sản xuất cống hộp btct bằng công nghệ rung ép

Cống hộp bê tông cốt thép thoát nước đúc sẵn là gì: Là sản phẩm cấu kiện bê tông đúc sẵn được sản xuất từ vật liệu đá, cát vàng, xi măng, nước và có thể là một số phụ gia khác – đây chí

i

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa TPHCM nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí, bộ môn Thiết Kế Máy nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức,kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy ThS Vũ Như Phan Thiện, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này Sau cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên, đóng góp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tâp, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

ii

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển rất mạnh trong tất cả các nghành, các các lĩnh vực Đặc biệt là nghành cơ khí chế tạo máy Nghành cơ khí chế tạo máy là một trong những nghành then chốt thúc đẩy sự phát triển của đất nước trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hoá đất nước Muốn đạt được điều đó thì vấn đề đặt ra ở đây phải có trang thiết bị công nghệ và nguồn nhân lực Nguồn nhân lực có trình độ về chuyên môn kỹ thuật mới có thể phân tích tổng hợp các yêu cầu kỹ thuật đặt ra của bản vẽ, để từ đó đưa ra đường lối công nghệ hợp lý phục vụ cho nhu cầu sản suất

Máy Đúc Cống Hộp là một sản phẩm từ sự tiếp thu những thành quả của khoa học kỹ thuật mang lại Là loại máy tạo ra những sản phẩm phục vụ cho cuộc sống Những sản phẩm làm cho cuộc sống trở nên đẹp hơn Do thời gian có hạn chế và sự hiểu biết về kiến thức của em còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài không thể không thiếu sót, kính mong quý thầy cô trong hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy ThS Vũ Như Phan Thiện đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm luận văn Đồng thời, cũng xin gửi lời cảm ơn tới quý thầy cô trong Bộ môn Thiết kế máy và khoa Cơ khí đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn theo đúng tiến độ đề ra Em rất mong sự góp ý và chỉ bảo của quý Thầy/Cô trong bộ môn để luận văn được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin cảm ơn tất cả các quý thầy cô thuộc Bộ môn Thiết kế máy, khoa

Cơ khí và Trường Đại học Bách Khoa đã trang bị cho chúng em những kiến thức nền tảng

