ĐỒ ÁN THI CÔNG CẦU ( thuyêt minh + bản vẽ )

Đồ án môn học: Thi Công Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu PHẦN I :MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT – THUỶ VĂN VÀ ĐIỀU KIỆN THI CƠNG I Đánh giá tình hình khí hậu, địa chất – thuỷ văn khu vực thi cơng Khí hậu : nằm khu vực nhiệt đới gió mùa nên khí hậu phân thành mùa rõ rệt: - Mùa khô từ tháng đến tháng Thời gian nhiệt độ trung bình từ 250 đến 330 , lượng mưa tương đối it nên mực nước sông thấp thuận lợi cho công tác thi công - Mùa mưa từ tháng 10 kéo dài đến hết tháng Vào mùa thường có nhiều đợt mưa kéo dài kèm theo nước sông dâng cao nên việc thi công hạng mục vào thời điểm không đảm bảo chất lượng cơng trình an tồn cho nhân cơng q trình thi cơng Địa chất : khu vực ven sông nên đất chủ yếu cát, có đặc tính sau: - Lớp 1: đất cát hạt vừa dáy 5.5m , γ = 1.73T / m3 , ϕ = 220 - Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m , γ = 1.82T / m3 , ϕ = 100 - Lớp 3: đất sét chặt , γ = 1.89T / m3 , ϕ = 7.50 Thuỷ văn: khí hậu phân làm mùa mưa – nắng nên chế độ thuỷ văn sơng có mùa tương tự vào mùa mưa nước sông dâng cao nên việc thi công thời gian gặp nhiều khó khắn  Dựa vào tình hình khí hậu , địa chất –thuỷ văn nêu trên, chọn thời điểm thi công vào đầu mùa khô ( đầu tháng 3) hợp lý Điều kiện thi công  Nguồn cung cấp vật liệu : cơng trình xây dựng cách sở sản xuất vật liệu không xa, đường vận chuyển tương đối thuận lợi rât tốt cho việc vận chuyển vật liệu xe giới Vật liệu liệu đảm bảo yêu cầu kĩ thuật  Vận chuyển vật liệu - Cốt thép vận chuyển tới cơng trình dạng cuộn, phải đảm bảo chất lượng không hen gỉ - Kho vật liệu thép khơng cách xa q 100m - Thép hình xếp theo chủng loại, thiết kế riêng - Khi bốc xếp ý không quăng mặt, cẩu cần có phương pháp bảo vệ, chống cong vênh, bảo vệ sơn chống rỉ - Xi măng vận chuyển tới công trường ôtô Kho xi măng đảm bảo yêu cầu chống ẩm, chứa nhiều loại xi măng khác tiện lợi cho việc vận chuyển, sản xuất, trộn việc bốc dở lên phương tiện vận chuyển khác Chuẩn bị mặt bằng: - Để san ủi mặt thi cơng dùng máy san, máy ủi kết hợp nhân công Mặt cần phải phẳng đủ rộng để bố trí máy móc thi cơng, phương tiện vận chuyển Ở mép bờ sông chuẩn bị bến bãi, cẩu xếp cho phao vận chuyển vị trí thi công - Vật liệu tập kết kho bãi cơng trường Có thể dùng phương tiện thô sơ để vận chuyển vật liệu đến bãi thi công SVTH: Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu Máy móc thi công: Cần chuẩn bị đầy đủ loại máy phụ vụ cho công tác thi công : máy đào, máy đóng cọc , loại máy cẩu lắp… Nhân cơng theo máy có tay nghề cao , sử dụng thành thạo có kinh nghiêm Nhân lực tình hình địa phương - Đơn vị thi cơng có đội ngũ cán kỹ thuật có lực nhiều kinh nghiệm, nhiệt tình cơng tác Bên cạnh đội ngũ cơng nhân lành nghề với số lượng đơng đảo nên đảm bảo tiến độ thi cơng chất lượng kỹ thuật cơng trình theo thời gian quy định - Việc thi công đơn vị giúp đỡ công ty, chủ quản quan hữu quan mặt kinh tế tinh thần đặc biệt đồng tình ủng hộ nhân dân địa phương CHƯƠNG II: THỐNG KÊ SƠ BỘ CÁC SỐ LIỆU VÀ CHUẨN BỊ CHO CÔNG TÁC THI CÔNG I Các thơng số kĩ thuật cơng trình Mực nước thi công:  MNCN: 9m  MNTN: 3m  MNTC lấy MNTT : 5m Khổ thông thuyền : sông cấp II 60x9m Khổ cầu:  Số xe : rộng 3.5m  Dải an toàn : 0.5m  Lề hành : 0.7m  Lan can : 0.3m  Bề rộng tồn cầu : 3.5× + 0.5× + 0.7× + 0.3× = 10m Mố cầu :  Chọn mố nặng chữ U  Đúc chỗ, gồm 10 cọc khoan nhồi , đường kính cọc 1m, chiều sâu đóng cọc 60m  Sau mố có bố trí q độ dài 5m BTCT suốt bề rộng phần xe chạy Trụ cầu:  Chọn loại trụ cứng dạng trụ đặc thân hẹp  Phần móng trụ gồm 10 cọc khoan nhồi đường kính cọc 1.2m, chiều sâu đóng cọc la 60m  Chiều cao bệ móng 2m Thơng số móng:  Phần móng trụ gồm 10 cọc khoan nhồi đường kính cọc 1.2m, chiều sâu đóng cọc la 60m  Kích thước vịng vây mở rộng bên 1m SVTH: Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  Sơ đồ bố trí cọc vịng vây ngăn nước hình vẽ:  Kích thước bệ móng : 20x9.2m  Chiều cao bệ móng : 2m Kết cấu nhịp : gồm nhịp dẫn, nhịp cầu nhịp dây văng  Nhịp : chiều dài nhịp cầu dây văng thường