Đồ án Thiết kế cầu A qua sông Thu bồn thuộc tỉnh Quảng Nam

07.3 Đạt ( II ) 38,293.143 212,507.3 Đạt d.Kiểm toán sức kháng nén của trụ theo uốn 2 chiều Ta có : 0.1f’c Ag = 0.1x30x20.156x1000 = 60450 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.mm)  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). Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 43 fy: giới hạn chảy của thép. As: bố trí sơ bộ rồi tính diện tích thép cần dùng theo cả hai ph-ơng. 57,63085,085,0 400 0.051025 ...85,0 . '1 xxx x bf fA c xC ys 0.143 23085,085,0 400 0.051025 ...85,0 . '2 xxx x bf fA c yC ys 0.471 85.0143.0. 111 xca 0.122 85.0471.0. 122 xca 0.40 2 0.122 10.0210400 0.0510259.0 3xxxM rx 33780.6 KN.m 2 0.40 10.057.610400 0.0510259.0 3xxxM ry 115173.63 KN.m 85,01 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 ) 38,668.44 4162.9875 4123.437 33780.6 115173.63 0.1590 Đạt ( II ) 38,293.143 5945.643 4123.437 33780.6 115173.63 0.2118 Đạt 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. 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 = 3.9 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. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 44 - 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 = 4948.4 KN=494.84 T b = 11 m hmin = tg(45 0 – 300/2) 118.1 494.84 = 2.88m. -> 0.7hmin = 0.7x2.88= 2.02m < h = 3.9 m. f.Theo ph-ơng trục x: Hmax = 8324.7 KN=832.47 T b = 8 m hmin = tg(45 0 – 300/2) 0.88.1 832.47 = 4.3 m. -> 0.7hmin = 0.7x4.3=3.07 m < h = 3.9 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 18 25 có c-ờng độ 400MPa. Đai tròn 10 a200. 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 5.7.4.4 – 22TCN272-05 : Đối với cấu kiện có cốt đai xoắn thì c-ờng độ chịu lực dọc trục tính toán xác định theo công thức : PV = .Pn . Với Pn = C-ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn Đói với cấu kiện có cốt đai xoắn tính theo công thức : Pn = 0.85.{0.85.fc’.(Ag - Ast) + fy.Ast}= 0,85.{.0,85. fc’.(Ag - Ast) + fy.Ast} . Trong đó : = Hệ sức kháng quy định ở ( 5.5.4.2 ) có = 1 fc’ , fy : C-ờng độ quy định của bêtông và c-ờng độ chảy dẻo quy định của thép (MPa). fc’ = 30 Mpa ; fy=400 Mpa Ag,Ast : Diện tích tiết diện nguyên của mặt cắt , của cốt thép dọc (mm 2). Với vật liệu và kích th-ớc đã nói ở trên ta có: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 45 PV =1 0,85 (0,85 30 ( 4 100014.3 2 -18x 4 2514.3 2 )+400 18 4 2514.3 2 ) = = 19,826,082.6 (N). Hay PV = 19,826.0826 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 hạt mịn Rời rạc 180 4 10 Lớp 2: Cát pha sét chặt vừa 200 10 30 Lớp 3: Sét pha cát 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 )  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 cát 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) Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 46 uS = 0.006x N  : hệ số dính bám ( bảng 10.8.3.3.1.1)  Lớp 3 – Sét cát pha uS = 0.006 x 3 = 0.018 (Mpa) => = 0.55 sq = uS =0.55 x 0.018 = 9.9. 10 3 (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 hạt mịn, chặt vừa sq = 0.0028 x 28 = 0.0784 (Mpa)  Lớp 2 - cát pha sét, chặt vừa sq = 0.0028 x 30 = 0.084 (Mpa) Bảng tính sức kháng thân cọc trong nền đất Lớp sq (Mpa) A s ( mm2) Q s (N) 1 0.0784 17,270,000 1,353,968.0 2 0.084 11,932,000 1,002,288.0 3 0.0099 62,800,000 621,720.0 Tổng 2,977,976.0 Sức chịu tải của cọc tính theo điều kiện đất nền Q r 02,977,976.65.010 x 4.2155.0 6rQ 4,251,184 (N) =4,251.2 (KN) => Từ các kết quả tính đ-ợc chọn sức chịu tải của cọc là [ Pc ] = min );( QPv = 4,251.2 (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 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 47 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 V.7.2.3 Kiểm toán cọc (TTGHCĐ1) NZ=38037.6325 