bổ ích và cần thiết trong suốt quá trình học đại học

Sinh viên thực hiện

Phạm Văn Phi

iii

MỤC LỤC

Chương 1: Tổng Quan Và Đặt Vấn Đề 1

1.1 Tổng Quan 1

1.2 Cống hộp bê tông cốt thép thoát nước đúc sẵn là gì: 1

1.3 Một số cách gọi khác của cống hộp thoát nước bê tông cốt thép đúc sẵn 2

1.4 Tác dụng của cống hộp bê tông thoát nước 2

1.5 Kích thước của sản phẩm cống hộp bê tông thoát nước 2

1.6 Tiêu Chuẩn Cống Hộp BTCT (TCVN 9116:2012) 3

1.6.1 Phạm vi áp dụng 3

1.6.2 Tài liệu viện dẫn 3

1.6.3 Thuật ngữ và định nghĩa 4

1.6.4 Kích thước danh nghĩa (Nominal dimension) 6

1.6.5 Kích thước thực tế (Actual dimension) 6

1.6.6 Chiều dài hiệu dụng của đốt cống (Effective length of culvert internode) 6 1.6.7 Lô sản phẩm (Product lot) 6

1.7 Phân loại 7

1.8 Yêu cầu kỹ thuật 8

1.9 Phương pháp thử 13

1.10 Ghi nhãn, vận chuyển và bảo quản 19

Chương 2: Phân Tích Và Lựa Chọn Phương Án Thiết Kế 21

2.1 Phân tích lựa chọn cơ cấu rung 21

2.1.1 Vai trò và tác dụng của cơ cấu rung 21

iv

2.1.2 Phân loại 21

2.1.3 Cơ Cấu Gây Rung 23

2.2 Phân tích lựa chọn cơ cấu ép 26

2.2.1 Vai trò và tác dụng của cơ cấu ép 26

2.2.2 Phân loại 27

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY 30

3.1 Nguyên Vật Liệu 30

3.1.1 Chọn Loại Cống 30

3.1.2 Tải Trọng Thiết Kế 30

3.1.3 Kiểm toán kết cầu cống 30

3.1.4 Vật liệu chế tạo cống : 30

3.1.5 Điều Kiện Sử Dụng Và Lắp Đặt Ống Cống : 31

3.1.6 Tiêu Chuẩn Vật Liệu Làm Cống 31

3.2 Chọn Thông Số Cống Thiết Kế 37

3.3 Tính toán cơ cấu rung ép của máy 38

3.3.1 Thông số ban đầu 38

3.3.2 Tính Lực Kích Rung 39

3.3.3 Tính Toán Các Chi Tiết Đàn Hồi 39

3.3.4 Tính toán động cơ 41

3.4 Tính Toán Lực Ép 43

3.4.1 Tính Toán Và Thiết Kế Hệ Thống Thủy Lực Ép 46

Chương 4: Tính Toán Thiết Kế Băng Tải Nạp Liệu 56

v

4.1 Tính Toán Sơ Bộ 56

4.2 Tính toán lực căng 59

4.3 Tính Kiểm Nghiệm 62

4.3.1 Kiểm tra độ bền của băng 62

4.3.2 Xác định lực kéo tính theo công thức 5.34[I]: 62

4.3.3 Tính toán tang dẫn động 62

4.3.4 Tính chọn tang căng băng 63

4.3.5 Chọn Thiết Bị Căng Băng 63

4.4 Tính toán động cơ 64

4.4.1 Tính toán công suất động cơ 64

4.4.2 Tính tốn và kiểm tra khi khởi động động cơ (công thức 6.23[1]) 65

4.4.3 Tính chính xác tốc độ dây băng (công thức 6.18[1]) 66

4.4.4 Năng suất thực của băng (công thức 6.19[1]) 66

4.5 Tính tốn trục tang 66

4.5.1 Tính phản lực tại các gối đỡ 66

4.5.2 Tính đường kính trục 68

4.5.3 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn 69

4.6 Tính trục tang bị động 71

4.7 Tính toán then 74

4.8 Tính chọn ổ đỡ 76

4.8.1 Ổ đỡ tang chủ động 76

4.8.2 Ổ đỡ trục tang bị động 77

vi

4.9 Tính toán động cơ di chuyển băng tải 78

4.9.1 Lực ma sát 78

4.9.2 Tính toán công suất 79

4.10 Tính Toán Nhanh Băng Tải Nhỏ 79

Chương 5: Lắp Đặt, Vận Hành, Sửa Chữa Và Bảo Dưỡng Máy 81

7.1 Lắp đặt máy 81

7.2 Vận hành máy 81

7.3 Sửa chữa máy 82

7.4 Một số hiện tượng và nguyên nhân sự cố: 82

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Lắp Đặt Cống Hộp 1

Hình 1.2 Cống Hộp 2

Hình 1.3 Đốt Cống Đơn 5

Hình 1.4 Đốt Cống Đôi 5

Hình 1.5 Mối Nối 6

Hình 1.6 Vị Trí Đặt Lực Để Kiểm Tra Khả Năng Chịu Tải Của Đốt Cống……….…18

Hình 2.1 Cơ Cấu Động Bằng Từ Trường 23

Hình 2.2 Cơ Cấu Rung Động Ly Tâm 24

Hình 2.3 Cơ Cấu Rung Động Bằng Truyền Dẫn Lệch Tâm 25

Hình 2.4 Nguyên Lý Máy Ép Trục Khuỷu 27

Hình 2.5 Máy Ép Bằng Vít Me Đai Ốc 28

Hình 2.6 Nguyên Lý Ép Thủy Lực 29

Hình 3.1 Đồ Thị Ảnh Hưởng Của Gia Tải Tới Thời Gian Làm Chặt 43

Hình 3.2 Lực Quá Trình Rung Ép 44

Hình 3.3 Thời Gian Ảnh Hưởng Đến Độ Bền Nén 46

Hình 3.4 Sơ Đồ Thủy Lực Bộ Ép 47

Hình 3.5 Cấu Tạo Van Phân Phối 4/3 52

Hình 3.6 Van Chống Lún 54

Hình 3.7 Role Áp Suất 55

Hình 4.1 Van An Toàn 53

viii

Danh Mục Bảng

Bảng 1.1 Kích Thước Danh Nghĩa Của Đốt Cống Hộp BTCT Đơn Và Đôi 7

Bảng 1.2 Sai Lệch Kích Thước, Chiều Dày Thành Và Chiều Dài Đốt Cống 10

Bảng 1.3 Lực Nén Giới Hạn Theo Phương Pháp Nén Trên Bệ Máy Với Thanh Truyền Lực Đặt Tại Vị Trí Giữa Cạnh Trên 12

Bảng 1.4 Thời Gian Giữ Nước Trong Đốt Cống 16

Bảng 2.1 Các Loại Máy Rung Đầm Lèn Hỗn Hợp Bê Tông 22

Bảng 3.1 Kích Thước Cống 30

Bảng 3.2 Thông Số Xi Măng 32

Bảng 3.3 Thông Số Đá Dăm 33

Bảng 3.4 Kích Thước Đá Dăm 33

Bảng 3.5 Thông Số Cát 34

Bảng 3.6 Kích Thước Cát 34

Bảng 3.7 Khối Lượng Hỗn Hợp 35

Bảng 3.8 Thông Số Cốt Thép 36

Bảng 3.9 Thông Số Cống 37

Bảng 3.10 Hệ Số Đặc Trưng Cho Tốc Độ Tăng Của A,V,A 38

Bảng 3.11 Thông Số Động Cơ Rung 42

1

Chương 1: Tổng Quan Và Đặt Vấn Đề 1.1 Tổng Quan

Từ xưa việc thoát nước, điều hòa dòng chảy đã được cha ông ta quan tâm trú trọng,

từ những hệ thống mương máng, rãnh thoát nước, mương thoát nước ngoài đồng, trong làng, ngoài xóm, đường xá liên thôn liên xóm Cùng với quá trình phát triển và tiến bộ của khoa học kỹ thuật hệ thống thoát nước cũng dần thay đổi và tiến bộ theo thời gian

Hiện nay hệ thống thoát nước sử dụng sản phẩm cống hộp bê tông cốt thép đúc sẵn ngày càng nhiều hơn và ngày càng chiếm một vị trí quan trong khó có thể thay thế bằng các sản phẩm cấu kiện bê tông đúc sẵn khác

