 -8.05 -8.05 1.98 2.61 2.93 Cao độ mũi cọc dự kiến (m) -18.1 -28.52 -28.9 -29.31 -38.05 -38.05 -28.02 -27.39 -17.07 Chiều dài cọc dự kiến (m) 20 30 30 30 30 30 30 30 20 Cự li cọc theo ph-ơng dọc cầu (m) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Cự li cọc theo ph-ơng ngang cầu (m) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 III.1. Công tác chuẩn bị Cần chuẩn bị đầy đủ vật t-, trang thiết bị phục vụ thi công. Quá trình thi công móng liên quan nhiều đến điều kiện địa chất, thuỷ văn, thi công phức tạp và hàm chứa nhiều rủi ro. Vì thế đòi hỏi công tác chuẩn bị kỹ l-ỡng và nhiều giải pháp ứng phó kịp thời và các tình huống có thể xảy ra. Công tác chuẩn bị cho thi công bao gồm một số nội dung chính sau: Kiểm tra vị trí lỗ khoan, các mốc cao độ. Nếu cần thiết có thể đặt lại các mốc cao độ ở vị trí mới không bị ảnh h-ởng bởi quá trình thi công cọc. Chuẩn bị ống vách, cốt thép lồng cọc nh- thiết kế. Chuẩn bị ống đổ bê tông d-ới n-ớc. Thiết kế cấp phối bê tông, thí nghiệm cấp phối bê tông theo thiết kế, điều chỉnh cấp phối cho phù hợp với c-ờng độ và điều kiện đổ bê tông d-ới n-ớc. Dự kiến khả năng và ph-ơng pháp cung cấp bê tông t-ơi liên tục cho thi công đổ bê tông d-ới n-ớc. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 65 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Chuẩn bị các lỗ chừa sẵn tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra chất l-ợng cọc khoan sau này. XVIII.1.1 III.2 Công tác khoan tạo lỗ XVIII.1.1.1 III.2.1 Xác định vị trí lỗ khoan Định vị cọc trên mặt bằng cần dựa vầo các mốc đ-ờng chuẩn toạ độ đ-ợc xác định tại hiện tr-ờng. Sai số cho phép của lỗ cọc không đ-ợc v-ợt quá các giá trị sau: Sai số đ-ờng kính cọc: 5% Sai số độ thẳng đứng : 1% Sai số về vị trí cọc: 10cm Sai số về độ sâu của lỗ khoan : ±10cm XVIII.1.1.2 III.2.2 Yêu cầu về gia công chế tạo lắp dựng ống vách ống vách phải đ-ợc chế tạo nh- thiết kế. Bề dày ống vách sai số không quá 0.5mm so với thiết kế. ống vách phải đảm bảo kín n-ớc ,đủ độ cứng.Tr-ớc khi hạ ống vách cần phải kiểm tra nghiệm thu chế tạo ống vách. Khi lắp dựng ống vách cần phải có giá định h-ớng hoặc máy kinh vĩ để đảm bảo đúng vị trí và độ nghiêng lệch. ống vách có thể đ-ợc hạ bằng ph-ơng pháp đóng, ép rung hay kết hợp với đào đất trong lòng ống. XVIII.1.1.3 III.2.3 Khoan tạo lỗ Máy khoan cần đ-ợc kê chắc chắn đảm bảo không bị nghiêng hay di chuyển trong quá trình khoan. Cho máy khoan quay thử không tải nếu máy khoan bị xê dịch hay lún phải tìm nguyên nhân xử lí kịp thời. Nếu cao độ n-ớc sông thay đổi cần phải có biện pháp ổn định chiều cao cột n-ớc trong lỗ khoan. Khi kéo gầu lên khỏi lỗ phải kéo từ từ cân bằng ổn định không đ-ợc va vào ống vách. Phải khống chế tốc độ khoan thích hợp với địa tầng, trong đát sét khoan với tốc độ trung bình, trong đất cát sỏi khoan với tốc độ chậm. Khi chân ống vách chạm mặt đá dùng gầu lấy hết đất trong lỗ khoan, nếu gặp đá mồ côi hay mặt đá không bằng phẳng phải đổ đất sét kẹp đá nhỏ đầm cho bằng phẳng Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 66 - SV : phạm tuấn anh - 100065 hoặc cho đổ một lớp bê tông d-ới n-ớc cốt liệu bằng đá dăm để tạo mặt phẳng cho búa đập hoạt động. Lúc đầu kéo búa với