KN MX=7460.1205 KN.m MY =4692.188 KN.m Cọc Xi (m) Yi (m) X2i (m2) Y2i (m2) Ni (T) Kiểm tra 1 -4.5 3 20.3 9.0 3324.2 Đạt 2 -1.5 3 2.3 9.0 3428.5 Đạt 3 1.5 3 2.3 9.0 3532.8 Đạt 4 4.5 3 20.3 9.0 3637.0 Đạt 5 4.5 0 20.3 0.0 3326.2 Đạt 6 1.5 0 2.3 0.0 3221.9 Đạt 7 -1.5 0 2.3 0.0 3117.7 Đạt 8 -4.5 0 20.3 0.0 3013.4 Đạt 9 -4.5 -3 20.3 9.0 2702.6 Đạt 10 -1.5 -3 2.3 9.0 2806.8 Đạt 11 1.5 -3 2.3 9.0 2911.1 Đạt 9 10 11 12 1 2 3 4 X Y 5 6 7 8 22max I MAXY I MAXX x M y M n P P x y Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 48 12 4.5 -3 20.3 9.0 3015.4 Đạt Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 49 MụC LụC CH-ơNG I: GIÍI THIệU CHUNG Về PH-ơNG áN THIếT Kế ......................................................................... - 45 - CH-ơNG II: TíNH CHấT VậT LIệU Và TảI TRÄNG THIếT Kế .................................................................... - 47 - II .1 VậT LIệU: ................................................................................................................................................... - 47 - ii.1.1 Bê tông: ............................................................................................................................................... - 47 - ii.1.2 Thép th-ờng (A5.5.3) .......................................................................................................................... - 48 - ii.1.3 Thép ứng suất tr-ớc ............................................................................................................................. - 48 - II.2 HOạT TảI THIếT Kế(3.6.1.2) ......................................................................................................................... - 48 - ii.2.1 Xe tải thiết kế ..................................................................................................................................... - 48 - ii.2.2Xe hai trục thiết kế .............................................................................................................................. - 49 - ii.2.3 Tải trọng làn thiết kế ......................................................................................................................... - 49 - CH-ơNG III: TíNH TOáN BảN MặT CầU ......................................................................................................... - 51 - III.1 THIếT Kế CấU TạO MặT CầU ..................................................................................................................... - 51 - iii.1.1 Cấu tạo của bản mặt cầu .................................................................................................................. - 51 - iii.1.2 Cấu tạo lớp mặt cầu ........................................................................................................................... - 52 - III.2 PH-ơNG PHáP TíNH TOáN NẫI LÙC ................................................................................................................ - 52 - III.2.1 Sơ đÅ TíNH: ........................................................................................................................................... - 52 - III.2.2 TíNH TOáN NẫI LÙC.................................................................................................................................. - 53 - iii.2.2.1 Tính toán bản mút thừa ................................................................................................................... - 53 - iii.2.2.2 Tính toán hiệu ứng lực cho nhịp giản đơn ................................................................................... - 58 - iii.3 Tổ hợp nội lực ......................................................................................................................................... - 