1.2 Cống hộp bê tông cốt thép thoát nước đúc sẵn là gì:

Là sản phẩm cấu kiện bê tông đúc sẵn được sản xuất từ vật liệu đá, cát vàng, xi măng, nước và có thể là một số phụ gia khác – đây chính là các vật liệu để tạo thành phần bê tông của cấu kiện cống hộp bê tông đúc sẵn để kết hợp với cốt thép bên trong tạo thành sản phẩm cống hộp đúc sẵn, Sản phẩm có kích thươc hình hộp chữ nhật hoặc hình lập phương và có kích thước khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng cụ thể của từng công trình

Hình 1.1 Lắp Đặt Cống Hộp

2

1.3 Một số cách gọi khác của cống hộp thoát nước bê tông cốt thép đúc sẵn

Trong thực tế để đơn giản hóa, sản phẩm có thể được gọi đơn giản là Cống hộp, cống hôp bê tông, cống hộp đúc sẵn, cống hộp thoát nước, cống hộp bê tông đúc sẵn, cống hộp thoát nước đúc sẵn … Mục đích chủ yếu để phân biệt là sản phẩm đúc sẵn tại nhà máy chứ không phải thi công sản xuất trực tiếp tại các công trình

Hình 1.2 Cống Hộp

1.4 Tác dụng của cống hộp bê tông thoát nước

Sản phẩm chủ yếu được sử dụng để thoát nước mưa, nước thải, nưới tưới tiêu, thay thế các dòng chảy … Trong một số trường hợp sản phẩm còn có thêm nhiều công dụng khác nữa như giao thông, bảo vệ các đường ống bên trong, dẫn nước và cấp nước (có hệ thống ống bên trong)

1.5 Kích thước của sản phẩm cống hộp bê tông thoát nước

3

Hiện nay kích thước của sản phẩm có thể đến 5m nhưng không nhiều, vì lý do thiết

kế và chi phí thông thường kích thước của sản phẩm chỉ đến 3m, với sản phẩm có kích thước lớn hơn sẽ được chuyển thành cống hộp đôi

1.6 Tiêu Chuẩn Cống Hộp BTCT (TCVN 9116:2012)

TCVN 9116:2012 được chuyển đổi từ TCXDVN 392:2007 theo quy định tại khoản

1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định

số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều

của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật

TCVN 9116:2012 do Hội Công nghiệp Bê tông Việt Nam biên soạn, Bộ Xây dựng

đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

1.6.1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho sản phẩm cống hộp bê tông cốt thép đúc sẵn đơn (1 khoang) và đôi (2 khoang) dùng trong các công trình đường cống ngầm, cống thoát nước, cống dẫn nước thải không có áp, và có thể dùng lắp đặt hệ thống dây điện ngầm, dây cáp ngầm

1.6.2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có)

TCVN 1651-1:2008, Thép cốt bê tông - Phần 1: Thép thanh tròn trơn

TCVN 1651-2:2008, Thép cốt bê tông - Phần 2: Thép thanh vằn

TCVN 2682:2009, Xi măng poóc lăng - Yêu cầu kỹ thuật

4

TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử

TCVN 3118:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén

TCVN 4506, Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 6067:2004, Xi măng poóc lăng bền sun phát - Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 6260:2009, Xi măng poóc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 6288:1997, Thép cuộn các bon thấp kéo nguội dùng làm cốt thép phân bố, cấu tạo

TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 7711:2007, Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát - Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8826:2011, Phụ gia hóa học cho bê tông

TCVN 8827:2011, Phụ gia khoáng hoạt tính cao dùng cho bê tông và vữa - Silicafume

và tro trấu nghiền mịn

22 TCN 18:1979*, Qui trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn

TCXD 171:1989, Bê tông nặng - Phương pháp không phá hoại kết hợp máy siêu âm

và súng bật nẩy để xác định cường độ

Đốt cống dùng để đặt ngay sau tường dẫn cửa vào và cửa ra của cống, chỉ có mối nối

ở một đầu

Đốt cống giữa (Middlle culvert internode)

Đốt cống được đặt ở giữa đường cống và có mối nối ở cả hai đầu

Mối nối (Joint)

Phần liên kết giữa đầu dương và đầu âm của các đốt cống (Hình 3) hoặc hai đầu đấu vào nhau (nếu hai đầu bằng), bên ngoài phủ đai chống thấm

6

Đầu dương mối nối (Possitive head)

Phần mối nối nhìn thấy bên ngoài sau khi các đốt cống đã được lồng vào nhau

Đầu âm mối nối (Negative head)

Phần mối nối nằm bên trong sau khi các đốt cống đã được lồng vào nhau

Đường cống (Line culvert)

Tạo thành từ nhiều đốt cống được liên kết với nhau bằng các mối nối

Hình 1.5 Mối Nối 1.6.4 Kích thước danh nghĩa (Nominal dimension)

Kích thước trong của tiết diện ngang của đốt cống tính bằng mm, được quy ước chọn làm kích thước cơ bản để thiết kế mô đun các kích thước của cống

Kích thước danh nghĩa của cống hộp đơn và đôi đang sử dụng trong thực tế được thể hiện ở Bảng 1, Phụ lục A và Phụ lục B