chiều cao nhỏ để hình thành lỗ ổn định, tròn thẳnh đứng, sau đó có thể khoan bình th-ờng. Nếu sử dụng dung dịch sét giữ thành phải phù hợp với các qui định sau : Độ nhớt của dung dịch sét phải phù hợp với điều kiện địa chất công trình và ph-ơng pháp sử dụng dung dịch.Bề mặt dung dịch sét trong lỗ cọc phải cao hơn mực n-ớc ngầm 1,0m trở lên. Khi có mực n-ớc ngầm thay đổi thì mặt dung dịch sét phải cao hơn mực n-ớc ngầm cao nhất là 1,5m. Trong khi đổ bê tông , khối l-ợng riêng của dung dịch sét trong khoảng 50 cm kể từ đáy lỗ <1,25T/m3, hàm l-ợng cát <=6%, độ nhớt <=28 giây. Cần phải đảm bảo chất l-ợng dung dịch sét theo độ sâu của từng lớp đất đá, đảm bảo sự ổn định thành lỗ cho đến khi kết thúc việc đổ bê tông. XVIII.1.1.4 III.2.4 Rửa lỗ khoan Khi đã khoan đến độ sâu thiết kế tiến hành rửa lỗ khoan, có thể dùng máy bơm chuyên dụng hút mùn khoan từ đáy lỗ khoan lên . Cũng có thể dùng máy nén khí để đ-a mùn khoan lên cho đến khi bơm ra n-ớc trong và sạch. Chọn loại máy bơm, quy cách đầu xói phụ thuộc vào chiều sâu và vật liệu cần xói hút. Nghiêm cấm việc dùng ph-ơng pháp khoan sâu thêm thay cho công tác rửa lỗ khoan. XVIII.1.1.5 III.2.5 Công tác đổ bê tông cọc Đổ bê tông cọc theo ph-ơng pháp ổng rút thẳng đứng. Một số yêu cầu của công tác đổ bê tông cọc: + Bê tông phải đ-ợc trộn bằng máy. Khi chuyển đến công tr-ờng phải đ-ợc kiểm tra độ sụt và độ đồng nhất. Nếu dùng máy bơm bê tông thì bơm trực tiếp bê tông vào phễu của ống dẫn. + Đầu d-ới của ống dẫn bê tông cách đáy lỗ khoan khoảng 20-30 cm. ống dẫn bê tông phải đảm bảo kín khít. + Độ ngập sâu của ống dẫn trong bê tông không đ-ợc nhỏ hơn 1,2m và không đ-ợc lớn hơn 6m. + Phải đổ bê tông liên tục, rút ngắn thời gian tháo ông dẫn, ống vách để giảm thời gian đổ bê tông . + Khi ống dẫn chứa đầy bê tông phải đổ từ từ tránh tạo thành các túi khí trong ống dẫn. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 67 - SV : phạm tuấn anh - 100065 + Thời gian ninh kết ban đầu của bê tông không đ-ợc sớm hơn toàn bộ thời gian đúc cọc khoan nhồi. Nếu cọc dài , khối l-ợng bê tông lớn có thể cho thêm chất phụ gia chậm ninh kết. + Đ-ờng kính lớn nhất của đá dùng để đổ bê tông không đ-ợc lớn hơn khe hở giữa hai thanh cốt thép chủ gần nhau của lồng thép cọc. XVIII.1.1.6 III.2.6 Kiểm tra chât l-ợng cọc khoan nhôi Kiểm tra bê tông phải đ-ợc thực hiện trong suốt quá trình của dây chuyền đổ bê tông d-ới n-ớc. Các mẫu bê tông phải đ-ợc lấy từ phễu chứa ống dẫn để kiểm tra độ linh động, độ nhớt và đúc mẫu kiểm tra c-ờng độ. + Trong quá trình đổ bê tông cần kiểm tra và ghi nhật ký thi công các số liệu sau : + Tốc độ đổ bê tông + Độ cắm sâu của ống dẫn vào vữa bê tông . + Mức vữa bê tông dâng lên trong hố khoan. III.3 Thi công vòng vây cọc ván thép Trình tự thi công cọc ván thép: + Đóng cọc định vị + Liên kết thanh nẹp với cọc định vị thành khung vây. + Xỏ cọc ván từ các góc về giữa. + Tiến hành đóng cọc ván đến độ chôn sâu theo thiết kế. Th-ờng xuyên kiểm tra để có biện pháp xử lí kịp thời khi cọc ván bị nghiêng lệch. III.4 Công tác đào đất bằng xói hút Các lớp đất phía trên mặt đều là dạng cát, sét á cát nên thích hợp dùng ph-ơng pháp xói hút để đào đất nơi ngập n-ớc. Tiến hành đào đất bằng máy