60 - III.4 THIếT Kế CẩT THéP BảN MặT CầU ........................................................................................................... - 62 - iii.4 .1 Tính toán diện tích cốt thép ............................................................................................................ - 62 - iii.4 .2 Tính toán mất mát ứng suất tr-ớc ....................................................................................................... - 63 - III.5 KIểM TRA TIếT DIệN THEO CáC TRạNG THáI GIÍI HạN ................................................................................... - 68 - iii.5 .1 Trạng thái giới hạn sử dụng .................................................................................................................. - 68 - iii.5 .2 Trạng thái giới hạn c-ờng độ 1 ............................................................................................................ - 70 - CH-ơNG IV: THIếT Kế KếT CấU DầM CHẹ .................................................................................................... - 78 - IV. LÙA CHÄN KíCH TH-ÍC Và TíNH TOáN đặC TR-NG HìNH HÄC .................................................................... - 78 - iv.1 kích th-ớc kết cấu và mặt cắt ngang dầm .......................................................................................... - 78 - iv.1.4. Tính toán đặc tr-ng hình học tiết diện ......................................................................................... - 81 - IV.2. TíNH TOáN NẫI LÙC TRONG DầM ............................................................................................................... - 83 - iv.2 .1 Sơ đồ chia đốt thi công kết cấu nhịp ............................................................................................. - 83 - iv.2 .2 Các giai đoạn thi công kết cấu nhịp ............................................................................................... - 83 - IV.3 Tặ HẻP NẫI LÙC .......................................................................................................................................... - 103 - IV.4 THIếT Kế CẩT THéP ..........................................................................................................................................1 iv.4.1 Bê tông mác c50. .........................................................................................................................................1 iv.4.2 Chọn cáp .....................................................................................................................................................1 iv.4.3 Cốt thép th-ờng ..........................................................................................................................................2 iv.4.4 Tính toán cốt thép DƯL ..............................................................................................................................3 BảNG TíNH TOáN LÙA CHÄN L-ẻNG CẩT THéP DƯL ....................................................................................................3 iv.4.5 Tính đặc tr-ng hình học các giai đoạn ..................................................................................................4 iv.4.6 Tính mất mát ứng suất tr-ớc ......................................................................................................................6 iv.4.7 Kiểm toán tiết diện ................................................................................................................................. 14 đặT VấN đề ......................................................................................................................................................... 