1.6.5 Kích thước thực tế (Actual dimension)

Kích thước của đốt cống đo được trong thực tế sản xuất

1.6.6 Chiều dài hiệu dụng của đốt cống (Effective length of culvert internode)

Chiều dài được tính từ mép ngoài đầu dương đến mép trong đầu âm của đốt cống

1.6.7 Lô sản phẩm (Product lot)

Chi tiết A: Đầu dương mối nối Chi tiết B: Đầu âm mối nối

b) Cống có tiết diện hình vuông

1.7.2 Theo kết cấu, kích thước danh nghĩa cơ bản của đốt cống

1.8 Yêu cầu kỹ thuật

1.8.1 Yêu cầu về vật liệu

Xi măng

Xi măng dùng để sản xuất ống cống là xi măng poóc lăng bền sun phát (PCSR) theo TCVN 6067:2004, hoặc xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát (PCBSR) theo TCVN 7711:2007 hoặc xi măng poóc lăng (PC) theo TCVN 2682:2009 hoặc xi măng poóc lăng hỗn hợp (PCB) theo TCVN 6260:2009, cũng có thể sử dụng các loại xi măng khác, nhưng phải phù hợp với các tiêu chuẩn tương ứng

Cốt thép

Cốt thép dùng sản xuất cống hộp phải phù hợp với các tiêu chuẩn tương ứng sau:

- Thép thanh dùng làm cốt chịu lực trong bê tông là thép cán nóng theo TCVN (1 và 2):2008

1651 Thép cuộn các bon thấp kéo nguội dùng làm cốt thép phân bố, cấu tạo trong bê tông phải phù hợp với TCVN 6288:1997

- Các lô sản phẩm thép cần thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý được lấy theo quy định hiện hành

Hàn nối cốt thép phải tuân theo các quy định của quy trình hàn

Sai lệch khoảng cách bố trí thép so với thiết kế đối với các thanh thép chịu lực là ≤ 10 mm; đối với thép đai là ≤ 10 mm; sai lệch đối với lớp bảo vệ cốt thép là ± 5 mm

10

1.8.2 Kích thước và sai lệch kích thước

Kích thước danh nghĩa

Kích thước danh nghĩa của cống hộp bê tông cốt thép đơn và đôi đúc sẵn được quy định trong Bảng 2

Sai lệch kích thước đốt cống

Sai lệch kích thước tiết diện, chiều dày thành cống và chiều dài đốt cống được quy định trong Bảng 2 và các sai lệch cho phép được nhà sản xuất công bố và thông báo cùng với kích thước danh nghĩa Các sai lệch kích thước khác được quy định theo Phụ lục A và Phụ lục B

Bảng 1.2 Sai lệch kích thước tiết diện, chiều dày thành và chiều dài đốt cống Kích thước danh

nghĩa

Sai lệch kích thước tiết diện

Sai lệch chiều dày thành đốt cống

Sai lệch chiều dài đốt cống

11

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép

Để đảm bảo chống ăn mòn cốt thép, chiều dày của lớp bê tông bảo vệ cốt thép bên trong và bên ngoài không được nhỏ hơn 12 mm

1.8.3 Yêu cầu ngoại quan và các khuyết tật cho phép

Các khuyết tật do bê tông bị sứt, vỡ

Tổng diện tích bê tông bề mặt bị sứt, vỡ không được vượt quá 6 lần bình phương sai lệch của kích thước danh nghĩa đốt cống (mm2), trong đó diện tích một miếng sứt vỡ không được lớn hơn 3 lần bình phương sai số kích thước danh nghĩa và không được sứt vỡ đồng thời ở cả mặt trong và mặt ngoài tại chỗ tiếp xúc của mối nối

12

Bề mặt bê tông của đốt cống không được có các vết ố do cốt thép bên trong bị ăn mòn, bị gỉ

1.8.4 Yêu cầu mối nối cống

Vật liệu dùng để trám mối nối là vữa xi măng cát có mác tương đương với mác của

bê tông chế tạo đốt cống, không co ngót; hoặc sợi đay tẩm nhựa đường hoặc chất chuyên dụng cho mối nối Mặt phẳng của mối nối cống phải vuông góc với trục dọc của đốt cống

1.8.5 Yêu cầu về khả năng chống thấm nước

Ống cống phải đảm bảo không xuất hiện vết nước thấm qua thành ống Xác định bằng phương pháp thử khả năng chịu áp lực thủy tĩnh khi cống chứa đầy nước

1.8.6 Yêu cầu về khả năng chịu tải của đốt cống

Khả năng chịu tải của đốt cống đơn và đôi được quy định ở Bảng 3 tương ứng với thiết kế kỹ thuật cho các loại cống có kích thước danh nghĩa và phạm vi áp dụng khác nhau

Bảng 1.3 Lực nén giới hạn theo phương pháp nén trên bệ máy với thanh truyền lực đặt tại vị trí giữa cạnh trên

Kích thước danh nghĩa

1.9.2 Kiểm tra khuyết tật ngoại quan

Kiểm tra sự phù hợp của lô sản phẩm đốt cống hộp so với các yêu cầu về ngoại quan

và mức độ khuyết tật được thực hiện trên 5 mẫu thử lấy ngẫu nhiên nêu trên trong lô sản phẩm

Thiết bị, dụng cụ

- Thước dây, thước kim loại hoặc thước nhựa dài 1 m, độ chính xác đến 1 mm;

- Thước kim loại hoặc thước nhựa dài 300 mm, độ chính xác đến 1 mm;

- Thước kẹp có độ chính xác đến 0,1 mm;