xói hút. Máy xói hút đặt trên hệ phao chở nổi. Khi xói đến độ sâu cách cao độ thiết kế 20-30cm thì dừng lại, sau khi bơm hút n-ớc tiến hành đào thủ công đến cao độ đáy móng để tránh phá vỡ kết cấu phía d-ới. Sau đó san phẳng, đầm chặt đổ bê tông bịt đáy. III.5 Đổ bê tông bịt đáy XVIII.1.1.7 III.5.1 Trình tự thi công: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 68 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Chuẩn bị ( vật liệu, thiết bị...) Bơm bêtông vào thùng chứa. Cắt nút hãm Nhấc ống đổ lên phía trên Khi nút hãm xuống tới đáy, nhấc ống đổ lên để nút hãm bị đẩy ra và nổi lên. Bê tông phủ kín đáy. Đổ liên tục. Kéo ống lên theo ph-ơng thẳng đứng, chỉ đ-ợc di chuyển theo chiều đứng. Đến khi bê tông đạt 50% c-ờng độ thì bơm hút n-ớc và thi công các phần khác. XVIII.1.1.8 III.5.2 Nguyên tắc và yêu cầu khi đổ bê tông: Nguyên tắc và yêu cầu khi đổ bê tông bịt đáy. Bêtông t-ơi trong phễu tụt xuống liên tục, không đứt đoạn trong hố móng ngập n-ớc d-ới tác dụng của áp lực do trọng l-ợng bản thân. ống chỉ di chuyển theo chiều thẳng đứng, miệng ống đổ luôn ngập trong bê tông tối thiểu 0.8m. Bán kính tác dụng của ống đổ R=3.5m Đảm bảo theo ph-ơng ngang không sinh ra vữa bê tông quá thừa và toàn bộ diện tích đáy hố móng đ-ợc phủ kín bêtông theo yêu cầu. Nút hãm: khít vào ống đổ, dễ xuống và phải nổi. Bêtông: + Có mác th-ờng cao hơn thiết kế một cấp + Có độ sụt cao: 16 - 20cm. + Cốt liệu th-ờng bằng sỏi cuội. Đổ liên tục, càng nhanh càng tốt. Trong quá trình đổ phải đo đạc kĩ Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 69 - SV : phạm tuấn anh - 100065 XVIII.1.1.9 III.5.3 Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy a) Các số liệu tính toán: Xác định kích th-ớc đáy hố móng. Ta có : L= 11 + 2 = 13 m B = 8 + 2 = 10 m Gọi hb là chiều dày lớp bê tông bịt đáy t là chiều sâu chôn cọc ván ( t 2m ) Xác định kích th-ớc vòng vây cọc ván ta lấy rộng về mỗi phía của bệ cọc là 1 m. Cọc ván sử dụng là cọc ván thép . - Cao độ đỉnh trụ: +9.45 m - Cao độ đáy trụ: -5.55 m - Cao độ đáy đài: -8.05 m -Cao độ mực n-ớc thi công: +2.0 m - Cao độ đáy sông: -5.20 m - Chiều rộng bệ trụ : 8 m - Chiều dài bệ trụ : 11 m - Chiều rộng móng 10 m - Chiều dài móng 13 m Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 70 - SV : phạm tuấn anh - 100065 b) Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy a.b.1 Điều kiện tính toán CĐTN: -5.2 MNTC = +2.00 A t 1 0 .0 5 m h b -8.05 Không thể hiện cọc áp lực đẩy nổi của n-ớc phải nhỏ hơn ma sát giữa bê tông và cọc + trọng l-ợng của lớp bê tông bịt đáy. )..(......... 2211 bnbbbb hHmhukhuhn xhb m mukun H nb n 1 ...... .. 2211 Trong đó : H : Chiều cao tính từ mặt n-ớc thi công đến đáy bệ móng. H=10.05 m hb : Chiều dầy lớp bê tông bịt đáy m = 0,9 hệ số điều kiện làm việc. n = 0,9 hệ số v-ợt tải. b : Trọng l-ợng riêng của bê tông bịt đáy b = 2,4T/m2. n : Trọng l-ợng riêng của n-ớc n =1 T/m2. u2: Chu vi cọc = 3,14 1.0 = 3.14 m 2 : Lực ma sát giữa bê tông bịt đáy và cọc . 2 = 4T/m 2. k: Số cọc trong móng k =12 (cọc) : Diện tích hố móng. ( Mở rộng thêm 1m ra hai bên thành để thuận lợi cho thi công). Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 71 - SV : phạm tuấn anh - 100065 = 13 10 = 130 m2 . 