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

Đồ án môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu PHẦN I :MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT – THUỶ VĂN VÀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG I -    - - SVTH: Đánh giá tình hình khí hậu, địa chất – thuỷ văn khu vực thi công Khởi công xây dựng cầu dây văng bắc qua sơng Kơn thuộc địa phận tỉnh Bình Định Đây tỉnh nằm thuộc khu vực duyên hải năm trung nên có số đặc điểm địa chất –thuỷ văn sau: 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 ,   1.73T / m3 ,   220 Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m ,   1.82T / m3 ,   100 Lớp 3: đất sét chặt ,   1.89T / m3 ,   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 khơng 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 công, phương Trang Đồ án môn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu tiện vận chuyển Ở mép bờ sông chuẩn bị bến bãi, cẩu xếp cho phao vận chuyển vị trí thi cơng - Vật liệu tập kết kho bãi cơng trường Có thể dùng phương tiện thơ sơ để vận chuyển vật liệu đến bãi thi công Máy móc thi cơng: 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 công 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 SVTH: Trang Đồ án môn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu CHƯƠNG II: THỐNG KÊ SƠ BỘ CÁC SỐ LIỆU VÀ CHUẨN BỊ CHO CƠNG TÁC THI CƠNG I Các thơng số kĩ thuật cơng trình Mực nước thi cơng:  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 toàn cầu : 3.5�2 0.5�2 0.7�2 0.3�2  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 vòng vây mở rộng bên 1m  Sơ đồ bố trí cọc vòng vây ngăn nước hình vẽ: SVTH: Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu  Kích thước bệ móng : 20x9.2m  Chiều cao bệ móng : 2m Kết cấu nhịp : gồm nhịp nhịp dẫn  Nhịp : chiều dài nhịp cầu dây văng thường từ 80 đến 120m chọn chiều dài nhịp 120m  Nhịp dẫn : nhịp dẫn làm dầm BTCT dự ứng lực tiết diện chữ T chiều dài nhịp 33m chiều cao dầm 1.2m  Tổng chiều dài cầu : 1�120 33�6  318m 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 môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu 10 Hệ thống nước:  dùng ống nước có 100mm, 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 công Công 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 công trường - Định vị công trình phụ tạm phục vụ thi cơng - Xác định tim trụ cầu phương pháp giao hội phương ngắm từ 3mốc cố định mạng lưới  Tầm quan trọng Công tác đo đạc phải trước bước ảnh hưởng đến : - Tiến độ thi cơng - Chất lượng cơng trình - Tính kinh tế Định vị tim trụ SVTH: Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu  Cơng tác định vị tim trụ nhằm đảm bảo cho trụ nằm vị trí thiết kế Khi thi cơng cơng việc tiến hành ln kiểm tra q trình thi cơng Đê xác định xác ta dùng phương pháp tam giác đo đạc để định vị, trình tự sau:  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 an   Vậy đặt máy kinh vĩ I vị trí O hướng theo tim cầu; đặt máy kinh vĩ II A hướng O, sau mở góc  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  