- Thước căn lá thép dày 0,1 mm;

- Đo kích thước bê tông vỡ để tính diện tích vỡ: Quy vết vỡ về dạng hình tròn tương đương, đo đường kính trung bình để tính ra diện tích vỡ hoặc dùng giấy bóng kính có kẻ sẵn lưới ô vuông để đo diện tích bê tông vỡ, tính diện tích vỡ bằng cách đếm số ô vuông

- Đo vết nứt bê tông: Quan sát phát hiện vết nứt bằng mắt thường hoặc dùng kính lúp Nếu có vết nứt, thì cắm đầu thước lá căn vào vết nứt để xác định bề rộng và chiều sâu vết nứt

Đánh giá kết quả

Đối chiếu với yêu cầu về ngoại quan và khuyết tật của đốt cống được quy định trong 5.3 để đánh giá chất lượng đốt cống

Nếu trong 5 sản phẩm lấy ra kiểm tra có 1 sản phẩm không đạt cấp chất lượng thì trong lô đó lại chọn ra 5 mẫu khác để kiểm tra tiếp Nếu lại có 1 sản phẩm không đạt yêu cầu chất lượng thì lô sản phẩm đó phải nghiệm thu theo từng sản phẩm

1.9.3 Kiểm tra kích thước và độ sai lệch kích thước

Kích thước và sai lệch kích thước của sản phẩm đốt cống được xác định trên 5 mẫu thử lấy ngẫu nhiên nêu trên của lô sản phẩm

15

Cách tiến hành

- Đo kích thước bên trong (kích thước danh nghĩa) của từng đốt cống theo hai phương Việc đo được tiến hành trên cả hai đầu đốt cống

- Đo bề dày của thành đốt cống ở các cạnh ở 2 đầu bằng thước kẹp

- Đo chiều dài hiệu dụng của từng đốt cống theo các cạnh bằng thước thép hoặc thước thép cuộn

- Đo bề dày của lớp bê tông bảo vệ cốt thép đối với từng đốt cống bằng cách khoan hai lỗ trên bề mặt đốt cống cho tới cốt thép hoặc cắt ngang tiết diện cống để đo bề dày lớp

bê tông bảo vệ Sau khi kiểm tra, lỗ khoan phải được trát kín bằng vữa xi măng

Đánh giá kết quả

Đối chiếu các kết quả đo trung bình với các thông số thiết kế cống hộp để xác định độ sai lệch cho phép như đã được quy định trong 5.2 Nếu trong 5 sản phẩm lấy ra kiểm tra có

1 sản phẩm không đạt chất lượng thì lấy 5 sản phẩm khác trong lô đó để kiểm tra lần 2 Nếu lại có 1 sản phẩm không đạt yêu cầu chất lượng thì lô sản phẩm đó phải nghiệm thu theo từng sản phẩm

1.9.4 Kiểm tra khả năng chống thấm nước

Bảng 1.4 Thời gian giữ nước trong đốt cống

Bề dày thành đốt cống (mm) Thời gian giữ nước (h)

Kết thúc thời gian thử, quan sát bề mặt ngoài đốt cống xem có hiện tượng thấm ướt

và giọt nước đọng trên bề mặt không

Đánh giá kết quả

Nếu không có hiện tượng thấm nước hoặc xuất hiện giọt nước đọng thì đốt cống hộp thử nghiệm đạt yêu cầu về độ chống thấm

Nếu trong 3 đốt cống đem thử mà có 1 đốt cống bị thấm, thì phải chọn 3 đốt cống khác để thử tiếp Nếu lại có 1 đốt cống bị thấm nước thì lô cống đó không đạt yêu cầu về

độ chống thấm, phải nghiệm thu theo từng sản phẩm

17

1.9.5 Kiểm tra cường độ bê tông

Bê tông phải được lấy mẫu, bảo dưỡng và xác định cường độ theo TCVN 3105:1993, TCVN 3118:1993 và lưu phiếu thí nghiệm, coi đó là một trong các hồ sơ chất lượng sản phẩm Cũng có thể sử dụng phương pháp không phá hủy kết hợp sóng siêu âm với súng bật nẩy theo TCVN 171:1989

Trong trường hợp cần thiết phải kiểm tra trên mẫu bê tông khoan từ đốt cống

1.9.6 Kiểm tra khả năng chịu tải của đốt cống

Chuẩn bị mẫu thử

Lấy ít nhất 2 đốt cống bất kỳ trong lô sản phẩm để chuẩn bị mẫu thử

Mẫu thử có thể là một đốt cống có chiều dài danh nghĩa 1 200 mm hoặc theo thiết kế

cụ thể

Nguyên tắc

Khả năng chịu tải của đốt cống được xác định bằng phương pháp nén trên bệ máy Tải trọng nén phá hủy (tải trọng giới hạn) là tải trọng nén quy định cho mỗi loại đốt cống

và được duy trì ít nhất trong 1 min mà đốt cống không bị phá hủy tương ứng với chỉ tiêu

kỹ thuật cho các loại ống có kích thước danh nghĩa và phạm vi áp dụng khác nhau theo 22 TCN 18:1979

Khi nén, đốt cống thử được lắp đặt để tiếp xúc chặt chẽ với sàn máy nén và giữ cố định theo phương ngang của đốt cống Với đốt cống đơn, lực nén đặt tại điểm giữa cạnh trên Với cống đôi, lực nén đặt tại giữa cạnh trên của một khoang đốt cống (Hình 4)