từ 80 đến 120m chọn chiều dài nhịp 87x182x87 m  Nhịp dẫn : nhịp dẫn làm dầm BTCT dự ứng lực tiết diện chữ T chiều dài nhịp 33m chiều cao dầm 1.2m Bản mặt cầu: a Nhịp : mặt cầu gồm lớp  Lớp mui luyện tạo độ dốc 2% dày 40mm  Lớp phòng nước dày 4mm  Lớp BT ASPHALT dày 60mm b Nhịp dẫn : mặt cầu gồm lớp  Lớp BT mặt cầu đổ chỗ dày 200mm  Lớp mui luyện tạo độ dốc 2% dày 40mm  Lớp phòng nước dày 4mm  Lớp BT ASPHALT dày 60mm Lan can : gồm phần a Gờ lan can BTCT b Thép khung: SVTH: Trang Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu 10 Hệ thống thoát nước:  dùng ống thoát nước có Φ100mm, bố trí dọc theo bó vỉa cách khoảng 10m 11 Khe co giãn:  dùng loại khe co giãn PGF II Chuẩn bị cho công tác thi cơng Cơng tác đo đạc:  mục đích - Nhằm đảm bảo vị trí ,kích thước tồn cơng trình phận kết cấu thực suốt thời gian thi công  Nội dung - Xác định lại kiểm tra thực địa mốc cao độ mốc đỉnh - Cắm lại mốc thực địa để định vị tim cầu ,đường trục trụ mố đường dẫn đầu cầu - Kiểm tra lại hình dạng kích thước cấu kiện chế tạo cơng trường - Định vị cơng trình phụ tạm phục vụ thi công - Xác định tim trụ cầu phương pháp giao hội phương ngắm từ 3mốc cố định mạng lưới  Tầm quan trọng Cơng tác đo đạc phải trước bước ảnh hưởng đến : - Tiến độ thi cơng - Chất lượng cơng trình - Tính kinh tế Định vị tim trụ  Công tác định vị tim trụ nhằm đảm bảo cho trụ nằm vị trí thiết kế Khi thi cơng cơng việc tiến hành kiểm tra trình thi cơng Đê xác định xác ta dùng phương pháp tam giác đo đạc để định vị, trình tự sau: SVTH: Trang Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  Trước hết cắm đường trục trụ qua hai điểm chuẩn tim mố (dựa vào hệ thống cọc mốc lưới tam giác ta xác định vị trí tim mố điểm O)  Từ O mở gốc 900 so với phương trục cầu phía , lấy A B cách O khoảng OA = OB = 20m  Gọi C tim trụ số ta có : OC 80 = =4 OA 20 ⇒ Arctan4 = 75.960 T anα =  Vậy đặt máy kinh vĩ I vị trí O hướng theo tim cầu; đặt máy kinh vĩ II A hướng O, sau mở góc α Giao hướng C tim trụ số Kiểm tra lại vị trí C cách đặt máy kinh vĩ số II B hướng máy O mở góc α Giao hướng máy I máy II ta vị trí tim trụ số Công tác định vị tim trụ nhằm đảm bảo vị trí kích thước trụ cần thi cơng, thực q trình thi cơng  Làm tương tự ta xác định tâm trụ mố lại: PHẦN II: THIẾT KẾ KĨ THUẬT THI CÔNG CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ THỂ LOẠI CẦU VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG I Thể loại : cầu dây văng  Định nghĩa: cầy dây văng kết cấu siêu tĩnh bậc cao, có dầm cứng BTCT thép kê gối cứng mố trụ gối đàn hồi điểm treo dây văng đầu lại dây văng lien kết với đỉnh trụ tháp Cầu dây văng cầu có kiểu dáng kiến trúc mảnh , thẩm mỹ cao bên cạnh loại kết cấu có khả vượt nhịp lớn tính kinh tế - kĩ thuật SVTH: Trang Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu II Công nghệ thi công cầu dây văng: Công nghệ thi công dầm chủ:  Thi công dầm chủ theo phương pháp đúc hẫng: xây dựng kết cấu nhịp dần đốt theo sơ đồ hẫng nối liền thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh cách đúc đốt dầm vị trí nhịp cầu hệ ván khuôn lắp đặt trước  Thi công dầm chủ theo phương pháp lắp hẫng: trình xây dựng kết cấu nhịp dần đốt theo sơ đồ hẫng nối liền thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh cách lắp đốt dầm chế tạo sẵn vị trí nhịp cầu  Thi cơng dầm chủ theo phương pháp lao dầm cách lao kéo dọc dầm chủ lắp ráp bãi đầu cầu phía sơng để đặt mố trụ Trong q trình lao dọc, dầm kê trụ tạm nhằm làm giảm độ võng nội lực dầm q trình thi cơng  Thi cơng dầm chủ theo phương pháp sử dụng dây thiên tuyến: thường áp dụng cho nơi có địa hình phức tạp , sông sâu Dây thiên tuyến vắt qua đỉnh tháp neo hai đầu phía mố cầu Trên dây thiên tuyến có gắn trược Con trược có nhiệm vụ nâng dầm dầm kéo phía sơng tời kéo  Dựa vào đặc điểm khu vực thi công, thông số kĩ thuật cầu cầu dây dầm BTCT nên lựa chọn phương pháp thi công phương pháp đúc hẫng hợp lý phù hợp với điều kiện địa phương Công nghệ thi công tháp cầu:  Thi công tháp cầu thép : lắp dựng tháp cần cẩu cầu nhỏ chiều cao tháp thấp dựng tháp phương phá cất vó  