Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu qua sông TL15 nằm ở vùng đồng bằng thuộc tỉnh Quảng Nam

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHUNG Địa hình .8 Các tiêu chuẩn kỹ thuật công trình .8 Phạm vi nghiên cứu đồ án .8 Điều kiện địa hình Điều kiện địa chất Điều kiện khí hậu - thuỷ văn 6.1 Điều kiện khí hậu 6.2 Điều kiện thuỷ văn Điều kiện cung ứng vật liệu 7.1.Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn 7.2.Vật liệu thép 7.3.Xi măng Năng lực máy móc thi công .9 Điều kiện kinh tế xã hội khu vực cầu 10 Hiện trạng giao thông cần thiết đầu tư 10 CHƯƠNG 1: ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU 12 1.1 Đánh giá điều kiện địa hình 12 1.2 Đánh giá điều kiện địa chất 12 1.3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, thông thuyền 12 1.4 Các giải pháp kết cấu 12 1.4.1 Nguyên tắc chung 12 1.4.2 Giải pháp kết cấu công trình 12 1.4.2.1 Kết cấu thượng 12 1.4.2.2 Kết cấu hạ 13 CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ .14 2.1 Phương án I 14 2.2 Phương án II .15 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU BTCT DƯL DẦM I 17 3.1 Tính toán hạng mục công trình 17 3.1.1 Tính toán khối lượng lớp phủ mặt cầu 18 3.1.2 Tính toán khối lượng lan can tay vịn 18 3.1.3 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 18 3.1.4.Khối lượng hạng mục công trình cầu 21 3.2 Tính toán xác định số lượng cọc cho mố trụ: 24 3.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên mố 1: 24 3.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên mố 25 3.2.3 Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ trụ 25 3.2.3.1 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 25 3.2.4 Tính toán sức chịu tải cọc 26 3.2.4.a Tính sức chịu tải cọc theo vật liệu 26 3.2.5: Bố trí cọc cho mố trụ 34 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU CẦU DÀN THÉP NHỊP (2 X 74)M 35 4.1 Tính toán hạng mục công trình 35 4.1.1 Tính toán khối lượng lớp phủ mặt cầu 36 4.1.2 Tính toán khối lượng BMC, Lan can-tay vịn, Gờ chắn bánh xe: 37 4.1.3 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 37 4.1.4.Khối lượng hạng mục công trình cầu 40 4.2 Tính toán xác định số lượng cọc cho mố trụ: 42 4.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên mố 1: 42 4.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên mố 44 4.2.3 Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ trụ 44 4.2.3.1 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 44 4.2.4 Tính toán sức chịu tải cọc 45 4.2.4.a Tính sức chịu tải cọc theo vật liệu 45 4.2.4.b Tính sức chịu tải cọc theo đất 45 4.2.5: Bố trí cọc cho mố trụ 50 CHƯƠNG : 53 LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT 53 SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 53 5.1 Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật 53 5.2 Phân tích đơn giá phương án 53 5.2.1 Phương án 1: Cầu BTCT dầm I 53 5.2.2 Phương án 2: Cầu dàn thép 53 5.3 So sánh phương án theo giá thành dự toán .56 5.4 So sánh phương án: .58 5.5 Kết luận 60 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KỸ THUẬT DẦM CHỦ 30M 62 6.1 Số liệu ban đầu 62 6.2 Thiết kế cấu tạo 63 6.2.1 Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu 63 6.2.2.Chọn tiết diện dầm chủ 64 6.2.3 Tính toán hệ số phân bố hoạt tải theo làn: 64 6.2.3.1 Hệ số phân bố hoạt tải theo mô men uốn: 64 6.2.3.2 Hệ số phân bố