Thiết kế cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực, nhịp giản đơn, tiết diện i căng sau thuyết minh phần cầu

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM VIỆN XÂY DỰNG - - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC, NHỊP GIẢN ĐƠN, TIẾT DIỆN I CĂNG SAU Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Chuyên ngành: XÂY DỰNG CẦU ĐƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn Sinh viên thực Mã số sinh viên Lớp : TS MAI LỰU : THẠCH MINH TUẤN : 1851110133 : CD18B TP Hồ Chí Minh, Tháng … năm 2023 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, kinh tế nƣớc ta đà phát triển mạnh mẽ, đời sống ngƣời dân ngày nâng cao Nhu cầu lại sử dụng cơng trình giao thơng đời sống sinh hoạt nhƣ nghành công nghiệp, nông nghiệp, kinh tế dịch vụ tăng không ngừng Đây hội nhƣng thách thức cho ngành cầu đƣờng với việc phát triển hệ thống, tuyến giao thơng phục vụ cho việc kích thích nhƣ phát triển kinh tế Đồ án tốt nghiệp học phần quan trọng trình học tập sinh viên Đồ án tốt nghiệp học phần cuối cùng, cột mốc đáng nhớ trình học Đại học, kết cố gắng suốt năm học tập rèn luyện Trƣờng Đồ án tốt nghiệp học phần mang tính chất đánh giá tổng kết cơng tác học tập suốt khóa học sinh viên Thời điểm này, bƣớc chuyển giao kiến thức lý thuyết, bắt đầu đƣợc tiếp cận với kiến thức thực tế làm quen với công việc sau Sau thời gian học tập xong trƣờng Đƣợc dẫn nhiệt tình thầy (cơ) khoa cơng trình giao thơng Em tích lũy đƣợc vốn kiến thức định Đƣợc đồng ý Viện Xây Dựng Trƣờng Đại Học Giao Thông Vận Tải TP.HCM em đăng ký đƣợc giao đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Cầu Đƣờng Bằng cố gắng nỗ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo thầy TS Mai Lựu , em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy cô hội đồng nhƣ bạn sinh viên để em có hội đƣợc hồn thiện nửa LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, nỗ lực thân với bảo dạy dỗ tận tình thầy Trường nói chung Thầy (Cơ) Viện Xây Dựng nói riêng, em tích luỹ đƣợc nhiều kiến thức bổ ích để trang bị cho công việc kỹ sƣ tƣơng lai Em hân hạnh nhận đƣợc hƣớng dẫn nhiệt tình Thầy Bộ môn Cầu Đường, đặc biệt giúp đỡ trực tiếp Thầy hướng dẫn - TS.Mai Lựu; em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do thời gian tiến hành làm đồ án trình độ lý thuyết nhƣ kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong thầy Bộ mơn bảo để em hồn thiện đồ án nhƣ kiến thức chun mơn Cuối cùng, em xin cảm ơn Thầy TS Mai Lựu tạo điều kiện, nhiệt tình giúp đỡ em suốt thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng … năm 2023 Sinh viên thực Thạch Minh Tuấn MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN PHẦN 1: TỔNG QUAN CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH 1.1 ĐẶC ĐIỂM DỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH: 1.1.1 Khí tƣợng - thủy văn: 1.1.2 Địa chất khu vực (mã địa chất 37): 1.1.3 Thủy văn: 1.2 ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU, MÁY MĨC, NHÂN CƠNG: 1.2.1 Công tác chuẩn bị: 1.2.2 Nguồn cung cấp vận chuyển vật liệu: 1.2.3 Mặt bố trí vật liệu: 1.2.4 Máy móc thi cơng: 1.2.5 Nhân lực tình hình địa phƣơng: 1.3 TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH: 1.3.1 Phần khảo sát: 1.3.2 Phần thiết kế đƣờng: 1.3.3 Phần thiết kế cầu: 1.3.4 Phần thi công nghiệm thu: CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 10 2.1 GẢI PHÁP KẾT CẤU: 10 2.2 CHỈ TIÊU KỸ THUẬT: 10 2.3 VẬT LIỆU THIẾT KẾ: 11 2.3.1 Bê tông: 11 2.3.2 Cốt thép thƣờng: 12 2.3.3 Cáp dự ứng lực: 12 2.4 CÁC HỆ SỐ PHỤC VỤ TÍNH TỐN: 13 2.4.1 Hệ số điều chỉnh tải trọng: 13 2.4.2 Hệ số xung