Có thể thử tải bằng cách chất tải hoặc ép thủy lực tại hiện trường khi điều kiện nền móng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Thiết bị, dụng cụ

- Máy nén thủy lực hoặc máy nén cơ học dùng hệ thống kích Máy phải được lắp đồng

hồ lực có thang đo phù hợp sao cho tải trọng thử phải nằm trong phạm vi (20 ÷ 80) % của

18

giá trị lớn nhất của thang đo lực Độ chính xác của máy trong khoảng ± 2 % tải trọng thử quy định;

- Các dụng cụ quan sát và đo bề rộng vết nứt (kính phóng đại, thước căn lá);

- Các tấm đệm cao su có độ cứng (45 ÷ 60) theo thang đo độ cứng Shore;

- Thanh truyền lực ở trên làm bằng thép cứng;

- Thiết bị nén tại hiện trường phải phù hợp với các yêu cầu thí nghiệm cũng như điều kiện lắp đặt các dụng cụ đo và thiết bị gia tải;

- Thiết bị nén tại hiện trường phải phù hợp với các yêu cầu thí nghiệm cũng như điều kiện lắp đặt các dụng cụ đo và thiết bị gia tải

Hình 1.6 Vị trí đặt lực để kiểm tra khả năng chịu tải của đốt cống

Cách tiến hành

- Đặt đốt cống thử lên bệ thử một cách chắc chắn, ổn định;

- Đặt tấm đệm và thanh truyền lực trên lên điểm giữa thanh ngang cống;

- Tác dụng lực lên điểm giữa của thanh truyền lực, tăng tải đến giá trị 10 % lực nén quy định;

- Kiểm tra độ ổn định, tiếp xúc của toàn bộ hệ thống và các thanh gối tựa;

- Tiếp tục tăng tải với tốc độ gia tải 200 kN/min Khi xuất hiện vết nứt, giữ tải trong

1 min và quan sát, đo bề rộng vết nứt

và tắt máy

Đánh giá kết quả

Khi thử tải trọng nén giới hạn có thể xảy ra các trường hợp sau đây:

- Khi ép đến tải trọng cực đại mà xuất hiện vết nứt lớn hơn quy định (sâu hơn 0,2 mm

và chiều rộng lớn hơn 0,25 mm), thì đốt cống không đạt yêu cầu về khả năng chịu lực

- Đốt cống đạt yêu cầu về khả năng chịu tải trọng nếu thỏa mãn yêu cầu của tải trọng giới hạn khi thử tải quy định ở Bảng 3

Đánh giá kết quả kiểm tra lô thử: Nếu trong 2 đốt cống đem thử có 1 đốt cống không đạt yêu cầu về khả năng chịu tải, thì phải chọn 2 đốt cống khác để thử tiếp Nếu lại có 1 đốt cống không đạt yêu cầu về khả năng chịu tải, thì lỗ cống đó không đạt yêu cầu về khả năng chịu tải, phải nghiệm thu theo từng sản phẩm

1.10 Ghi nhãn, vận chuyển và bảo quản

Ghi nhãn

Trên mỗi đốt cống phải ghi rõ:

- Tên cơ sở sản xuất;

- Loại sản phẩm, kích thước danh nghĩa;

- Ký hiệu lô sản phẩm;

- Ngày, tháng, năm sản xuất;

- Dấu kiểm tra chất lượng;

Nhãn mác được ghi ở mặt ngoài của đốt cống tại vị trí dễ quan sát thấy

20

Vật liệu dùng cho việc ghi nhãn mác không bị hòa tan trong nước và không phai màu Khi xuất xưởng phải có giấy chứng nhận chất lượng sản phẩm của lô hàng Giấy chứng nhận chất lượng cần thể hiện đầy đủ các nội dung kiểm tra đánh giá về:

- Ngoại quan và khuyết tật;

- Kích thước và sai lệch kích thước;

- Khả năng chống thấm nước;

- Cường độ bê tông của đốt cống theo phiếu thí nghiệm mẫu lưu hoặc theo TCXD 171:1989;

- Khả năng chịu tải của đốt cống

Vận chuyển và bảo quản

- Sản phẩm đốt cống hộp bê tông cốt thép, chỉ được phép bốc xếp, vận chuyển khi cường độ bê tông đạt tối thiểu 70% mác thiết kế

- Sản phẩm đốt cống phải được xếp, dỡ bằng cần cẩu với móc dây cáp mềm hoặc thiết

- Để thuận tiện khi vận chuyển và lắp ráp, trên bản nắp của đốt cống có thể bố trí 2 móc thép

21

Chương 2: Phân Tích Và Lựa Chọn Phương Án Thiết Kế

2.1 Phân tích lựa chọn cơ cấu rung

2.1.1 Vai trò và tác dụng của cơ cấu rung

Trong công nghiệp sản xuất các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép, để làm chặt hỗn hợp bê tông người ta thực hiện bằng các phương thức sau: rung động, ép hoặc quay ly tâm v.v… trong đó rung động được sử dụng phổ biến nhất vì thiết bị đơn giản, phạm vi ứng dụng rộng, hiệu quả làm chặt cao và thích hợp với nhiều dạng kết cấu kiện xây dựng