hoạt tải theo lực cắt: 66 6.2.3.3 Xác định hệ số phân bố ngang hoạt tải đoàn người 67 6.3 Hệ số điều chỉnh tải trọng: 67 6.4 Xác định nội lực mặt cắt đặc trưng .67 6.4.1 Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 68 6.4.1.1 Tĩnh tải phần kết cấu nhịp 68 6.4.1.2 Tĩnh tải lan can tay vịn 68 6.4.1.3 Tĩnh tải lớp mặt cầu 68 6.4.1.4 Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên dầm kế biên .68 6.5 Đường ảnh hưởng mô men, lực cắt sơ đồ xếp tải lên đường ảnh hưởng mặt cắt đặc trưng .68 6.5.1 Xác định mặt cắt đặc trưng 68 6.5.2 Xác định đường ảnh hưởng nội lực mặt cắt đặt trưng 69 6.5.2.1 Đường ảnh hưởng momen 69 6.5.2.2 Đường ảnh hưởng lực cắt 72 6.6 Tính nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm kế biên theo TTGH cường độ 1, TTGH sử dụng 75 6.6.1 Momen tĩnh tải tác dụng lên dầm 75 6.6.1.a - Mô men ở trạng thái cường độ 75 6.6.1.b - Mô men ở trạng thái giới hạn sử dụng 76 6.6.2 - Lực cắt tĩnh tải tác dụng lên dầm 76 6.6.2a – Lực cắt ở trạng thái cường độ 76 6.6.2b – Lực cắt ở trạng thái giới hạn sử dụng 77 6.7 Tổ hợp nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm theo TTGHCĐ1,TTGHSD 77 6.7.1 Tổ hợp mômen hoạt tải gây 77 6.7.1a Các hệ số: 78 6.7.1b Mô men hoạt tải thiết kế HL93 PL .78 6.7.2 -Tổ hợp lực cắt hoạt tải gây 78 6.8 Tổ hợp nội lực tĩnh tải hoạt tải tác dụng lên dầm theo TTGHCĐ TTGHSD mặt cắt đặc trưng .79 6.8.1 Tổ hợp mô men 79 6.8.2 Tổ hợp lực cắt 79 6.9 Chọn bố trí cốt thép DƯL cho dầm chủ .80 6.9.1 Chọn số lượng thép DƯL cho dầm chủ 80 6.9.2 Bố trí cốt thép DƯL cho dầm chủ` 83 6.10 Tính đặc trưng hình học dầm chủ 86 a Đặc trưng hình học tiết diện giai đoạn 1: giai đoạn có cốt thép DƯL, mặt cầu chưa làm việc chung với dầm chủ 88 b/ Đặc trưng hình học tiết diện giai đoạn 2: giai đoạn có cốt thép DƯL, mặt cầu làm việc chung với dầm chủ (giai đoạn liên hợp) 89 6.11 Tính mát ứng suất trước cốt thép cường độ cao: .90 6.11.1 Do co ngắn đàn hồi: (5.9.5.2.3) 91 6.11.4.Do co ngót: (5.9.5.4.2) 92 6.11.5 Do từ biến bê tông:(5.9.5.4.3) 92 6.11.6 Do tự chùng cáp DƯL: (5.9.5.4.4) 93 6.11.6.1 Tại lúc truyền lực: 93 6.11.6.2.Sau truyền lực 94 6.11.7.Bảng tổng hợp mát ứng suất 94 6.12 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn 95 6.12.1.Kiểm tra theo THGH cường độ 95 6.12.1.1.Kiểm toán cường độ chịu uốn 95 6.12.1.2.Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước 98 6.12.1.3 Tính cốt đai kiểm toán cắt ở trạng thái giới hạn Cường độ I 99 6.12.2 Kiểm toán theo TTGH sử dụng 103 6.12.2.1 Kiểm tra ứng suất bê tông 103 6.12.2.2.Kiểm tra độ võng 107 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ A 110 7.1.Số liệu thiết kế: 110 7.2.Kích thước mố: 110 7.3.Yêu cầu tính toán .112 7.4.Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu: 112 7.4.1.Tĩnh tải kết cấu nhịp : 112 7.4.2.Tĩnh tải trọng lượng thân mố: 113 7.4.3.Lực hãm xe (BR): 115 7.4.4.Lực ma sát (FR): 116 7.4.5.Lực ly tâm (CE): 116 7.4.6.Tải trọng gió ( WS, WL): 116 7.4.7.Tải trọng gió thẳng đứng: 117 7.4.8.Nội lực trọng lượng đất đắp EV (tính cho tiết diện A-A): .118 7.4.9.Nội lực áp lực đất EH, LS: 118 7.5.Tổ hợp nội lực mặt cắt: 121 7.5.1.Tổ hợp nội lực mặt cắt A-A 121 7.5.2.Tổ hợp nội lực mặt cắt B-B: 124 7.5.3.Tổ hợp nội lực mặt cắt C-C: 126 7.5.4.Tổ hợp nội lực mặt cắt D-D: 128 7.5.5.Tổ hợp nội lực mặt cắt E-E: 129 7.6.Kiểm toán mặt cắt: .131 7.6.1.Kiểm toán mặt cắt A-A: 131 7.6.1.1.