kích: 13 2.4.3 Hệ số xe: 13 2.4.4 Trạng thái giới hạn hệ số tải trọng: 13 PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 16 CHƢƠNG 1: THIẾT KẾ LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH 17 1.1 Lan can: 17 1.1.1 Thanh lan can: 17 1.1.2 Cột lan can: 20 1.2 Xác định khả chịu lực bó vỉa : 23 1.2.1 Sức kháng bó vỉa trục thẳng đứng MwH : 25 1.2.2 Sức kháng bó vỉa trục nằm ngang Mc : 25 1.2.3 Tổ hợp va xe vào bó vỉa đoạn 26 1.2.4 Tổ hợp va xe đầu tƣờng mối nối : 27 1.2.5 Xác định khả chống trƣợt lan can 27 1.3 Tính tốn lề hành : 28 1.3.1 Sơ đồ tính : 28 1.3.2 Tính cốt thép cho lề hành: 30 1.3.3 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng ( Kiểm tra nứt ) : 32 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 36 2.1 Các số liệu tính tốn : 36 2.2 Tính cho congxol (bản hẫng) : 37 2.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản: 37 2.2.2 Xác định nội lực: 40 2.3 Tính tốn nội lực cho dầm cạnh dầm biên : 41 2.3.1 Tĩnh tải nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm 42 2.3.2 Hoạt tải nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm : 43 2.4 Tính nội lực cho dầm : 46 2.4.1 Tĩnh tải nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm : 46 2.4.2 Hoạt tải nội lực hoạt tải tác dụng lên : 47 2.5 Thiết kế cốt thép cho mặt cầu : 52 2.5.1 Tính cốt thép cho dầm chịu momen âm: 52 2.5.2 Tính cốt thép cho dầm chịu momen dƣơng: 54 2.6 Kiểm tra nứt cho mặt cầu : 56 2.6.1 Kiểm tra nứt với momem âm: 56 2.6.2 Kiểm tra nứt với momem dƣơng: 58 2.7 Tính tốn cốt thép phân bố theo phƣơng dọc cầu cho mặt cầu: 59 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM NGANG 60 3.1 Các số liệu tính tốn: 60 3.2 Xác định nội lực dầm ngang: 60 3.2.1 Theo phƣơng dọc cầu: 60 3.2.2 Theo phƣơng ngang cầu: 62 3.3 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang: 83 3.3.1 Tính tốn bố trí cốt thép chịu moment dƣơng: 83 3.3.2 Tính tốn bố trí cốt thép chịu momen âm 85 3.4 Kiểm tra nứt cho dầm ngang: 86 3.4.1 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu moment dƣơng: 86 3.4.2 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu moment âm: 88 3.5 Tính tốn cốt đai cho dầm ngang: 89 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 92 4.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KÊ SƠ BỘ DẦM CHỦ 92 4.1.1 Số liệu tính tốn 92 4.1.2 Kích thƣớc sơ dầm chủ 92 4.1.3 Đặc trƣng hình học tiết diện dầm ( chƣa có cáp ) 95 4.2 NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ 98 4.2.1 Xác định trọng lƣợng thân dầm chủ 98 4.2.2 Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm 99 4.2.3 Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm biên: 101 4.2.4 Xác định nội lực mặt cắt ( chƣa nhân hệ số ) 102 4.2.5 Xác định nội lực mặt cắt ( có nhân hệ số ) 106 4.3 TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC 113 4.3.1 Chọn cáp DƢL: 113 4.3.2 Chọn sơ số tao cáp: 113 4.3.3 Bố trí cáp 114 4.4 ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC MẶT CẮT : 117 4.5 MÂT MÁT ỨNG SUẤT 124 4.5.1 Mất mát ứng suất tức thời 124 4.5.2 Mất mát ứng suất theo thời gian 128 4.5.3 Mất mát ứng suất tổng cộng 137 4.6 KIỂM TOÁN DẦM: 138 4.6.1 Kiểm toán ứng suất cáp dự ứng lực 138 4.6.2 Kiểm toán giai đoạn truyền lực 139 4.6.3 Kiểm tra dầm TTGH SD: 141 4.6.4 Kiểm tra dầm TTGH CĐ 142 4.6.5 Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép tối thiểu, 144 4.7 THIẾT KẾ CỐT ĐAI CHO DẦM CHÍNH, 147 4.7.1 Số liệu thiết kế cốt đai: 147 4.7.2 Thiết kế cốt đai cho mặt cắt I-I: 147 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ MỐ M1 153 5.1 KÍCH THƢỚC HÌNH HỌC MỐ: 153 5.2 CÁC MẶT CẮT KIỂM TOÁN: 155 5.