Những trụ nổi bằng phao, được giữ cân bằng qua lỗ đáy. Khi tính toán độ nổi, trọng lượng tính toán của tàu được nhân với hệ số tin cậy.. M g là moment của các lực giữ ổn định, cũng đối [r]
(1)
TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 11815:2017
Xuất lần
THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH PHỤ TRỢ TRONG THI CÔNG CẦU
Design of temporary works and auxiliary equipments for Bridge construction
(2)TCVN 11815:2017
(3)TCVN 11815:2017
3
Mục lục
1 Phạm vi áp dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ định nghĩa
4 Quy định chung
4.1 u cầu thiết kế cơng trình phụ trợ
4.2 Yêu cầu khổ giới hạn 10
4.3 Những dẫn tính tốn kết cấu 11
5 Tải trọng hệ số tải trọng 15
6 Những công trình phụ trợ chuyên dùng – Các thiết bị máy móc dụng cụ 29
6.1 Cầu dùng cho cần cẩu lại 29
6.1.1 Những yêu cầu chung 29
6.1.2 Kết cấu nhịp 30
6.1.3 Mố, trụ 30
6.1.4 Tính tốn 31
6.2 Cầu tạm thi công 33
6.2.1 Những yêu cầu chung 33
6.2.2 Tính tốn 34
6.2.3 Đối với cầu tạm dùng cho thiết bị thi công bánh sắt 35
6.3 Bến tạm 36
6.3.1 Những yêu cầu chung 36
6.3.2 Tính toán 37
6.4 Triền tàu 37
6.4.1 Những yêu cầu chung: 37
6.4.2 Tính toán 38
6.4.3 Phương pháp hạ thủy 39
6.5 Kết cấu chống va trôi 39
6.6 Neo đất 39
6.6.1 Phân loại neo 39
6.6.2 Tính tốn neo 40
6.7 Đà giáo thi công, giá treo, giá đỡ, sàn công tác 43
6.7.1 Những yêu cầu chung 43
6.7.2 Những yêu cầu cấu tạo phận 43
6.7.3 Tính tốn 44
7 Các cơng trình phụ tạm để thi cơng móng 44
7.1 Vịng vây hố móng 44
(4)TCVN 11815:2017
4
7.2.1 Phân loại vòng vây đất phạm vi áp dụng 44
7.2.2 u cầu thi cơng 46
7.2.3 Tính toán 46
7.3 Khung vây cọc ván thép 47
7.3.1 Những yêu cầu cấu tạo 47
7.3.2 Những ngun tắc chung tính tốn vịng vây cọc ván hố móng 50
7.3.3 Tính tốn vịng vây cọc ván khơng có chống ngang 53
7.3.4 Tính tốn vịng vây cọc ván có tầng giằng chống 55
7.3.5 Tính tốn vịng vây cọc ván có từ tầng khung chống trở lên 58
7.3.6 Các trường hợp tính tốn đặc biệt 59
7.4 Vòng vây cọc ván gỗ 60
7.4.1 Những yêu cầu cấu tạo 60
7.4.2 Tính tốn 61
7.5 Văng chống vách 61
7.5.1 Những yêu cầu cấu tạo 61
7.5.2 Tính tốn 62
7.6 Thùng chụp ngăn nước 62
7.6.1 Yêu cầu cấu tạo 63
7.6.2 Tính tốn 64
7.7 Đảo nhân tạo 64
7.7.1 Những yêu cầu chung đảo nhân tạo 64
7.7.2 Những dạng đảo nhân tạo thường áp dụng thi công 65
7.8 Khung dẫn hướng 67
7.8.1 Những yêu cầu cấu tạo 68
7.8.2 Tính tốn 69
7.9 Các thiết bị phụ trợ để đổ bê tông nước 69
7.9.1 Những yêu cầu thiết kế cấu tạo 69
7.9.2 Tính tốn 72
7.10 Những cơng trình phụ trợ cho việc hạ cọc, hạ ống 72
7.10.1 u cầu chung 72
7.10.2 Tính tốn 72
8 Ván khn kết cấu tồn khối 73
8.1 Những dẫn chung 72
8.2 Tính tốn phận ván khn 72
8.3 Những yêu cầu việc thiết kế ván khuôn trượt 72
(5)TCVN 11815:2017
5
9.1 Đà giáo trụ tạm 81
9.1.1 Cấu tạo đà giáo cố định 83
9.1.2 Cấu tạo đà giáo lắp ráp 83
9.1.3 Cấu tạo trụ tạm 84
9.1.4 Cấu tạo trụ tạm trung gian kết cấu mở rộng trụ để lắp hẫng nửa hẫng 86
9.1.5 Tính tốn đà giáo trụ để lắp ráp nửa hẫng hẫng nhịp cầu 86 9.2 Những trụ để lao cầu 89
9.2.1 Cấu tạo trụ để lao cầu 89
9.2.2 Tính toán 90
9.3 Sàn đạo lắp ráp 93
9.3.1 Cấu tạo chung 93
9.3.2 Tính tốn 94
9.4 Đường trượt thiết bị trượt 96
9.4.1 Những yêu cầu chung 96
9.4.2 Những thiết bị trượt 97
9.4.3 Đường trượt 100
9.4.4 Mũi dẫn, giá đón kết cấu neo: 101
9.5 Thiết bị kéo (đẩy) hãm 102
9.5.1 Cấu tạo 102
9.5.2 Tính tốn 103
9.6 Những thiết bị để nâng hạ nhịp cầu 104
9.6.1 Cấu tạo 104