14 V. TíNH TOáN TRễ CầU .......................................................................................................................................... 30 V.1 Kích th-ớc hình học của trụ....................................................................................................................... 30 V.2 Tải trọng và các tổ hợp tải trọng. ................................................................................................................ 30 1. Sẩ LIệU TíNH TOáN : ....................................................................................................................................... 30 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 50 CAO đE đỉNH TRO: +77.5 M .................................................................................................................... 30 V.3 Xác định các tải trọng tác dụng lên trụ....................................................................................................... 31 V.4 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ: ................................................................................................................ 37 V.4 Kiểm toán tiết diện trụ nguy hiểm với các tổ hợp tải trọng ....................................................................... 39 V.7 Kiểm toán cọc .............................................................................................................................................. 43 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 51 Phần Iii Thiết kế thi công ******************** i. Yêu cầu thiết kế Trong đồ án này em thiết kế phục vụ thi công trụ T3 cho đến móng. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 52 Các số liệu tính toán nh- sau: - Cao độ đỉnh trụ: 77.5 M - Cao độ đáy trụ: 68 M - Cao độ đáy đài: 66 M - Cao độ mực n-ớc thi công: 73 M - Cao độ đáy sông: 70.2 M - Chiều rộng móng : 8 M - Chiều dài móng : 11 M Số liệu địa chất: - Lớp 1: Cát hạt nhỏ - Lớp 2: Cát pha sét - Lớp 3: Sét pha cát 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 - 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 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 53 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. 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 đường kính cọc 1 m, tựa trên nền sét pha. Toàn cầu có 2 mố (M0, M0’) và 4 trụ ( T1, T2, T3, T4). Các thông số móng cọc M0 T1 T2 T3 T4 M0’ Số l-ợng cọc trong móng ( cọc) 6 8 12 12 8 6 Đ-ờng kính thân cọc(m) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Chiều cao bệ cọc (m) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 54 Cao độ đỉnh bệ cọc(m) 73.2 69.9 68 68 69.9 73.2 Cao độ đáy bệ cọc(m) 71.2 67.9 66 66 67.9 71.2 Cao độ mũi cọc dự kiếm (m) 46.22 37.9 36 36 37.9 46.2 Chiều dài cọc dự kiến (m) 25 30 30 30 30 25 Cự li cọc theo ph-ơng dọc cầu (m) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 Cự li cọc theo ph-ơng ngang cầu (m) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 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. Chuẩn bị các lỗ chừa sẵn tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra chất l-ợng cọc khoan sau này. III.2 Công tác khoan tạo lỗ 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 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. 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. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 55 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 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. 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. 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. + Thời gian ninh kết ban đầu của bêtong 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. 