1 : Lực ma sát giữa cọc ván với lớp bê tông 1 = 3T/m 2. u1: Chu vi t-ờng cọc ván =(13+10) 2 = 46 m xhb 11309,0)414,3123464,21309,0( 13005.101 xxxxxxx xx 2.45 m> 1 m Vậy ta chọn hb= 2.45 m b.b.2 Kiểm tra c-ờng độ lớp bê tông bịt đáy: Xác định hb theo điều kiện lớp bê tông chịu uốn. Ta cắt ra 1 dải có bề rộng là 1m theo chiều ngang của hố móng để kiểm tra. Lớp bê tông bịt đáy đ-ợc xem nh- 1 dầm đơn giản kê trên 2 mép của t-ờng vây cọc ván. - Nhịp dầm l=10 m Sử dụng bê tông mác 200 có Ru = 65 T/m 2. Tải trọng tác dụng vào dầm là q (t/m) q = qn – qbt = n.(H+hb ) – hb. bt q = 1.(10.05 + hb) - 2,4.hb = 10.05 - 1,4.hb + Mô men lớn nhất tại tiết diện giữa nhịp là : Mmax = b b h hlq .5.1763.125 8 10)..4,105.10( 8 . 22 + Mômen chống uốn : W = 66 .1 6 . 222 bb hhhb + Kiểm tra ứng suất : max = 65 )5.1763.125.(6 2 max b b h h W M T/m2 Ta có ph-ơng trình bậc hai: 0540105.65 2 bb hh Giải ra ta có: hb = 2.19 m > 1m Vậy chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy hb = 6.1 5.1 45.2 k hbtk 3m làm số liệu tính toán. K là hệ số giảm bề dày k=1.5 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 72 - SV : phạm tuấn anh - 100065 XVIII.1.1.10 III.5.4 Tính toán cọc ván thép: a) Tính độ chôn sâu của cọc ván thép Sơ đồ : 0. 5 Eb aE -5.2 MNTC = +2.0 A 10 .0 5m 1. 63 -8.05 Oh = 4 .4 8 h = 7 .2 2 3 -9.68 t h 1 Các thông số của đất: -Trọng l-ợng riêng của đất: gđ = 2.7 T/m3 - Góc ma sát: =300 -áp lực chủ động của đất: Ea = 0.5 d h1 2. a =0.5x2.7x(4.48+t) 2x1/3=0.45x(4.48+t)2 - dn : Dung trọng đẩy nổi của đất. dn = d - n = 2.7-1 = 1.7 T/m3 - a : Hệ số áp lực chủ động. )2/45(2tga 1/3 -áp lực bị động của đất: Eb = 0.5 dn t 2. b =0.5x1.7x3x t 2=2.55 t2 3)2/45(2tgb b :Hệ số áp lực áp lực bị động. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 73 - SV : phạm tuấn anh - 100065 -Lấy mô men cân bằng tại điểm A ta đ-ợc: MA = Ea[ 3 2 (t+h2)+h3 ] - Eb( 3 2 t+ h2+h3) =0 0.45x(4.48+t)2x[ 3 2 (t+4.48) +7.2]- 2.55 t2x( 3 2 t+4.48+10.05) =0 Rút gọn ta đ-ợc ph-ơng trình bậc 3 của t có dạng: -1.4 t3 -22.017 t2 +42.813 t +78.524= 0 Giải ph-ơơng trình ta đơ-ợc: t =2.75m. Chọn t = 2.80 m Vậy chiều dài cọc ván là :L =2.8+1.63+9.75+0.5=14.68m=> chọn L=15 m b) tính toán c-ờng độ cọc ván : Thời điểm tính là sau khi đã đổ bê tông bịt đáy và hút hết n-ớc trong hố móng. Lúc này ta tính cọc ván coi nh- 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối O, A, tải trọng tác dụng nh- hình vẽ, tính cho 1m chiều rộng (vị trí của điểm O nằm cách mặt trên lớp bê tông bịt đáy 0,5m về phía d-ới) Ta có: -áp lực ngang của n-ớc : Pn = n. l1 = 1x10.55= 10.55 (T/m) -áp lực đất chủ động : qd = dn l a =1.7x3.35x1/3=1.9(T/m) Mmax =74.22 Tm (dùng phần mềm Sap 2000 v10.01) Từ điều kiện maxMW Trong đó: - [ ] là ứng suất cho phép của thép cọc ván: [ ]=1900 kg/cm2 q =1.9 2 1 q =10.55 L1=10.55 L=3.05 o A Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 74 - SV : phạm tuấn anh - 100065 W ≥ 1900 74.22x105 =3906.32 cm3 Ta chọn cọc ván hình máng do SNG sản xuất có : W > 3096.32 cm3 Tra bảng chọn cọc ván số hiệu là : PZ 40 7 4 5 1 6 0 ° 400 8 6 .5 III.6. Bơm hút n-ớc. Do có cọc ván thép và bê tông bịt đáy nên n-ớc không thấm vào hố móng trong quá trình thi