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 công  Làm tương tự ta xác định tâm trụ mố lại: SVTH: Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu PHẦN II: THIẾT KẾ KĨ THUẬT THI CƠNG 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 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 khn 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 SVTH: Trang Đồ án mơn học: Thi Công Cầu       Th.s Nguyễn Đình Mậu 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 cơng tháp cầu BTCT : dùng phương pháp thi công tồn khối dùng ván khn leo ván khn trượt Chọn phương pháp thi công tháp cầu phương pháp dùng ván khuôn trượt CHƯƠNG II : KĨ THUẬT THI CƠNG CÁC HẠNG MỤC CỦA CƠNG TRÌNH I a             SVTH: Thi cơng móng tháp – trụ cầu Thi cơng bệ móng tháp Trình tự thi cơng: 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 công vòng 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 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 Trang Đồ án môn học: Thi Công Cầu   b    Th.s Nguyễn Đình Mậu 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 khơ ráo, an tồn gần cơng trình nhằm đảm bảo việc quản lý, bảo quản vật liệu máy móc thi cơng 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  Nguyên 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 tuyển thêm nguồn nhân cơng 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: 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 SVTH: Trang Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu Thiết kế vòng vây cọc ván thép a Chiều sâu mực nước thi cơng : 5m b Kích thước vòng 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 c Sơ đồ bố trí cọc ván thép hình vẽ  Sơ đồ trình tự thi cơng móng cọc: d    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) �2  58.4m Thông số kĩ thuật cọc ván Jlapcek IV: 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 Mô 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 Trang 10 Đồ án môn học: Thi Công Cầu a     b     c            d     SVTH:  Th.s Nguyễn Đình Mậu ống đặt sát theo vành cốt thép dọc Chiều dài ống xuyên suốt từ đỉnh cọc dến cách mũi cọc 100cm (đối ống co đường kính 114mm) cách 25cm (đối với ống có đường kính 82.5mm) Đáy ống cần phải bịt kín dể tránh bùn, vữa bê tông tạp chất chui vào Thi cơng bệ móng Trình tự thi cơng: Hố móng hút hết nước, tiến hành đập đầu cọc để lộ cốt thép uốn cốt thép theo thiết kế Lắp dựng cốt thép cho đài cọc Lắp dựng cốt thép cho bệ cọc Tiến hành đổ bê tông Kỹ thuật đổ bê tông Bê tông trộn trạm trộn vận chuyển đến vị trí đổ bê tơng Khi bê tơng vận chuyển từ trạm trộn đến, cần phải kiểm tra chất lượng bê tông ( kiểm tra độ sụt ) trước đổ bê tông Bê tông đổ thông qua máy bơm bê tông Chiều dày lớp đổ bê tông 30cm Bê tông đổ theo dài nghiêng với góc nghiêng α = 15÷200 Chọn máy đầm , máy trộn bê tơng Dùng đầm dùi có thơng số kỹ thuật sau: Đầu cơng tác dùi: 40cm Bán kính ảnh hưởng: R = 70cm Bước di chuyển dùi không 1.5R = 1.05m Khi đầm lớp phải cắm vào lớp 10cm để bê tông lớp liền khối Chọn máy trộn bê tông Năng xuất máy trộn: N = Vsx.f.nck.ktg