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo hai phương: .132 7.6.1.2.Kiểm tra cấu kiện theo điều kiện chịu cắt: 134 7.6.1.3.Kiểm tra nứt: 135 7.6.2.Kiểm toán mặt cắt B-B: 136 7.6.2.1.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo hai phương: .136 7.6.2.2.Kiểm tra cấu kiện theo điều kiện chịu cắt: 138 7.6.2.3.Kiểm tra nứt: 139 7.6.3.Kiểm toán mặt cắt C-C: 140 7.6.3.1.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo hai phương: .140 7.6.3.2.Kiểm tra cấu kiện theo điều kiện chịu cắt: 142 7.6.3.3.Kiểm tra nứt: 144 7.6.4.Kiểm toán mặt cắt E-E: 144 7.6.4.1Kiểm tra cấu kiện chịu uốn phương : 145 7.6.4.2.Kiểm tra cấu kiện theo điều kiện chịu cắt: 146 7.6.4.3.Kiểm tra nứt: 147 7.7.3 Kiểm tra cường độ đất: 150 7.7.5 Kiểm tra điều kiện chọc thủng đài cọc 154 CHƯƠNG 8: .156 THIẾT KẾ THI CÔNG MỐ A 156 8.1 Số liệu thiết kế : 156 8.1.1 Số liệu chung : 156 8.1.2 Số liệu kết cấu phần : 156 8.1.3 Số liệu mố: 156 8.1.4 Kích thước mố: 156 8.2 Sơ lược đặc điểm xây dựng : .157 8.2.1.Đặc điểm mố A: 157 8.2.2.Điều kiện thi công: 157 * Đề xuất số giải pháp thi công móng: 159 * So sánh lựa chọn phương án thi công: 159 8.3 Trình tự thi công mố A: 160 8.4 Kỹ thuật thi công mố A: 160 8.4.1 Công tác chuẩn bị: 160 8.4.2 Công tác định vị tim mố: 162 8.4.3 Thi công cọc khoan nhồi: 163 8.4.3.1 Công tác chuẩn bị thi công: 164 8.4.3.2 Yêu cầu vật liệu, thiết bị: 165 8.4.3.3 Thi công công trình phụ trợ: 165 8.4.3.4 Công tác khoan tạo lỗ dùng ống vách: 165 8.4.3.5 Thiết bị hạ ống vách: 165 8.4.3.6 Chuẩn bị khoan: 165 8.4.3.7 Khoan lỗ: 166 8.4.3.8 Công tác cốt thép: 166 8.4.3.9 Đổ bêtông cọc theo phương pháp di chuyển thẳng đứng ống dẫn: .166 8.4.3.10 Nghiệm thu cọc khoan nhồi: 167 8.4.4 Đào đất hố móng máy đào kết hợp với nhân công: 168 8.4.5.Đập vỡ đầu cọc, vệ sinh hố móng, đổ bê tông lót móng: 169 8.4.6.Thi công bệ mố: 169 8.4.6.1.Trình tự thi công: 169 8.4.6.2.Kỹ thuật thi công đổ bê tông: 169 8.4.6.3.Chọn máy trộn bê tông máy đầm: 169 8.4.6.4.Tính toán ván khuôn: 170 8.4.7.Thi công thân mố, tường cánh tường đầu: 178 8.4.7.1.Thi công thân mố tường cánh: 178 8.4.7.2.Tính toán ván khuôn thân mố: 178 8.4.7.3.Tính toán ván khuôn tường cánh: 185 8.4.8.Thi công tường đầu, tường cánh mố cầu: 188 8.4.8.1.Trình tự thi công: 188 8.4.8.2.Tính toán ván khuôn: 189 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP .192 9.1 Giới Thiệu Chung .192 9.2 Điều kiện địa hình - địa chất thuỷ văn 192 9.2.1 Điều kiện địa hình 192 9.2.2 Điều kiện địa chất 192 9.2.3 Thuỷ văn 192 9.3 Điều kiện thi công .192 9.4 Sản xuất dầm BTCT chữ I – Căng trước: 192 9.4.1.Công tác chuẩn bị 193 9.4.2.Công tác lắp cốt thép cường độ cao, lắp neo vào bệ 194 9.4.3.Công tác căng cốt thép cường độ cao 194 9.4.4.Công tác đổ bê tông 194 9.4.5.Công tác hạ kích, cắt cốt thép cường độ cao 194 9.4.6.Công tác vận chuyển dầm 194 9.5 Đặc điểm lao lắp dầm chủ BTCT đúc sẵn .195 9.6 Các điều kiện để chọn phương án thi công 195 9.7 Các phương án thi công 195 9.7.1 Phương án 1: Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ 195 9.7.2.Phương án 2: Lao lắp dầm giá long môn 196 9.8 Ưu, nhược điểm phương án 197 9.8.3 Phương án 1: Dùng tổ hợp mút thừa loại nhỏ 197 9.8.2 Phương án 2: Dùng cần trục long môn 197 9.9 So sánh chọn phương án 197 9.9.1 Phương án 197 9.9.2 Phương án 198 9.10 Trình tự thi công chi tiết