công, chỉ cần bố trí máy bơm để hút hết n-ớc còn lại trong hố móng. Dùng hai máy bơm loại C203 hút n-ớc từ các giếng tụ tạo sự khô ráo cho bề mặt hố móng. III.7. Thi công đài cọc. Tr-ớc khi thi công đài cọc cần thực hiện một công việc có tính bắt buộc đó là nghiệm thu cọc, xem xét các nhật ký chế tạo cọc, nghiệm thu vị trí cọc, chất l-ợng bê tông và cốt thép của cọc. Tiến hành đập đầu cọc. Dọn dẹp vệ sinh hố móng. Lắp dựng ván khuôn và bố trí các l-ới cốt thép. Tiến hành đổ bê tông bằng ống đổ. Bảo dưỡng bê tông khi đủ f’C thì tháo dỡ ván khuôn Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 75 - SV : phạm tuấn anh - 100065 iv. Thi công trụ Các kích th-ớc cơ bản của trụ và đài nh- sau: R1 25 50 115 50 520 125125 80 100 160 100 80 25 0 15 00 250 225 300 150 385 30 0 30 0 80 0 1100 100 10 0 10 0 iv.1 Yêu cầu khi thi công Theo thiết kế kỹ thuật trụ thiết kế là trụ đặc bê tông toàn khối, do đó công tác chủ yếu của thi công trụ là công tác bê tông cốt thép và ván khuôn. Để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng ván khuôn lắp ghép. Ván khuôn đ-ợc chế tạo từng khối nhỏ trong nhà máy đ-ợc vận chuyển ra vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn. Công tác bê tông đ-ợc thực hiện bởi máy trộn C284-A công suất 40 m3/h, sử dụng đầm dùi bê tông bán kính tác dụng R = 0.75m. IV.2 Trình tự thi công nh- sau: Chuyển các khối ván khuôn ra vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 76 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Đổ bê tông vào ống đổ, tr-ớc khi đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại một lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh hiện t-ợng dính kết bê tông vào thành ván khuôn sau này. Đổ bê tông thành từng lớp dầy 40cm, đầm ở vị trí cách nhau không quá 1.75R, thời gian đầm là 50 giây một vị trí, khi thấy n-ớc ximăng nổi lên là đ-ợc.Yêu cầu khi đầm phải cắm sâu vào lớp cũ 4 -5cm, đổ đầm liên tục trong thời gian lớn hơn 4h phải đảm bảo độ toàn khối cho bê tông tránh hiện t-ợng phân tầng. Bảo d-ỡng bê tông :Sau 12h từ khi đổ bê tông có thể t-ới n-ớc, nếu trời mát t-ới 3-4 lần/ngày, nếu trời nóng có thể t-ới nhiều hơn. Khi thi công nếu gặp trời m-a thì phải có biện pháp che chắn. Khi cường độ đạt 55%f’c cho phép tháo dỡ ván khuôn. Quá trình tháo dỡ ngược với quá trình lắp dựng. IV.3 tính ván khuôn trụ: XVIII.1.2 IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ. a. Kiểm tra ván khuôn - Kích th-ớc của ván khuôn L= 1 2m ; h= 0.5-1.5m ; mm6 - Chúng đ-ợc liên kết với nhau bằng các bu lông: - Diện tích bệ móng: F= 8*11=88 (m2) - Thể tích cần đổ là: V= 88*2.5= 220 (m3) - Chọn 2 máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 80m3 trong 1 giờ (tđông= 4 giờ) - Vậy Chiều cao đổ bê tông t-ơi cần h= 2.5 m do vậy để đổ xong Vbệtông cần thời gian là: )(75.2 80 220 h V V t may tt - Để nâng cao chất l-ợng của bê tông nên sử dụng Đầm có R= 0.75 m - Ta thấy h> R - áp lực ngang của bê tông (khi không đầm) Pb= x R= 2,4*0.75= 1,8 (T/m 2) - Khi có đầm áp lực ngang do xung kích của bê tông rơi tự do Pmax= (q+ R)*n - q: lực xung động do đổ bê tông bằng ống vòi voi gây ra q= 0,4 (T/m2) - n: hệ số v-ợt tải = 1.3 Vậy áp lực tác dụng lên ván khuôn là : Ptc= (q+ R)*n= (0,4+1,8)*1.3= 2,86 (T/m 2) Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 77 - SV : phạm tuấn anh - 100065 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 78 - SV : phạm tuấn anh - 100065 - Biểu đồ áp lực bê tông: 1 ,7 5 m 2 .5 m q = 0.4(T/m2) Fal= 6.23T/m Fqd= 2.492T/m2 0. 