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 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 56 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 III.5.1 Trình tự thi công: 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. 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, ki 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. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 57 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: 77.5 m - Cao độ đáy trụ: 68 m - Cao độ đáy đài: 66 m -Cao độ mực n-ớc thi công: 73 m - Cao độ đáy sông: 70.4 m - Chiều rộng bệ trụ : 8 m - Chiều dài bệ trụ : 11 m - Chiều rộng móng 10 m - Chiều dài móng 13 m b) Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy b.1 Điều kiện tính toán Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 58 0 ,5 m 0 ,5 m H hb t H hb t mntc 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=5.5 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). = 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( 1305,51 xxxxxxx xx 1.875 m> 1 m Vậy ta chọn hb=1.88 m b.2 Kiểm tra c-ờng độ lớp bê tông bịt đáy: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 59 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.(5.5 + hb) - 2,4.hb = 5.5 - 1,4.hb + Mô men lớn nhất tại tiết diện giữa nhịp là : Mmax = b b h hlq .5.1775.68 8 10)..4,15,5( 8 . 22 + Mômen chống uốn : W = 66 .1 6 . 222 bb hhhb + Kiểm tra ứng suất : max = 65 )5.1775.68.(6 2 max b b h h W M T/m2 Ta có ph-ơng trình bậc hai: 05.412105.65 2 bb hh Giải ra ta có: hb = 1,837 m > 1m Vậy chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy hb = 1,88 m làm số liệu tính toán. III.5.4 Tính toán cọc ván thép: a) Tính độ chôn sâu của cọc ván thép Sơ đồ : Eb aE 70.4 MNTC = 72 A 5 .5 1. 88 66.5 O h = 5 .7 8 h = 1 .6 2 3 64.62 t h 1 Khi đào đất theo ph-ơng pháp xói hút nên mực n-ớc trong và ngoài vòng vây cọc ván là nh- nhau, do đó áp lực n-ớc hai bên bằng nhau. Các thông số của đất: -Trọng l-ợng riêng của đất: gd = 2. 6 T/m3 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 60 - Góc ma sát: =300 -áp lực chủ động của đất: Ea = 0.5 dn h1 2. a =0.5x1.6x(5.78+t) 2x1/3=0.8/3x(5.78+t)2 - dn : Dung trọng đẩy nổi của đất. dn = d - n =1.6 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 =0.5x1.6x3x t 2=2.4 t2 3)2/45(2tgb b :Hệ số áp lực áp lực bị động. -Lấy mô men cân bằng tại điểm A ta đơợc: MA = Ea[ 3 2 (t+h2)+h3 ] - Eb( 3 2 t+ h2+h3) =0 0.8/3x(5.78+t)2x[ 3 2 (t+5.78)+1.6]- 2.4 t2x( 3 2 t+5.78+1.6) =0 Rút gọn ta đ-ợc phơơng trình bậc 3 của t có dạng: 5.333 t3 +54.861 t2 -22.272 t - 128.723= 0 Giải ph-ơơng trình ta đơ-ợc: t =1.61m. Chọn t = 1.80 m Vậy chiều dài cọc ván là :L =1.8+1.88+5.5+0.5=9.68 m=> chọn L=10 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) Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 61 Ta có: -áp lực ngang của n-ớc : Pn = n. l = 1x6.0= 6 (t/m) -áp lực đất chủ động : qd = dn l1 a =1.6x6x1/3=3.2(t/m) Tại một vị trí X nào đó, mômen đạt giá trị max. Ta đi tìm vị trí X Qui đổi qn và qd ta đ-ợc q=8.3466 T/m Mômen tại O : M0 = RA6 - 3.2 6.6.q => RA = 8.3466 T Mômen tại A : M0 = R06 - 3.2 6.2.6.q => R0 = 16.6932 T Lấy mômen tại X : Mmax=R0.x- 6 6 x .x. 2 x .q - 3 2x (q - 6 6 x .q)=0.2318x3-4.1733 x2+16.6932 x (1) Tại X mômen lớn nhất, đạo hàm mômen bằng 0 0 dx Md X 0.6854 x2-8.3466 x+16.6932=0 Giải ph-ơng trình trên ta có: x = 2.52 và x = 9.65(loại) Chọn x = 2.52 làm trị số để tính, thay vào (1) ta có: MMax=19.27Tm Từ điều kiện maxMW Trong đó: - [ ] là ứng suất cho phép của thép cọc ván: [ ]=1900 kg/cm2 q =3.2 2 1 q =6 L1=6.0 L=4.4 o A Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 62 W ≥ 1900 19.27x105 =1014.21 cm 3 Ta chọn cọc ván hình máng do SNG sản xuất có : W > 1014.21 cm 3 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 iv. Thi công trụ Các kích th-ớc cơ bản của trụ và đài nh- sau: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 63 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. 