tính toán cơ cấu quay dàn ngang

tính toán cơ cấu quay dàn ngang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU BÊ TÔNG Ở NƯỚC TA 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI CẦU BÊ TÔNG. Trong khoảng hai thập kỷ qua, cơ sở hạ tầng GTVT đã được đầu tư xây dựng với một khối lượng rất lớn, trong phạm vi cả nước. Nhiều tuyến đường giao thông huyết mạch đã được sửa chữa nâng cấp hay xây dựng mới. Trên các tuyến đường đó, rất nhiều cầu đã được xây dựng mới hoặc được xây dựng để thay các cầu, phà cũ không đáp ứng được năng lực giao thông hiện tại và trong tương lai. Do tính cạnh tranh về giá thành của vật liệu bê tông, nên hầu hết các cầu đường bộ ở Việt Nam được xây dựng gần đây là cầu bê tông. Cho đến nay, số lượng cầu BTCT và BTCTDƯL đã được xây dựng ở Việt Nam chiếm một tỷ lệ rất lớn, với ưu thế gần nh tuyệt đối so với cầu thép. Mặc dù, kết cấu BTCT đòi hỏi yêu cầu duy tu, bảo dưỡng Ýt hơn so với kết cấu thép, tuy nhiên nó vẫn cần được kiểm tra thường xuyên để sớm phát hiện và khắc phục các nguyên nhân gây hư hỏng cho vật liệu và kết cấu công trình. Do số lượng cầu bê tông rất nhiều vả trải nhiều trên các quốc lộ, các vùng miền của đất nước, nên công việc của người kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng cầu trở nên vất vả hơn rất nhiều. Hơn nữa, do ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến vào lĩnh vực xây dựng cầu, các cầu BTCT và BTCTDƯL đã vượt dược khẩu độ nhịp khá lớn, kèm theo đó chiều rộng cầu và chiều cao dầm cũng khá lớn. Nh vậy mỗi lần kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng, công việc của người thực hiện sẽ rất khó khăn và đòi hỏi hệ thống dàn giáo cũng rất phức tạp. Vì vậy người kiểm tra cầu rất cần những hệ thống dàn giáo kiểm tra cầu cơ động, gọn nhẹ để giảm sức lao động, đảm bảo an toàn và nâng cao sức lao động. Hệ thống dàn giáo cơ động đó chính là xe kiểm tra cầu, có thể cơ động và có hệ thống dàn giáo có thể tiếp cận được các vị trí cần kiểm tra một cách nhanh chóng và an toàn. 1 ĐÓ chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra cầu, cần thiết phải khái quát được các đặc điểm chung của các cầu bê tông đã, đang và sẽ xây dựng ở Việt Nam, từ đó xác định yêu cầu cơ bản đối với hệ dàn giáo đặt trên xe. Việc chế tạo một xe kiểm tra cầu đáp ứng được tất cả các dạng loại cầu trên cả nước là chuyện không tưởng. Do vậy việc chúng ta hướng đến chế tạo xe kiểm tra cầu đáp ứng được việc kiểm tra một phần lớn các cầu đã là thành công và đó cũng là mục tiêu để chúng ta thực hiện. 1.2. KHÁI QUÁT CÁC ĐẶC ĐIẺM CHUNG CỦA CẦU BTCT Ở VIỆT Nam. 1.2.1. Thông tin cơ bản về đặc điểm công trình Theo hồ sơ lý lịch quản lí cầu do cục đường bộ Việt Nam ban hành, có nhiều mục dữ liệu chuẩn để thông tin đầy đủ về các loại đặc điểm của một công trình cầu. Tuy vậy, với mục đích xác định yêu cầu đối với xe kiểm tra, chóng ta chỉ cần quan tâm đến ba mục dữ liệu chính sau để khái quát được các đặc điểm chung. Về dạng cầu - Cầu dầm giản đơn - Cầu bản liên tục - Cầu bản giản đơn - Cầu dầm hẫng mút thừa - Câu dầm hẫng dầm đeo - Cầu dầm liên tục chiều cao không đổi - Cầu dầm liên tục chiều cao thay đổi - Cầu khung tĩnh định - Cầu khung siêu tĩnh - Cầu khung hẫng dầm đeo - Cầu dây văng - Cầu vòm Về dạng dầm chủ - Bản BTCT 2 - Bản BTCT DƯL - Dầm T BTCT - Dầm chữ Π BTCT - Dầm I BTCT - Dầm T ngược BTCT - Dầm hộp BTCT - Dầm T BTCT DƯL - Dầm T ngược BTCT DƯL - Dầm super T BTCT DƯL - Dầm I BTCT DƯL - Dầm hộp BTCT DƯL VÒ đặc điểm cấu tạo mặt cầu - Mặt cầu có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và phần đường người đi bộ. - Mặt cầu không có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và phần đường người đi bộ, chỉ có vạch sơn phân giới. - Cầu có đèn chiếu sáng và không có đèn chiếu sáng - Câu đơn và cầu đôi. 1.3. THỐNG KÊ MỘT SỐ CẦU ĐIỂN HÌNH Trên cơ sở các mục thông tin cơ bản, thống kê một số cầu điển hình trong các dạng cầu nêu trên và đưa ra các kích thước cơ bản cần xem xét. 3 ST T Tên cầu, địa điểm Phần cầu Dạng cầu Dạng dầm Sơ đồ phân nhịp Chiều dài (m) Chiều rộng mặt cầu Kích thước yêu cầu Tầm với Chiều cao Chiều rộng 1 Cầu nút vọng Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản BTCT DƯL (8x30) 240 16 0.5 2.5 8 2 Cầu nót Mai dịch Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản BTCT DƯL 10x24 240 24 0.5 2.2 12 3 Nút Chương Dương Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản BTCT DƯL 14.3 0.5 2 7.15 4 Cầu Thăng Long Hà nội Cầu dẫn Dầm giản đơn Dầm T BTCT DƯL 20.60 2 3 10.3 5 Cầu Đuống Hà nội Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp BTCT DƯL 65+7x100+65 830 14.7 2.35 7 7.35 4 6 Cầu Tân Đệ Thái Bình Cầu chính Cầu dẫn Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm giản đơn nối liên tục Dầm hộp BTCT DƯL Dầm super T BTCT DƯL 7 + 3x120 +77.8 39 +4x40 +8x40 + 39 508 558 16.6 3.5 7.7 8.3 7 Cầu Non Nước Ninh Bình Cầu chính Cầu dẫn Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm liên tục chiều cao không đổi Dầm hộp BTCT DƯL Dầm hộp BTCT DƯL 52 + 85 + 52 2x42 + 2x42 189 168 12 0.5 6.2 6 5 8 Cầu An Dương Hải Phòng Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp BTCT DƯL 606 + 100 + 60 220 11 1.5 7 5.5 9 Cầu Hoà Bình Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp BTCTDƯ L 65 + 102 + 65 232 13.5 2.25 7.2 6.75 10 Cầu Hiền Lương Cầu chính Dầm liên tục chiều cao không đổi Dầm hộp BTCT DƯL 30.75 + 4x42 + 30.75 244 12 2 3.7 6 6 CHƯƠNG2 : GIỚI THIỆU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN. 2.1. YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA THIẾT BỊ KIỂM TRA MẶT DƯỚI CẦU Đa số các cầu có gờ chắn xe để phân cách phần đường cho xe chạy với phần đường dành cho người đi bộ và xe thô sơ. Chính đặc điểm này làm cho phần tay hẫng của xe kiểm tra cầu phải tương đối dài thì mới có thể sử dụng được cho nhiều cầu khác nhau. Tuy nhiên, đối với một số cầu có cao độ mặt đường xe chạy và cao độ mặt đường xe thô sơ bằng nhau, đồng thời gờ phân cách giữa hai phần đường thấp thì xe kiểm tra cầu có thể chạy sát vào lan can ngoài cùng của cầu. Còn những cầu có cao độ mặt đường xe chạy và cao độ mặt đường xe thô sơ khác nhau hoặc giải phân cách giữa hai phần đường cao thì giải pháp cho xe chạy vào sát lan can ngoài cùng của cầu là không thực hiện được. -Loại xe kiểm tra cầu sử dụng hệ thống dàn kiểm tra chỉ thích hợp cho các loại cầu có kết cấu dầm, khung, bản…; còn đối với kết cấu nhịp của cầu treo dây văng thì sẽ gặp khó khăn bởi khoảng cách giữa các dây khá dày và độ xiên của dây văng. Vì vậy loại kết cấu này nên sử dụng loại xe kiểm tra giống xe kiểm tra điện Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị kiểm tra: Với loại xe kiểm tra có dàn giáo, kết cấu dàn giáo thường được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính : -Tay đỡ hệ thống dàn giáo: được đặt trên xe cơ sở, có đối tượng để giữ ổn định và có thể quay quanh trục công tác. -Dàn đứng : có thể trượt dọc trên hệ thống trượt để nâng hạ dàn giáo . -Dàn công tác : có thể quay quanh đầu dàn đứng và tiếp cận vị trí kiểm tra . Để chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra, cần phải xác định các thông số về kích thước của càu liên quan đến điều kiện cơ động của dàn giáo nh sau: 7 - Khoảng cách từ mép trong giải phân cách giữa đường xe chạy và đường người đi bộ đến mép ngoài bề rộng mặt cầu - để xác định chiều dài tay đỡ hệ thống dàn giáo - Chiều cao từ đỉnh lan can ngoài cùng đến đáy dầm ở vị trí sâu nhất để xác định chiều sâu nâng hạ của dàn đứng - Một nửa chiều rộng mặt cầu để xác định chiều dài và tầm hoạt động của dàn công tác Theo số liệu thống kê một số cầu điển hình kiến nghị các kích thước chủ yếu như sau: - Tay đỡ hệ thống dàn giáo: 3.5m - Dàn đứng :8m - Dàn công tác :12m 2.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY NƯỚC NGOÀI. 2.2.1. Thiết bị của hãng Aspen Aerials là loại cần hộp với ca bin kiểm tra thiết kế cho 2 người làm việc có tầm vươn từ 9,42 đến 22,8 m. Đó là những thiết bị UB 30 (Hình 2.1), UB 50 (Hình 2.2), UB 60 (Hình 2.3). Hình 2.1. Thiết bị UB 30 của hãng Aspen Aerials Hình 2.2. Thiết bị UB 40 của hãng Aspen Aerials Giải pháp về kết cấu của những thiết bị của hãng Aspen Aerials đặc trưng bởi việc không sử dụng đối trọng đặt trên sát xi của xe cơ sở. Toàn bộ đối trọng của thiết bị được lắp trên mâm quay. Với giải pháp này, thiết bị của hãng Aspen Aerials không cần có hệ chân chống cơ động. Hình 2.3. Thiết bị UB 60 của hãng Aspen Aerials 8 Loại cần hộp có chiều vươn phía dưới bề mặt cầu 22.8 m là loại vươn dài nhất hiện nay của thiết bị Aspen Aerials và loại này được kí hiệu A – 75 (Hình 2.4) Loại A – 75 có 4 cần riêng biệt, trong đó cần hộp kéo dài với 3 đoạn. thiết bị A – 75 có thể vươn sâu đến 25.84 m để kiểm tra các mố, trụ cầu và vươn xa đến 13.68 m tính từ mặt cầu. Hình 2.4. Thiết bị A 70 của hãng Aspen Aerials Ngoài những loại thiết bị kiểu cần hộp, hãng Aspen Aerials còn có thiết bị kiểu cần kiểu dàn. Ví dụ cho loại cần dàn là thiết bị P – 33 ( Hình 2.5). Hình 2.5. Thiết bị P- 33 của hãng Aspen Aerials 2.2.2 Thiết bị của hãng Hydra Platforms Thiết bị kiểm tra thông dụng của hãng Hydra Platforms là loại thiết bị cần kiểu dàn. những loại thiết bị này được giới thiệu trên hình 1.6. Thiết bị của Hydra Platforms cho phép hạ dàn công tác đến độ sâu 5.47 m tính từ mặt cầu. Cơ cấu quay của thiết bị Hydra Platforms có thể thực hiện được góc quay đến 180°. Với giải pháp này, thiết bị của Hydra Platforms có thể kiểm tra được phía bên kia của trụ cầu mà không cần phải di chuyển lùi. Ngoài những loại thiết bị tự hành, Hydra Platforms còn giới thiệu loại thiết bị kéo theo với kết cấu đơn giản dùng cho việc kiểm tra những loại cầu có chiều rộng mặt cầu nhỏ ( Hình 2.7). Hình 2.6. Thiết bị tự hành của hãng Hydra Platforms Hình 2.7. Thiết bị kiểm tra dạng kéo theo của hãng Hydra Platforms 2.2.3. Thiết bị của hãng Moog. Moog là hãng của Đức nổi tiếng trên thế giới với nhiều loại thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu đa dạng bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. 