lao lắp dầm tổ hợp mút thừa 198 9.11 Tính toán kiểm tra phương án chọn 198 9.11.1 Cấu tạo tổ hợp lao dầm: (Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa) 198 9.11.2 Kiểm tra độ ổn định lao tổ hợp 199 9.11.3 Kiểm tra lật theo phương dọc cầu 199 9.11.4 Kiểm tra lật theo phương ngang cầu 200 9.11.4.1 Khi chưa sàng ngang dầm: 200 9.11.4.2 Khi sàng ngang dầm: 201 9.11.4.3 Tính cáp treo dầm 202 CHƯƠNG 10: TIẾN ĐỘ THI CÔNG MỐ A 204 TÀI LIỆU THAM KHẢO 209 LỜI CẢM ƠN Sau gia nhập WTO đất nước ta có chuyển biến mạnh mẽ nhiều lĩnh vực đặc biệt lĩnh vực kinh tế, tăng trưởng kinh tế cao, nguồn đầu tư từ nước vào nước ta năm qua đạt 22,35 tỉ USD.Trong giai đoạn phát triển nay, nhu cầu xây dựng hạ tầng sở trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho tăng trưởng nhanh chóng vững đất nước, bật lên nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải Với nhận thức tầm quan trọng vấn đề trên, chúng em công dân, nguời kỹ sư tương lai chúng em phải trang bị cho kiến thức cần thiết để sau trường người có ích cho xã hội góp phần công sức vào công xây dựng đổi đất nước Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định thiết kế cầu qua sông TL15 phần giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế công trình giao thông để sau tốt nghiệp trường bớt bỡ ngỡ công việc Đồ án hoàn thành với cố gắng thân giúp đỡ, bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, trình độ hạn chế lần vận dụng kiến thức để thực tổng hợp đồ án lớn nên chắn em không tránh khỏi thiếu sót Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm dẫn thêm cho em Rất mong góp ý, bảo thầy giáo để đồ án hoàn chỉnh Cuối cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Xuân Toản thầy giáo môn Cầu Hầm khoa Xây Dựng Cầu Đường tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án Đà nẵng, ngày 30 tháng năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Nhật Quang CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHUNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG TL15 Địa hình Sông TL15 nằm ở vùng đồng thuộc tỉnh Quảng Nam Các tiêu chuẩn kỹ thuật công trình - Qui mô xây dựng : Vĩnh cửu - Tải trọng thiết kế : Hoạt tải HL93 đoàn người 3,0KN/m2 - Khẩu độ cầu : ∑Lo = 145 m - Khổ cầu : K = 7m + 2x1,0m - Cấp sông : Cấp IV - Nhịp thông thuyền : 30 m Phạm vi nghiên cứu đồ án - Thiết kế sơ ( lập dự án khả thi ) : 25 % - Thiết kế kỹ thuật : 45 % - Thiết kế thi công : 30 % Điều kiện địa hình - Mặt cắt dọc sông đối xứng, thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng - Sông cấp IV (chiều rộng khổ gầm cầu 30m) độ cầu ∑Lo=145 m Điều kiện địa chất - Địa chất lòng sông chia làm lớp rõ rệt : + Lớp cát nhỏ có chiều dày trung bình 3,5m + Lớp cát thô có chiều dày trung bình 10,07m + Lớp đá Granit có chiều dày vô Điều kiện khí hậu - thuỷ văn 6.1 Điều kiện khí hậu - Khu vực xây dựng tuyến thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 27oC Vào mùa hè nhiệt độ cao lên tới 37 oC Giai đọan từ tháng tới tháng nắng kéo dài, có mưa, nên thuận lợi cho việc thi công cầu - Vào mùa đông thường có gió mùa đông bắc làm nhiệt độ giảm thường có mưa kéo dài, nhiệt độ trung bình 15-20oC Độ ẩm: 90% - Ngoài yếu tố nói kiện tự nhiên lại không ảnh hưởng nhiều đến việc xây dựng cầu 6.2 Điều kiện thuỷ văn - Khu vực thuộc hạ lưu sông nên mực nước thay đổi vào mùa Các số liệu thuỷ văn : + Mực nước cao : +8,0m + Mực nước thông thuyền : +4,5m + Mực nước thấp : +1,5m + Mực nước thi công : +2m - Sông có tàu thuyền qua lại phục vụ cho việc đánh bắt hải sản vận chuyển hàng hoá nhỏ vùng Cấp thông thuyền sông TL15 cấp IV Điều kiện cung ứng vật liệu 7.1.Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn - Có thể dùng vật liệu địa phương Vật liệu cát, sỏi sạn ở có chất lượng tốt đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu 7.2.Vật liệu thép - Sử dung loại thép nhà máy luyện thép nước thép Đà Nẵng, loại thép liên doanh Việt_Nhật, Việt _Úc 7.3.Xi măng - Hiện nhà máy xi măng xây dựng ở tỉnh, thành đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng Vì vây, vấn đề cung cấp xi măng cho công trình xây dựng thuận lợi, giá rẻ đảm bảo chất lượng số lượng mà yêu cầu công trình đặt Năng lực máy móc thi công - Công ty trúng gói thầu thi công công trình có đầy đủ phương tiện thiết bị phục vụ thi công, đội ngũ công nhân kỹ sư chuyên môn cao dày dạn kinh nghiệm vấn đề thiết kế xây dựng, hoàn toàn đưa công trình vào khai thác tiến độ Đặc biệt đội ngũ kỹ sư công nhân dần tiếp cận công nghệ xây dựng cầu Mặt khác có công việc đòi hỏi nhiều nhân công thuê dân cư vùng, nên thi công công trình không bị hạn chế nhân lực Còn máy móc thiết bị thuê cần Điều kiện kinh tế xã hội khu vực cầu - Qua kết báo cáo khảo sát thống kê cho thấy khu vực đầu tư xây dựng có mật độ phân bố dân trung bình, nghề nghiệp chủ yếu nông nghiệp tiểu thủ công nghiệp, bên cạnh buôn bán nhỏ tập trung hàng quán, chợ búa vùng Nhân dân ở nguồn nhân lực cần thiết trình xây dựng công trình cầu 10 Hiện trạng giao thông cần thiết đầu tư - Để cân kinh tế cho hai bên bờ sông thiết phải xây dựng công trình bởi việc giao thông hai vùng chủ yếu tàu thuyền, công trình đưa vào sử dụng thuận lợi cho việc giao thương vùng ở hai bên bờ sông ,điều đáp ứng nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa vùng địa phương Từ phát triển ngành dịch vụ du lịch địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế - văn hóa người dân địa phương nói chung 10 9.5 Đặc điểm lao lắp dầm chủ BTCT đúc sẵn - Các dầm chủ bê tông cốt thép ứng suất trước lắp ghép thường nặng nề việc lao lắp khó khăn phức tạp, đòi hỏi phải cẩn thận nhẹ nhàng Cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước kết cấu chịu lực theo sơ đồ định không đồng ở chiều khác nhau, trình xếp dỡ, vận chuyển lao lắp phải cẩn thận Bê tông vật liệu giòn, lao lắp ý không để cấu kiện va chạm mạnh bê tông phải đủ cường độ qui định - Thiết bị cẩu lắp phải đảm bảo thao tác nhanh gọn đẩy mạnh tiến độ thi công tốt di chuyển dễ dàng cấu kiện phía Cần kiểm tra an toàn thiết bị trước lao lắp - Công việc lao cầu lắp ghép bao gồm giai đoạn chính: + Giai đoạn 1: Chuẩn bị trường làm giàn giáo, chuẩn bị bãi để dầm đường vận chuyển, sữa chữa khuyết tật sai lệch, lắp thử, kiểm tra thiết bị kích kéo cần trục + Giai đoạn2: Bố trí giá lắp để buộc cẩu dầm, lao lắp phiến dầm vào vị trí cần trục, giá lao, điều chỉnh liên kết mối nối, hoàn thiện mặt đường cầu - Khi buộc nâng dầm cần đặc biệt ý vị trí buộc phải xác, lực trọng tải thiết bị phải bảo đảm cẩu trọng lượng phiến dầm Khi cẩu phải chiều chịu lực cấu kiện, tuyệt đối không quay lật tuỳ tiện 9.6 Các điều kiện để chọn phương án thi công Khi chọn phương án thi công ta vào điều kiện sau: + Chiều dài, trọng lượng chiều cao dầm + Mức độ nông, sâu cầu + Chiều cao mực nước thi công + Thiết bị thi công mà đơn vị có Căn vào điều kiện mà ta đưa phương án thi công cho hợp lý, tận dụng tốt máy móc thi công, triệt để áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất để hạ giá thành cho phương án thi công 9.7 Các phương án thi công 9.7.1 Phương án 1: Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ - Tổ hợp giá chân gồm dàn liên tục có nhịp Đầu hẫng có kích điều chỉnh độ hẫng giàn lao từ bờ ra.Các phiến dầm nâng hạ lao dọc nhờ hệ thống róc rách sàng ngang với tổ hợp Dầm bêtông đựơc chở xe goòng đến tổ hợp, nâng lên, chuyển dọc sàng ngang đặt xuống gối cầu Sau lắp hết dầm nhịp lại tiến hành bước cho nhịp 195 Tổ hợp có chân chống di chuyển ray Chân chống quay xung quanh trục đứng, lao lắp cầu chéo cầu cong 2000 3250 9.5m 9.5m MNCN 8.0m MNTT 4.5m 2.8m MNTN1.5m -1.2m -13.2m -15.7m Hình 9.4: Phương pháp lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại nhỏ ( giá chân ) 9.7.2.Phương án 2: Lao lắp dầm giá long môn Dùng hai cần trục long môn di chuyển dọc cầu tạm Cầu tạm có trụ kê rọ đá Dầm vận chuyển xe goòng đến trước giá long môn nâng lên hệ thống palăng xích vận chuyển ngang hạ xuống vị trí gối Chú ý không nâng tải cần trục di chuyển MNTC Hình 9.5: Sơ đồ lao lắp dầm giá long môn Cầu tạm vạn Cần trục long môn vạn Dầm lao Trụ cầu 196 9.8 Ưu, nhược điểm phương án 9.8.3 Phương án 1: Dùng tổ hợp mút thừa loại nhỏ Ưu điểm: +Tổ hợp mút thừa lắp ráp bờ nên rút ngắn thời gian thi công, việc lao dàn tương đối dễ dàng, nhanh chóng Kết cấu định hình, tính lưu động cao thích hợp cho việc thi công kết cấu nhiều nhịp có chiều dài nhịp + Lao dầm có trọng lượng vừa phải, chiều dài nhịp trung bình + Tính ổn định thi công cao + Thi công không phụ thuộc vào mực nước sông + Thi công nhanh + Đảm bảo thông thương cầu Nhược điểm: + Giá lao phức tạp tốn vật liệu, công lắp ráp, lao kéo đối trọng lớn 9.8.2 Phương án 2: Dùng cần trục long môn Ưu điểm: + Cẩu lắp có có trọng lượng nặng, ở độ cao lớn, độ ổn định cao, ví dụ cầu Nam Ô nằm tuyến tránh Nam Hải Vân Tuý Loan (TP.Đà Nẵng) lao lắp loại thiết bị + Ổn định trình vận chuyển lao lắp + Có thể thi công dầm vượt nhịp lớn + Thi công không phụ thuộc vào mực nước sông Nhược điểm: + Việc lắp ráp giá long môn phức tạp + Vì xây dựng cầu tạm (giàn giáo) kéo dài thời gian tăng giá thành + Thời gian thi công lâu + Cản trở việc thông thương thời gian thi công 9.9 So sánh chọn phương án 9.9.1 Phương án Phương án có nhiều ưu điểm trội hợp lí so với phương án thi công nhanh, ổn định trình lao lắp, chắn tốn nhiều kết cấu phụ trợ, lao dầm nặng an toàn Mặt khác việc lao lắp dầm dùng tổ hợp mút thừa dùng phổ biến rộng rải bởi tính bật so với phương án khác ⇒ Vậy ta chọn phương án làm phương án thi công hợp lý 197 9.9.2 Phương án Căn vào điều kiện thực tế lòng sông có lớp đất phía ổn định nên việc dựng cầu tạm cho cần trục phức tạp tốn kém, việc lắp ráp giá long môn dẫn đến có nhiều nặng Ngoài sông có yêu cầu thông thương đường thuỷ thời gian thi công Nên dùng cần trục long môn lao lắp không thích hợp phải xây dựng cầu tạm sẻ kéo dài thời gian thi công tăng giá thành xây dựng cầu => Vậy ta loại bỏ phương án 9.10 Trình tự thi công chi tiết lao lắp dầm tổ hợp mút thừa - Chuẩn bị trường làm giàn giáo, chuẩn bị bãi để dầm đường vận chuyển - Lắp dựng hệ thống trượt dọc, tổ hợp lao dầm mố trụ Tổ hợp gồm: Dàn liên tục nhịp - Di chuyển tổ hợp lao cầu vị trí mố, lao tổ hợp sang nhịp cố định tổ hợp - Dùng xe goòng để vận chuyển dầm từ kho chứa vị trí mố phía sau dàn Sau dùng xe goòng có gắn palang xích nâng dầm lên kéo phía trước đầu dầm sau đến vị trí xe gòng thứ dùng xe goòng có gắn palang xích nâng nâng hẳn dầm lên tiếp tục di chuyển tiếp - Tương tự ta lao lắp xong hết dầm nhịp - Lắp đặt bê tông đậy kín dầm, sau lắp đặt cốt thép ván khuôn đổ bêtông mặt cầu (để cốt thép chờ thi công mối nối liên tục nhiệt) - Lao lắp nhịp lại tương tự giống lao nhịp - Sau lao xong kết cấu nhịp tiến hành tháo dỡ tổ hợp lao cầu hệ thống ray tà vẹt - Thi công mối nối, lan can tay vịn, đá vĩa lớp mặt cầu 10 - Hoàn thiện cầu 9.11 Tính toán kiểm tra phương án chọn 9.11.1 Cấu tạo tổ hợp lao dầm: (Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa) 2000 3250 I 9.5m 2.8m Đối trọng ; 2,4,8 Chân trụ ; Dàn liên tục ; Palang xích; Dầm BTCT; Xe gòong Hình 9.6: Cấu tạo tổ hợp lao dầm 198 9.11.2 Kiểm tra độ ổn định lao tổ hợp - Theo sơ đồ làm việc tổ hợp giàn mút thừa, ta nhận thấy có khả tổ hợp lao bị lật theo phương dọc cầu ngang cầu: - Tổ hợp bị bất lợi kê lên trụ Khi tổ hợp có khả bị lật quanh điểm O - Khi sàng ngang dầm biên dùng tổ hợp ray trượt kết hợp với kích Khả xảy lật điểm C - Dàn chịu tác dụng lực gió theo phương ngang gây lật đổ tổ hợp lao xuống 9.11.3 Kiểm tra lật theo phương dọc cầu Pw 2000 Q 3250 P2 P1 q=5kN/m P3 Hình 9.7 Sơ đồ tính toán dọc cầu * Tổ hợp bị lật quanh điểm Điều kiện ổn định: Mg Ml ≥ 1,3 Trong đó: - Mg : Tổng mômen giữ - Ml : Tổng mômen gây lật tính toán lớn - Trọng lượng dàn 1m dài q = 5(kN/m) - Trọng lượng chân dàn lấy gần đúng: P1=P2 =2 (kN), P3=2,5(kN) - Tính lực gió tác dụng lên tổ hợp lao dầm: PD =0,0006.V2.At.Cd> 1,8.At Trong đó: - V : Vận tốc gió thiết kế Với giả thiết vùng gió vùng I Tra bảng ta có: V=38m/s - At: Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió trạng thái hoạt tải tác dụng lên At = 1 6,3.2 + .3,15.5 = 22,05m2 2 - Cd: Hệ số cản gió Lấy theo điều: TCN 3.8.1.2: lấy: Cd = => PD = max(0,0006.V2.At.Cd ; 1,8.At) ; (kN) Dàn có: PD =0,0006.V2.At.Cd = 0,0006.382.22,05.1 = 19,1(kN) PD =1.8.At = 1,8.22,05 = 39,69 (kN) => PD = 39,69 (kN) 199 -Mômen gây lật: Ml = q.(32,52/2) +2.P3.32,5 + PD.5 = 5.(32,52/2) +2.2,5.32,5 + 39,69.5 = 3001,575(kN.m) -Mômen giữ: Mg = q.(202/2) + 2.P1.20 + Q.20 = 5.(202/2) + 2.2.20 + Q.20 = 1080+ Q.20 (kN.m) => Mg Ml = 1080 + Q.20 ≥ 1,3 => Q ≥ 141,1 (kN) = 14,11(T) 3001,575 Vậy chọn: Q = 15(T) 9.11.4 Kiểm tra lật theo phương ngang cầu 9.11.4.1 Khi chưa sàng ngang dầm: 210 315 315 210 PD Pât+q(l1+l2) P C Hình 9.8 Sơ đồ tính toán ngang cầu Tổ hợp bị lật quanh điểm C Điều kiện ổn định: Mg Ml ≥ 1,3 Trong đó: Mg : Tổng mômen giữ Ml : Tổng mômen gây lật tính toán lớn Trọng lượng dàn 1m dài q = (kN/m) Trọng lượng chân dàn lấy gần P1 = P2 = 2,0(KN); P3=2,5(KN) P = P1+ P2 +P3 P=2+2+2,5=6,5 (KN) Tính lực gió tác dụng lên tổ hợp lao dầm: PD =0,0006.V2.At.Cd> 1,8.At Trong đó: + V : Vận tốc gió thiết kế V= 38 m/s 200 + At: Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió trạng thái hoạt tải tác dụng lên Bỏ qua diện tích chắn gió phần chân giàn ta có: At = 2.(20+32,5).0,5 = 52,5 (m2) Cd: Hệ số cản gió Lấy theo điều: TCN 3.8.1.2 Cd = PD = max(0,0006.V2.At.Cd; 1,8.At) (KN) PD =0,0006.V2.At.Cd = 0,0006.382.52,5.1 = 45,49 (KN) PD =1,8.At = 1,8.52,5 = 94,5 (KN) => PD = 94,5 (KN) -Mômen gây lật: Ml = PD.6 =94,5.6=567(KN.m) -Mômen giữ: Mg = (Pđt+q.