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: IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ. Đài có kích th-ớc a b h = 11 8 2 (m). 50 100 120 2x300 100 200 140 100 100 1100 100 800 500 140 140 1100 300.0 50 100 200 100 200 100 200 100 50 140 300 300 300 950 950 260 260 200 500 200 100 100 300 200 300 50 ỉ 100 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 64 áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: + áp lực bê tông t-ơi. + Lực xung kích của đầm. Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h. Và đầm dùi có bán kính tác dụng là 0,75m. Diện tích đài: 11 8 = 88m2. Sau 4h bê tông đó lên cao đ-ợc: )(75.0)(82.1 88 4404 mm F Q h áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Lực xung kích do đầm bê tông: h > 0,75 m nên q 2 = .R 23 /18001075.04.2 mKg + áp lực ngang do đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m 2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao đài nh-ng để đơn giản hóa tính toán và thi công ta coi áp lực phân bố đều: qtc= )/(1.1829 82.1 82.140007.11800 2 75.01800 2mkg qtt =1.3 1829.1=2377.83 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: 1 150 150 50 2 3 Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 1 2 3 3x20 12x14 12x14 Thanh căng D=16mm ván khuôn bệ trụ IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng của ván Sơ đồ tính toán: 750 1070 1820 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 65 Mômen uốn lớn nhất: Mmax= 10 5.0 2377.83 10 22ql 59.45 kg.m Chọn ván gỗ loại : rộng 20 cm ; dày = 3 (cm) Ru = 130 (kg/cm 2) Kiểm tra theo điều kiện nén uốn của ván : uR W Mmax Với 6 03.01 6 22b W =0,00015 (m3) => = 00015.0 59.45 = 396333.3 (kg/m2) =39.63 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm 2) => Thoả mãn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f = 250127 4 l EJ lqtc Trong đó : - E : môđun đàn hồi của gỗ Edh= 100000 (kg/cm 2) - l : chiều dài nhịp tính toán l = 50 cm - J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn 12 03.01 12 33b J = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) - qtc là tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=18.291 (kg/cm) => f = 22510127 5018.291 5 4 =0.04 cm < 250 50 = 0.2 cm =>Vậy đảm bảo yêu cầu về độ võng. IV.3.1.2 Tính nẹp ngang. Nẹp ngang đ-ợc tính toán nh- 1 dầm liên tục kê trên các gối là các thanh nẹp đứng. Tải trọng tác dụng lên ván đứng rồi truyền sang nẹp ngang. Với khoảng cách nẹp ngang lớn nhất là 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang. qnẹp ngang = qván đứng 0.5 =2377.83 0.5 = 1188.82 kg/m. Sơ đồ tính: Mômen lớn nhất trong nẹp ngang: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 66 kgm ql M 51.267 10 5.1 1188.82 10 22 max Chọn nẹp ngang kích th-ớc (12 14cm) 3 22 392 6 1412 6 . cm h W Kiểm tra ứng suất: 22 /130/24.68 392 26751 cmkgcmkg W M Duyệt độ võng: JE lq f ..128 . 42 4 33 2744 12 1412 12 . cm hb J mkGlqq tcvvong /55.9145.0 1829.1. 1 =9.1455 Kg/cm cmcm JE lq f 375,0 400 150 13,0 2744100000128 1501455.9 ..128 . 442 Kết luận: nẹp ngang đủ khả năng chịu lực IV.3.1.3 Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối, chịu lực tập trung đặt ở giữa nhịp do tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống Ptt= 23.17835.1 1188.82 q 2ngang nep l (kg) Sơ đồ tính toán: P 50 50 14 1 2 Mômen Kgm lP M 21.297 6 0.123.1783 6 . max Chọn nẹp đứng kích th-ớc (12 14) cm. 2 22 392 6 1412 6 cm h W Kiểm tra ứng suất: 2/13082.75 392 29721 cmkg W M Duyệt độ võng: JE lq f ..48 . 