Trong đó: Vsx : dung tích sản xuất thùng trộn, V = 1m3 f : hệ số xuất liệu, f = 0.7 Ktg=0.8: hệ số sử dụng thời gian nck = 3600/tck : số mẻ trộn tck = t1+t2+t3 Trong đó: t1: thời gian đổ vật liệu vật liệu vào thùng, t = 20(s) t2: thời gian trộn vật liệu, t2 = 150(s) t3: thời gian đổ bê tông ra, t3 = 20(s) nck = 19 ( mẻ trộn/h ) N  1�0.7 �19 �0.8  10.64m3 / h Tính tốn ván khn Cấu tạo ván khn bệ móng: Sử dụng ván khn lắp ghép thép có chiều dày 4mm Kích thước bệ móng: 6×15×2 Các nẹp đứng nẹp ngang sử dụng thép hình chữ L 75×75×5 Trang 23 Đồ án môn học: Thi Công Cầu Th.s Nguyễn Đình Mậu   Các giằng thép ø14 đặt vị trí giao nẹp đứng nẹp ngang  Sơ đồ bố trí ván khn II II I SVTH: I I I I II II II II II II I II I II II Trang 24 II II Đồ án môn học: Thi Công Cầu Th.s Nguyễn Đình Mậu  e Xác định chiều cao lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn  Ván khuôn 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 tông  Trong trình đầm cường độ áp lực ngang vùng ảnh hưởng đầm tăng lên  Áp lực bê tông tươi thay đổi rõ rệt thay đổi cơng cụ phương pháp đầm Trong q trình đơng kết áp lực bê tơng 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 tơng tươi tác dụng đầm rung có cấu tạo đất cát bão hòa 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 tơng tươi tác dụng lên ván khuôn q R (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 tông tươi Khi tính tốn ván khn lấy thời gian đông 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 bêtông) 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) SVTH: Trang 25 Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu f Xác định áp lực ngang bê tông tươi tác dụng ván khuôn: Khi đổ bê tông khối hay tường mỏng dùng đầm áp lực ngang bê tơng tươi tính theo cơng thức: Pmax= (q + .R).n Trong đó: + q = 400 (kG/m2): áp lực xung kích đổ bê tơng Thùng chứa tích từ 0.2 đến 0.8m3 +  = 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 công thức: SVTH: Trang 26 Đồ án môn học: Thi Cơng Cầu Th.s Nguyễn Đình Mậu  Mmax = α.Pqd.b2 Trong đó: + 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   �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  Ftd H đó: Ftd : diện tích biểu đồ áp lực �( q  P max) �R  2957.5 �(1.42  0.75)  �(400  2957.5) �0.75  3240.72kG / m Ftd  P max�( H  R )  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:  max  M max �Ru Wx đó: Ru : cường độ tính tốn thép chịu uốn, Ru=2100kG/cm2  max  SVTH: M max 38.05 �102   1426.7 kG / cm �Ru  2100 kG / cm Wx 2.667 Trang 27     Đồ án môn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu Kiểm tra độ võng thép bản: P �a l f   � td � f   E � 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 �504 �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  b � b2 �3a  b2 � M tt max  nq1 �  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: SVTH: Trang 28 Đồ án môn học: Thi Cơng Cầu -  Th.s Nguyễn Đình Mậu Momen lớn nhịp là: �3a  b � �3 �0.52  0.52 M tt max  n �Pmax �b ��  1.3 � 2957.5 � 0.5 � � 24 � 24 � � � � 40.05  kg m  � 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  