Đồ án Thiết kế cầu và tuyến

Phần Iii Thiết kế thi công ******************** i. Yêu cầu thiết kế Trong đồ án này em thiết kế phục vụ thi công trụ T4 cho đến móng. Các số liệu tính toán như sau: - Cao độ đỉnh trụ: +5.2 m - Cao độ đáy trụ: -5.13 m - Cao độ đáy đài: -7.63 m - Cao độ mực nước thi công: -1.2 m - Cao độ đáy sông: -4.39 m - Chiều rộng móng : 9.6 m - Chiều dài móng : 12 m Số liệu địa chất: Lớp 1: Cát hạt nhỏ Lớp 2: Sét pha dẻo cứng Lớp 3: Cát cuội sỏi Lớp 4: Đá Granit. ii. Trình tự thi công: ii.1 Thi công trụ Bước 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 Bước 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 Bước 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 Bước 4 : Thi công bệ móng Xử lý đầu cọc khoan nhồi. Đổ bê tông bịt đáy, hút nước hố móng Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông bệ móng Bước 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. Bước 6 : Hoàn thiện Tháo dỡ toàn bộ hệ đà giáo phụ trợ Hoàn thiện trụ ii.2 Thi công kết cấu nhịp Bước 1 : Thi công khối K0 trên đỉnh các trụ Tập kết vật tư 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 dư ứng lực Khi bê tông đạt cường độ, tháo dỡ đà giáo mở rộng trụ Bước 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 cường độ theo quy định, tiên hành căng kéo cốt thép Thi công đốt đúc trên đà giáo Bước 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 cường độ, tiến hành căng kéo cốt thép Bơm vữa ống ghen Bước 4: Hợp long nhịp chính Trình tự như trên Bước 5 : Thi công nhịp đơn giản(thi công dầm bằng xe lao chuyên dụng) Đưa xe vào vị trí, 2 chân trên bờ và 1 chân trên trụ. Vận chuyển dầm ra vị trí. Móc dầm vào xe trượt,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 trường,và đưa vào sử dụng. iii. Thi công móng. Móng cọc khoan nhồi đường kính cọc 1.2 m, tựa trên nền đá gốc. Toàn cầu có 2 mố (M0, M0’) và 8 trụ ( T1, T2, T3, T4,T5,T6,T7,T8). Các thông số móng cọc M0 T1 T2 T3 T4 Số lượng cọc trong móng ( cọc) 6 6 6 6 9 Đường kính thân cọc(m) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 Chiều cao bệ cọc (m) 2.0 2.0 2.0 2.5 2.5 Cao độ đỉnh bệ cọc(m) +2.26 +1.33 +1.33 -1.67 -5.13 Cao độ đáy bệ cọc(m) +0.26 -0.67 -0.67 -4.17 -7.63 Cao độ mũi cọc dự kiếm (m) -17.46 -18.8 -18.8 -28.7 -31.53 Chiều dài cọc dự kiến (m) 20 25 25 30 35 Cự li cọc theo phương dọc cầu (m) 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 Cự li cọc theo phương ngang cầu (m) 5.2 3.6 3.6 3.6 4.8 III.1. Công tác chuẩn bị Cần chuẩn bị đầy đủ vật tư, 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 lưỡng 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 hưởng bởi quá trình thi công cọc. Chuẩn bị ống vách, cốt thép lồng cọc như thiết kế. Chuẩn bị ống đổ bê tông dưới nước. Thiết kế cấp phối bê tông, thí nghiệm cấp phối bê tông theo thiết kế, điều chỉnh cấp phối cho phù hợp với cường độ và điều kiện đổ bê tông dưới nước. Dự kiến khả năng và phương pháp cung cấp bê tông tươi liên tục cho thi công đổ bê tông dưới nước. Chuẩn bị các lỗ chừa sẵn tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra chất lượng 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 đường chuẩn toạ độ được xác định tại hiện trường. Sai số cho phép của lỗ cọc không được vượt quá các giá trị sau: Sai số đường 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 được chế tạo như thiết kế. Bề dày ống vách sai số không quá 0.5mm so với thiết kế. ống vách phải đảm bảo kín nước ,đủ độ cứng.Trước khi hạ ống vách cần phải kiểm tra nghiệm thu chế tạo ống vách. Khi lắp dựng ống vách cần phải có giá định hướng hoặc máy kinh vĩ để đảm bảo đúng vị trí và độ nghiêng lệch. ống vách có thể được hạ bằng phương pháp đóng, ép rung hay kết hợp với đào đất trong lòng ống. III.2.3 Khoan tạo lỗ Máy khoan cần được 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 nước sông thay đổi cần phải có biện pháp ổn định chiều cao cột nước trong lỗ khoan. Khi kéo gầu lên khỏi lỗ phải kéo từ từ cân bằng ổn định không được 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 dưới nước 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 thường. 