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ: 156 5.3.1 Tải trọng theo phƣơng dọc cầu: 156 5.3.2 Tải trọng theo phƣơng ngang cầu: 163 5.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG: 168 5.4.2 Xác định tổ hợp nội lực bất lợi theo phƣơng dọc cầu: 170 5.4.3 Xác định tổ hợp nội lực bất lợi theo phƣơng ngang cầu: 188 5.5 TỔNG HỢP CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG: 195 5.5.1 Phƣơng dọc cầu: 195 5.5.2 Phƣơng ngang cầu: 197 5.6 THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ CỌC KHOAN NHỒI MỐ M1: 197 5.6.1 Địa chất khu vực: 197 5.6.2 Nội lực tính tốn: 198 5.6.3 Các thông số cọc khoan nhồi: 198 5.6.4 Sức chịu tải cọc: 199 5.6.5 Tính tốn số lƣợng bố trí cọc: 204 5.6.6 Kiểm toán nội lực đầu cọc TTGH Cƣờng độ: 205 5.6.7 Kiểm toán chuyển vị ngang đầu cọc: 214 5.6.8 Kiểm tốn cƣờng độ đất dƣới vị trí mũi cọc: 216 5.6.9 Kiểm toán lún mố cầu: 220 5.6.10 Kiểm tra chọc thủng cọc: 222 5.7 THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP MỐ M2: 223 5.7.1 Thiết kế cốt thép cho bệ mố: 223 5.7.2 Thiết kế cốt thép cho tƣờng thân (mặt cắt 2-2): 228 5.7.3 Thiết kế cốt thép cho tƣờng đỉnh mố (mặt cắt 3-3): 234 5.7.4 Thiết kế cốt thép cho tƣờng cánh (mặt cắt 4-4): 237 CHƢƠNG 6: THIẾT KẾ TRỤ T1 242 6.1 KÍCH THƢỚC HÌNH HỌC: 242 6.2 CÁC MẶT CẮT KIỂM TOÁN: 243 6.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ CẦU: 244 6.3.1 Tải trọng theo phƣơng dọc cầu: 244 6.3.2 Tải trọng theo phƣơng ngang cầu: 251 6.4 TỔ HỢP TẢI TRỌNG: 260 6.4.1 Xác định tổ hợp nội lực bất lợi theo phƣơng dọc cầu: 260 6.4.2 Xác định tổ hợp nội lực bất lợi theo phƣơng ngang cầu: 278 6.5 TỔNG HỢP CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG: 297 6.5.1 Phƣơng dọc cầu: 297 6.5.2 Theo phƣơng ngang cầu: 299 6.6 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC XÀ MŨ TRỤ: 300 6.6.1 Sơ đồ tính: 300 6.6.2 Tải trọng tác dụng: 301 6.7 XÓI TRỤ CẦU: 301 6.7.1 Đặc trƣng thủy văn vị trí xây dựng cầu: 301 6.7.2 Tính xói trụ T1: 302 6.8 THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ CỌC KHOAN NHỒI TRỤ T1: 307 6.8.1 Địa chất khu vực: 307 6.8.2 Nội lực tính tốn: 308 6.8.3 Các thông số cọc khoan nhồi: 308 6.8.4 Sức chịu tải cọc: 309 6.8.5 Tính tốn số lƣợng bố trí cọc: 314 6.8.6 Kiểm toán nội lực đầu cọc TTGH Cƣờng độ: 315 6.8.7 Kiểm toán chuyển vị ngang đầu cọc: 324 6.8.8 Kiểm tốn cƣờng độ đất dƣới vị trí mũi cọc: 326 6.8.9 Kiểm toán lún mố cầu: 331 6.8.10 Kiểm tra chọc thủng cọc: 333 6.9 THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO TRỤ T1: 334 6.9.1 Thiết kế cốt thép cho bệ trụ: 334 6.9.2 Thiết kế bố trí cốt thép cho trụ đặc thân hẹp tầng dƣới: 344 6.9.3 Thiết kế bố trí cốt thép cho xà mũ: 350 PHẦN 3: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 355 CHƢƠNG 1: THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 357 1.1 GiỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN CỌC NHỒI 357 1.2 NHỒI DỤNG CỤ, THIẾT BỊ PHỤ VỤ CÔNG TÁC THI CÔNG CỌC KHOAN 359 1.2.1 Thiết bị đo đạc 359 1.2.2 Thiết bị khoan tạo lỗ, đào đất, cẩu lắp 360 1.2.3 Thiết bị vận chuyển trộn bê tông 362 1.2.4 Các thiết bị khác 362 1.3 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG 363 1.3.1 Mặt thi công 363 1.3.2 Chuẩn bị vật liệu 364 1.4 PHÂN ĐOẠN LỒNG THÉP 365 1.5 XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC ỐNG VÁCH 366 1.5.1 Đƣờng kính độ dày ống vách 366 1.5.2 Chiều dài ống vách 367 1.6 BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO CỌC KHOAN NHỒI 369 1.6.1 Công tác định vị tim cọc 369 1.6.2 Hạ ống vách (Casing) 371 1.6.3 Định vị lắp đặt ống vách 371 1.6.4 Thiết bị hạ ống vách 372 