75 m - Diện tích áp lực: Fal = (H-R).Ptc + 2 R .(q+ Ptc) 23.6)86.24.0( 2 75.0 86.2)75.05,2( xx (T/m) - Diện tích qui đổi áp lực 492.2 5.2 23.6 h F F alqd (T/m 2) - Chọn ván khuôn thép 50x50 cm mm6  Tính toán ván khuôn theo bản kê 4 cạnh: α=0.046(phụ thuộc tỉ số a/b) Mmax= α.Pqd.a = 0.046x2.492x0.5=0.057 T.m = 5700 kg.cm - Kiểm tra theo c-ờng độ: Dùng thép than CT3 có [ ]=2100kg/cm2 σ = )/(1900 3 5700 2cmkg W M < [ ] = 2100 kg/cm2 6 * 2a w = )(3 6 6.0*50 3 2 cm - Kiểm tra theo độ võng: cm xx x x EJ xaP xf qd 0379.0 9.0101.2 502492.0 046.0 6 44 - Độ võng cho phép [ f ] = 0.2 cm Vậy f < [ f ] thoã mãn . b. Tính toán s-ờn gia c-ờng: q= pqd*ltt=2.492*0.5= 1.246 (T/m) = 1246 kg/m Thanh nẹp đứng và ngang kiểm toán cùng sơ đồ: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 79 - SV : phạm tuấn anh - 100065 50cm 50cm q=1246 kg/m 15.31 10 5.01246 10 22 max xqxl M kg.m - Chọn tiết diện của thanh có kích th-ớc: bxh=5x50 mm W= 2.08 (cm3) J = 5.21 (cm4) ** Kiểm tra - Điều kiện bền: σ = )2/(59.1497 08.2 3115 cmkg W M < [ ] = 2100 kg/cm2  đạt - Kiểm tra độ võng: cm xxx xx xEJ qxa f 056.0 21.5101.2127 50101246 127 6 424 - Độ võng cho phép [ f ] = 0.2 cm Vậy f < [ f ] thoã mãn KL : vậy chọn ván khuôn bằng thép l=2 (m); và có s-ờn tăng c-ờng đứng và ngang là Bxh=5x50 mm Thể hiện bởi hình vẽ sau ( ván khuôn bệ móng). XVIII.1.3 nẹp ngang:0.05x0.0050.5 m nẹp đứng:0.05x0.005Ván khuôn thép dày 5mm XVIII.1.4 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ 2.3 Kiểm nghiệm ván khuôn thép trụ: a. Sơ đồ bố trớ vỏn khuụn thõn tru : Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 80 - SV : phạm tuấn anh - 100065 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 32 44 3 44 3 44 3 44 3 44 3 44 3 44 3 44 3 44 4 4 4 4 4 4 4 4 4 tỉ lệ : 1:100 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 5 x 1 0 0 0 = 1 5 0 0 0 1 5 x 1 0 0 0 = 1 5 0 0 0 3 x 1 0 0 0 = 3 0 0 0 2000 2000 2000 2000 2000 2000 1500 1500 2000 2000 1250 1500 2200 1500 12502500 II.5.2. Tớnh chiều cao đổ bờ tụng sau 4 giờ : - Diện tớch đổ BT : F = 5.2x2.5+2.52/4x3.14= 17.909 m2. - Thể tớch BT cho 1 lớp dày 0,3m : 5.373m3. - - Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h. trong 1 giờ (tđông= 4 giờ) - Thời gian đầm 1 lớp BT là 10’ (phỳt). - Thời gian đổ và đầm 1 lớp dày 30cm là : T = '181060 40 373.5 x - Sau 4h đổ được chiều dày là : H = )(4 18 3.0604 m xx b.Tớnh toỏn vỏn khuụn : - Tớnh toỏn thộp tấm của vỏn khuụn số 4. - Tớnh toỏn thộp sườn của vỏn khuụn số 4. - Tớnh toỏn thanh giằng. b.1) Kiểm tra khả năng chịu lực của thộp tấm : * Kiểm tra cường độ thộp : Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 81 - SV : phạm tuấn anh - 100065 - Áp lực của lớp BT tỏc dụng lờn vỏn khuụn là : Ptc = (q + xR)xn + q= 400 (kg/m2) : lực xung động do đổ bê tông gây ra + = 2400 (Kg/m3) : dung trọng của bờ tụng. + R= 0.75 (m) : bỏn kớnh tỏc dụng của đầm dựi. +n:hệ số siờu tải n=1.3 Ptc = (400 + 2400x0.75)x1.3 = 2860 (Kg/m 2) - Biểu đồ ỏp lực : 3 .2 5 m 4 m q = 0.4(T/m2) Fal= 10.52T/m Fqd= 2.629T/m2 0. 