9 Thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng được hãng Moog phân thành 5 loại bao gồm các thiết bị có tầm vươn từ 4.56 đến 14 m. Thiết bị loại này có tải trọng đến 1057 KG tại dàn chính và 528 KG ở dàn kéo dài. Một trong những thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng là thiết bị MBI 140- 1,4/ S được giới thiệu trên hình 2.8 Hình 2.8. Thiết bị MBI 140- 1,4/ S của hãng Moog Thiết bị có dàn công tác tải trọng cao được hãng Moog phân thành 4 loại bao gồm các thiết bị có tầm vươn từ 15.8 đến 20.9 m với chiều sâu hạ dàn đứng đến 9.7 m Mét trong những thiết bị có dàn công tác tải trọng cao là thiết bị MPG 180- 6 được giới thiệu trên hình 2.9. Hãng Moog hiện sản xuất 2 loại thiết bị có ca bin với tầm vươn ca bin 12.6 và 16.1 m. Thiết bị có ca bin của hãng Moog có tầm hoạt động linh hoạt. Ca bin có thể vươn cao 18 m trên bề mặt cầu và vươn sâu đến 16.6 m dưới sàn cầu. Mét trong những thiết bị có ca bin là thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T được giới thiệu trên hình 2.10 Hình 2.9. Thiết bị MPG 180 – 6 của hãng Moog Thiết bị của hãng Moog có thể là loại tự hành lắp đặt trên xe ô tô chuyên dùng hoặc là loại thiết bị kéo theo. Hình 2.10. thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T của hãng Moog 2.2.4 Thiết bị của hãng Paxton Mitchell Hãng Paxton Mitchell chế tạo thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. Hiện tại, hãng sản xuất 3 loại nhãn hiệu Snooper 140 (Hình 2.11), Snooper 230 (Hình 2.12) và Snooper 260 (Hình 2.13) Hình 2.11 Thiết bị Snooper 140 của Paxton Mitchell 10 [...]... đây, cơ cấu nâng hạ dàn đứng của thiết bị dùng phương án xy lanh thuỷ lực để truyền động là thích hợp nhất Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn đứng được giới thiệu trên hình 2.18 Hình 2.18 Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn đứng 2.8.2.6 Cơ cấu nâng quay dàn công tác Cũng như cơ cấu quay chính, cơ cấu quay dàn công tác quay xung quanh tâm dàn đứng với góc có độ lớn 90 ° Vận tốc quay của cơ cấu cũng... cách dễ dàng 22 Cơ cấu quay sử dụng xi lanh thuỷ lực có kết cấu đơn giản hơn nhiều so với cơ cấu sử dụng hệ vành răng- bánh răng Sử dụng xi lanh thuỷ lực, cơ cấu quay có kết cấu gọn nhẹ Nhưng nhược điểm cơ bản của cơ cấu truyền động bằng xi lanh thuỷ lực là góc quay của cơ cấu không lớn ( nhỏ hơn 180° ) Khác với các cơ cấu quay thông dụng trên các loại thiết bị nâng và máy xây dựng, cơ cấu quay chính... máy vào vị trí làm việc I – Cơ cấu quay trụ đỡ cùng với kết cấu thép, II - Cơ cấu dung dàn đứng; III Cơ cấu nâng hạ dàn đứng; IV - Cơ cấu quay dàn công tác; V - Cơ cấu nâng hạ dàn công tác; VI - Cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài 32 3.2 CÁC THAO TÁC CẦN THỰC HIỆN KHI ĐƯA MÁY VÀO VỊ TRÍ LÀM VIỆC Khi đưa máy vào vị trí làm việc, cần thực hiện 6 thao tác sau đây: 3.2.1 Quay toàn bộ kết cấu thép (kể cả đối trọng)... dẫn hướng Dàn đứng Dàn ngang (dàn thao tác ĐẶC TÍNH Kết cấu thép dạng hộp Kết cấu thép Kết cấu thép dạng dàn Kết cấu thép dạng dàn GHI CHÓ chính) Sàn thao tác phụ và sàn công tác Kết cấu thép dạng dàn Ở máy nhập dàn có sàn thao tác có thể này bằng hợp kim thu hoặc đẩy ra so với