1.6.5 Cao độ đỉnh chân ống vách 372 1.6.6 Chuẩn bị khoan 373 1.6.7 Đo đạc khoan 374 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ  max   GVHD: TS MAI LỰU M y max N max M  z max  F S3 S2 227,15 17,74 2,88 T    9,672  103     2,1  10 3 3 0,04249 6,03  10 2,08  10 m  Thỏa điều kiện   Ru (kG/cm2) 2.7 BIỆN PHÁP SẢN XUẤT, VẬN CHUYỂN, ĐỔ VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG CỦA MỐ VÀ TRỤ CẦU 2.7.1 Sản xuất vữa bê tơng (Sách giáo trình Thi cơng cầu, Nguyễn Đình Mậu) Chọn thành phần bê tông : - Để đảm bảo chất lƣợng bêtông phải dựa vào đặc điểm kết cấu điều kiện để lựa chọn thành phần bêtông - Thành phần bêtông phải đảm bảo thoả mãn yêu cầu thiết kế công nghệ thi công, phải có thời gian đơng cứng thích hợp để đảm bảo tiến độ thi công tiết kiệm xi măng - Độ dẻo hỗn hợp bêtông đƣợc lựa chọn tuỳ thuộc vào loại kết cấu, phƣơng pháp vận chuyển, mật độ cốt thép, phƣơng pháp đầm bêtông điều kiện khí hậu Độ dẻo phải tiến hành thí nghiệm, khơng cần thiết tham khảo sơ theo bảng 3.5-7 nhƣ sau: Tính tốn khối lƣợng tổ chức sản xuất bêtông : - Khối lƣợng bêtông sản xuất phải đảm bảo đổ liên tục phụ thuộc vào điều kiện đổ, đầm bêtông Thông thƣờng vữa bêtơng đƣợc đổ đầm thành lớp dày 15÷40cm SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 456 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU - Chiều dày bêtông đổ phải đảm bảo bêtông đƣợc liền khối tức lớp sau phải đƣợc đổ trƣớc lớp trƣớc bắt đầu ninh kết, chiều dày đổ phải đảm bảo đủ để ảnh hƣởng đầm rung không tác động đến lớp dƣới bắt đầu ninh kết - Thời gian ninh kết bêtông phụ thuộc vào loại xi măng, nhiệt độ thi công phải đƣợc xác định thí nghiệm Nếu trƣờng hợp khơng có kết thí nghiệm lấy số liệu tham khảo theo bảng 3.5-8: - Chiều dày lớp đổ bêtông điều kiện thông thƣờng phụ thuộc vào phƣơng pháp đầm bêtơng tham khảo bảng 3.5-9: 2.7.2 Vận chuyển Công tác vận chuyển bêtông đa dạng tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể công trƣờng phƣơng pháp sản xuất vữa bêtông - Đối với mố, trụ cạn ngƣời ta thƣờng chọn phƣơng án trộn bêtơng vị trí mố, trụ để không tốn công vận chuyển - Đối với mố, trụ ngồi sơng chọn phƣơng án sau tùy thuộc vào thiết bị thi công sẵn có cơng trƣờng Nếu có xà lan cập mạn trụ trộn SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 457 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU bêtông xà lan cập sát trụ để đổ Nếu khơng có xà lan trộn bờ dùng cần cẩu, xe gng, ơtơ chạy cầu tạm bơm bêtơng…để đƣa đến trụ - Ngồi phƣơng pháp dùng máy bơm đƣa bêtông trực tiếp vào vị trí đổ ống áp dụng đƣợc hầu hết cho phƣơng án, phƣơng pháp khác phải có thùng chứa dùng thiết bị nâng hạ đƣa bêtơng lên đến vị trí - Trƣờng hợp dùng cần cẩu phục vụ để đƣa vữa vào vị trí cần cẩu đứng mặt đất (nếu có thể), đứng hệ sàn đạo, cầu tạm xà lan 2.7.3 Đổ bảo dƣỡng bê tông - Đối với bệ mố: + Khối lƣợng bê tông: 14x6x2 = 168m3; + Chiều cao đổ: 2m; + Sử dụng máy bơm bê tông Sau lắp dựng ván khuôn cốt thép xong ta tiến hành đổ bê tông thông qua máy bơm bê tông ống - Đối với thân trụ: + Khối lƣợng thân trụ: 10x8x1,4 = 112m3 Chọn 115m3 + Chiều cao đổ: Chia làm đợt, đợt có chiều cao 5m, đợt 5m - Theo quy định TCVN 305-2004, bệ trụ bê tông khối lớn - Bê tông khối lớn đƣợc đổ đầm theo phƣơng pháp dùng cho bê tông nặng thông thƣờng (TCVN 4453 : 1995) Ngoài cần đảm bảo yêu cầu sau đây: + Chiều cao đợt đổ: Một đợt đổ liên tục có chiều cao khơng q 1,5m Thời gian chờ để đổ tiếp đợt phía khơng ngày đêm tính từ lúc đổ xong đợt đổ dƣới + Chiều cao lớp đổ: Chiều cao lớp đổ đƣợc quy định tùy theo đặc điểm kết cấu thiết bị thi công nhƣng không nên vƣợt 50cm Các lớp