đồ án môn học thi công cầu

Đồ án môn học thi công cầu ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 Đồ án môn học thi công cầu Tiêu chuẩn áp dụng: 1- 22TCN 200-89 : “Quy trình thiết kế công trình và thiết bị phụ trợ thi công cầu”. 2- TCXDVN 286:2003 : “Đóng và ép cọc-Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu”. 3- TCXDVN 305:2004 : “Bê tông khối lớn-Quy phạm thi công và nghiệm thu”. 4- TCXDVN 391:2007 : “Bê tông-Yêu cầu dưỡng ẩm tự nhiên”. 5- TCXDVN 325:2004 : “Phụ gia hóa học cho bê tông”. 6- TCVN 3106:1993 : “Hỗn hợp bê tông nặng-Phương pháp xác định độ sụt”. 7- TCXDVN 302:2004 : “Nước trộn bê tông và vữa-Yêu cầu kỹ thuật”. Tài liệu tham khảo: 1- Tính toán thiết kế các công trình phụ tạm để thi công cầu. Tác giả: Phạm Huy Chính. NXB Xây Dựng. 2- Thi công cọc đóng. Tác giả: Phạm Huy Chính. NXB Xây Dựng. 3- Sổ tay chọn máy thi công xây dựng. Tác giả: Nguyễn Tiến Thụ. NXB Xây Dựng. 4- Thi công móng trụ mố cầu. Tác giả: Nguyễn Trâm, Nguyễn Tiến Oanh, …NXB Xây Dựng. 2 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG I - SỐ LIỆU ĐỒ ÁN + Số liệu đồ án như các bản vẽ dưới đây. 3 Đồ án môn học thi công cầu 4 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG II - BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO II.1 - THI CÔNG HỆ MÓNG CỌC + Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để định vị. + Dùng cẩn cẩu 20T treo búa rung đứng trên sà lan 200T có đối trọng đóng cọc thép hình chữ I làm cột định vị và để lắp dựng hệ khung dẫn hướng bằng các dầm gỗ. + Dùng cần cẩu 20T treo giá búa diezen kiểu cột ống dẫn đứng trên sà lan 200T có đối trọng để thi công đóng cọc. II.2 - THI CÔNG ĐÀI CỌC + Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để định vị. + Dùng cẩn cẩu 20T treo búa rung đứng trên sà lan 200T có đối trọng đóng cọc ván thép hình lòng máng để làm hệ vòng vây ngăn nước. Hệ cọc ván được đóng sâu xuống dưới lớp đất sét pha cát trạng thái dẻo vừa, không dùng bê tông bịt đáy. + Bố trí hệ ván khuôn thép cho đài cọc. + Tổ chức trạm trộn bê tông tại bờ sông và dùng ô tô trộn bê tông đứng trên sà lan 200T đổ bê tông thân trụ bằng máng. II.3 - THI CÔNG THÂN TRỤ VÀ XÀ MŨ + Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình để định vị. + Bê tông thân trụ được chia làm 2 phân đoạn đổ là 3m + 4m. + Lắp đặt hệ ván khuôn thép để đổ thân trụ. + Tổ chức trạm trộn bê tông tại bờ sông và dùng ô tô trộn bê tông đứng trên sà lan 200T đổ bê tông thân trụ bằng máng với phân đoạn 1. Với phân đoạn hai thì kết hợp dùng bơm bê tông. 5 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG III - THIẾT KẾ HỆ VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP III.1 - CHỌN LOẠI CỌC VÁN VÀ KÍCH THƯỚC VÒNG VÂY III.2 - TÍNH TOÁN CHIỀU SÂU ĐÓNG CỌC VÁN + Sơ đồ tính, tải trọng tác dụng lấy theo mục 4F ; 4G và phụ lục 4 của quy trình 22TCN 200-89. 