max max Ru Wx Ru: cường độ tính tốn thép uốn Ru=2100kg/cm2  max  40.05 �102  82.07(kG / cm2 )  R u  2100(kG / cm2 ) 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 � � - SVTH: 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: Trang 29 Đồ án môn học: Thi Công Cầu Th.s Nguyễn Đình Mậu  �2.5 �  1 � �52  � 2.52 M tt max  1.3 �739.38 ��  0.5 ��   1.3 � 570.55 �  459.32  kg.m  � � � �4 � � Chọn thép sườn ngang loại thép góc L100x70x4.5 có thong số sau đây: - SH M C N0 Trong Lượng 1m Dài.N 10 111 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 Cm Cm 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  max max Ru Wx Ru: cường độ tính tốn thép uốn Ru=2100kg/cm2 459.32 �102  max   941.23(kG / cm )  R u  2100(kG / cm ) 48.8 50 50 150 50 Vậy đảm bảo điều kiện cường độ j 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×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 =>   1.54 Vậy giằng đủ khả chịu lực SVTH: Trang 30 Đồ án môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu Thi cơng tháp cầu  Trình tự thi cơng  Sau bê tông 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 cơng tồn khối Vấn đề cốt lõi việc thi công 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 II Thi công kết cấu nhịp Nhịp dây văng a Công nghệ thi công:  Kết cấu nhịp cầu thi cơng cơng nghệ đcú hẫng cân bằng, sử dụng xe đúc Xe đúc hẫng phải chế tạo để có thẻ liên kết với khối đúc đủ sức chịu tải trọng khối đúc Xe đúc gồm dầm chịu lực ngắn với hệ ván khuôn mặt cầu Việc đúc hẫng đốt dầm chủ tiến hành tổng thể thi công cầu dây văng, kết cấu nhịp cầu tiến hành đúc hẫng liên tiếp đốt từ trụ tháp sang phía sau tiến hành hợp long đốt cầu, với trình tự thi công sau: +) Lắp hệ đà giáo mở rộng trụ tháp tiến hành đúc đốt dầm vị trí đỉnh trụ, sau bảo dưỡng bê tơng đạt u cầu +) Lắp đặt xe đúc hẫng ( ván khuôn di động ), điều chỉnh cao độ vị trí cao độ neo cố định vào đốt vừa đúc +) Tiến hành căng giây văng, với lực căng theo thiết kế +) Tháo ván khuôn, di chuyển hệ đúc đến vị trí khối đúc khác b Trình tự thi công đúc hẫng đốt dầm: Bước 1: Chế tạo ụ neo dây văng - Chế tạo ụ neo thép cơng xưởng theo kích thước góc nghiên cụ thề dây văng Các ụ neo có lỗ dây văng để liên kết với chống sau Bước 2: Tiến hành đúc đốt hầm - Dựa vào đốt hầm đúc để di chuyển xe đúc đến vị trí đốt - Đặt khối neo dây văng đúc sẵn lên xe đúc - Đặt chống tám chống khối neo vào khối neo đúc - Đặt cốt thép lớp đáy mặt cầu, dầm dọc chủ cốt thép nằm ngang Bước : Lắp dây văng - Tiến hành lắp đặc dây văng căng phần nội lực dây văng Bước : Tiến hành đổ bê tông đốt dầm SVTH: Trang 31 Đồ án môn học: Thi Công Cầu -  Th.s Nguyễn Đình Mậu Đổ bê tơng đốt dầm Bước : Căng dây văng - Tiến hành căng dây văng để chịu tải trọng bê tơng ướt - Hồn thiện việc đầm bê tông mối nối thi công với đốt trước sau căng dây Bước 6: Chuyển tải trọng xe đúc sang dây văng - Hạ ván khuôn - Tháo chống ụ neo cũ Bước : Căng dây văng đến chiều dài lực căng thiết kế Bước : Đúc đốt - Tháo xe đúc hệ thống ván khuôn.’ - Lắp đặt thao tác để tiếp tục đúc đốt Bước : Căng cáp DƯL dầm theo trình tự thiết kế III Thi công dây văng Công nghệ thi công dây văng - Hiện tao cáp đơn sử dụng rộng rãi cho kết cấu BTCT DƯL cầu dây văng tao cáp đơn dễ vận chuyển, dễ lắp đặt thích hợp với hệ neo thông dụng hệ neo kẹp - sử dụng tao đơn sợi xốn đường kính 5, có đường kính dang định tao 15,2 mm Đồng thời sử dụng dây văng tổ hợp từ tao thép sẻ làm giảm đáng kể độ giãn dây ( độ võng cụa trọng lực gây chịu tác dụng hoạt tải ) - Hệ neo dùng với hệ neo dây văng hệ nao kẹp mảnh giống hệ neo dùng cầu BTCT DƯL - Khối neo khối thép hình trụ có khoan lỗ hình để luồn tao thép kẹp chặt nêm mảnh hình có ren Bên ngồi hệ neo ren dùng êcu đủ lớn để xiết neo theon nguyên tắc vặn bu lông - Phương pháp dùng dây văng tổ ợp từ tao thép sợi hệ neo kẹp phương pháp tối ưu so dây vanng8 sử dụng cáp xốn ốc hay cáp kín thường phài dùng neo đúc, loại neo cần đổ nhiệt độ 450o ÷ 500o, yêu cầu khó thực q trình thi cơng cơng trường Đồng thời việc thực vận chuyển bó cáp lớn, dài khó khăn việc điều chỉnh nội luc65 dây văng cách thay đổi chiều dài khó thực - Mỗi bó dây gầm nhiều tao cáp sợi đặt song song, tao neo riêng vào lỗ ổ neo nên tao cáp lắp đặt riêng tường sợi Mỗi tao cáp gồm sợi xốn nhỏ có trọng lượng nhẹ nên lắp trực tiếp mà khơng cần hệ thống đà giáo Hơn với hệ neo kẹp khơng cần chế tạo đầu neo trước khơng cần cắt xác chiều dài tùy ý nên cơng tác xỏ dây có độ dài lớn cách căng bó - Việc khống chế căng tao tạo lực đồng sợi áp dụng công nghệ căng Freyssinet - Lực căng tao bó cần theo dẫn thiết kế - Việc khống chế lực căng thực tế bó thực nhiều cách để kiểm tra kết - Các biện pháp định lượng lực căng sau: SVTH: Trang 32 Đồ án môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu +) Theo số đo lực kích +) Độ dãn dài bó cáp căng +) Gắn Tensơ đo lực bó dây Các Tensơ thông báo kết thay đổi nội lực bó trước căng bó kéo sau, đồng thời cho biết nội lực dây căng chỉnh nội lực Chuẩn bị cáp tao cáp có vỏ bọc PE bên gồi để chống rỉ, tao cáp cuộn thành cuộn lớn đặt lên giá quay để tời dần dùng tời để rải sợi cáp dọc theo bãi gia công cáp - Bãi gia công cáp dãi bê tông rộng khoảng 3m, chiều dài tùy ý thuộc vài chiều dài dây văng lớn Dọc theo bãi có chôn thép đặt cách khoảng 60cm, cách 1,5 ÷ m bố trí ống lăn gác qua thép tạo thành giá đỡ để kéo cáp không làm xước vỏ bọc - Chiều dài tao cáp tính tốn theo thiết kế kích thước dánh dấu giá gia công Khi tời kéo tao cáp đến cữ đánh dau61thi2 dừng lại dùng cưa đĩa cắt tao cáp, đầu tao cáp cắp với sợi thép tao dài xung quanh khoảng 10cm ép đầu tù để sau nối với sợi thép dẫn nhờ đầu nối chuyên dụng -Hai đầu lớp tao cáp với khoảng chiều 1,5 ÷ m tùy theo chiều dài yêu cầu cùa đoạn cáp óng neo cắt tuốt võ nhựa PE, đầu tao cáp tách sợi làm mỡ chống rỉ nhằm đảm bảo ma sát neo bám với vữa bơm ống neo Sau lau mỡ, sợi thép bện trở lại ( làm tay) Các tao cáp chuẩn bị xong cuộn lại để đưa lên cầu  chuẩn bị cáp lắp đặt neo: - Neo dùng loại neo VSL hệ thống 200, tạo kẹp chặt đầu kẹp mảnh Neo đc thiết kế tiếp nhận 35 đến 60 tao cáp sợi đường kính 15,2cm Tồn hợp thành đường ống thép có