đổ cần đƣợc đổ đầm liên tục quay vòng đạt đủ chiều cao đợt đổ Thời gian quay vịng lớp đổ khơng nên q 1h vào mùa hè 2h vào mùa đông, tùy theo thời tiết + Thi công ban đêm: Vào mùa hè, đổ bê tông ban đêm có tác dụng hạn chế tốc độ phát nhiệt thuỷ hóa xi măng + Đối với kết cấu dùng bê tơng đầm lăn quy trình thi công, chiều cao lớp đổ đƣợc ngƣời thi công xác định tùy theo đặc tính thiết bị đầm lăn SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 458 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU + Xử lý bề mặt bê tông đợt đổ trƣớc: Bề mặt bê tông đợt đổ cần phải đƣợc giữ gìn để tránh tác động học (nhƣ lại, kéo thiết bị qua, va đập v.v ), tránh làm bẩn bề mặt bê tông (nhƣ rơi vãi vật liệu, rác, dầu mỡ v.v ) + Trƣớc đổ tiếp đợt sau, bề mặt đợt trƣớc cần đƣợc làm nhám, rửa sạch, tƣới nƣớc + xi măng Xong trải lớp vữa xi măng cát dày tới 1.5 cm có thành phần giống nhƣ vữa xi măng cát bê tông Đổ bê tông đến đâu, trải vữa xi măng + cát đến Khi dùng chất trợ dính để xử lý bề mặt bê tơng thực theo dẫn nhà sản xuất chất trợ dính + Bảo dƣỡng tƣới nƣớc đƣợc thực theo yêu cầu TCVN 5592 : 1991 Việc tƣới nƣớc phải đáp ứng yêu cầu thoát nhiệt nhanh khỏi khối bê tơng Vì chu kỳ tƣới nƣớc cần đảm bảo cho bề mặt bê tông ƣớt Nhiệt độ nƣớc tƣới nhiệt độ bề mặt bê tông không nên chênh 15 oC + Bảo dƣỡng bọc vật liệu cách nhiệt đƣợc thực để hạn chế việc thúc đẩy trình thủy hóa xi măng làm tăng nhiệt độ bê tông, khối bê tông đổ xong cần đƣợc che chắn nắng chiếu trực tiếp thời gian khoảng tuần lễ SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 459 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU CHƢƠNG 3: THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP Thể loại nhịp cầu: Dầm giản đơn Thông số nhịp: nhịp, nhịp dài 29m Phƣơng pháp thi công: Công tác lao lắp kết cấu nhịp cầu giá ba chân 3.1 CƠNG TÁC CHUẨN BỊ + Tạo mặt thi cơng: Thu dọn mặt sau giải tỏa, tháo dỡ cơng trình cũ cịn hữu khu vực thi công + Xây dựng bãi đúc dầm, nhà kho lƣu trữ vật liệu, trạm cung cấp điện, nƣớc; nhà cho cơng nhân,… 3.2 CƠNG TÁC CHẾ TẠO DẦM BTCT DỰ ỨNG LỰC - - Cốt thép dự ứng lực sử dụng tao xoắn sợi có đƣờng kính tao 12,7; 15,2; 15,7 17,8mm Đƣợc bố trí theo sơ đồ đƣờng cong Parabol, đƣờng cong tròn đƣờng thẳng kết hợp đƣờng cong - Ƣu điểm: - + Không cần chế tạo bệ căng cáp - + Thích hợp cho cầu dầm giản đơn loại cầu nhịp lớn - Nhƣợc điểm: - + Tính cơng nghiệp hóa cơng tác chế tạo dầm không cao - + Công tác kéo cáp dự ứng lực phải tiến hành theo trình tự phức tạp - + Dính bám cáp dự ứng lực bêtông không tốt so với kéo trƣớc 3.2.1 Công tác ván khuôn Tiêu chuẩn áp dụng: + TCVN 9343-2012 Tiêu chuẩn lắp ghép coppha + TCVN 4453:1995 kết cấu bê tơng bê tơng cốt thép tồn khối – Qui phạm thi công nghiệm thu Ván khuôn đáp ứng yêu cầu sau: + Ổn định, không biến hình chịu tải trọng lƣợng áp lực ngang vữa bêtông đổ nhƣ tải trọng khác q trình thi cơng nhằm đảm bảo đƣờng bao kết cấu thiết kế + Phải ghép kín tránh không cho vữa chảy SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 460 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU + Mặt ván khuôn phải phẳng nhẵn, không tạo vết sọc lồi lõm, rỗ bề mặt bêtông chỗ nối ghép + Độ võng phận chịu uốn ván khn khơng đƣợc vƣợt q 1/400 chiều dài tính tốn phận bố trí bề mặt ngồi 1/250 chiều dài tính tốn phận khác + Cố định, liên kết ván khuôn phải chắn, an toàn + Phải dùng đƣợc nhiều lần cho phận kết cấu kích thƣớc + Để đảm bảo yêu cầu nêu trên, toàn ván khuôn dầm phải đƣợc gia công thép + Ván khn thành đƣợc tháo cƣờng độ bê tông đạt 25daN/cm2 Khi bê tông đạt 90% cƣờng độ thiết kế tháo ván khuôn chịu