6 Đồ án môn học thi công cầu + Áp lực chủ động của đất bên ngoài vòng vây: - Hệ số áp lực đất chủ động của lớp đất thứ nhất (đất cát hạt vừa): 2 2 1 1 21 tan 45 tan 45 0.472 2 2 o o o a ϕ γ     = − = − =  ÷  ÷     - Hệ số áp lực đất chủ động của lớp đất thứ hai (đất sét pha cát): 2 2 1 1 9 tan 45 tan 45 0.729 2 2 o o o a ϕ γ     = − = − =  ÷  ÷     - Tính các giá trị áp lực đất trên biểu đồ: ( ) ( ) ( ) ' 2 1 1 1 . . . 1.2* 1.62 1 *4*0.472 1.405 / a a B a p n h T m γ γ λ = − = − = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) '' 1 1 2 2 2 . . . . 2. . 1.2* 1*3.5 1.62 1 *4 *0.729 2*1.4* 0.729 2.362 / a a B B B a a p n h h c T m γ γ γ λ λ   = + − −     = + − − =   ( ) ( ) ( ) '' 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 . . . . . 2. . . . . 2.362 1.2*1.7*2*0.729 5.336 / a a B B B a a a a a p n h h h c p n h T m γ γ γ γ λ λ γ λ   = + − + − = +   = + = - Hợp lực của áp lực chủ động (xét trên 1m dài tường vây) : ( ) '' ' '' ' 1 2 1 1 2.362 5.336 . . . *1.405*4 *2 2 2 2 2 2.81 7.698 10.508 a a a a a a p p E E E p h h T + + = + = + = + = + = - Cánh tay đòn của E a với tâm quay O: 7 Đồ án môn học thi công cầu ( ) ' ' 1 2 2 4 2 . . 2.81* 2 7.698* 3 2 3 2 1.624 10.508 a a a a h h E h E d m E     + + + +  ÷  ÷     = = = + Áp lực bị động của đất bên trong vòng vây: - Hệ số áp lực đất bị động của lớp đất thứ nhất (đất cát hạt vừa): 2 2 1 1 21 tan 45 tan 45 2.12 2 2 o o o a ϕ γ     = + = + =  ÷  ÷     - Hệ số áp lực đất bị động của lớp đất thứ hai (đất sét pha cát): 2 2 1 1 9 tan 45 tan 45 1.37 2 2 o o o a ϕ γ     = + = + =  ÷  ÷     - Tính các giá trị áp lực đất bị động trên biểu đồ: ( ) ( ) ( ) ' 2 1 1 1 . . . 0.8*1.62* 4 0.5 *2.12 9.616 / n n m n p n h h T m γ λ = − = − = ( ) ( ) ( ) '' 1 1 2 2 2 . . . 2. . 0.8* 1.62* 4 0.5 *1.37 2*1.4* 1.37 8.836 / n n m n n p n h h c T m γ λ λ   = − +     = − + =   ( ) ( ) ( ) 1 1 2 2 2 2 '' 2 2 2 2 . . . . 2. . . . . 8.836 0.8*1.7*2*1.37 12.563 / n n m n n n n n p n h h h c p n h T m γ γ λ λ γ λ   = − + +   = + = + = - Hợp lực của áp lực bị động (xét trên 1m dài tường vây) : ( ) ( ) ( ) '' ' '' ' 1 2 1 1 8.836 12.563 . . . *9.616* 4 0.5 *2 2 2 2 2 16.828 21.399 38.277 n n n n n n m p p E E E p h h h T + + = + = − + = − + = + = - Cánh tay đòn của E n với tâm quay O: ( ) ' '' 1 2 2 4 0.5 2 . . 16.828* 2 21.399* 3 2 3 2 2.21 38.227 m n n n n h h h E h E d m E − −     + + + +  ÷  ÷     = = = + Áp lực thủy tĩnh của nước: ( ) ( ) 2 . . 1*1*(3.5 0.5) 4 / B B B B m p n h h T m γ = + = + = - Hợp lực của áp lực nước (xét trên 1m dài tường vây) : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ' '' 1 1 . . . 2 1 *4* 3.5 0.5 4* 4 0.5 8 14 22 2 B B B B B m B m E E E p h h p h h T   = + = + + −          = + + − = + =        - Cánh tay đòn của hợp lực E B với điểm tâm quay O là: ( ) '' ' 1 1 2 2 . . 