Thi công tháp cầu BTCT : dùng phương pháp thi cơng tồn khối dùng ván khn leo ván khuôn trượt  Chọn phương pháp thi công tháp cầu phương pháp dùng ván khuôn trượ CHƯƠNG II : KĨ THUẬT THI CƠNG CÁC HẠNG MỤC CỦA CƠNG TRÌNH I a           SVTH: Thi cơng móng tháp – trụ cầu Thi cồn bệ móng tháp Trình tự thi công: Tập kết vật tư thiết bị thi công Định vị tim trụ ( dùng máy + nhân công ) Gia công lồng thép Thi công cọc khoan nhồi Thi cơng vịng vây cọc ván thép Đào hố móng máy kết hợp công nhân đến cao độ thiết kế Sửa sang hố móng, tiến hành đổ bê tơng bịt đáy phương pháp vữa dâng Hút nước vệ sinh hố móng Nghiệm thu hố móng Đập đầu cọc tiến hành đổ lớp bê tông đệm Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  Lắp dựng cốt thép, ván khn tiến hành đổ bê tơng bệ móng  Khi bê tơng bệ móng đạt cường độ, tháo dỡ ván khn, lấp đất đến cao độ đỉnh bệ móng  Lắp dựng cốt thép, ván khuôn tiến hành đổ bê tông tháp trụ  Khi bê tông thân trụ đạt cường độ tiến hành tháo ván khn hồn thiện thân trụ  Các cơng tác :  Cơng tác chuẩn bị:  Lập lán trại kho bãi: Do thời gian thi công dài nên việc lập lán trại, kho bãi tập kết vật liệu quan trọng kho bãi lán trại phải xây dựng nơi khô ráo, an tồn gần cơng trình nhằm đảm bảo việc quản lý, bảo quản vật liệu máy móc thi công Dùng máy san máy ủi kết hợp công nhân để dọn dẹp mặt bãi thi công Mặt phải phẳng, đủ rộng để bố trí vật liệu máy móc thi cơng  Ngun vật liệu: Các loại vật liệu vận chuyển đến công trường tập kết kho bãi, trình cung ứng vật liệu phải đảm bảo liên tục, đảm bảo yêu cầu thông số kỹ thuật yêu cầu vật liệu  Nhân lực máy móc: - - Nhân lực máy móc huy động đầy đủ đảm bảo cho cơng trình kịp tiến độ xây dựng Về nhân lực: bên cạnh đội ngũ kỹ sư có trình độ cơng nhân lành nghề, đơn vị cịn tuyển thêm nguồn nhân công địa phương để đẩy nhanh tiến độ thi cơng Về máy móc: đơn vị thi cơng có đầy đủ thiết bị thi công, từ loại máy nhỏ máy hàn, máy cắt, máy phát điện đến loại máy lớn máy cẩu, máy khoan, xà lan… Công tác định vị tim trụ: điểm A,B mốc cao độ chuẩn cho trước, điểm A cách tim trụ khoảng cách cố định, ta tiến hành lập tuyến ABA1,ABA2 cách xác định tim trụ T2 xác định sau: + Tại A nhìn B ( theo hướng tim cầu) mở góc α1=α2=900 hai phía lấy điểm A1,A2 cách điểm A đoạn AA1= AA2 + Tại B nhhinf A ( theo hướng tim câu ) mở góc α1=α2=900 hai phía lấy điểm B1,B2 cách b mooti đoạn BB1 = BB2 + Gọi C tim trụ số tgβ = BC/BB2 SVTH: Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu + Tại A2 nhìn A quay góc α có tgα = AC/AA1 + Đặt máy kinh vĩ I A hướng theo tim cầu, đặt máy kinh vĩ II A1 hướng A sau mở góc α Giao hai hướng C tim trụ số II Thiết kế vòng vây cọc ván thép Kích thước vịng vây Chiều sâu mực nước thi cơng : 5m Kích thước vịng vây cọc ván thép dựa kích thước móng, khoảng cách từ mép tường cọc ván đến mép bệ móng > 1m, chiều cao tính từ mặt nước đến đỉnh vòng vây cọc ván thép tối thiểu 0.7m chọn 0.7m Sơ đồ bố trí cọc ván thép hình vẽ  Sơ đồ trình tự thi cơng móng cọc:    SVTH: Thơng số kĩ thuật cọc ván thép Chọn loại cọc ván Jlapcek IV có thơng số sau Tổng chiều dài cọc ván cần thiết : (20 + 9.2) × = 58.4m Thông số kĩ thuật cọc ván Jlapcek IV: Trang Đồ án môn học: Thi Cơng Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu Trọng lượng 1m CVT: 74kg Diện tích tiết diện CVT: 94.3cm2 Mơ men qn tính cọc ván thép: 4660cm4 Mơ men qn tính 1m tường CVT: 39600cm4 Mơ men kháng uốn cọc ván thép: 405cm3 Moomen kháng uốn 1m tường CVT: 2200cm3 Bề rộng tính tốn cọc ván thép : 400mm Chiều dày tường cọc ván thép: 2x180mm Chiều dày cọc ván thép: 11mm 11 -  204,5 14,8 L 400 III Thi công lớp BT bịt đáy: Tính tốn chiều dày lớp BT bịt đáy: a Lớp bê tông bịt đáy xác định từ điều kiện : Áp lực đẩy nước lên lớp bê tông phải nhỏ lực ma sát bê tông với hệ cọc trọng lượng lớp bê tông bịt đáy b Bề dày lớp bê tông bịt đáy xác định: H.S.γ n h bt ≥ (n.S0 γ c + k.u.