Dưới tác dụng của rung động, các hạt cốt liệu của hỗn hợp bê tông được truyền năng lượng và chuyển động với vận tốc khác nhau Khi này liên kết giữ các hạt bị phá vỡ, nội

ma sát giảm; hỗn hợp trở nên lưu động hơn, không khí được đẩy ra ngoài và các hạt tiến sát lại gần nhau, làm cho khối lượng thể tích của bê tông tăng lên (tang lên 1,6÷1,65 lần)

và khuôn được điền đầy hơn

Thiết bị làm chặt hỗn hợp bê tông bằng phương pháp rung cần đạt được những yêu cầu đảm bảo độ chặt và cường độ bê tông; độ tin cậy và tuổi thọ cao; năng suất tạo hình cao; sử dụng và sửa chữa dễ; đảm bảo các tiêu chuẩn về tiếng ồn và rung động; phải có độ cứng vững cao để truyền được dao động một cách đồng đều cho các bề mặt tiếp xúc với hỗn hợp bê tông, đảm bảo kích thước và hình dạng chính xác của các cấu kiện bê tông

2.1.2 Phân loại

22

Bảng 2.1 Các loại máy rung đầm lèn hỗn hợp bê tông

Máy rung thể tích Máy rung bề mặt

Đầm dùi trục mềm

Bàn

rung

Máy rung chèn

đá

Đ

ầm chày cán cứng Khối chày rung

23

Máy rung bề mặt, nguồn dao động đặt trực tiếp lên bề mặt của hỗn hợp bê tông và dao động được truyền từ bên trên vào trong long của hỗn hợp bê tông Máy rung bề mặt được sử dụng cho hỗn hợp bê tông lưu động với về dày lớp đầm chặt không lớn hơn 200mm

Máy rung đặt trong (đầm dùi) được thả chìm sâu trong lòng hỗn hợp bê tông và rung động được truyền từ bên trong ra xung quanh Phương pháp truyền rung này rất có hiệu quả trong việc làm chặt hỗn hợp bê tông Máy rung đặt trong được dung cho hỗn hợp bê tông lưu động và ít lưu động để tạo hình các cấu kiện dạng tấm, cột và đặc biệt làm chặt các khối móng, cũng như các công trình thủy lợi

Ở máy rung thể tích, hỗn hợp bê tông được đưa vào khuôn cứng (hoặc vỏ, cốt pha) Dao động được truyền qua khuôn (vỏ, cốt pha) tới toàn bộ thể tích của hỗn hợp Bàn rung

là loại máy rung thể tích được dùng để chế tạo các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép từ các hỗn hợp bê tông cứng và từ tất cả các loại hỗn hợp bê tông lưu động

2.1.3 Cơ Cấu Gây Rung

2.1.3.1 Rung động bằng lực từ trường

Hình 2.1 Cơ cấu động bằng từ trường

Nguyên lý tạo rung động bằng từ trường là sử dụng dao động từ trường để tạo lực hút, đẩy theo chu kỳ thay đổi của chiều từ trường trong các nam châm điện

24

 Ưu điểm

 Biên độ dao động và tần số dễ tùy chỉnh

 Dễ dàng thay đổi biên độ và tần số

 Điều chỉnh hướng rung dễ dàng

Hình 2.2 Cơ cấu rung động ly tâm

Nguyên lý tạo rung bằng lực ly tâm do bánh lệch tâm quay là cho một khối lượng đặt cách tâm quay 1 khoảng r và quay với 1 vận tốc góc không đổi

 Ưu điểm

25

 Biên độ dao động và tần số dễ thay đổi

 Biên độ dao động và tần số dễ tùy chỉnh

 Dễ bảo trì, sửa chữa và thay thế

 Tuổi thọ cao

 Nhược điểm

 Cơ cấu tương đối cồng kềnh

 Khá ồn

2.1.3.3 Rung động bằng truyền dẫn lệch tâm (khứ hồi)

Hình 2.3 Cơ cấu rung động bằng truyền dẫn lệch tâm

Nguyên lý tạo rung động là các cơ cấu cơ khí biến chuyển động quay thành chuyển động đi lại (khứ hồi), dùng cho các máy rung tần số thấp

 Ưu điểm

 Thay đổi biên dạng dễ dàng

 Dễ bảo trì, sửa chữa và thay thế

 Tuổi thọ cao

2.2 Phân tích lựa chọn cơ cấu ép

2.2.1 Vai trò và tác dụng của cơ cấu ép

Trong sản xuất cấu kiện bê tông thường dùng 3 dạng gia tải : gia tải không quán tính, gia tải quán tính và gia tải rung

+ Gia tải không quán tính có thể sử dụng thiết bị khí nén, thủy lực, hoặc cơ khí ép lên bề mặt cấu kiện

+ Gia tải quán tính có thể dùng một tấm thép nặng, đặt trực tiếp lên bề mặt trên của

bê tông Có thể coi hệ thêm một bậc( khối lượng) tự do nữa Phụ thuộc vào tỉ số 𝑄

𝑃0 giữa trọng lượng của vật gia tải và lực kích rung mà vật tham gia dao động cùng bê tông hoặc dao động va chạm với bê tông

+ Gia tải rung còn ít được nghiên cứu Theo kinh nghiệm áp lực trên bê tông của bộ gia tải rung nằm trong khoảng 0,001÷0,002 MPa là hợp lý nhất Với tần số 3000v/ph, biên