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 phương pháp sử dụng dung dịch.Bề mặt dung dịch sét trong lỗ cọc phải cao hơn mực nước ngầm 1,0m trở lên. Khi có mực nước ngầm thay đổi thì mặt dung dịch sét phải cao hơn mực nước ngầm cao nhất là 1,5m. Trong khi đổ bê tông , khối lượng riêng của dung dịch sét trong khoảng 50 cm kể từ đáy lỗ <1,25T/m3, hàm lượng cát <=6%, độ nhớt <=28 giây. Cần phải đảm bảo chất lượng 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 đưa mùn khoan lên cho đến khi bơm ra nước 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 phương 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 phương pháp ổng rút thẳng đứng. Một số yêu cầu của công tác đổ bê tông cọc: + Bê tông phải được trộn bằng máy. Khi chuyển đến công trường phải được 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 dưới 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 được nhỏ hơn 1,2m và không được 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 được sớm hơn toàn bộ thời gian đúc cọc khoan nhồi. Nếu cọc dài , khối lượng bê tông lớn có thể cho thêm chất phụ gia chậm ninh kết. + Đường kính lớn nhất của đá dùng để đổ bê tông không được lớn hơn khe hở giữa hai thanh cốt thép chủ gần nhau của lồng thép cọc. III.2.6 Kiểm tra chât lượng cọc khoan nhôi Kiểm tra bê tông phải được thực hiện trong suốt quá trình của dây chuyền đổ bê tông dưới nước. Các mẫu bê tông phải được lấy từ phễu chứa ống dẫn để kiểm tra độ linh động, độ nhớt và đúc mẫu kiểm tra cường 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. Thường 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 phương pháp xói hút để đào đất nơi ngập nước. 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 nước tiến hành đào thủ công đến cao độ đáy móng để tránh phá vỡ kết cấu phía dưới. 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 phương thẳng đứng, chỉ được di chuyển theo chiều đứng. Đến khi bê tông đạt 50% cường độ thì bơm hút nước 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 tươi trong phễu tụt xuống liên tục, không đứt đoạn trong hố móng ngập nước dưới tác dụng của áp lực do trọng lượng 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 phương ngang không sinh ra vữa bê tông quá thừa và toàn bộ diện tích đáy hố móng được phủ kín bêtông theo yêu cầu. Nút hãm: khít vào ống đổ, dễ xuống và phải nổi. Bêtông: + Có mác thường cao hơn thiết kế một cấp. + Có độ sụt cao: 16 - 20cm. + Cốt liệu thường bằng sỏi cuội. Đổ liên tục, càng nhanh càng tốt. Trong quá trình đổ phải đo đạc kĩ. III.5.3 Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy Các số liệu tính toán: Xác định kích thước đáy hố móng. Ta có : L= 12 + 2 = 14 m B = 9.6 + 2 = 11.6 m Gọi hb là chiều dày lớp bê tông bịt đáy t là chiều sâu chôn cọc ván ( t2m ) Xác định kích thước 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: +5.2 m - Cao độ đáy trụ: -5.13 m - Cao độ đáy đài: -7.63 m -Cao độ mực nước thi công: -1.2 m - Cao độ đáy sông: -4.39 m - Chiều rộng bệ trụ : 9.6 m - Chiều dài bệ trụ : 12 m - Chiều rộng móng 11.6 m - Chiều dài móng 14 m Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy b.1 Điều kiện tính toán áp lực đẩy nổi của nước phải nhỏ hơn ma sát giữa bê tông và cọc + trọng lượng của lớp bê tông bịt đáy. Trong đó : H : Chiều cao tính từ mặt nước thi công đến đáy bệ móng. H=6.43 m. hb : Chiều dầy lớp bê tông bịt đáy. m = 0,9 hệ số điều kiện làm việc. n = 0,9 hệ số vượt tải. gb : Trọng lượng riêng của bê tông bịt đáy gb = 2,4T/m2. gn : Trọng lượng riêng của nước gn =1 T/m2. u2: Chu vi cọc = 3,141.2 = 3.768 m t2 : Lực ma sát giữa bê tông bịt đáy và cọc . t2 = 4T/m2. k: Số cọc trong móng k =9 (cọc) : Diện tích hố móng. ( Mở rộng thêm 1m ra hai bên thành để thuận lợi cho thi công). = 11.6 14 = 162.4 m2 . t1 : Lực ma sát giữa cọc ván với lớp bê tông t1 = 3T/m2. u1: Chu vi tường cọc ván =(14+11.6) 2 = 51.2 m 2.5 m> 1 m Vậy ta chọn hb=2.5 m b.2 Kiểm tra cường 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 được xem như 1 dầm đơn giản kê trên 2 mép của tường vây cọc ván. Nhịp dầm l=11.6 m Sử dụng bê tông mác 200 có Ru = 65 T/m2. Tải trọng tác dụng vào dầm là q (t/m) q = qn – qbt = gn.(H+hb ) – hb. gbt q = 1.(6.43 + hb) - 2,4.hb = 6.43 - 1,4.hb + Mô men lớn nhất tại tiết diện giữa nhịp là : Mmax = + Mômen chống uốn : W = + Kiểm tra ứng suất : smax = T/m2 Ta có phương trình bậc hai: Giải ra ta có: hb = 2.25 m > 1m Vậy chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy hb = 2,5 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 : Khi đào đất theo phương pháp xói hút nên mực nước trong và ngoài vòng vây cọc ván là như nhau, do đó áp lực nước hai bên bằng nhau. Các thông số của đất: -Trọng lượng riêng của đất: gd = 2. 6 T/m3 -Góc ma sát: =300 -áp lực chủ động của đất: Ea = 0.5h12.=0.5x1.6x(7.33+t)2x1/3=0.8/3x(7.33+t)2 -: Dung trọng đẩy nổi của đất. = gd - gn =1.6 T/m3 -: Hệ số áp lực chủ động. 1/3 -áp lực bị động của đất: Eb = 0.5 t2.=0.5x1.6x3x t2=2.4 t2 :Hệ số áp lực áp lực bị động. -Lấy mô men cân bằng tại điểm A ta đơợc: MA = Ea[ (t+h2)+h3 ] - Eb( t+ h2+h3) =0 0.8/3x(7.33+t)2x[(t+7.33)+1.6]- 2.4 t2x(t+7.33+1.6) =0 Rút gọn ta được phương trình bậc 3 của t có dạng: 1.423 t3 +18.825 t2 -34.9 t - 94.65= 0 Giải phương trình ta đơược: t =2.925m. Chọn t = 3 m Vậy chiều dài cọc ván là :L =3+2.5+6.43+0.5=12.43 m=> chọn L=13 m b) tính toán cường độ cọc ván : Thời điểm tính là sau khi đã đổ bê tông bịt đáy và hút hết nước trong hố móng. Lúc này ta tính cọc ván coi như 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối O, A, tải trọng tác dụng như 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 dưới) q =3.696 2 1 q =6.93 L1=6.93 L=5.33 o A Ta có: -áp lực ngang của nước : Pn = gn. l = 1x6.93= 6.93 (t/m) -áp lực đất chủ động : qd = l1 =1.6x6.93x1/3=3.696(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 được q=9.982 T/m Mômen tại O : M0 = RA6.93 - => RA = 11.529 T Mômen tại A : M0 = R06.93 - => R0 = 23.058 T Lấy mômen tại X : Mmax=R0.x-.x..q -(q -.q) =0.24x3-4.989 x2+23.058x (1) Tại X mômen lớn nhất, đạo hàm mômen bằng 0 0.72 x2-9.978 x+23.058=0 Giải phương trình trên ta có: x = 2.93 và x = 10.9(loại) Chọn x = 2.93 làm trị số để tính, thay vào (1) ta có: MMax=30.766Tm Từ điều kiện Trong đó: [s] là ứng suất cho phép của thép cọc ván: [s]=1900 kg/cm2 W ≥ =1619.26 cm3 Ta chọn cọc ván hình máng do SNG sản xuất có : W > 1619.26 cm3 Tra bảng chọn cọc ván số hiệu là : PZ 40 III.6. Bơm hút nước. Do có cọc ván thép và bê tông bịt đáy nên nước không thấm vào hố móng trong quá trình thi công, chỉ cần bố trí máy bơm để hút hết nước còn lại trong hố móng. Dùng hai máy bơm loại C203 hút nước từ các giếng tụ tạo sự khô ráo cho bề mặt hố móng. III.7. Thi công đài cọc. Trước 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 lượng 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 lưới 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 thước cơ bản của trụ và đài như sau: 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 được chế tạo từng khối nhỏ trong nhà máy được vận chuyển ra vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn. Công tác bê tông được 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 như sau: Chuyển các khối ván khuôn ra vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế. Đổ bê tông vào ống đổ, trước khi đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại một lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh hiện tượng 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 nước ximăng nổi lên là được.