đồ án tốt nghiệp thiết kế tổ chức thi công trụ t2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TRỤ T2 1 Thiết kế tổ chức thi công là một nội dung quan trọng trong công tác xây dựng cầu. Quan điểm thiết kế và thi công luôn đi liền với nhau. Người ta tính toán các nhân tố nảy sinh trong quá trình thi công và coi đó là hạt nhân trong quá trình thiết kế. Đó là sự ra đời của trường phái thiết kế. Chính sự bám sát thiết kế vào quá trình thi công đã tạo ưu thế đặc biệt so với các phương pháp khác. Khi một công trình xây dựng thì phải nghiêm chỉnh tuân theo trình tự thi công đã thiết kế. Bất kỳ sự thay đổi nào cũng cần được tính toán lại. Do đó hiện nay người ta quan tâm hơn đến vấn đề công nghệ. Coi việc cải tiến công nghệ là yếu tố quyết đònh, là chìa khóa mang lại sự thành công. Xuất phát từ đó có hai hướng đi là cải tiến công nghệ vật liệu và công nghệ thi công, tuy nhiên hai hướng đi đó không tách rời nhau mà chúng có quan hệ mật thiết với nhau hỗ trợ nhau phát triển. Nghiên cứu về công nghệ vật liệu là nhằm mục đích tìm ra các dạng vật liệu mới cho các kết cấu mới. Cải tiến về công nghệ thi công là nhằm tìm ra các phương thức thi công phù hợp với vật liệu và thiết bò hiện có. Nói chung thiết kế thi công là công việc phức tạp nhằm mục đích xây dựng được công trình theo như thiết kế với chi phí nhỏ nhất. Tuy vậy ý tưởng xuyên suốt trong quá trình thiết kế thi công là phải đặt lên hàng đầu, do đó các hệ số an toàn khi thiết kế tổ chức thi công cao hơn nhiều khi thiết kế. Thiết kế tổ chức thi công là công tác tổng hợp nhằm đảm bảo nguyên tắc : thi công nhanh, giá thành rẻ, chất lượng tốt. Do đó cần đảm bảo các yêu cầu như : • Hợp lí trong thi công. • Tính chất tiên tiến trong kỹ thuật. • Tính chất có thể thực hiện được trong quá trình thi công. Nội dung của công tác thiết kế tổ chức thi công gồm : • Chọn phương án thi công. • Chọn máy móc dụng cụ thi công. • Lập tiến độ thi công. • Lên kế hoạch nhân lực. • Lập kế hoạch vận chuyển. • Kế hoạch thuê mượn các thiết bò bổ trợ. • Đề xuất ý kiến tới thiết kế kết cấu. • Bố trí mặt bằng công trường. • Thiết kế các công trình phụ tạm phục vụ thi công. Thiết kế tổ chức thi công gồm 3 công đoạn chủ yếu : • Thiết kế tổ chức thi công sơ bộ. • Thiết kế tổ chức thi công chủ đạo. 2 • Thiết kế tổ chức thi công chi tiết. Trong đó trong hai giai đoạn trên do đơn vò thiết kế kỹ thuật đảm nhiệm, còn thiết kế tổ chức thi công chi tiết do đơn vò thi công làm. Khối lượng công việc của 3 giai đoạn trên là rất nhiều, trong đó có nhiều vấn đề phức tạp. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, người thiết kế chỉ trình bày một vài nội dung cơ bản trong phần thiết kế thi công chỉ đạo bao gồm : chọn biện pháp thi công các bộ phận mố, trụ, kết cấu nhòp. Lập tiến độ thi công tính toán một vài thiết bò phục vụ thi công như : tính toán chiều dày lớp bê tông bòt đáy khi thi công móng trụ. Tính toán ván khuôn thép đổ bê tông thân trụ. I. Chọn phương án thi công các bộ phận cầu a) Biện pháp thi công mố Mố cầu dạng chữ U BTCT có chiều cao đất đắp không lớn lại được đặt trên cạn. Cao độ đáy bệ ở trên cao độ mực nước ngầm. Do đó ta dự đònh thi công mố theo trình tự sau đây : Bước 1: Công tác chuẩn bò, dọn dẹp mặt bằng. Bước 2: thi công cọc khoan nhồi. Đònh vò cọc, bố trí lắp đặt thiết bò khoan. Khoan đào đất, hạ ống vách đến cao độ thiết kế. Đào đất bằng gầu đào kết hợp với giữ thành bằng bằng dung dòch Bentonite tới cao độ đáy. Vệ sinh hố khoan, lắp đặt lồng thép, đổ bêtông và làm các công tác chuẩn bò khác. Đổ bêtông cọc đồng thời rút ống vách. Thao tác được lặp lại cho các cọc trong móng. Bước 3: thi công bệ cọc Đào đất hố móng bằng máy đào gầu nghòch kết hợp với đào thủ công Lắp đặt thiết bò máy bơm nước mặt hoặc nước ngầm thấm lên. Rải lớp đệm đá dăm dày 10 cm, đập đầu cọc khoan nhồi, vệ sinh hố móng. Lắp đặt cốt thép ván khuôn bệ và đổ bêtông bệ bằng xe MIX hoặc bơm bêtông Bước 4: thi công tường thân và giàn giáo Lắp đặt cốt thép, ván khuôn tường thân và đổ bêtông tường thân (dùng bơm bêtông) Xây dựng đà giáo. Lắp đặt đà giáo có thể bằng giàn YUKM hoặc được cấu tạo bằng các đoạn dầm trên đà giáo thiết kế, đặt kích và các nêmư. Thử tải đà giáo tạm, lắp đặt gối cầu trên tường thân. Lắp dựng ván khuôn cốt thép tường đỉnh, tường cánh và đổ bêtông. 3 Đắp đất sau mố, đổ bêtông bản quá độ và làm các phương pháp hoàn thiện mố. b) Biện pháp thi công trụ Các trụ nhìn chung có cấu tạo như nhau. Nên tranh thủ thi công vào mùa khô, mực nước thi công thấp tập trung nhân lực máy móc thiết bò thi công nhanh và dứt điểm. Trụ có cấu tạo thân đặc đơn giản, tiết diện không đổi. Móng trụ có kích thước khá lớn, dự đònh hình thức thi công theo trình tự sau: Bước 1 : công tác chuẩn bò Nếu chuẩn bò được thi công vào mùa cạn, MNTC thấp nên dùng biện pháp thi công trên đảo cát. Đònh vò tim trụ, xác đònh phạm vò hố móng. Đóng các cọc đònh vò I400 dài 8m tới độ sâu thiết kế. Lắp hạ các đai chống ngoài và đóng cọc ván thép lấp kín vòng vây. Đổ cát vào vòng vây. Bước 2 : thi công cọc khoan nhồi Di chuyển máy khoan lên đảo. Đònh vò tim cọc, rung hạ ống vách thép cắm sâu vào tầng đất sét. Đào đất bằng gầu đào kết hợp với giữ thành hố khoan bằng dung dòch Bentonite tới độ sâu đáy cọc. Thổi rữa vệ sinh hố khoan. Chế tạo lắp hạ lồng cốt thép, ống rót bêtông. Đặt các ống sonic kiểm tra chất lượng cọc. Đổ bêtông cọc bằng các ống rót thẳng đứng tới cao độ thiết kế đồng thời với việc rút ống vách. Nếu cần thiết có thể giữ lại ống vách. Bước 3 : thi công bệ cọc Đào đất bằng gầu ngoạm (gầu dây) tới cao độ của lớp bêtông bòt đáy. Bỏ đá hộc và lắp đặt các ống phụt vữa. Làm các công tác chuẩn bò bêtông vữa dâng. Thực hiện bêtông vữa