lực 3.2.2 Công tác cốt thép Cốt thép thƣờng đƣợc gia cơng bố trí theo vẽ thiết kế Các mối nối cốt thép mặt cắt không đƣợc vƣợt 50% số lƣợng cốt thép Các mối nối đƣợc đặt so le phải cách tối thiểu 25 lần đƣờng kính thép lớn Chiều dài đoạn nối chồng cốt thép theo qui trình qui định Các mối hàn thép chịu lực cần phải đƣợc kiểm nghiệm chất lƣợng, cƣờng độ mối nối không đƣợc thấp cƣờng độ thép Cốt thép đƣợc gia công uốn nguội Chiều dày lớp bảo vệ cần đƣợc bảo đảm cách kê miếng đệm vữa xi măng có chiều dày lớp bê tông bảo vệ 3.2.3 Công tác đặt ống gen tạo lỗ cho cáp DUL Các ống gen đặt cáp dự ứng lực phải đƣợc cố định vào lồng cốt thép, đảm bảo hình dạng đƣờng cáp khoảng cách bó cáp theo thiết kế khơng bị xê dịch q trình đổ bê tơng; Những mối nối ống phải dùng băng dính lại để chống rò rỉ vữa vào lòng ống gen SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 461 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU 3.2.4 Công tác đổ bê tông Bê tông đƣợc cung cấp từ trạm trộn đặt công trƣờng, đƣợc kiểm tra độ sụt cho mẻ đổ, thành phần cấp phối, khối lƣợng bê tông đƣợc lấy mẫu thử tùy theo khối lƣợng bê tông đƣợc đổ Bê tông đƣợc đổ theo phƣơng xiên góc 30o, phân lớp theo bề dày lớp khoảng 20cm từ dƣới lên Việc đổ bê tông phải tiến hành liên tục, khơng gián đoạn, có phải thời gian sơ ninh kết, thông thƣờng không q 45 phút Khi đổ bê tơng phải có loại đầm dùi, đầm bàn, bố trí đầm cạnh (đầm rung) gắn thành ván khuôn Lƣu ý đầm chặt vị trí vị trí góc cạnh tiết diện, vị trí đặt cáp dự ứng lực, vị trí có cốt thép dày đặc Bảo dƣỡng bê tơng: bê tông sau đổ xong, se vữa phải nhanh chóng phủ đậy tƣới nƣớc bảo dƣỡng liên tục thời gian ngày Nƣớc để bảo dƣỡng bê tông phải loại nƣớc đổ bêtông 3.2.5 Công tác căng cáp DUL Khi bê tông dầm đạt 90% cƣờng độ thiết kế 28 ngày, tiến hành căng kéo cáp dự ứng lực; 3.2.5.1 Công tác chuẩn bị Làm ống gen tạo lỗ: Dùng vịi xói nƣớc có áp lực 0.5(kg/cm2) phun rửa lòng ống gen đầu nƣớc thấy nƣớc đƣợc, sau dùng ép có áp lực 0.5(kg/cm2) thổi nƣớc dầu mỡ; Luồn cáp DƢL: Cáp DƢL đƣợc luồn vào ống gen thủ cơng Chiều dài cáp thị (kể từ mặt neo cáp) tối thiểu 100cm để lắp đầu neo, nêm kích; Chuẩn bị kích hệ thống định vị kích; Đánh dấu mốc để theo dõi độ vồng ngƣợc dầm trình căng cáp 3.2.5.2 Căng cáp dự ứng lực Khi căng cáp theo mặt cắt ngang dầm, cần tiến hành đối xứng để tránh tƣợng xoắn vặn dầm; SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 462 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU Việc căng kéo đƣợc thực hai kích đặt hai đầu đoạn dầm đƣợc thực đầu một, nghiêm cấm việc thực căng kéo đồng thời hai kích 3.2.5.3 Trình tự căng kéo đƣợc tiến hành theo bƣớc cấp tải B1: Căng so dây: lực căng so dây lực nhỏ, nhƣng dấu hiệu việc so dây kim đồng hồ hết dao động bắt đầu tăng Đánh dấu để đo độ giãn dài cáp; B2: Căng cáp theo cấp 20%Ptk, 40%Ptk, 60%Ptk, 80%Ptk, cấp dừng lại đo độ giãn dài cáp; B3: Căng đến 100%Ptk, dừng lại đo độ giãn dài cáp, nghỉ 10 phút; B4: Căng đến 105%Ptk, dừng lại đo độ giãn dài cáp, nghỉ 10 phút; B5: Hồi kích 100%Ptk, dừng lại đo độ giãn dài cáp, đóng neo cáp, hồi kích 0; Việc hồi kích phải tiến hành từ từ, tránh tình trạng hồi kích nhanh gây giãn cáp, dẫn đến mát ứng suất thép cƣờng độ cao Chỉ đƣợc đóng neo lực căng cáp đạt ổn định 3.2.6 Bơm vữa ống gen bảo vệ cáp: Vữa bơm lấp lòng ống gen gồm: xi măng nƣớc có kết hợp với phụ gia trƣơng nở; độ linh động vữa sau chế tạo không lớn 12-14 giây Cƣờng độ vữa R28= 40Mpa; Máy bơm vữa dùng loại chuyên dùng có áp lực 10-15 (kg/cm2); Lắp van vào đệm neo hai đầu bó cáp Van nối với ống dẫn vữa máy bơm gọi cửa vào, van đầu bên gọi cửa