đệm, đầu neo, miếng nệm, ống thép nắp đậy Thân neo đc ren vặn thực việc căng chỉnh hoạc thả chùng cần thiết Tại đầu ống thép có ống chuyển tiếp, bố trí vòng đệm vao su có tác dụng làm giảm chấn nhằm triệt tiêu ảnh hưởng cùa dao động dây trước neo Cường độ chịu mỏi đạt đến 200N/mm2 ướng suất lớn 930N/mm2 - Neo sau lau chùi ghép xong dc vận chuyển cẩu, neo đầu dc lắp nhờ phận giữ phận đốt dầm trước đưa lắp hẫng Neo dc đưa lên đỉnh tháp lắp vào ống neo Lắp đặt cáp: - SVTH: Dây văng dc lắp đặt căng theo tao cáp theo trình tự sau: Bước 1: cuận cáp chuẩn bị xong, vẩn chuyển lên mặt cầu, sau rải theo tao từ vị trí đến chân tháp Bước 2: dùng dụng cụ chuyên dùng nối đầu tao cáp với sợi dây dẫn Bước 3: luồn sợi thép qua lỗ phía kéo tao cáp xuống qua lỗ neo đoạn định, lắp chốt neo cặp chặt tao cáp lại, sau siết xha8t5 bu lơng để ép chặt neo giữ cáp Trang 33 Đồ án môn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu Bước 4: dùng hệ kẹp chuyên dụng k kẹp chặt đầu tao cáp rải mặt cầu chân tháp, sau dùng tời kéo đầu tao cáp đến miệng ống ống bảo vệ điều chỉnh Bước : dùng dụng cụ nối chuyên dùng nối đầu tao cáp với sợi thép dẫn Sau dùng tời kéo sợi thép dẫn để uấn tao cáp qua lỗ lỗ neo đoạn định, lắp chốt neo kẹp chặt đầu tao cáp Bước : lỏng kẹp k, dùng tời thả kẹp xuống mặt cầu Căng cáp:  Dây văng dc căng theo tao từ đỉnh tháp, căng cao nên sử dụng kích tao nhỏ, nhẹ nên thích hợp với khoảng ko gian chật hẹp đỉnh tháp, đỉnh tháp để thiết bị máy đo áp suất điện trở, bơm dầu, kích mà thiết bị máy đo ứng xuất điện trở, bơm dầu, kích mà khơng làm hệ dàn giáo, di chuyển thiết bị căng kéo đáy dầm  Căng tao cáp nên tao căng trước bị giảm lực căng căng tao sau, cần phair tính toán lực căng cho tao cáp để cho sau căng xong bó cáp, lực căng tao đồng đạt lực căng theo yêu cầu bó cáp  Để kiểm tra lực căng lại ttrong tao cáp so với yêu cầu ta bố trí tao cáp cầu đo: tao dùng hệ neo công cụ tao tỳ lên ống truyền cảm có gắn điện trở, nối dây đo với máy đo ứng biến trở Trong suốt trình căng tao cáp kết thúc cơng tác căng ta theo dõi lực căng tao cáp để so sánh với tính tốn lực căng cuối máy  Khi cần điều chỉnh nội lực căng dây văng, ta tiến hành căng kéo tổng thể kích lớn kéo bó cáp giữ lực căng cách vặn đai ốc neo cho tựa sát vào bnar tựa neo Hoàn thiện a Lắp thiết bị giảm chấn  đầu ống dẫn neo ta tiến hành lắp ống bảo vệ điều chỉnh, có kẹp giữ bó cáp, có chi tiết giảm chấn nhằm cải thiện điều kiện chịu mỏi bó cáp b kẹp đai bó cáp  sau hợp long xong, dầm đạt đạt độ võng cấu tạo, tiến hành kẹp giữ bó cáp, có chi tiết giảm chấn nhằm cải thiện điều kiện chịu mỏi bó cáp c bọc bó cáp dây văng ống nhựa PE - từ mặt cầu ghép hai nửa vỏ ống bọc PE bao lấy dây văng dài 6m, dùng máy hàn gắn hai nửa ống lại thành đoạn ống dùng tời từ đỉnh tháp kéo đoạn ống lên đoạn, ghép đoạn ống phía với đoạn ống phía Nối dài đoạn lại dùng tời kéo đoạn ống lên cho hết chiều dài dây văng d Bơm vữa vào đầu neo SVTH: Trang 34 Đồ án môn học: Thi Công Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu - Vữa bơm lấp lòng ống gen gồm: xi măng nước