dâng, vữa dâng được phun lần lượt từng nhóm. Trong quá trình đó cần kiểm tra chất lượng và lượng bêtông cung cấp. Hút nước hố móng đồng thời với việc lắp đặt các hệ giằng chống trong. Khoan phá đầu cọc tới cao độ thiết kế, vệ sinh hố móng. Lắp đặt cốt thép, ván khuôn và các công tác chuẩn bò bêtông bệ. Đổ bêtông bệ cọc. Bước 4 : thi công thân trụ Thân trụ được chia thành từng đốt tương ứng với khả năng thi công. Dỡ ván khuôn bệ, lắp đặt đà giáo cốt thép ván khuôn từng đợt các đốt trụ. Làm công tác chuẩn bò và đổ bêtông trụ. Đổ bêtông trụ và thực hiện bảo dưỡng. Khi bêtông đạt cường độ thì tháo dỡ ván khuôn và các thiết bò thi công. Dựng ván khuôn xà mũ, lắp đặt cốt thép, tiến hành đổ bêtông mũ trụ. 4 Dựng ván khuôn, lắp cốt thép, tiến hành đổ bêtông đá kê gối. Hoàn thiện trụ. c) Thi công lao lắp kết cấu nhòp Bước 1 : lắp dựng xe lao dầm và đường vận chuyển xe lao dầm. Tập kết dầm ở đầu cầu, dùng con lăn dich chuyển từng phiến dầm vào đúng vò trí. Dùng xe lao dầm lao ra vò trí nhòp, hạ dầm kết hợp sàn ngang bằng thủ công đưa dầm vào vò trí. Đổ bêtông liên kết các dầm. Bước 2 : làm đường vận chuyển xe lao dầm và đường vận chuyển trên nhòp 1. Di chuyển xe lao dầm sang vò trí nhòp 2. Dùng xe lao dầm lao ra vò trí hạ dầm kết hợp sàn ngang bằng thủ công đưa dầm vào vò trí gối. Hàn nối các cốt thép chờ dầm ngang đổ bêtông liên kết các dầm. II. THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T2 A. Các số liệu tính toán Cao độ đỉnh trụ : + 6.201 m Cao độ đáy trụ : - 0.5 m Cao độ đáy đài : - 2.5 m Cao độ mực nước thi công : + 1.6 m Cao độ đáy sông : + 1.301 m Chiều rộng móng : 6 m Chiều dài móng : 10 m B. Tính toán chiều dày lớp bêtông bòt đáy Điều kiện tính toán : áp lực đẩy nổi của nước phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bêtông và cọc cộng với trọng lượng của lớp bêtông bòt đáy. Công thức tính : ( ) 1 . . . . . . . 0 . . bt n m n x F nU x h F γ τ γ + ≥ Trong đó : 3 24,5 / bt KN m γ = : trọng lượng riêng của bêtông 3 10 / n KN m γ = : trọng lượng riêng của nước x : chiều dày lớp bêtông bòt đáy (m) F : diện tích mặt bằng vòng vây cọc ván ( ) 2 6 2 .(10 2) 96F m = + + = 6n = : số lượng cọc trong móng 2 100 /KN m τ = : lực ma sát đơn vò giữa cọc và bêtông bòt đáy . 3,14.1 3,14U D m π = = = : chu vi cọc 1,6 ( 2,5) 4,1h m= − − = : chiều cao tính từ mực nước thi công đến đáy đài 5 1 0,9n = : hệ số vượt tải 0,9m = : hệ số điều kiện làm việc Vậy ta có : ( ) ( ) 1 . . 1.4,1.9 6 1,0 928 . . . . 0,9. 0,9.24,5.96 6.3,14.100 n bt h F x m m n F nU γ γ τ ≥ = = + + Ta chọn 1,5x m=  Kiểm tra cường độ bêtông bòt đáy chòu mômen uốn tác dụng áp lực nước đẩy lên và trọng lượng bêtông đè xuống. Cắt 1 m bề rộng lớp bêtông có nhòp dài là khoảng cách giữa 2 tường cọc ván. Hiệu số trọng lượng bêtông và lực đẩy nổi của nước được xác đònh như sau . . 