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 tượng phân tầng. Bảo dưỡng bê tông :Sau 12h từ khi đổ bê tông có thể tưới nước, nếu trời mát tưới 3-4 lần/ngày, nếu trời nóng có thể tưới nhiều hơn. Khi thi công nếu gặp trời mưa 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 thước a ´ b ´ h = 12 ´ 9.6 ´ 2.5 (m). áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: 750 638 1388 + áp lực bê tông tươi. + 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: 12 ´ 9.6 = 115.2m2. Sau 4h bê tông đó lên cao được: áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Lực xung kích do đầm bê tông: h > 0,75 m nên q 2 =g.R + áp lực ngang do đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao đài nhưng để đơn giản hóa tính toán và thi công ta coi áp lực phân bố đều: qtc= qtt =1.3 ´ 1713.68=2227.78 kg/m2 Chọn ván khuôn như sau: IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng của ván Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn nhất: Mmax=55.69 kg.m Chọn ván gỗ loại : rộng 20 cm ; dày d= 3 (cm) Ru = 130 (kg/cm2) Kiểm tra theo điều kiện nén uốn của ván : Với =0,00015 (m3) => s == 371266.67 (kg/m2) =37.13 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) => Thoả mãn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f = Trong đó : E : môđun đàn hồi của gỗ Edh= 100000 (kg/cm2) l  : chiều dài nhịp tính toán l = 50 cm J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) qtc là tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=17.14 (kg/cm) => f ==0.037 cm <= 0.2 cm =>Vậy đảm bảo yêu cầu về độ võng. IV.3.1.2 Tính nẹp ngang. Nẹp ngang được tính toán như 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 đứng0.5 =2227.78 0.5 = 1113.89 kg/m. Sơ đồ tính: Mômen lớn nhất trong nẹp ngang: Chọn nẹp ngang kích thước (12 ´ 14cm) Kiểm tra ứng suất: Duyệt độ võng: =8.57 Kg/cm Kết luận: nẹp ngang đủ khả năng chịu lực IV.3.1.3 Tính nẹp đứng: Nẹp đứng được tính toán như 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=(kg) Sơ đồ tính toán: Mômen Chọn nẹp đứng kích thước (12 ´ 14) cm. Kiểm tra ứng suất: Duyệt độ võng: =12.855Kg/cm Kết luận: nẹp đứng đủ khả năng chịu lực IV.3.1.4 Tính thanh căng:S Tải tác dụng: p = 2227.78Kg/m. Khoảng cách thang căng: c = 1.5 m Lực tác dụng trong thanh căng: S = p.c = 2227.78x1.5=3341.67 kg. Dùng thăng căng là thép CT3 có R = 1900kg/cm2. đ Diện tích yêu cầu Dùng thanh căng F16 có F = 2.01 cm2 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ 750 1643 2393 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: Dùng máy trộn C302 công suất 15m3/h và đầm dùi có bán kính ảnh hưởng R=0,75m. Chiều cao bê tông đổ trong 4h. + áp lực bê tông tươi h ³ 0,75. + áp lực ngang do đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao trụ nhưng để đơn giản hóa tính toán và thi công ta coi áp lực phân bố đều: qtc= qtt =1.31917.93=2493.31 kg/m2 Chọn ván khuôn như sau: a. Tính ván đứng: Ván đứng chịu tải phân bố đều q = 2493.31 Kg/m có gối là các nẹp ngang khoảng cách l = 0.5m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn nhất trong ván. Chọn ván đứng có tiết diện là 203 cm Mômen chống uốn: =0,00015 (m3) =0,00015.E+6 cm3 Mô men quán tính: = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) Kiểm tra