2 3 m B B B B m B B h h E E h h h h d h E −     + + − −  ÷       = +       ( ) ( ) 4 0.5 2 14* 8* 4 3.5 3.5 0.5 2 3 2 5.11 22 B d m  −    + + − −  ÷       = + =       + Áp lực thủy động của nước: 8 Đồ án môn học thi công cầu - Áp lực thủy động của nước được xác định với giả thiết giảm tuyến tính tới 0 từ trên mặt nước xuống đáy sông. Áp lực thủy động trên mặt nước chảy: ( ) 2 2 2 1 2 . 1*1.2 . . . 0.75*1.4*1* 0.154 / 9.8 B v v V p n K K T m g γ = = = Trong đó: n v = 0.75 – Hệ số vượt tải. K 1 = 1.4 – Hệ số hình dạng cọc ván (cọc dạng máng). K 2 = 1 – Hệ số hình dạng vòng vây (hình chữ nhật). 1 / 3 B T m γ = - Khối lượng riêng của nước. V = 1.2 m/s – Vận tốc nước chảy. g = 9.81 m/s 2 – Gia tốc trọng trường. - Hợp lực của áp lực thủy động (xét trên 1m dài tường cọc ván): 1 1 . . *0.154*3.5 0.270 ( ) 2 2 v v B E p h T= = = - Cánh tay đòn của E v với tâm quay O là: ( ) 1 2 2. 2 2 4 *3.5 8.33 3 3 s v h d h h m= + + = + + = + Áp lực sóng: - Theo kinh nghiệm, chiều sâu ảnh hưởng của sóng bằng 10 lần chiều cao sóng. Cường độ sóng xác định theo công thức: ( ) 2 10 10 . *0.15 0.136 / 11 11 s s p h T m= = = - Trong đó h s là chiều cao sóng, phụ thuộc vào vận tốc gió, chiều sâu nước và chiều dài thổi sóng. Chiều cao sóng h s tính theo công thức: ( ) 10 0.073* * * . 0.073*20*2* 0.05*0.054 0.15 s h K D m ω ε = = = Trong đó: 10 20 /m s ω = - Tốc độ gió bình quân ở cao độ 1 m trên mặt sông. D = 50 m = 0.05 km – Chiều dài thổi sóng. 10 0.4* 0.4*0.05 20 1 1 2 D K e e ω − − = + = + = 10 1 1 14 14 20 9 19* 9 19* 0.054e e ω ε − − − −     = + = + =  ÷  ÷  ÷     - Chiều sâu ảnh hưởng của sóng: 10* 10*0.15 1.5 ( ) s H h m= = = - Hợp lực của áp lực sóng (xét trên 1m dài tường cọc ván): ( ) ( ) 11. . 1 11*0.136*0.15 . . 10 0.112 2 2 2 s s s s s s p h E p h h T= + = = = - Cánh tay đòn của hợp lực sóng E s với điểm tâm quay O: 1 2 1 2 10 1 1 . . . . . .10 3 2 3 2 3 11. . 2 s s s s s s s B B s s s h h p h p h d h h h h h h h p h −     +  ÷  ÷     = + + + = + + − ( ) 2 4 3.5 3*0.15 9.05 s d m= + + − = + Kiểm toán ổn định của tường cọc ván: - Công thức kiểm toán: . l g M m M≤ 9 Đồ án môn học thi công cầu Trong đó: m = 0.95 – Hệ số điều kiện làm việc. l M - Mô men của các lực gây lật. l M - Mô men của các lực giữ. - Tính l M : ( ) . . . . 10.508*1.624 22*5.11 0.27*8.33 0.112*9.05 132.748 . l a a B B v v s s M E d E d E d E d T m = + + + = + + + = - Tính g M : ( ) . 38.277*2.21 84.592 . g n n M E d T m= = = - Kiểm toán: . 132.748 0.95*84.592 l g M m M≤ ⇒ ≤ ⇒ Không đạt. Vậy ta phải tính lại cho thỏa bằng cách tăng chiều sâu đóng cọc ván. Nhưng biện pháp hiệu quả nhất là sử dụng một tầng khung chống. Trong phạm vi đồ án, ta coi như thỏa và kết thúc phần tính chọn chiều sâu đóng cọc ván thép. + Tính chiều sâu phụ thêm t ∆ khi đóng cọc ván: - chiều sâu phụ thêm khi đóng cọc ván tính theo công thức: ( ) ( ) ( ) 38.277 17.508 22 0.05 2. 