τ).m            SVTH: Trong đó: H: chiều cao mực nước thi công đến đáy bê tơng bịt đáy H = 7m S: Diện tích bê tơng bịt đáy S = 20 × 9.2 = 184m 12 × π S0 = S − K × Sc = 184 − 10 × = 176.15m Sc diện tích cọc K: số cọc K = 10 γ n : dung trọng nước γ n =1T/m3 γ c : dung trọng bê tông γ c = 2.5 U: chu vi cọc U = π× D = 3.14 × = 3.14m τ : ma sát cọc bê tông bịt đáy, τ = 10T / m n: hệ số giảm tải n = 0.9 m: hệ số làm việc m = 0.9 (7 + h bt ) × 184 × h bt = (0.9 ×176.15 × 2.5 + 10 × 3.14 × 10) × 0.9 1288 + 184h bt = = 2.83 ( m ) 639.30 Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu c        d  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu Chọn chiều dày lớp BT bịt đáy 3m Phương pháp đổ BT bịt đáy: Đổ BT theo phương pháp vữa dâng: Đổ BT từ từ, vừa đổ vừa nâng ống lên theo chiều thẳng đứng Không dich chuyển ngang, đầu ống lun ngập BT khoảng theo quy định BT tránh phân lớp hạn chế mặt tiếp xúc BT với nước Bán kính hoạt động ống: R=2.5m Diện tích hoạt động ống: F0 = π× R = π× 2.52 = 19.63 F 184 = 9.37m Số ống cần thiết: n = = F0 19.63 Chọn 10 ống Sau xác định bề dày lớp bê tông bịt đáy đủ điều kiện ổn định Ta kiểm tra cường độ cho lớp bê tông bịt đáy Tách dải bê tông bịt đáy rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng - hạ lưu có chiều dài nhịp khoảng cách hai cọc ván thép Kiểm toán lớp BT bịt đáy:  Trọng lượng thân lớp bt bịt đáy: q1 = γ c × H b ×1 = 2.5 × ×1 = 7.5T / m Trong đó: γ c =2.5 :là trọng lượng riêng bt H b =3 :là chiều dày lớp bt bịt đáy L=1 :là bề rộng lớp bt bịt đáy xét  Áp lực đẩy nước: q2 = γ × H × l = 1×10 ×1 = 10T / m γ = 1T / m3 : dung trọng nước H=10 : chiều sâu cột nước tính từ mực nước thi công đến đáy lớp bt bịt đáy l = 1m : bề rộng dải bt bịt đáy xét  Nội lực phát sinh dầm: q −q 7.5 − 10 M max = l = 9.22 = −26.45(Tm) 8  Căng thớ  Momen kháng uốn dầm: b.h 1× 32 W= b = = 1.5( m3 ) 6 SVTH: Trang 10 Đồ án môn học: Thi Công Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu   Ván khn chịu áp lực bê tông tươi Cường độ áp lực thay đổi phạm vi lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác độ sệt bê tông, trọng lượng cốt liệu, phương pháp đổ đầm bê tơng  Trong q trình đầm cường độ áp lực ngang vùng ảnh hưởng đầm tăng lên  Áp lực bê tông tươi thay đổi rõ rệt thay đổi công cụ phương pháp đầm Trong q trình đơng kết áp lực bê tông giảm dần sau thời gian bê tơng hình thành cường độ áp lực hồn tồn Song ứng suất biến dạng phận ván khuôn áp lực ngang bê tông tươi gây giữ nguyên  Hỗn hợp bê tông tươi tác dụng đầm rung có cấu tạo đất cát bão hịa nước, khơng có dính kết Chiều cao H biểu đồ áp lực ngang phụ thuộc vào thời gian đông kết chiều cao lớp bê tơng tươi  Từ ta có biểu đồ áp lực bê tông tươi tác dụng lên ván khuôn γR q (a) p=f(t) H H=4ho R q pmax1 (b) pmax2 (c) (a): Áp lực bêtông giả định (b): Áp lực bêtông không đầm rung (c): Áp lực bêtơng có đầm rung  Chiều cao H biểu đồ áp lực phụ thuộc thời gian đông kết chiều cao lớp bê tơng tươi Khi tính tốn ván khn lấy thời gian đơng kết bê tông 4h kể từ lúc trộn ( khơng có số liệu thí nghiệm ) Với h0 chiều cao lớp bê tông đổ N × 10.64 h0 = = = 0.355m (Dùng máy trộn bêtơng) F 90 Trong đó: F: diện tích đổ bêtơng, F = 6×15 =90 (m2) N: Năng xuất máy trộn bê tơng có dung tích thùng trộn 1m3; N=10.64 m3/h => H = 4.ho = 4×0.355 = 1.42(m) f Xác định áp lực ngang bê tông tươi tác dụng ván khuôn: SVTH: Trang 24 Đồ án môn học: Thi Công Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  Khi đổ bê tơng khối hay tường mỏng dùng đầm áp lực ngang bê tơng tươi tính theo cơng thức: Pmax= (q + γ R).n Trong đó: + q = 400 (kG/m2): áp lực xung kích đổ bê tơng Thùng chứa tích từ 0.2 đến 0.8m3 + γ = 2500 (kG/m3): trọng lượng riêng bê tông + R = 0.75 (m): bán kính tác dụng đầm ( đầm dùi) + n = 1.3: hệ số vượt tải ⇒ Pmax = 1.3.(400 + 2500×0.75) = 2957.5 (kG/m2) g Tính tốn thép ván khn I II  loại ván khn có hình dáng đặc điểm cấu tạo giống nhau: chọn ván khuôn II để kiểm tra II Thép ván khuôn tính kê bốn cạnh ngàm cứng mơmen uốn lớn nhịp xác định theo cơng thức: Mmax = α.Pqd.b2 Trong đó: SVTH: Trang 25 Đồ án môn học: Thi Công Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  + α: hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b coa a/b = 0.5/0.5 = Bản thép ván khn tính kê bốn cạnh ngàm cứn vào momen uốn lớn nhịp xác định theo công thức:  Momen uốn trọng tâm ô sườn (a.b) tt M max = α × n × Ptd × a Trong đó: α: hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b= 0.5/0.5=1 tra bảng 2.1/62 sách thi công cầu với hệ số (a/b=1) ta có: α= 0.0513 Pqđ: áp lực ngang qui đổi chiều cao biểu đồ áp lực Ptd = đó: Ftd H Ftd : diện tích biểu đồ áp lực Ftd = P max× ( H − R) + × (q + P max) × R = 2957.5 × (1.42 − 0.75) + × (400 + 2957.5) × 0.75 = 3240.72kG / m Ftd 3240.72 = = 2282.20kG / m = 0.22822kG / cm H 1.42 = 0.0513 ×1.3 × 2282.20 × 0.52 = 38.05kG.m Ptd = tt M max Momen kháng uốn 1m bề rộng thép bản: Wx = b × h 100 × 0, = = 2.667 ( cm ) 6 kiểm tra cường độ thép: σ max = M max ≤ Ru Wx đó: Ru : cường độ tính tốn thép chịu uốn, Ru=2100kG/cm2 σ max SVTH: M max 38.05 × 10 = = = 1426.7 kG / cm ≤ Ru = 2100 kG / cm Wx 2.667 ( ) Trang 26 ( ) Đồ án môn học: Thi Công Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  Kiểm tra độ võng thép bản: f =β× Ptd × a l ≤[ f ] = E ×δ 250 đó: Ptd : áp lực quy đổi khơng tính lực xung kích β : hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b=0.5/0.5=1 tra bảng 2.1/62 sách thi công cầu với hệ số (a/b=1) ta có β=0.0138 , b=50cm δ=0.4cm chiều dày thép E: modul đàn hồi ván thép, E= 2.1 × 106(kG/cm2) f = 0.22822 × 50 × 0.0138 = 0.146cm 2.1×106 × 0.43 [ f]= l 50 = = 0.2cm 250 250 f = 0.146cm < [ f ] = 0.2cm Vậy đảm bảo điều kiện độ võng nhịp h Kiểm toán khả chịu lực thép sườn ngang Các thép sườn ngang xem dầm liên tục kê gối thép sườn đứng Thép sườn ngang chịu áp lực bê tông lớn chiều dai thép Vì momen uốn tiết diện ( 1m bề rộng) xác định theo công thức sau:  a − b2 M tt max = nq1     3a − b  b2 + nq = nP b ÷ ÷ max  12   24  Trong đó: - a : khoảng cách thép sườn đứng a=50cm=0.5m - b : khoảng cách thép sườn ngang b=50cm=0.5m - q1 = Pmax × b - Pmax : áp lực lớn bê tông tác dụng lên sườn ngang - H=1.42m>1m nên: - Momen lớn nhịp là: SVTH: Trang 27 Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu   3a − b   × 0.52 − 0.52  M tt max = n × Pmax × b ×  = 1.3 × 2957.5 × 0.5 ÷  ÷ = 40.05 ( kg.m ) 24  24    Chọn thép sườn ngang loại thép góc L100x70x4.5 có thơng số sau đây: Kích thước.mm DT Trị số cần tìm trục Trong Tích x-x y-y Lượng Mặt 1m h b d t R r Jx Wx ix Sx Jy Wy iy Cắt 3 Dài.N Cm Cm Cm Cm Cm Cm3 Cm Cm2 10 11 12 13 14 15 16 111 100 70 4.5 7.2 7.0 3.0 14.2 224 48.8 4.15 28.0 35.3 10 1.58 - SH M C N0 10 - Kiểm tra điều kiện cường độ: M σ max= max ≤ Ru Wx Ru: cường độ tính tốn thép uốn Ru=2100kg/cm2 σ max = 40.05 ×102 = 82.07(kG / cm ) < R u = 2100(kG / cm ) 48.8 Vậy đảm bảo điều kiện cường độ i Kiểm toán khả chịu lực thép sườn đứng Các thép sườn đứng xem dầm liên tục kê gối thép sườn đứng Lực phân bố có hình rang cưa gồm biểu đồ tam giác cân chiều rộng đáy b chiều cao Ptd.b để đơn giản ta quy đổi hình chữ nhật R = q1 ( 2a − b ) = Pmax × b × ( 2a − b ) = 2957.5 × 0.5 × ( × 0.5 − 0.5 ) = 739.38 ( kN ) P × b 2282.20 × 0.5 q2 = td = = 570.55 ( kg / m ) 2 Momen uốn nhịp xác định theo công thưc sau:  B ( i − 1)  i i +  B2 M tt max = nR  − b − + nq ÷  4  - Trong đó: i: khoảng trống chiều rộng B => i=2.5/0.5=5 B: khoảng cách mà ta cần tính B=2.5m Momen lớn nhịp là:  2.5 × ( − 1)  52 +   2.52 M tt max = 1.3 × 739.38 ×  − 0.5 ×  − + 1.3 × 570.55 × = 459.32 ( kg.m ) ÷    - SVTH: Chọn thép sườn ngang loại thép góc L100x70x4.5 có thong số sau đây: Trang 28 Đồ án môn học: Thi Công Cầu SH M C N0 Trong Lượng 1m Dài.N 10 111 GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  Kích thước.mm DT Tích Mặt h b d t R r Jx Cắt Cm4 Cm2 10 100 70 4.5 7.2 7.0 3.0 14.2 224 Trị số cần tìm trục x-x y-y Wx ix Cm3 Cm Sx Jy Wy iy Cm3 Cm4 Cm3 Cm 11 12 13 14 48.8 4.15 28.0 35.3 15 10 16 1.58 Kiểm tra điều kiện cường độ: M σ max= max ≤ Ru Wx Ru: cường độ tính tốn thép uốn Ru=2100kg/cm2 σ max = 459.32 ×102 = 941.23(kG / cm ) < R u = 2100(kG / cm ) 48.8 Vậy đảm bảo điều kiện cường độ j Kiểm toán độ võng thép sườn đứng: 50 50 150 50 k Kiểm toán khả chịu lực giằng  Thanh giằng bố trí vị trí giao sườn đứng sườn ngang (bố trí theo dạng hoa mai) 50 50 50 