nhôm để chế tạo dàn chính được cần thay bằng thép và có kết cấu hợp lí để giảm trọng lượng 13 6 Cơ cấu quay dàn ngang Truyền... lực Cơ cấu thu đẩy dàn thao Truyền động xích, dẫn 8 9 10 tác phụ Lan can Thang hỗ trợ Cơ cấu quay trụ đứng động thuỷ lực Kết cấu Kết cấu Thuỷ lực Lắp đặt phụ thuộc vào xe cơ sở được 11 Cơ cấu quay hệ công tác Thuỷ lực chọn Thiết kế + lắp đặt 12 vuông góc với mặt cầu Cơ cấu trượt dàn chính Thuỷ lực Thiết kế + lắp đặt (thu đẩy) theo phương 13 đứng Cơ cấu giữ dàn ngang Thuỷ lực Lắp đặt 14 vuông góc với dàn. .. trục đối xứng của dàn đứng Do vậy đối với cơ cấu quay dàn công tác chỉ còn phương án dùng hệ vành răng- bánh răng mới phù hợp 2.8.2.7 Cơ cấu nâng hạ dàn công tác Cơ cấu nâng hạ dàn công tác thực hiện các giống như cơ cấu dựng dàn đứng Như phân tích ở phần trên, cơ cấu này cũng có chứ năng giống như cơ cấu nâng hạ cần của cần trục hoặc của máy xây dựng Các giải pháp truyền động của cơ cấu nâng cần thông... tích trên đây, cơ cấu dựng dàn đứng thiết kế theo phương án dùng xi lanh thuỷ lực là thích hợp nhất Sơ đồ làm việc của cơ cấu dựng dàn đứng được giới thiệu trên hình 2.17 24 Hình 2.17 Sơ đồ làm việc của cơ cấu dựng dàn đứng 2.8.2.5 Cơ cấu nâng hạ dàn đứng Cơ cấu nâng hạ dàn đứng của thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu cũng giống nh cơ cấu nâng hạ càng của xe hàng Cơ cấu này được kết cấu theo các phương... chiều ngang < 8 m là 6, còn > 8 m là 2 2.10.2 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán - Tổng quan về cầu bê tông ở nước ta - Giới thiệu và lựa chọn phương án - Tính toán kết cấu thép - Tính toán cơ cấu quay dàn chính 2.10.3 Các bản vẽ và đồ thị - Bản vẽ tổng quan về cầu A0 - Bản vẽ tổng thể A0 - Bản vẽ kết cấu thép A0 - Bản vẽ cơ cấu quay A0 30 - Các bản vẽ khác A0 hoặc A1 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU... Không quay đầy góc 360° mà chỉ quay từ vị trí ban đầu đến một vị trí cố định với góc 90° - Vận tốc quay của cơ cấu quay chính không ảnh hưởng đến năng suất của thiết bị Với những phân tích trên đây, cơ cấu quay của thiết bị thích hợp nhất là dùng xi lanh để truyền động Sơ đồ làm việc của cơ cấu quay chính được giới thiệu trên hình 2.16 Hình 2.16 Sơ đồ làm việc của cơ cấu quay chính 2.8.2.4 Cơ cấu dựng dàn. .. thuỷ lực Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn công tác được giới thiệu trên hình 2.19 27 Hình 2.19 Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn công tác 2.8.2.8 .Cơ cấu thu đẩy dàn công tác Cơ cấu thu đẩy dàn công tác thực hiện các thao tác giống như cơ cấu ra vào cần của cần trục kiểu cần hộp Các phương án truyền động cơ cấu thu đẩy dàn công tác vì vậy có thể chọn giống như đối với cơ câú ra vào cần của cần . trợ. 2.4.3. Các cơ cấu chủ yếu - cơ cấu quay trụ đỡ và quay dàn đứng. (cả hai đều quay 90 ° ) - cơ cấu dựng dàn đứng (từ nằm ngang dựng đứng theo phương thẳng đứng) - cơ cấu dựng dàn đứng theo. đặt 13 Cơ cấu giữ dàn ngang vuông góc với dàn chính Thuỷ lực Lắp đặt 14 Cơ cấu quay dàn ngang Cơ khí + thuỷ lực Chế tạo hệ truyền động cơ khí 15 Cơ cấu thu đẩy dàn thao tác phụ Cơ khí + thuỷ lực. 13 6 Cơ cấu quay dàn ngang Truyền động bánh răng. Dẫn động thuỷ lực 7 Cơ cấu thu đẩy dàn thao tác phụ Truyền động xích, dẫn động thuỷ lực 8 Lan can Kết cấu 9 Thang hỗ trợ Kết cấu 10 Cơ cấu quay