9.6.2 Tính tốn hộp cát thiết bị để nâng (hạ) nhịp cầu 105
9.7 Những trụ thiết bị để di chuyển chúng 105
9.7.1 Nguyên tắc chung 105
9.7.2 Tính toán 108
9.8 Những sà lan (tàu đáy bằng, hệ phao) để đặt cần cẩu: Giá búa, chuyên chở vật liệu kết cấu thi công 114
9.8.1 Nguyên tắc chung 114
9.8.2 Tính tốn 115
10 Nền móng 117
10.1 Những dẫn chung 117
10.2 Vật liệu chế phẩm 117
10.3 Cường độ tính tốn đất khả chịu lực tính tốn cọc 117
(6)TCVN 11815:2017
6
10.5 Tính tốn móng 128
11 Kết cấu gỗ 134
11.1 Những yêu cầu chung 134
11.2 Những yêu cầu bổ sung trụ gỗ cầu cho cẩu, cầu công tác đà giáo thi công 135
12 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép 136
13 Kết cấu kim loại 137
14 Một số biện pháp thi cơng khác có tiêu chuẩn tham áp dụng thi công: 139
Phụ lục A (Quy định): Bảng kê thiết bị, cơng trình phụ trợ cần tính tốn theo u cầu cơng trình 141
Phụ lục B (Quy định): Trọng lượng đơn vị hệ số ma sát vật liệu 142
Phụ lục C (Quy định): Trị số tiêu chuẩn cuả dung trọng (T/m3) lực đỉnh C (Kg/cm2), góc nội ma sát 144
Phụ lục D (Quy định): Xác định áp lực hơng tiêu chuẩn tác dụng lên vịng vây hố móng 145
Phụ lục E (Tham khảo): Tính loại phao kim loại Nga 152
Phụ lục F (Tham khảo): Tính mơmen qn tính hệ ghép phao 155
Phụ lục G (Quy định): Xác định mômen uốn M lực cắt Q trụ tải trọng sóng gây 156
Phụ lục H (Tham khảo): Quy đinh tạm ứng suất cho phép cứa gỗ dùng cơng trình giao thơng vận tải 157
Phụ lục I (Quy định): Tính tốn móng cọc 159
Phụ lục J (Quy định): Xác định lưu lượng nước ngầm ngấm qua đáy hố móng vịng vây cọc ván thép 164
(7)TCVN 11815:2017
7
Lời nói đầu
(8)TCVN 11815:2017
(9)TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11815:2017
Thiết kế cơng trình phụ trợ thi cơng cầu
Design of temporary works and auxiliary equipments for Bridge construction
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn quy định yêu cầu thiết kế xây dựng mới, sửa chữa cơng trình phụ trợ thi công cầu đường sắt cầu đường thiết kế theo trạng thái giới hạn
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm ban hành áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm ban hành áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi
TCVN 10309 : 2014 Hàn cầu thép – Quy định kỹ thuật; TCVN 9686 : 2013 Tiêu chuẩn quốc gia cọc ván thép; TCVN 9859: Tiêu chuẩn quốc gia bến phà cầu phao; TCVN 9394 : 2012 - Thi công nghiệm thu đóng ép cọc
3 Thuật ngữ định nghĩa
3.1 Cơng trình phụ trợ (Auxiliary Structure)
Tên gọi chung cho kết cấu cơng trình dựng lên thời gian thi cơng tháo dỡ sau cơng trình hồn thành
3.2 Trạng thái giới hạn (Limit State)
Điều kiện mà vượt qua cấu kiện ngừng thỏa mãn quy định thiết kế
4 Quy định chung
4.1 Yêu cầu thiết kế cơng trình phụ trợ
4.1.1 Ngun tắc thiết kế cơng trình phụ trợ đảm bảo an tồn tuyệt đối q trình thi
cơng cơng trình, đảm bảo bố trí cấu tạo tính tốn cơng trình phụ trợ cơng tác thiết kế thi công cầu ngành giao thông vận tải
4.1.2 Việc thiết kế kết cấu, thiết bị cơng trình phụ trợ phải thực lập thiết
kế kỹ thuật thiết kế vẽ thi công cầu
Các kết cấu, thiết bị cơng trình phụ trợ lập thiết kế kỹ thuật cơng trình cầu, bao gồm:
a) Các phương án giải pháp kết cấu cơng trình phụ trợ đồng với thiết kế cầu thiết kế tổ chức thi công Các phương án đáp ứng đủ kết cấu cần thiết cơng trình mặt khối lượng, định mức dự toán
b) Phù hợp giải pháp kết cấu kinh tế - kỹ thuật công trình định làm
(10)TCVN 11815:2017
10