50 200  Diện tích chịu áp lực ngang bêtơng tươi giằng: F = 2×a×l = 2×0.5×0.5 = 0.5(m2)  Lực kéo tác dụng lên giằng: T = n×Ptd×F = 1.3× 2282.20 ×0.5 = 1483.43 (kN)  Chọn giằng Ø14 coa Fa = 1.54(cm2); Ru = 2400 (kG/cm2)  Điều kiện bền giằng: T ≤ R0 = 1900(kG / cm ) Fa 1483.43 = 963.27(kg / cm ) < R0 = 1900( kG / cm => σ = 1.54 σ= Vậy giằng đủ khả chịu lực Thi công tháp cầu SVTH: Trang 29 Đồ án môn học: Thi Công Cầu a                  •  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu Thi cơng bệ móng tháp Trình tự thi công: Tập kết vật tư thiết bị thi công Định vị tim trụ ( dùng máy + nhân công ) Gia công lồng thép Thi công cọc khoan nhồi Thi cơng vịng vây cọc ván thép Đào hố móng máy kết hợp cơng nhân đến cao độ thiết kế Sửa sang hố móng, tiến hành đổ bê tông bịt đáy phương pháp vữa dâng Hút nước vệ sinh hố móng Nghiệm thu hố móng Đập đầu cọc tiến hành đổ lớp bê tông đệm Lắp dựng cốt thép, ván khuôn tiến hành đổ bê tơng bệ móng Khi bê tơng bệ móng đạt cường độ, tháo dỡ ván khuôn, lấp đất đến cao độ đỉnh bệ móng Lắp dựng cốt thép, ván khn tiến hành đổ bê tông tháp trụ Khi bê tông thân trụ đạt cường độ tiến hành tháo ván khn hồn thiện thân trụ Các cơng tác : Cơng tác chuẩn bị: Lập lán trại, kho bãi: Do thời gian thi công dài nên việc lập lán trại, kho bãi tập kết vật liệu quan trọng kho bãi lán trại phải xây dựng nơi khô ráo, an tồn gần cơng trình nhằm đảm bảo việc quản lý, bảo quản vật liệu máy móc thi công Dùng máy san máy ủi kết hợp công nhân để dọn dẹp mặt bãi thi công Mặt phải phẳng, đủ rộng để bố trí vật liệu máy móc thi cơng Ngun vật liệu: Các loại vật liệu vận chuyển đến công trường tập kết kho bãi, trình cung ứng vật liệu phải đảm bảo liên tục, đảm bảo yêu cầu thông số kỹ thuật yêu cầu vật liệu • Nhân lực máy móc: - Nhân lực máy móc huy động đầy đủ đảm bảo cho cơng trình kịp tiến độ xây dựng Về nhân lực: bên cạnh đội ngũ kỹ sư có trình độ cơng nhân lành nghề, đơn vị cịn tuyển thêm nguồn nhân công địa phương để đẩy nhanh tiến độ thi công Về máy móc: đơn vị thi cơng có đầy đủ thiết bị thi công, từ loại máy nhỏ máy hàn, máy cắt, máy phát điện đến loại máy lớn máy cẩu, máy khoan, xà lan… - Công tác định vị tim trụ: - SVTH: Trang 30 Đồ án môn học: Thi Công Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu điểm A,B mốc cao độ chuẩn cho trước, điểm A cách tim trụ khoảng cách cố định, ta tiến hành lập tuyến ABA1,ABA2 cách xác định tim trụ T2 xác định sau: + Tại A nhìn B ( theo hướng tim cầu) mở góc α1=α2=900 hai phía lấy điểm A1,A2 cách điểm A đoạn AA1= AA2 + Tại B nhhinf A ( theo hướng tim câu ) mở góc α1=α2=900 hai phía lấy điểm B1,B2 cách b mooti đoạn BB1 = BB2 + Gọi C tim trụ số tgβ = BC/BB2 + Tại A2 nhìn A quay góc α có tgα = AC/AA1 + Đặt máy kinh vĩ I A hướng theo tim cầu, đặt máy kinh vĩ II A1 hướng A sau mở góc α Giao hai hướng C tim trụ số b Thi công tháp cầu  Trình tự thi cơng  Sau bê tơng bệ cọc đạt 70% cường độ ta tiến hành thi cơng thân tháp cầu theo trình tự sau:  Lắp dựng cốt thép cho thân tháp  Lắp dựng ván khuôn cho thân tháp  Tiến hành đổ bê tông  Ván khuôn  Tháp cầu xây dựng bệ móng cọc khoan nhồi đường kính 1,2m Tháp cầu có dạng chữ H với xà ngang đỡ bên kết cấu nhịp xà ngang khác nối phía hai cột tháp với  Tháp cầu bê tông cốt thép thi công tồn khối Vấn đề cốt lõi việc thi cơng tháp cầu bê tông cốt thép công tác ván khuôn công tác bê tông  Công tác ván khuôn: sử dụng ván khuôn trượt để giảm tối đa ma sát ván khuôn khối đúc trình di chuyển, sau đúc xong đốt trước nâng lên vị trí cơng tác mới, ván khuôn tháo rời khỏi cột tháp VI SVTH: THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP: Trang 31 Đồ án môn học: Thi Công Cầu  GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu -Kết cấu nhịp thi cơng theo cơng nghệ đúc hẫng, riêng phần nhịp dẫn dầm bê tông cốt thép dự ứng lực sử dụng phương pháp cẩu lắp dầm để thi cơng *Trình tự thi công: - Bước 1: tập kết vật tư, trang thiết bị thi cơng - Bước 2: thi cơng móng mố, móng trụ cầu - Bước 3: thi cơng mố, trụ cầu - Bước 4: thi cơng gối chính, gối tạm - Bước 5: thi công mở rộng đỉnh