75 m + Fal = (H-R).P tc + 2 R .(q+ Ptc) = = (4-0.75) x2860 + 2 75.0 x(2860+400)=10517.5 (Kg/m2). + Pqd = H Fal = 4.2629 4 5.10517 (Kg/m2). - Thộp tấm của vỏn khuụn dày 0,6cm được tớnh như bản cú 4 cạnh ngàm cứng với mụ men uốn lớn nhất giữa nhịp tớnh theo cụng thức: M = xPqđ x a2 Trong đú : + = 0.046 : hệ số phụ thuộc tỷ số a/b của vỏn thộp, tra bảng 2.1 sỏch Thi cụng cầu BTCT với a/b=1 - Mụ men uốn lớn nhất : M= 0.046x2629.4x0.5 2 =30.24(Kg.m) = 3024(Kg.cm) - Mụ men khỏng uốn của tấm thộp vỏn khuụn : 6 50 x0.6 2 = 3 (cm3). Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 82 - SV : phạm tuấn anh - 100065 max M W =1008 (Kg/cm2). max = 1008 (Kg/cm 2) < Ru = 2100 (Kg/cm 2) => Thộp tấm đảm bảo điều kiện cường độ. - Kiểm tra theo độ võng: cm xxx xx xEJ qxa f 118.0 21.5101.2127 50104.2629 127 6 424 - Độ võng cho phép [ f ] = 0.2 cm Vậy f < [ f ] thoã mãn . b.2. Tính toán s-ờn gia c-ờng: q= pqd*ltt=2629.4*0.5= 1314.7 (kg/m) - Thanh nẹp đứng và ngang kiểm toán cùng sơ đồ: 50cm 50cm q=1314.7 kg/m 87.32 10 5.07.1314 10 22 max xqxl M kg.m - Chọn tiết diện của thanh có kích th-ớc: bxh=5x50 mm W= 2.08 (cm3) J = 5.21 (cm4) ** Kiểm tra - Điều kiện bền: σ = )2/(3.1580 08.2 3287 cmkg W M < [ ] = 2100 kg/cm2  đạt - Kiểm tra độ võng: cm xxx xx xEJ qxa f 059.0 21.5101.2127 50107.1314 127 6 424 - Độ võng cho phép [ f ] = 0.2 cm Vậy f < [ f ] thoã mãn KL : vậy chọn ván khuôn bằng thép l=1.6(m); và có s-ờn tăng c-ờng đứng và ngang là Bxh=5x50 mm Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 83 - SV : phạm tuấn anh - 100065 nẹp ngang:0.05x0.0050.5 m Đoạn uốn cong nẹp đứng:0.05x0.005Ván khuôn thép dày 5mm v. Thi công kết cấu nhịp Ph-ơng pháp thi công: đúc hẫng cân bằng đối xứng. hlhl trụ T3 k0k1k2k3k4k5k6k7k8 k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 trụ T4 200014000 4x4000 4x3000 6000 6000 4x3000 4x4000 1000 v.1 Nguyên lý của ph-ơng pháp thi công hẫng Thi công hẫng là thi công kết cấu nhịp từng đốt đối xứng qua các trụ. Các đốt dầm đ-ợc đúc theo sơ đồ mút thừa đối xứng qua trụ làm xong đốt nào căng cốt thép đốt đấy.Các đốt đúc trên dàn giáo di động đảm bảo tính toàn khối của kết cấu tốt.Việc căng cốt thép đ-ợc tiến hành rất sớm khi bê tông còn non nên dễ gây ra sự cố và ảnh h-ởng của từ biến co ngót khá lớn. Công nghệ thi công hẫng có -u điểm cơ bản là ít sử dụng dàn giáo, có thể thiết kế kết cấu nhịp có chiếu cao thay đổi với sơ đồ đa dạng, tiết diên có thể là hình hộp, chữ nhật... v.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công Trong quá trình thi công đúc hẫng các khối đúc trên đỉnh trụ, tải trọng tác động lên 2 bên cánh hẫng không đ-ợc đặt đối xứng gây ra sự mất ổn định, kết cấu có xu h-ớng lập quanh tim trụ theo ph-ơng dọc cầu. Chính vì thế, yêu cầu phải đảm bảo giữ ổn định cánh hẫng, chống lật cánh hẫng trong suốt quá trình thi công d-ới các tổ hợp tải trọng bất lợi có thể xảy ra. Biện pháp thực hiện là neo tạm cánh hẫng vào thân trụ đã thi công bằng các PC bar, là thanh cốt thép c-ờng độ cao, đã đ-ợc đặt sẵn trong thân trụ. Cần phải tính toán Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 