2*12.563 n a B n E E E t m p − + − + ∆ = = = ⇒ chọn ( ) 0.5t m∆ = . + Kiểm toán độ bền của cọc ván thép: - Mômen max phát sinh trong cọc ván thép (tính với 1m dài tường cọc ván) được tính với sơ đồ kết cấu là congxol có một đầu ngàm tại chiều sâu đóng cọc ván t o và đầu trên tự do chịu các tải trọng tác dụng như hình đã tính. Giải nội lực ta được giá trị mô men tính toán là: ( ) ax 15.69 . m M T m= - Khả năng chịu lực của 1m dài tường cọc ván: ( ) ( ) 3 5 * 1460*10 *225 3285*10 . 328.5 . n x y n M S F N mm M T m = = = = + Kiểm toán: ( ) ax 1.15 . *328.5 15.69 . 1.1 n m H m M M T m k ≥ ⇒ ≥ ⇒ Đạt. Trong đó: m = 1.15 – Hệ số điều kiện làm việc. k H =1.1 – Hệ số độ tin cậy. III.3 - TÍNH VÀ CHỌN BÚA RUNG ĐÓNG CỌC VÁN THÉP III.3.1 - Tính sức chịu tải của cọc ván thép làm vòng vây + Lấy cọc ván thép ở góc vòng vây để tính để chọn búa đóng cọc. Cọc được gép từ 1 cọc ván thép nguyên và ½ cọc ván thép khác bằng đường hàn góc như trong bản vẽ. + Các đặc trưng của cọc: - Diện tích mặt cắt ngang: 132.4 cm2. - Cường độ thép: 225 MPa. 10 [...]... tối thi u của máy bơm phải đạt 21 m3/h - Chọn máy bơm bê tông loại SB95-A có năng suất kỹ thuật là 30m3/h Đồng thời tham khảo thêm trong sổ tay số liệu thống kê năng suất thực tế của loại bơm này là 13 m3/h hoàn toàn đáp ứng được khối lượng bê tông mà ta đổ trong 1h là 7.2 m3 21 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG VII - TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ NỔI 22 Đồ án môn học thi công cầu 23 Đồ án môn học thi công cầu. .. 19 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG VI - THI T KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ THÂN TRỤ VI.1 - CHỌN LOẠI VÁN KHUÔN, CỘT CHỐNG, KHUNG GIẰNG + Quy cách ván khuôn sử dụng cùng loại với ván khuôn đổ đài cọc VI.2 - KIỂM TOÁN VÁN KHUÔN THÀNH + Ván khuôn thành của thân trụ sử dụng cùng quy cách với ván khuôn bệ cọc, tính toán như ở phần bệ cọc với các tải trọng không thay đổi nên không phải tính lại VI.3 - THI T KẾ CÔNG... khi đóng cọc nhất thi t phải có đệm đầu cọc để tránh phá hủy đầu cọc + Đóng cọc theo sơ đồ sau: + Cọc được đóng đến độ chối thi t kế và cho nghỉ 3-4 ngày sau đó sẽ tiến hành đóng lại để kiểm tra độ chối giả 15 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG V - THI T KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ BỆ CỌC V.1 - CHỌN VÀ BỐ TRÍ VÁN KHUÔN, KHUNG CHỐNG + Quy cách ván khuôn và khung chống xem trong bản vẽ + Biện pháp ván khuôn mô tả như... + Lấy loại ván khuôn thép tiêu biểu có kích thước 1m x 1m để tính tóan Các đặc trưng của tấm ván như hình dưới đây + Gỗ chống sử dụng tối thi u phải là gỗ nhóm III, có ứng suất cho phép với ép dọc thớ và uốn tĩnh đều là: σ k ,n = σ cb * k1 * k2 = 120*1.5*1.2 = 216 ( kG / cm2 ) 16 Đồ án môn học thi công cầu V.2 - KIỂM TOÁN VÁN KHUÔN V.2.1 - Kiểm toán ván khuôn thành + Cắt 1 m dài thành ván theo chiều... hợp L = 0.5 m – Nhịp tính toán p , q , f – Các tải trọng đã tính ở trên - Khả năng chịu lực của tấm ván theo phương nhịp tính toán: 17 Đồ án môn học thi công cầu Mn = m 1 Wxb F y = * 24888* 220 kH 1.15 M n = 4761183 ( N mm ) ≥ M = 1790000 N