cường độ => s == 41.55 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) Kiểm tra độ võng: qtc là tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=19.18 (kg/cm) b. Tính nẹp ngang: Lực tác dụng qnẹp ngang = 0.5qvđứng=0.5 2493.31 = 1246.65 Kg/m Sơ đồ tính toán: Chọn nẹp ngang kích thước 12 ´ 12 có Mômen uốn trong nẹp lớn nhất là: Kiểm tra ứng suất: Duyệt độ võng: =9.589Kg/cm Kết luận: nẹp ngang đủ khả năng chịu lực c. Tính nẹp đứng: Nẹp đứng được tính toán như 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối, chịu lực tập trung đặt ở giữa nhịp do tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống qtt=(kg) Sơ đồ tính: Chọn nẹp đứng kích thước 14 ´ 14 (cm). Mômen =29088 kg.cm Kiểm tra ứng suất: Duyệt độ võng: =13.4246 Kg/cm Kết luận: nẹp đứng đủ khả năng chịu lực d. Tính thanh căng: S = P.C Với P = 2493.31 Kg/m và C = 1.4 m Có S =2493.31 x 1.4 =3490.6 Kg Diện tích thanh căng cần thiết là Chọn thanh căng F16 có f = 2.01 cm2 IV.3.2.2 Tính toán gỗ vành lược. áp lực phân bố của bê tông lên thành ván: pbt = 2.40.75=1.8(T/m2) áp lực ngang do đầm bê tông: pđ = 0.4T/m2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: (T/m2)=1430 Kg/m2 Lực xé ở đầu tròn: (Kg) Tính toán vành lược chịu lực kéo T: Kiểm tr a theo công thức: Trong đó: F: diện tích đã giảm yếu của tiết diện vành lược Rk : cường độ chịu kéo của gỗ vành lược Rk = 100kg/cm2 => F= Từ đó chọn tiết diện gỗ vành lược : ,b=12cm. Có F= 412=48cm2 v. Thi công kết cấu nhịp Phương pháp thi công: đúc hẫng cân bằng đối xứng. v.1 Nguyên lý của phương pháp thi công hẫng Thi công hẫng là thi công kết cấu nhịp từng đốt đối xứng qua các trụ. Các đốt dầm được 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 được tiến hành rất sớm khi bê tông còn non nên dễ gây ra sự cố và ảnh hưởng của từ biến co ngót khá lớn. Công nghệ thi công hẫng có ưu 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 được đặt đối xứng gây ra sự mất ổn định, kết cấu có xu hướng lập quanh tim trụ theo phương 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 dưới 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 cường độ cao, đã được 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 được 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 ướt 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 12.5m 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 được quy về lực đứng đi qua tâm trụ, các tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1 bên cánh hẫng được quy về 1 lực đứng và mômen đặc trưng cho tải trọng lệch tâm. 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 600 49 29400 2 Lực tập trung do thiết bị P2 200 49 9800 3 Tải trọng gió thốc 1 bên cánh hẫng P3 -352.8 -24.5 8643.6 Tổng 1152.8 47843.6 Mgây lật = Mngoại lực 47843.6 Tính toán mômen giữ ổn định MChống lật Sử dụng các thanh thép cường độ cao với các đặc trưng như sau: + Đường kính thanh DƯL : 32 mm + Khối lượng danh định của thanh thép: 6.31 Kg/m +Diện tích mặt cắt danh định: 804.2m2 + Cường 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 thước 15015032 mm + Bộ đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu. + Cút nối thanh DƯL Khi sử dụng thanh thép DƯL cần lưu ý: + Không đựơc hàn thanh DƯL hoặc để chạm mát do hàn. + Không được 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: Kiểm tra khả năng giữ ổn định cánh hẫng của thanh DƯL + Khả năng chống lật của 1 thanh DƯL được xác định theo công thức sau: Mchống lật = P y Trong đó: P: khả năng chịu kéo của 1 thanh DƯL 32 y : khoảng cách từ trọng tâm các thanh thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y = 3 – 0.3 = 2.7 (m) + Khả năng chống lật : Mchống lật = 832 2.7 24 = 53913.6 (KN) > Mgâylật = 47843.6 (KN) => Đạt