3 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 67 4 33 2744 12 1412 12 . cm hb J mkGlqq tcnvong /825.13715.155.914. 2 =13.71825 Kg/cm cmcm JE lq f 25,0 400 100 00104,0 274410000048 100 13.71825 ..48 . 33 Kết luận: nẹp đứng đủ khả năng chịu lực IV.3.1.4 Tính thanh căng:s Tải tác dụng: p = 2377.83Kg/m. Khoảng cách thang căng: c = 1.5 m Lực tác dụng trong thanh căng: S = p.c = 2377.83x1.5=3566.745 kg. Dùng thăng căng là thép CT3 có R = 1900kg/cm2. Diện tích yêu cầu 2877.1 1900 3566.745 cm R S F Dùng thanh căng 16 có F = 2.01 cm2 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ Ván khuôn trụ chia làm 2 loại: - Ván khuôn thẳng (VK1) - Ván khuôn đầu tròn (VK2) IV.3.2.1 Ván khuôn thẳng (VK1) Tính toán tải trọng tác dụng lên ván khuôn Diện tích mặt cắt trụ: 22 14.13114.325 mxxF Dùng máy trộn C302 công suất 15m3/h và đầm dùi có bán kính ảnh h-ởng R=0,75m. Chiều cao bê tông đổ trong 4h. )(56.4 14.13 1544 m F Q h + áp lực bê tông t-ơi h 0,75. 23 1 /18001075.04.2 mkgq + áp lực ngang do đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m 2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao trụ nh-ng để đơn giản hóa tính toán và thi công ta coi áp lực phân bố đều: 750 3810 4560 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 68 qtc= )/(97.2051 56.4 56.440081.31800 2 75.01800 2mkg qtt =1.3 2051.97=2667.56 kg/m2 Chọn ván khuôn nh- sau: 2 3 Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 1 2 33x20 12x12 14x14 Thanh căng D=16mm ván khuôn thân trụ 140 140 5 0 1 a. Tính ván đứng: Ván đứng chịu tải phân bố đều q = 2667.56 Kg/m có gối là các nẹp ngang khoảng cách l = 0.5m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn nhất trong ván. Kgm ql M 69.66 10 5.0 2667.56 10 22 max Chọn ván đứng có tiết diện là 20 3 cm - Mômen chống uốn: 6 03.01 6 22b W =0,00015 (m3) =0,00015.E+6 cm3 - Mô men quán tính: 12 03.01 12 33b J = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) - Kiểm tra c-ờng độ Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 69 => = 60,00015.E0 6669 = 44.46 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm 2) - Kiểm tra độ võng: cm EJ lq f tc 045.0 22510127 505197.20 127 5 44 - qtc là tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=20.5197 (kg/cm) cm l f 125.0 400 50 400 ][ cmfcmf 125.0][045.0 b. Tính nẹp ngang: Lực tác dụng qnẹp ngang = 0.5qvđứng=0.5 2667.56 = 1333.78 Kg/m Sơ đồ tính toán: - Chọn nẹp ngang kích th-ớc 12 12 có 3 2 288 6 1212 cmW 4 33 1728 12 1212 12 . cm hb J - Mômen uốn trong nẹp lớn nhất là: kgcmKgm ql M 26142 261.42 10 4.1 1333.78 10 2 2 max - Kiểm tra ứng suất: 22 /130/77.90 288 26142 cmkgcmkg W M - Duyệt độ võng: JE lq f ..128 . 42 mkGlqq tcvvong /985.10255.0 2051.97. 1 =10.25985 Kg/cm cmcm JE lq f 35,0 400 140 178,0 1728100000128 140 10.25985 ..128 . 442 Kết luận: nẹp ngang đủ khả năng chịu lực c. Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối, chịu lực tập trung đặt ở giữa nhịp do tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 70 qtt= 1867.294.1 1333.782lqnepngang (kg) Sơ đồ tính: Chọn nẹp đứng kích th-ớc 14 14 (cm). 3 2 3.457 6 1414 cmW - Mômen Kgm lP M 22.311 6 0.129.1867 6 . max =31122 kg.cm Kiểm tra ứng suất: 2/130055.68 3.457 31122 cmkg W M - Duyệt độ võng: JE lq f ..48 . 3 4 33 3.3201 12 1414 12 . cm hb J mkGlqq tcnvong /38.14364.1985.1025. 2 =14.3638 Kg/cm cmcm JE lq f 25,0 400 100 002565,0 3.320110000048 140 14.3638 ..48 . 