Hai van trạng thái mở Sau nối ống vữa với cửa vào, vữa đƣợc bơm liên tục vào ống vữa cửa khóa van cửa lại, lúc máy bơm tiếp tục bơm vữa đầu vào, thời gian bơm trạng thái khoảng phút đến áp lực máy bơm đạt (6-7 Kg/cm2) tắt máy bơm tiếp tục trì áp lực khoảng phút khóa van cửa vào lại, kết thúc công tác bơm vữa bó cáp; Trên mặt cắt ngang, ống cáp đƣợc bơm vữa từ ống đặt thấp đến ống đặt cao để tránh cho vữa bơm lỗ trƣớc chảy vào lỗ chƣa bơm gây tắc ống; SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 463 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU Trƣờng hợp ống bơm vữa bị tắc, dừng bơm xói rửa ống gen máy bơm nƣớc áp lực cao vữa hồn tồn tiến hành lại cơng tác bơm vữa 3.2.7 Công tác cắt cáp DUL (Không làm ống gen) Khi bê tơng dầm đạt 90% cƣờng độ thiết kế 28 ngày, tiến hành cắt cáp Cắt cáp cho điểm cắt cáp gây nên lực lệch tâm dầm nhƣ bệ căng Thứ tự cắt cáp cho lần cắt, điểm cắt cáp phải đối xứng qua trục bệ căng cắt từ xuống dƣới, bệ căng Mỗi loại sân đúc sản phẩm phải có quy định thứ tự cắt cáp riêng phải đƣợc ghi thứ tự đầu bệ căng để thuận lợi cho việc thực nhƣ kiểm tra Thứ tự cắt cáp giống nhƣ thứ tự căng cáp 3.2.8 Đổ bê tông bịt đầu neo cáp Làm tạo nhám mặt bê tông khu vực hốc neo, lắp đặt cốt thép, ván khuôn tiến hành đổ bêtơng bịt đầu neo (bê tơng bịt đầu neo có dùng phụ gia trƣơng nở mác với bêt ông dầm) 3.3 CÔNG TÁC LAO LẮP KẾT CẤU NHỊP BẰNG GIÁ BA CHÂN 3.3.1 Đặc điểm phạm vi áp dụng Đặc điểm: Thời gian thi công nhanh, giảm chi phí xây dựng khơng phải làm hệ đà giá trụ tạm Không gây cản trở giao thông đƣờng thủy q trình thi cơng Giữ ổn định thi công lao giá ba chân quan trọng Phạm vi áp dụng: Thích hợp để lao lắp cầu có số nhịp lớn, chiều cao trọng lƣợng lớn, thích hợp với dầm có L > 20m, trọng lƣợng ≤ 60T ( Có thể lớn phụ thuộc vào cấu tạo giá ba chân), mặt cầu có bề rộng ≤ 11m, bề rộng mặt cầu >11m cần phải cấu tạo lại kết cấu sàng ngang cho phù hợp Dòng nƣớc chảy xiết,… SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 464 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU 3.3.2 Trình tự thi cơng Bƣớc 1: Lắp đặt đƣờng ray giá chân mặt đƣờng sau mố (Tim giá đặt theo tim cầu đường đầu cầu) Bƣớc 2: Di chuyển giá vị trí lắp ráp (Tời kéo giá nhịp lắp, chân dựa trụ cầu) Bƣớc 3: Chuyển dầm cần lắp đến sát mố (Chuyển dầm đƣờng gng, xe tơ phƣơng tiện khác) Bƣớc 4: Di chuyển dầm vị trí kết cấu nhịp: Chuyển dầm tới móc treo xà ngang giá nhấc dầm lên, di chuyển xe rùa thứ nhất, đƣa dầm vị trí xa rùa thứ hai thả tời điện xuống nhấc dầm lên đƣa vị trí kết cấu nhịp Bƣớc 5: Sang ngang dầm hạ xuống gối (hạ xuống gối cố định trƣớc) Bƣớc 6: Liên kết dầm, đặt ray lên nhịp lắp chuyển giá lắp nhịp Chuẩn bị lắp giá ba chân: Cấu kiện phận giá lao đƣợc chở tới công trƣờng nên phải lắp ráp thành thiết bị đắp đầu cầu thẳng với đƣờng di chuyển vị trí đứng làm việc kết cấu nhịp Kết cấu giá lao giàn chủ nên việc lắp ráp đƣợc tiến hành theo biện pháp lắp ráp kết cấu thép Khi lắp đắp biện pháp phù hợp lắp chông nề sau lắp xong giàn chủ gồm khoang ngồi dùng thiết bị cần trục nâng toàn giàn đặt lên trụ sau đủ chân hạ giá lao xuống đƣờng ray di chuyển lắp chân chống kích bên ngồi SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 465 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU Hình 6.12 Cấu tạo giá ba chân kiểu CP 2x30 Thi công kết cấu nhịp: Vận chuyển dầm từ bãi tập kết đứng dƣới chân giá dùng giá ba chân cẩu đƣa dầm nhịp cần lắp sàn ngang đƣa dầm đặt xuống vị trí gối Dầm bê tơng đƣợc van chuyển từ bãi dầm vị trí đứng dƣới chân giá lao cẩu xe rùa chạy đƣờng ray riêng nằm nhánh đƣờng di chuyển Khi vận