trụ - Bước 6: thi công đốt K0 - Bước 7: thi công liên kết đốt K0 với đỉnh trụ - Bước 8: thi công lắp di chuyển xe đúc - Bước 9: thi công ván khuôn cốt thép thường ống gen - Bước 10: thi công đổ bê tông căng kéo cáp dự ứng lực - Bước 11: thi công đoạn đúc đà giáo cố định - Bước 12: thi công hợp long biên - Bước 13: thi công tháo gối tạm hạ kết cấu nhịp xuống gối - Bước 14: thi cơng hợp long nối liên tục kết cấu nhịp VI.1.Giới thiệu công nghệï: VI.1.1 Khái niệm công nghệ đúc hẫng cân bằng: Đúc hẫng trình xây dựng kết cấu nhịp dần đốt theo sơ đồ hẫng nối liền thành kết cấu nhịp cầu hoàn chỉnh VI.1.2 Ưu nhược điểm công nghệ đúc hẫng : Ưu điểm : • Giảm chi phí đà giáo, ván khn • Phù hợp với sơ đồ chịu lực • Khơng phụ thuộc khơng gian cầu • Nâng cao tay nghề cơng nhân • Xe chạy êm thuận • Có tính mỹ quan cao Nhược điểm : • Chịu ảnh hưởng gối lún thay đổi nhiệt độ • Khơng thể rút ngắn thời gian thi cơng • Kết cấu nhịp lớn • Công nghệ thi công đại nên địi hỏi cơng nhân lành nghề, máy móc thi cơng đại VI.2.Qui trình kỹ thuật thi công : VI.2.1.Mặt cắt ngang nhịp : SVTH: Dầm có dạng hình hộp, kích thước dầm hình vẽ bên Trang 32 Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  VI.2.2 Cơng nghệ thi công đúc hẫng cân trụ: Trong trường hợp nên thi công đối xứng để tránh tượng xuất momen lật đổ lớn Như kết cấu nhịp có dạng địn gánh với cơng-xon Bởi khơng thể đổ bê tông cách đồng thời tuyệt đối công-xon nên trụ phải chịu momen uốn Kết cấu nhịp dầm liên tục nên phải liên kết cứng tạm thời với trụ q trình thi công( dung cốt thép dự ứng lực neo tạm thời), dùng trụ tạm bổ sung gần trụ vĩnh cửu VI.2.3 Trình tự thi công:     Phần 1: phần đúc đỉnh trụ Phần 2: phần đúc đối xứng qua trụ xe đúc Phần 3: phần đúc đà giáo Phần 4: phần đúc khối hợp long Thi c«ng kÕt cấu nhịp: Trình tự thi công theo phơng pháp đúc hng cân gồm bớc sau: - Thi công khối đỉnh trụ - Đúc hẫng khối - Đổ bê tông phần đầu nhịp biên, hợp long nhịp biên - Hợp long nhịp SVTH: Trang 33 Đồ án môn học: Thi Công Cầu GVHD: Th.S Nguyễn ỡnh Mu Thi công khối đỉnh trụ: Bố trí chung đà giáo thi công khối Ko I mặt cắt i-i Ko Đà giáo đỡ ván khuôn l125 ThÐp I400 ThÐp I400 ThÐp I300 I - Khèi ®Ønh trụ đợc thi công sau đà hoàn thành việc x©y dùng th©n trơ -Lắp dựng đà giáo mở rộng trụ: hệ thống đà giáo mở rộng trụ chế tạo thép hình liên kết chặt với trụ thép dự ứng lực Φ32 Trên hệ thống đà giáo dựng ván khuôn, lắp đặt cốt thép, thép dự ứng lực, đổ bờ tụng Quá trình đổ bê tông làm đợt : + Đợt 1: Đổ bê tông đáy hộp + Đợt 2: Đổ bê tông vách ngăn + Đợt 3: Đổ bê tông bụng + Đợt 4: Đổ bê tông nắp - Trình tự thi công khối đỉnh trụ : + Sau thi công xong thân trụ, dọn dẹp mặt SVTH: Trang 34 án mơn học: Thi Cơng Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mu + Đặt gối BTCT tạm thời + Lắp dựng đà giáo mở rộng trụ + Lắp dựng ván khuôn để đổ bê tông + Đặt cốt thép thờng + Đặt ống tôn ( vỏ cáp DƯL) + Uốn thẳng DƯL 32 để cố khối đỉnh trụ với trụ (các đà chôn sẵn thi công trụ) + Đổ bê tông theo đợt + Căng kéo cốt thép DƯL, tiến hành bơm vữa + Căng kéo DƯL 32 - Sau tiến hành tháo dỡ đà giáo ván khuôn + Tháo dỡ ván khuôn: * Tháo nêm gỗ vị trí nêm điểm kê (tiến hành tháo ván khuôn biên trớc) * Xiết chặt bu lông chôn sẵn khối đà giáo tạo thành lực đẩy tách ván khuôn khỏi mặt khối bê tông * Tháo dỡ ván khuôn đem thi công vị trí khác + Tháo dỡ đà giáo mở rộng trụ: * Tháo dỡ bu lông liên kết thép I550 * Dùng cần cẩu 10(T) đặt hệ tiến hành tháo gỡ * Tiến hành dọn dẹp khu vự thi công IV.2.3.1 Đúc hng cân khối - Sau hoàn thiện khối đỉnh trụ, tiến hành đúc hng cân khối dầm xe đúc hng - Xe đúc hng đợc sử dụng loại nặng 60 (T), có tổng chiều dµi xe lµ 12 (m) chiỊu cao lµ (m) có cấu tạo kiểu dàn thép - Bộ ván khuôn dùng việc đúc ván khuôn chuyên dụng có trọng lợng 20 (T) - Các khối ®óc hẫng cã chiỊu dµi 3.0 m , 3.5 m vµ 4.0 m -Trình tự đổ bê tơng đốt: việc đổ bê tông hai đầu khối tiến vào giữa, đoạn dầm chia làm t: + Đợt : Đổ bê tông đáy hép SVTH: Trang 35 Đồ án môn học: Thi Công Cu GVHD: Th.S Nguyn ỡnh Mu + Đợt : Đổ bê tông thành hộp + Đợt : Đổ bê