độ ≥ 0,1 ÷ 0,3 𝑚𝑚, bộ gây rung nên sử dụng loại có công dụng chung

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đặc biệt là độ chặt, song các yếu

tố sau đâu là cơ bản nhất

 Tính chất cơ lý của bột ép ( thành phần hạt, độ dẻo, độ ẩm…);

 Áp lực ép

 Phương pháp tác dụng lực (ép một phía, ép hai phía, ép 1 cấp, ép hai hoặc nhiều

cấp )

 Tốc độ và thời gian ép

27

2.2.2 Phân loại

2.2.2.1 Máy ép trục khuỷu

Nguyên lý ép là dùng nguyên lý ép cơ học do độ lệch tâm của trục khuỷu tạo ra

Hình 2.4 Nguyên Lý Máy Ép Trục Khuỷu

 Phải chọn thông số theo yêu cầu công nghệ

 Khó khăn trong thay đổi thông số và thay thế

2.2.2.2 Máy ép bằng vít me đai ốc dẫn động bằng ma sát

 Cơ cấu đơn giản

 Dễ vận hành, sửa chữa và bảo trì

Chiều dài hữu dụng 1 đốt cống (mm)

3.1.2 Tải Trọng Thiết Kế

 Tỉnh tải:

+ Lớp đất trên lưng cống có chiều dày từ 0.6m đến 3.0 m

+ Góc nội ma sát tiêu chuẩn 𝜑𝑡𝑐 = 80

+ Dung trọng tiêu chuẩn 𝛾𝑡𝑐 = 1.8 𝑇/𝑀3

 Hoạt Tải : các loại cống được thiết kế chịu 3 tải trọng:

+ Đoàn người 300 𝑘𝑔/𝑚2 ( cống dưới vỉa hè), đoàn xe H10-X60 (cống dưới đường oto), H30-XB80 (cống dưới đường oto)

3.1.3 Kiểm toán kết cầu cống

Kiểm toán theo 2 nhóm trạng thái giới hạn:

 Trạng thái giới hạn thứ 1 : về cường độ

 Trạng thái giới hạn thứ 3 : về sự xuất hiện vết nứt

3.1.4 Vật liệu chế tạo cống :

31

 Bêtông : chế tạo theo công nghệ RUNG ÉP ;mác 300, đá 1x2cm

 Cốt thép : Lưới thép hàn từ cốt thép cacbon thấp kéo nguội có Ra =3800 𝑘𝑔/𝑚2

Mối nối cống

Mối nối các ống cống thực hiện do sự ráp nối giữa đầu dường và đầu âm của các đốt cống Vật liệu dùng để làm mồi nối là joint cao su

Cửa cống thượng lưu và hạ lưu :

Tùy theo thiết kế của từng công trình cụ thể phải làm đảm bảo thu và thoát nước tốt, chống được xói lở móng cống

3.1.5 ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG VÀ LẮP ĐẶT ỐNG CỐNG :

Tùy theo chất lượng địa chất công trình tại nơi đặt cống để chọn móng cống hợp lý

m kết cấu móng cống phải đảm bảo tối thiểu các điều kiện sau:

 𝐸𝑛é𝑛≥ 600 𝑘𝑔

𝑐𝑚 2 và không kê cống trực tiếp trên nền đá

 Khi nền đất đáy móng có sức chịu tải 𝑅𝑡𝑐 ≥ 2.5 𝑘𝑔

𝑐𝑚 2 có thể đặt cống trực tiếp trên nền thiên nhiên sau khi làm phẳng

 Khi nền đất đáu móng có sức chịu tải 𝑅𝑡𝑐 ≥ 1.5 𝑘𝑔

𝑐𝑚 2 có thể đặt cống lên lớp móng bằng đá dãm đầm chặt

 Khi nền đất đáu móng có sức chịu tải 𝑅𝑡𝑐 ≥ 1.0 𝑘𝑔

𝑐𝑚 2 phải đặt cống lên lớp móng bê tông liên tục trên suốt chiều dài cống

 Khi nền đất đáy móng có sức chịu tải 𝑅𝑡𝑐 < 1.0 𝑘𝑔

𝑐𝑚 2 phải có biện pháp gia cố nền và đặt cống trên móng BTCT Các móng này phải liên tục suốt chiều dài cống, có thể

đổ tại chỗ hoặc đúc sẵn từng khối

Xử lý móng cụ thể tùy theo kỹ sư thiết kế

3.1.6 TIÊU CHUẨN VẬT LIỆU LÀM CỐNG

32

3.1.6.1 Ximăng

Loại xi măng Silicat thông thường

Mác : mác xi măng tối thiểu phải bằng 1.3 lần mác bê tông thiết kế cho cống Mác

bê tông thiết kế cống theo công nghệ RUNG ÉP là 300 𝑘𝑔/𝑚2, xi măng tương ứng PC

Quy định chung chọn xi măng:

1 Độ mịn : phần còn lại trên sang 4900 lỗ không quá 10%

2 Thời gian bắt đầu đông cứng không quá 12 giờ

3 Cường độ : 400 𝑘𝑔/𝑚2 (phương pháp nhanh)

3.1.6.2 Cốt liệu

Đá :

Cốt liệu thô dung đổ bê tông cho ống cống hộp công nghệ Rung Ép là loại đá vôi hoặc đá cuội nghiền ra, nếu dung loại đá khác để nghiền thì phải thí nghiệm