chuyển dầm lƣu ý gằng chống để dầm khơng bị lệch kéo xe chạy tới kích phía sau kéo phải có nối xe lại với để chúng chuyển động không làm cho dầm bị kéo xe bị kẹt Đƣa đầu dầm khỏi chân chống thứ hai điểm móc cẩu thẳng với vị trí đứng xe cẩu dầm phía ngồi Xe cẩu phía ngồi móc vào đầu dầm nâng lên để giải phóng xe goong từ đƣa dầm nhịp tƣ đầu treo đầu kê xe goong phía sau Khi điểm móc cuối dầm vƣợt qua chân chống thẳng với vị trí đứng xe cẩu dầm thứ xe móc lấy dầu dầm hai xe cẩu đƣa đầm tới vị trí gối SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 466 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU Hình 6.13 Vận chuyển dầm vị trí móc cẩu Hình 6.14 Hạ dầm Hình 6.15 Đặt dầm xuống gối Khi lao dầm xe cẩu tro dầm vị trí trùng với đƣờng tim gối, đua dầm thằng với tim gối sang ngang dầm đến vị trí gối Kết cấu mở rộng trụ để đặt đƣờng di chuyển ngang chế tạo dằm đặc có chống xiên vào thân trụ kết hợp với bu lông neo vào mặt xà mũ SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 467 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU Kết hợp với biện pháp sàn dầm thủ công đƣờng trƣợt ngang dầm bê tông đặt xe rùa kéo pa lăng xích, kéo đến vị trí dùng kích nâng dầm lên khỏi xe rùa để tháo bỏ đƣờng trƣợt ngang sau đặt gối hạ dầm xuống gối Lắp dầm sang giá lao lần lƣợt phía, dầm lắp theo thứ tự từ biên vào giữa, vị trí đứng giá lao thẳng với trục dầm lắp cuối Di chuyển giá chân tới vị trí lao lắp để thi công nhịp Thực trƣơng tự nhƣ trụ lại SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 468 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU 3.3.3 Tính tốn giá ba chân lao dầm Duyệt tính ổn định lao dầm: tổ hợp lao cầu cần phải ổn định không bị lật di chuyển lao lắp dầm bê tông cốt thép DƢL Duyệt cƣờng độ biên giàn: Các biên giàn chịu lực bất lợi trƣờng hợp sau: + Trƣờng hợp 1: Tổ hợp lao cầu di chuyển nhịp nhƣng chân trƣớc chƣa kê lên trụ Tổ hợp lao cầu nhƣ dầm mút thừa + Trƣờng hợp 2: Dùng tổ hợp lao cầu lao nhịp 1, giàn nhịp bất lợi dầm bêtơng cốt thép DƢL Tính toán chân tổ hợp lao cầu: Mỗi chân tổ hợp lao cầu gồm cột, chân chân sau h1, chân trƣớc cao h2 3.4 THI CÔNG DẦM NGANG VÀ BẢN MẶT CẦU, GỜ LAN CAN Lắp đặt hệ chốt neo dầm ngang; Công lắp đặt ván khuôn, cốt thép dầm ngang; Đổ bê tông dầm ngang; Lắp đặt đan làm ván khuôn để lại cho hệ mặt cầu; Gia công lắp đặt ván khuôn biên, cốt thép mặt cầu; Đổ bê tông mặt cầu; Lắp đặt ván khuôn, cốt thép gờ lan can, ống luồn dây điện, lắp đặt lan can; 3.5 CƠNG TÁC HỒN THIỆN Cơng tác hồn thiện bao gồm hạng mục: + Thi cơng lớp phịng nƣớc; + Thi công lớp bêtông nhựa mặt cầu; + Lắp đặt khe co giãn; + Công tác sơn vạch mặt cầu, mặt đƣờng đầu cầu; + Hoàn thiện mái taluy, gia cố đá hộc xây vữa SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 469 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ GVHD: TS MAI LỰU TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 11823-2017 Thiết kế cầu đường [2] Nguyễn Văn Hiển, Bài giảng thi cơng cầu [3] Nguyễn Đình Mậu, Bài giảng thi công cầu [4] Mai Lựu – Lê Hồng Lam, Cầu bê tông cốt thép, NXB Giao Thông Vận Tải [5] TCVN 9396-2012, Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu cọc khoan nhồi [6] Phan Quốc Bảo, Bài giảng mố trụ cầu [7] Catalogue cọc ván thép, NIPPON STEEL [8] Steel sheet piling, General Catalogue, edition 2006-2 [9] Đoàn Định Kiến- Hoàng Kim Vũ –Nguyễn Song Hà,Thiết kế kết cấu thép theo quy phạm Hoa Kì AISC 360-10, NXB Xây Dựng [10] Trần Văn Phúc- Lê Hoàng Vũ, Thiết kế liên kết kết cấu thép theo tiêu chuẩn Mỹ AISC/LRFD 360-16, NXB Xây Dựng … -HẾT - SVTH: THẠCH MINH TUẤN MSSV:1851110133 Trang: 470