tông mặt cầu - Thời gian đúc khối bê tông dự kiến ngày - Trình tự thi công đúc hng cân : + Tháo dỡ đà giáo hệ thống chống khối đỉnh trụ + Đặt xe đúc số 1, số + Lắp dựng ván khuôn, cốt thép thờng, ống tôn + Đổ bê tông khối 1, khối + Căng kéo cốt thép DƯL, tiến hành bơm vữa + Dịch chuyển xe đúc 1, sang vị trí + Lặp lại chu trình IV.2.3.2 Đổ bê tông phần nhịp biên hợp long nhịp biên: - Trong tiến hành đúc hng trụ, tiến hành dựng đà giáo ván khuôn để thi công phần nhịp biên - Chọn cấu tạo đà giáo: Hiện Việt Nam, đà sử dụng dàn T-66 để đỡ ván khuôn dầm hộp Chiều dài đà giáo đặt sông đoạn dài 14 m - Quá trình lắp dựng gåm c¸c bíc sau: + Dïng m¸y san lÊp khu vực đặt đà giáo + Gia cố khu vực đặt đà giáo đá hộc, lu lèn kỹ + Dùng cần cẩu 25 (T) lắp dựng đoạn đà giáo T-66 + Nối đoạn dầm T-66 mạ + Đặt gỗ nêm có chiều dài thay đổi + Lắp ván đáy suốt chiều dài hộp, liên kết với ván dọc đinh, ván tôn dày mm, liên kết tôn với ván đinh, sau mài nhẵn + Lắp đặt vân khuôn thành, định vị định vị đầu hộp + Lắp đặt ván khuôn đáy, ống ghen cho cốt thép DƯL + Lắp đặt cốt thép thờng + Chỉnh lại cao độ toàn đà giáo ván khuôn - Trình tự đổ bê tông : Tiến hành tơng tự nh phần đổ bê tông đúc hẫng SVTH: Trang 36 Đồ án môn học: Thi Công Cầu GVHD: Th.S Nguyễn Đình Mậu  - Sau bê tông đạt cờng độ, tiến hành căng kéo cốt thép dự ứng lực , tiến hành phun vữa - Sau hợp long nhịp biên xong, bê tông đạt đủ cờng độ yêu cầu, tiến hành căng kéo bó cốt thep dự ứng lực, phun vữa Sau tiến hành tháo dỡ đà giáo ván khuôn + Tháo dỡ ván khuôn: * Tháo nêm gỗ vị trí nêm điểm kê (tiến hành tháo ván khuôn biên trớc) * Xiết chặt bu lông chôn sẵn khối đà giáo tạo thành lực đẩy tách ván khuôn khỏi mặt khối bê tông * Tháo dỡ ván khuôn đem thi công vị trí khác + Tháo dỡ đà giáo: * Nới bu lông, nêm đà giáo, hạ góc dàn xuống, hạ đốt * Khi toàn đà giáo đợc hạ xuống (cm) dừng lại Dùng bu lông vít tách ván đáy dầm khỏi bê tông * Hạ tiếp đà giáo xuống khoảng từ - (cm) nữa, dùng cẩu 25 (T) để hạ đà giáo xuống IV.2.3.3 Hợp long nhịp -Quỏ trỡnh hợp long dầm thực xe đúc tiến hành theo bước sau: - §iỊu chỉnh khối hợp long theo phơng ngang : + Các neo đỉnh mặt cầu đợc neo xuống hộp thép cờng độ cao PC32 với lực 20 (T) + Điều chỉnh cánh hng bị lệch theo phơng ngang thép cờng độ cao xiên - Điều chỉnh khối hợp long theo phơng thẳng đứng : + Việc điều chỉnh khối hợp long theo phơng đứng nhờ dàn chủ xe đúc + Kích neo phía sau, tăng lực 38 đạt đợc cờng độ cần thiết + Khoá kích, xiết chặt neo neo chống SVTH: Trang 37 Đồ án môn học: Thi Công Cu GVHD: Th.S Nguyn ỡnh Mu + Tháo dần neo chân trớc xe đúc tăng áp lực kích phía trớc để kéo cánh lên + Khi đạt đợc cao độ yêu cầu neo thép CĐC phía trớc tăng áp lực kích lực đạt 10 (T) + Khoá kích, chêm chèn chống - Lắp đặt chống tạm : + Hai chống tạm đợc lắp vào để phục vụ cho trình hợp long + Hai đầu chống dới đợc lắp đầy vữa xi măng không co ngót + Sau hai bó cáp dự ứng lực đợc căng tạm thời, hai đầu chống đợc chèn vữa xi măng kh«ng co ngãt - Căng kéo tạm bó cáp đáy hộp: sau vữa xi măng đạt cường độ, tiến hành căng bó cáp + Bó cáp đợc căng tới 75 % Pk + Theo dõi đồng hồ đặt gần chống phía dới, tháo bỏ liên kết dọc đỉnh trụ T2 + Căng kéo bó cáp thứ hai đến 50 % Pk - Căng kéo bó cáp đáy hộp: Sau bê tông đạt cờng độ yêu cầu tiến hành căng kéo bó cốt thép lại - Sau căng kéo cốt thép xong, tiến hành hoàn thiện thi công nhịp liên tục - Thi công lớp phủ mặt cầu, lan can, ống thoát nớc, khe co gi·n SVTH: Trang 38 ... 71 = × ( t − 0.5 ) × E71 + 4.5 = × ( t − 0.5 ) × ( 0.552t − 0.276 ) + 4.5 2 = (0 .276t − 0.276t + 4.56 9) ( T / m ) 2 M 72 = × ( t − 1) × E72 + 4.5 = × ( t − 1) × ( 0.5051t − 1.11t + 0.48 ) + 4.5... (1 .311t − 1.311t + 4.8 3) ( T / m ) 1 M 51 = E51 × × h51 + = 3.96 × × 0.5 + = 4.99 ( T / m ) 2 1 M 52 = E52 × ( t − 0. 5) + 4.5 = ( 7.92t − 3.96 ) × ( t − 0.5 ) + 4.5 = (3 .96t − 3.96t + 6.4 8) (. .. P72 × ( t − h7 ) − Cb × c × H + D × γ dn - 0.1482 = × ( 1.01t − 0.5 1) × ( t − 1) − 2.38 × 0.148 × ( t − 0.5 ) + × 0.89 = ( 0.505t − 0.76t + 0.255 ) − ( 0.35t − 0.176 ) + 0.049 ( T / m ) = 0.5051t