(l1+l2)).3,15+P.6,3 =(150+5.(32,5+20)).3,15+6,5.6,3= 1340,33(KN.m) => Mg Ml = 1340,33 = 2,36 > 1,3 567 => Vậy điều kiện lật đảm bảo 9.11.4.2 Khi sàng ngang dầm: 105 315 315 210 PD PDC Pât+q(l1+l2) P C Hình 9.9 Sơ đồ tính sàng ngang dầm Tổ hợp bị lật quanh điểm C Điều kiện ổn định: Mg Ml ≥ 1,3 Trong đó: Mg : Tổng mômen giữ Ml : Tổng mômen gây lật tính toán lớn Trọng lượng dầm: Pdc=2652,39/5 =530,48 KN (theo sơ bộ) Lực gió tác dụng lên tổ hợp lao dầm: PD = 94,5 (KN) Tính lực gió tác dụng lên dầm: 201 Pw = max(0,0006.V2.At.Cd; 1,8.At) (KN) Pw =0,0006.V2.At.Cd> 1,8.At Diện tích chắn gió dầm: At =30.1,6=48 (m2) Hệ số cản gió Lấy theo điều: TCN 3.8.1.2 Cd = 1,0 Vận tốc gió thiết kế V= 38 m/s Pw =0,0006.382.48.1,0 =41,59 (KN) Pw =1,8.At = 1,8.48 = 86,4 (KN) => Pw =86,4 (KN) -Mômen gây lật: Ml = PD.6+ Pw.2 + Pdc.1,05=94,5.6+86,4.2+530,48.1,05=1296,8(KN.m) -Mômen giữ: Mg = (Pđt+q.(l1+l2)).3,15+P.6,3 =(150+5.(32,5+20)).3,15+6,5.6,3= 1340,33(KN.m) => Mg Ml = 1340,33 = 1, 03 < 1,3 1296,8 => Vậy điều kiện lật sàng ngang dầm không đảm bảo, ta phải dùng thêm hệ dây cáp chống lật - Chọn cáp chống lật thép cường độ cao, có: fpu = 1860 MPa - Chọn bó cáp gồm sợi φ6 có diện tích: F = 1,131(cm2) => Lực dọc cáp treo dầm: Rtt=F.fpu=1,131.10-4.1860.103=210,37 (KN) => Mg = (Pđt+q.(l1+l2)).3,15 + P.6,3 + 210,37.8,4 = 1340,33+210,37.8,4= 3107,44 (KN/m) => Mg Ml = 3107, 44 = 2, > 1,3 1296,8 => Vậy điều kiện lật đảm bảo 9.11.4.3 Tính cáp treo dầm - Vị trí treo dầm vị trí gối cầu cách đầu dầm 0,3m - Sơ đồ tính.( Ltt = 30-2.0,3= 29,4m) g d 29.4m ÂAH Rg - Lực dọc cáp treo dầm phản lực gối trọng lượng dầm gây ra: Rtt =1,25 gd.ω 202 Trong đó: - Rtt : Lực dọc cáp treo dầm - gd : Tải trọng dầm giai đoạn cẩu lắp dầm; gd =(530,48/29,4) = 18,04(kN/m) - ω : Diện tích đường ảnh hưởng => Rtt = 1,25.18,04.14,7 = 331,49(KN) - Chọn cáp treo dầm thép cường độ cao, có: fpu = 1860 MPa - Diện tích cáp treo dầm: Ft = R tt 331, 49.103 = = 178(mm2)= 1,78(cm2) f pu 1860 - Chọn bó cáp gồm sợi φ6 có diện tích: F = 2,262(cm2) > Ft = 1,78(cm2) => Vậy ta chọn bó cáp gồm sợi φ để cẩu lắp dầm 203 CHƯƠNG 10: TIẾN ĐỘ THI CÔNG MỐ A - Lập tiến độ thi nhằm biết thời gian hoàn thành thi công phần kết cấu nhịp - Trên công trường, nhân công máy móc điều động qua lại cho hợp lý Bảng 10.1: Khối lượng công tác HẠNG MỤC THI CÔNG CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TÊN CÔNG ViỆC KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ TÍNH MÃ ĐỊNH MỨC SAN DỌN MẶT BẰNG 120 m3 AA.2212 CHUẨN BỊ VẬT LIỆU 100 AL.73310 LÀM ĐƯỜNG DẪN RA VỊ TRÍ THI CÔNG CÔNG TÁC THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI KHOAN TẠO LỖ RUNG HẠ ỐNG VÁCH 80 80 85 m3 m 100m AB.64113 AC.31120 AC.21113 HAO PHÍ ĐỊNH MỨC ĐƠN VỊ THÀNH PHẦN HAO PHÍ HAO PHÍ CÔNG TÁC BIÊN CHẾ TGHT 0,054 CÔNG NHÂN CÔNG 3,0/7 6,48 1,30 0,016 CA MÁY ỦI 110CV 1,92 1,92 0,38 CÔNG NHÂN CÔNG 3,5/7 38,00 15 2,53 0,09 CA XE TẢI 3T 9,00 3,00 0,0174 CÔNG NHÂN CÔNG 3,0/7 1,39 0,28 0,0021 CA MÁY ỦI 110CV 0,17 0,17 0,0042 CA MÁY ĐẦM BÁNH HƠI 9T 0,34 0,34 1,5 % MÁY KHÁC 1,20 0,60 0,0028 CÁI GẦU NGOẠM 0,22 0,22 0,0028 CÁI VÀNH CẮT 0,22 0,22 2,31 CÔNG NHÂN CÔNG 4/7 184,80 20 9,24 0,044 CA MÁY KHOAN 3,52 3,52 0,044 CA CẨU BÁNH XÍCH 25T 3,52 3,52 101 m CỌC ỐNG THÉP ĐK