10.4,1 24,5.1,25 4, 25 / tt n bt q h x KN m γ γ = − = − = Mômen lớn nhất tại giữa nhòp : 2 2 max . 4,25.(2 10) 76,5 . 8 8 tt q l M KN m + = = = Cường độ chòu kéo trong bêtông là : 2 ' 2 2 2 76,5 76,5 204 / 0,5. 0,5. 30 274 / . 1.1,5 6 6 c M f KN m f KN m b x S = = = = < = = ⇒ Điều kiện được thỏa mãn C. Tính toán cọc ván thép 1) Xác đònh độ chôn sâu 6 h1 h h2=2,7m h3=2,9m H=3,6m h4=2m -4m Eb Ea +1,6m MNTC Khi đào đất bằng vòng vây cọc ván bằng gầu ngoạm. Vì mực nước trong vòng vây cọc và bên ngoài là như nhau nên áp lực nước hai bên cân bằng nhau.  Các thông số của đất Trọng lượng riêng của đất 3 21 / d KN m γ = Góc ma sát 16, 48 ϕ = 7  p lực chủ động của đất 2 1 . . 2 dn a a h E k γ = Trọng lượng riêng đẩy nổi 3 21 10 11 / dn d n KN m γ γ γ = − = − = Hệ số áp lực chủ động ( ) 2 0 45 0,558 2 a k tg ϕ = − =  p lực đất bò động 2 . . 2 dn b p h E k γ = Hệ số áp lực chủ động ( ) 2 0 45 1,792 2 p k tg ϕ = + =  Lấy mômen cân bằng tại điểm A ( ) ( ) ( ) 2 3 4 . .2 / 3 . .2 / 3 0 a b E h h h h E h H + + − − + = Rút gọn ta được phương trình bậc 3 theo h 3 2 6,57085. 5,764. 27, 62. 44,736 0 3 h h h h m + − − = ⇒ = 2) Tính toán cọc ván thép 2m 2,1m 0,699m A O q1 q2 Thời điểm tính là sau khi đã đổ bêtông bòt đáy và hút hết nước trong hố móng. Lúc này ta tính cọc ván như dầm giản đơn kê trên hai gối 0 và A, tải trọng tác dụng như hình vẽ. Tính cho 1 m chiều rộng. 8 Vò trí điểm 0 nằm cách bêtông bòt đáy 0,5 m Ta có : ( ) 1 2,1 2 .10 41 /q KN m= + = 2 0,699.11.0,588 4, 291 /q KN m = = 0 54,866 30,684 A V KN V KN = = max 11, 431 .M KN m = Từ điều kiện : [ ] 4 3 max 11, 431.10 60,165 1900 M S cm f = = = Ta chọn cọc ván hình máng FSP-Vl1 của Nhật có 3 3820S cm= 3) Tính toán nẹp ngang Nẹp ngang coi như các dầm liên tục kê trên các gối chòu tải trọng phân bố đều : • Khoảng cách giữa các thanh chống : l=4m • Tải trọng tác dụng vào thanh nẹp là phản lực gối : 54,866 / A R KN m = • Sơ đồ tính có dạng như hình vẽ 9 A R 4m4m 12m 4m • Ta tính gần đúng mômen lớn nhất theo công thức 2 2 max . 54,866.4 87,785 . 10 10 A R l M KN m= = = [ ] 4 3 max 87,785.10 462 1900 M S cm f = = = Chọn thanh nẹp ngang đònh hình I40 Các thông số của thanh nẹp 2 138A cm= 3 2560 23,6 S cm r cm = = 4) Tính toán thanh chống Thanh chống chòu lực tập trung . 54,866.4 219, 462 A R R l KN = = = Chọn thanh chống là thanh chữ I40 Công thức kiểm tra theo điều kiện ổn đònh . R f A ϕ = ϕ : là hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh l 0 1200 50,847 0,4 23,6 l l r ϕ = = = ⇒ = [ ] 2 2 21946, 2 397,6 / 1900 / . 0, 4.138 R f KG cm f KG cm A ϕ ⇒ = = = < = 10 [...]