có kết hợp với phụ gia trương nở; độ linh động vữa sau chế tạo không lớn 12-14 giây Cường độ vữa R28= 40Mpa; - Máy bơm vữa dùng loại chuyên dùng có áp lực 10-15 (kg/cm2); - Lắp van vào đệm neo hai đầu bó cáp Van nối với ống dẫn vữa máy bơm gọi cửa vào, van đầu bên gọi cửa Hai van trạng thái mở Sau nối ống vữa với cửa vào, vữa bơm liên tục vào ống vữa thoát cửa khóa van cửa lại, lúc máy bơm tiếp tục bơm vữa đầu vào, thời gian bơm trạng thái khoảng phút đến áp lực máy bơm đạt (6-7 Kg/cm2) tắt máy bơm tiếp tục trì áp lực khoảng phút khóa van cửa vào lại, kết thúc công tác bơm vữa bó cáp; - Trên mặt cắt ngang, ống cáp bơm vữa từ ống đặt thấp đến ống đặt cao để tránh cho vữa bơm lỗ trước chảy vào lỗ chưa bơm gây tắc ống; - Trường hợp ống bơm vữa bò tắc, dừng bơm xói rửa ống gen máy bơm nước áp lực cao vữa hoàn toàn tiến hành lại công tác bơm vữa Thi công nhịp dẫm Phương pháp cẩu lắp a Chọn loại cẩu lắp - có khả nâng lớp 1.5 lần trọng lượng dầm SVTH: - Với dầm chữ I chiều dài 33m trọng lượng lên tới 50 dẫn tới ta chọn loại cần cẩu có khả nâng lớn 75 đảm bảo điều kiện nâng ko gay laät - Xe cần cẩu Hitachi - SCX 800 HD - Thoâng số kỹ thuật: Trang 35 Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu Hãng sản xuất Loại cần cẩu Khả nâng (tấn) Chiều dài cần nầng(mm) Tốc độ nâng(m/phút) Khả leo dốc(độ) Tốc độ di chuyển(km/h) Công suất động (kW) Kích thước (mm) Trọng lượng (kg) Hitachi Bánh xich 80 55500 120 22 184 3200x3285 80000 b Hoàn thiện: - Công tác hoàn thiện bao gồm hạng mục: - Thi công lớp phòng nước ; - Thi công lớp bêtông nhựa mặt cầu; SVTH: Trang 36 Đồ án mơn học: Thi Cơng Cầu  Th.s Nguyễn Đình Mậu - Lắp đặt khe co giãn; Công tác sơn vạch mặt cầu, mặt đường đầu cầu; - Hoàn thiện mái taluy, gia cố đá hộc xây vữa III phương pháp bảo dưỡng bê tơng Bảo dưỡng bê tông phương pháp tưới nước: - Bảo dưỡng bê tông tức tực công việc cung cấp nước đầy đủ cho trình thủy hóa xi măng – trình đông kết hóa cứng bê tông.trong điều kiện bình thường.ngay sau đổ trời nắng ta phải tiến hành che phủ bề mặt để tránh trường hợp trắng bề mặt bê tông ảnh hưởng tới cường độ nhiệt độ 15oC trở lên ngày đâu phải tưới nước thường xuyên để gữi ẩm khoảng tưới lần ban đêm lần ngày sau ngày tưới lần.tưới nước dùng cách phun không tưới trực tiếp lên bề mặt bê tông đông kết - SVTH: Nước dùng cho bảo dưỡng phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật nươc dùng trộn bê tông trình bảo dưỡng không để bê tông trắng mặt Trang 37 ... Pmax= (q + .R).n Trong đó: + q = 400 (kG/m 2): áp lực xung kích đổ bê tơng Thùng chứa tích từ 0.2 đến 0.8m3 +  = 2500 (kG/m 3): trọng lượng riêng bê tông + R = 0.75 (m): bán kính tác dụng đầm ( đầm... vật tư thi t bị thi công Định vị tim trụ ( dùng máy + nhân công ) Gia công lồng thép Thi công cọc khoan nhồi Thi cơng vòng vây cọc ván thép Đào hố móng máy kết hợp cơng nhân đến cao độ thi t kế... biểu đồ áp lực ngang phụ thuộc vào thời gian đông kết chiều cao lớp bê tông tươi  Từ ta có biểu đồ áp lực bê tông tươi tác dụng lên ván khuôn q R (a) p=f(t) H H=4ho R q pmax1 (b) pmax2 (c) (a):