33 Kết luận: nẹp đứng đủ khả năng chịu lực d. Tính thanh căng: S = P.C Với P = 2667.56 Kg/m và C = 1.4 m Có S =2667.56 x 1.4 =3734.584 Kg Diện tích thanh căng cần thiết là 29655.1 1900 3734.584 cm R S F Chọn thanh căng 16 có f = 2.01 cm2 IV.3.2.2 Tính toán gỗ vành l-ợc. áp lực phân bố của bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m 2) áp lực ngang do đầm bê tông: pđ = 0.4T/m 2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: 43.15.03.1)4.08.1(5.03.1)( dtxv ppq (T/m 2)=1430 Kg/m2 Lực xé ở đầu tròn: 2010 2 31430 2 Dq T tt v (Kg) Tính toán vành l-ợc chịu lực kéo T: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 71 Kiểm tr a theo công thức: kR F T Trong đó: F: diện tích đã giảm yếu của tiết diện vành l-ợc Rk : c-ờng độ chịu kéo của gỗ vành l-ợc Rk = 100kg/cm 2 => F= b. 21.20 100 2010 cm R T k Từ đó chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : cm4 ,b=12cm. Có F= 4 12=48cm2 v. Thi công kết cấu nhịp Ph-ơng pháp thi công: đúc hẫng cân bằng đối xứng. k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 6x350 trụ T2 hlhl trụ T1 k0k1k2k3k4k5k6k7k8 6x350 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 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. Tình huống tính toán ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công là khi đúc đốt hẫng cuối cùng K8, xe đúc, ván khuôn, khối bê tông -ớt K8 của một bên cánh hẫng bị rơi. Các tải trọng đặt không cân bằng trên cánh hẫng. + Tải trọng xe đúc đặt 1 bên cánh hẫng P1=600KN. + Tải trọng do thiết bị P2=200KN đặt tại đầu cánh hẫng. + Tải trọng gió thốc 1 bên cánh hẫng bị rơi xe đúc, lấy trị số 0.6 KN/m2, với bề rộng cầu 12.0m tải trọng gió thốc phân bố trên mét dài cầu 7.2KN/m. Tất cả các tải trọng tác dụng thẳng đứng cân bằng lên 2 cánh hẫng trên trụ đ-ợc quy về lực đứng đi qua tâm trụ, các tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1 bên cánh hẫng đ-ợc quy về 1 lực đứng và mômen đặc tr-ng cho tải trọng lệch tâm. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 72 Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công. Bảng các thành phần lực STT Các lực gây lật Kí hiệu Lực đứng Pz (KN) Cánh tay đòn x(m) Mômen Mx (KNm) 1 Tải trọng xe đúc 1 bên cánh hẫng P1 400 36 21600 2 Lực tập trung do thiết bị P2 200 36 7200 3 Tải trọng gió thốc 1 bên cánh hẫng P3 -259.2 -18 4665.6 Tổng 1059.2 33465.6 Mgây lật = Mngoại lực 33465.6 Tính toán mômen giữ ổn định MChống lật Sử dụng các thanh thép c-ờng độ cao với các đặc tr-ng nh- sau: + Đ-ờng kính thanh DƯL : 32 mm + Khối l-ợng danh định của thanh thép: 6.31 Kg/m +Diện tích mặt cắt danh định: 804.2m2 + C-ờng độ chịu kéo tính toán: 1035 Mpa + Giới hạn bền: 120Mpa + Độ dãn dài tối thiểu: 5% + Độ tự chùng tối đa: 1.5% Số thanh thép dự kiến ( tính cộng cho cả 2 phía ): nps = 24 Các phụ kiện kèm theo của thanh DƯL gồm có: + Bản đệm neo bằng thép kích th-ớc 150 150 32 mm + Bộ đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu. + Cút nối thanh DƯL Khi sử dụng thanh thép DƯL cần l-u ý: + Không đựơc hàn thanh DƯL hoặc để chạm mát do hàn. + Không đ-ợc va chạm mạnh vào thanh có thể gây nứt hoặc vỡ ren + Bảo quản thanh, không để bị gỉ hoặc ăn mòn. + Chỉ thiết kế thanh DƯL chịu kéo Bố trí các thanh thép DƯL: k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 P=400KN Xe đúc tải trọng gió = 0.6KN/m2=7.2KN/m tải trọng tập trung của thiết bị P= 200KN P=400KN sơ đồ bố trí tải trọng Xe đúc Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 73 A A Chi tiet "B" Chi tiet "A" I B B Chi tiet "C" I Chi ti?t "D" I I Thanh DUL ỉ32 Thanh DUL ỉ32 1S 1L MC A-A MC B-B Kiểm tra khả năng giữ ổn định cánh hẫng của thanh DƯL + Khả năng chống lật của 1 thanh DƯL đ-ợc xác định theo công thức sau: Mchống lật = P y Trong đó: P: khả năng chịu kéo của 1 thanh DƯL 32 )(832101035 4 032.014.3 4 3 22 KNf d P MC I-I Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 74 y : khoảng cách từ trọng tâm các thanh thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y = 2 – 0.3 = 1.7 (m) + Khả năng chống lật : Mchống lật = 832 1.7 24 = 33945.6 (KN) > Mgâylật = 33465.6 (KN) => Đạt