84 - SV : phạm tuấn anh - 100065 các neo tạm này trên cơ sở cân bằng mômen tại 1 điểm do tất cả các lực tác dụng lên cánh hẫng. Điều kiện là tổng mômen giữ do thanh neo phải lớn hơn tổng mômen lật do tải trọng gây ra. Khi thi công đốt đúc K0 trên trụ, đồng thời thi công neo tạm cánh hẫng vào trụ. Các neo tạm đ-ợc cắt bỏ sau khi thi công hợp long. Sơ đồ và tải trọng: Sơ đồ tính là sơ đồ cánh hẫng đang thi công đúc đốt K8 đầu cánh hẫng bên phải, phía cánh hẫng bên kia thì ch-a di chuyển xe đúc để chuẩn bị đúc đốt K8. Đối với tr-ờng hợp này các tải trọng tác dụng gồm có: 1. Tĩnh tải xe đúc và ván khuôn 600KN, xe đúc bên phải đặt tại khối 8, xe bên trái đặt tại khối 7 2. Trọng l-ợng bản thân cánh hẫng, trong đó cánh bên phải tăng 2%, cánh bên trái giảm 2% 3. Một khối đúc đặt lệch (khối bên phải đổ tr-ớc) 4. Mô men tập trung ở 2 đầu mút cánh hẫng do xe đúc sinh ra 200KN.m 5. Lực tập trung do thiết bị 200KN đặt tại đầu mút cánh hẫng phải. 6. Tải trọng thi công rải đều tác dụng lên cánh hẫng bên phải 0.48KN/m2 , cánh hẫng bên trái là 0.24KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 11.5m thì tải trọng thi công rải đều bên phải là 5.52 KN/m dài cầu và bên trái là 2.76 KN/m dài cầu . 7. Gió ng-ợc tác dụng lên cánh hẫng bên trái (lực nâng) w = 0.24KN/m2, với cầu có bề rộng mặt cầu 11.5 m thì tải trọng gió ng-ợc là 2.76 KN/m dài cầu. Mô hình hoá sơ đồ kết cấu trong ch-ơng trình SAP2000, và gán các tải trọng lên sơ đồ ta có kết quả sau: Momen gây lật : Mlật = 243617.2 – 192161 = 51456.2KNm Khối l-ợng giảm 2% Khối l-ợng tăng 2% tải trọng gió = 0.24KN/m2 tải trọng tập trung của thiết bị P= 200KN M=200KNm P=600KN sơ đồ bố trí tải trọng Xe đúc Tải trọng thi công rải đều=0.24KN/m2 M=200KNm P=600KN Xe đúc k0k1k2k3k4k5 k6k7 k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công. Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG đồ án tốt nghiệp Khoa xd cầu đ-ờng Phần 1: Thiết kế cơ sở GVHD:ths.phạm văn thái Trang - 85 - SV : phạm tuấn anh - 100065 V.3. Tính toán thép neo khối đỉnh trụ Mômen gây lật là Mlật = 51456.2 KNm. Nh- vậy momen chống lật sẽ phải là Mcl > 51456.2 KNm. Ta sẽ bố trí các thanh thép DUL đi từ d-ới trụ lên và xuyên qua dầm lên tới mặt cầu, do vậy những thanh thép này cùng với khối bê tông kê có tác dụng giữ ổn định chống lật của cánh hẫng quanh điểm mép ngoài gối tạm trong quá trình thi công, khả năng giữ ổn định của những thanh thép này là Mcl = PDULy. Trong đó : PDUL: Khả năng chịu kéo của các thanh thép DƯL Ta chọn thép DƯL là loại thép trơn có đ-ờng kính danh định là 32 (Thanh 32 mm). Do đó c-ờng độ chịu kéo là fpu = 1084 (MPa) Tức là: )(872101084 4 321416.3 4 3 22 KNf D P puDUL Ta chọn 32 thanh ở mỗi bên so với tim ngang trụ. Bố trí mỗi bên 16 thanh PC 32 thành 2 hàng cách nhau 25cm, hàng đầu tiên cách mép trụ 15cm. Khoảng cách từ trọng tâm của các thanh neo tới mép đỉnh trụ là: 0.15 + 0.2/2 = 0.25m y : Khoảng cách từ trọng tâm các thanh thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải: y = 2.5 - 2x0.25 = 2 m Do vậy momen chống lật sẽ là MCL = 32 872 2 = 55808 KNm. Kiểm tra điều kiện ổn định chống lật : MCL = 55808 > 51456.2 (KNm) = Mlật Vậy điều kiện ổn định đ-ợc thoả mãn.