mm  Đạt ! Trong đó : m = 1.15 – Hệ số điều kiện làm việc kH = 1 – Hệ số độ tin cậy + Kiểm toán TTGH 2 về độ võng của ván khuôn: - Công thức giới hạn độ võng: f... ống đổ bê tông 20 Đồ án môn học thi công cầu - Kết luận: Với vận tốc đổ dâng bê tông 0.47 m/h và với loại ô tô trộn bê tông đã trọn cùng với cách bố trí là đạt + Tính toán số đầm dùi cần thi t: 2 2 - Tổng diện tích đài cọc là: S dc = ( 8.4*1.6 ) + ( 3.14*0.8 ) = 16 ( m ) - Giả thi t một vị trí cắm đầm dùi mất 30s, bán kính ảnh hường R = 0.5 m - Khi nghỉ xả bê tông, thời gian dùng cho công tác đầm là... xem chi tiết trong bản vẽ Việc tính toán đường hàn là tiến hành kiểm toán lại cường độ của đường hàn khi chịu lực dọc thi n về an tòan là sức chịu tải của cọc P P h tt tt - Công thức kiểm toán : τ N = F = δ L ≤ Rg dh dh ∑ dh τN = 1080 = 16875 (kN / m 2 ) ≤ 150000 ( kN / m 2 ) → Đạt ! 0.008*8 Trong đó : Ptt = 1080 kN – Sức chịu tải của cọc 13 Đồ án môn học thi công cầu δ dh = 8mm = 0.008m - Chiều dày... ) g 981 P = 2.5 kG/cm2 – Áp suất cần thi t lên cọc F = 132.4 cm2 – Diện tích thi t diện cọc Q = Qbua + Qcoc + Qtbi = 4700 + 1144 + 100 = 5944 ( kG ) + Vậy chọn búa nặng Qbua = 4.7T , mômen lệch tâm M = 6575 kG.cm , lực kích động lớn nhất không nhỏ hơn Po = 24870kG Kiến nghị dùng loại búa NVC-80SS của hãng NIPPEPIND 12 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG IV - THI CÔNG HỆ MÓNG CỌC ĐÓNG IV.1 - PHÂN ĐOẠN... sà lan và ra khỏi sà lan trung bình là 10 phút 3 18 Đồ án môn học thi công cầu + Sà lan dài 30 m, do đó ta bố trí một lúc 2 ô tô tiến vào đổ bê tông xuống đài cọc bằng máng đổ + Một giờ cần thi t phải có số ô tô vào sà lan là : noto1h = V1h 12.96 = = 3.6 ≈ 4 (ôtô) Vxl 3.6 + Kiểm tra lại thời gian xem có thỏa mãn 1 h đưa được 4 xe ô tô vào đổ theo yêu cầu hay không: - Một lần vào 2 xe, thời gian ra vào... cọc ván thép Qo = Qbua + Qcoc = 4700 + 1144 = 5844 ( kG ) - Trọng lượng búa và cọc + Tính chọn vận tốc góc của cục lệch tâm: 11 Đồ án môn học thi công cầu α g T 1*981* 24400 = = 60.3 ( rad / s ) M 6575 Trong đó: α = 1 - Hệ số đàn hồi của đất với cọc ván thép g = 981 cm / s 2 T = 24400 kG – Lực cản ma sát của đất lên cọc M = 6575 kG.cm – Mômen cục lệch tâm của búa + Xác định trọng lượng búa tối thi u: . Đồ án môn học thi công cầu ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 Đồ án môn học thi công cầu Tiêu chuẩn áp dụng: 1- 22TCN 200-89 : “Quy trình thi t kế công trình và thi t bị phụ trợ thi công cầu . 2- TCXDVN. Dựng. 4- Thi công móng trụ mố cầu. Tác giả: Nguyễn Trâm, Nguyễn Tiến Oanh, …NXB Xây Dựng. 2 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG I - SỐ LIỆU ĐỒ ÁN + Số liệu đồ án như các bản vẽ dưới đây. 3 Đồ án môn học. liệu đồ án như các bản vẽ dưới đây. 3 Đồ án môn học thi công cầu 4 Đồ án môn học thi công cầu CHƯƠNG II - BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO II.1 - THI CÔNG HỆ MÓNG CỌC + Dùng máy kinh vĩ và máy thủy bình