...D Tính toán ván khuôn Trụ 2 • Diện tích trụ A = 9,379m • Chiều cao trụ h = 6, 701m • Chọn máy trộn bêtông loại C330 có công suất trộn bêtông là W = 10,5m3 / h Vậy trong 4 giờ có thể trộn được là V = 42m Chiều cao lớp bêtông mà máy có thể trộn trong 4h là 3 h= V 42 = = 4, 478m A 9,379 Khi đổ bêtông chọn đầm dùi có bán kính tác dụng R = 0, 75m ⇒ h > 2.R • Sơ đồ tải trọng tác dụng vào ván khuôn 11... mômen quán tính cho 1m ván thép là : I= 12 6.1.53 1.0,83 + + 1.0,8.2,52 = 67,543cm 4 12 12 20 20 20 20 20 Ván thép dày 0,8 cm 25 25 25 25 25 25 25 5 Sườn tăng cường 1x5 cm Các thép lá của ván khuôn được tính như bản kê 4 cạnh có 4 cạnh ngàm cứng - Kiểm tra độ võng giữa nhòp của ván thép f = tc qqd b 4 E.δ 3 19, 619.10−2.254 l 25 = = 0, 07 < = = 0,1 6 2.10 0,8 250 250 - Kiểm tra điều kiện bền của ván thép... ván khuôn 11 1,5m 3,5m 5m q • qd Tải trọng tác dụng vào ván khuôn 2 p lực do đầm ngang gây ra qd = γ R = 24,5.0, 75 = 18,375KN / m Lực xung kích khi đổ bêtông q = 4 KN / m Vậy áp lực tác dụng vào ván khuôn quy đổi là : 2 qd (1,5.0,5 + 3,5) = 19, 62 KN / m 2 5 tt tc qqd = 1,3.qqd = 1,3.19, 619 = 25,504 KN / m 2 tc qqd = q + a) Tính ván lát Chọn ván lát bằng thép có chiều dày 0,8 cm Các sườn tăng cường... nẹp ngang được tính theo công thức : M= 13 tt qqd a 2 H (l − 0, 25.H ) 10.l = 25,504.0, 252.5.(1, 75 − 0, 25.5) = 0, 228KN m 10.5 Trong đó a : chiều dài tính toán của thanh nẹp ngang H : chiều cao lớp đổ bêtông trong 4h l : nhòp của ván Lực kéo trong thanh nẹp ngang là F= tt qqd B.H (l − 0,125.H ) 2.l = 25,504.1, 4.5.(1, 75 − 0,125.5) = 57,385KN 2.1, 75 Trong đó B : bề rộng trụ Chọn thanh nẹp I44 có... có A = 18,9cm2 I = 632cm 4 S = 90, 286cm3 Công thức kiểm tra : f = c) M F 0, 228.104 57,385.102 + = + = 328,845 KG / cm2 < [ f ] = 1900 KG / cm2 S A 90, 286 18,9 Tính thanh giằng Thanh giằng chòu lực xác đònh theo công thức tt T = Fal qqd = 1,5.25, 504 = 38, 257 KN Trong đó Fal = 25.6.10−2 = 1,5m2 Thanh giằng là thanh chòu kéo đúng tâm, ta chọn thanh thép φ 20 Công thức kiểm tra bền : f = T 38, 257.102... của ván thép f = tc qqd b 4 E.δ 3 19, 619.10−2.254 l 25 = = 0, 07 < = = 0,1 6 2.10 0,8 250 250 - Kiểm tra điều kiện bền của ván thép Mômen uốn lớn nhất được tính theo công thức tt M = a.qqd b 2 a : hệ số tra theo bảng phụ thuộc 2 cạnh của ván khuôn (a:b)=(1:25) → a = 0,1 ⇒ M = 0,1.25, 504.25.10 −4 = 0,159 KN m M M 0,159.104 f = = = = 597, 759 KG / cm 2 < [ f ] = 1900 KG / cm 2 b.δ 2 25.0,82 S 6 6 b) Tính . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THI T KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TRỤ T2 1 Thi t kế tổ chức thi công là một nội dung quan trọng trong công tác xây dựng cầu. Quan điểm thi t kế và thi công luôn đi liền. gồm 3 công đoạn chủ yếu : • Thi t kế tổ chức thi công sơ bộ. • Thi t kế tổ chức thi công chủ đạo. 2 • Thi t kế tổ chức thi công chi tiết. Trong đó trong hai giai đoạn trên do đơn vò thi t kế kỹ. trong quá trình thi t kế thi công là phải đặt lên hàng đầu, do đó các hệ số an toàn khi thi t kế tổ chức thi công cao hơn nhiều khi thi t kế. Thi t kế tổ chức thi công là công tác tổng hợp nhằm