1 Những vẽ chi tiết cần cho việc chế tạo thi công kết cấu cơng trình phụ trợ phải kèm theo dẫn kỹ thuật chất lượng vật liệu sử dụng phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia
2 Những yêu cầu công nghệ chế tạo nhà máy phân xưởng đơn vị thi công
3 Những dẫn khả sử dụng vùng khí hậu khác trường hợp cần thiết bao gồm yêu cầu thí nghiệm
4 Các tính chủ yếu, bao gồm kết tính tốn
5 Những dẫn kỹ thuật an toàn phù hợp với nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật
4.1.3 Danh mục kết cấu cơng trình phụ trợ, vật liệu kết cấu
vạn dùng cho nó, xác định thiết kế kỹ thuật
Những vẽ thi công cơng trình phụ trợ thiết kế sở thiết kế kỹ thuật, phù hợp với nhiệm vụ đề thiết kế
4.1.4 Khi thi cơng cơng trình phụ trợ, theo thỏa thuận với đơn vị quản lý cơng trình
và đơn vị thiết kế, cho phép có thay đổi để phù hợp với điều kiện thi công thực tế thay đổi phải ghi vẽ thi cơng
Các cơng trình phụ trợ phải lắp kết cấu vạn chế tạo nhà máy Việc sử dụng kết cấu phi tiêu chuẩn (kể kết cấu gỗ) coi ngoại lệ khơng có kết cấu vạn đáp ứng u cầu
Những cơng trình phụ trợ cần đáp ứng yêu cầu thi công nhanh, khả giới hóa cao yêu cầu kỹ thuật an tồn thi cơng
4.1.5 Các cơng trình phụ trợ phải tính tốn, bảo vệ đủ chịu tác dụng thiên nhiên
(mưa, lũ bão) điều kiện cho phép ghi vẽ thi công
Độ chôn sâu chân cọc ván đê quai, móng cơng trình nước phải xét đến mức độ xói lở đất
Những cơng trình phụ trợ nằm phạm vi thông thuyền cầu, cần đặt tín hiệu, đảm bảo lưu thơng tàu thuyền, tàu xe giai đoạn thi công cách tổ chức việc dẫn tàu thuyền luồng lạch qui định cầu Những biện pháp cần phải có thỏa thuận với quan quản lý đường thủy
Trong trường hợp đặc biệt, có dẫn thích hợp thiết kế tổ chức thi cơng, phải dự tính đặt vịng vây bảo vệ riêng, phải tính tốn cho cơng trình phụ trợ chịu tải trọng va đập thuyền bè
4.1.6 Việc theo dõi, kiểm tra cơng trình phụ trợ cần thực theo qui định,
hướng dẫn kỹ thuật q trình tổ chức thi cơng
4.2 Yêu cầu khổ giới hạn
4.2.1 Các cơng trình phụ giai đoạn thi cơng xây dựng bên đường sắt, đường ô tô
đường thành phố, tuân theo khổ giới hạn hành (hoặc yêu cầu cụ thể)
Trong trường hợp cần thiết, việc giảm khổ giới hạn cần phải có thỏa thuận quan quản lý
4.2.2 Những khổ giới hạn cầu, khoảng trống đà giáo phạm vi thông
thuyền có vật trơi quy định phụ thuộc vào đặc điểm qua lại tàu thuyền giai đoạn thi cơng phụ thuộc vào cấp đường sơng có xét đến yêu cầu quan quản lí đường sông địa phương
4.2.3 Việc xác định tĩnh khơng cơng trình phụ trợ khoảng thơng thuỷ
trụ cầu phải quy định thiết kế tùy thuộc vào điều kiện nơi thi cơng có xét đến u cầu sau:
(11)TCVN 11815: 2017
11 dịng chảy mức nước thi cơng định sở tài liệu quan điều tiết dòng chảy
b) Đỉnh vòng vây cọc ván, thùng chụp đê quai đất cần cao mực nước thi công tối thiểu 0,7 m phải mực nước ngầm đất Đảo để hạ giếng chìm giếng chìm ép cần phải cao mức nước thi công tối thiểu 0,5 m
c) Đáy kết cấu nhịp cầu tạm thi công, cầu cho cần cẩu đà giáo sông không thông thuyền bè mảng, trơi, nhịp khơng thơng thuyền sơng có tàu bè qua lại phải cao mức nước thi cơng 0,7 m Cho phép giảm trị số trên, mức nước cao xuất thời gian ngắn có khả tháo dỡ nhanh kết cấu phép ngập nước tạm thời
d) Ở nhịp vượt, mà có gỗ trơi có dịng bùn, đá khơng nên xây dựng cơng trình phụ trợ khoảng trụ Khi cần thiết phải xây dựng chúng khoảng cách tĩnh trụ đà giáo không nhỏ 10 m, nên xây dựng chúng vào lúc có khả xuất tác động lũ nguy hiểm
Ở dịng chảy có gỗ trơi có dịng bùn, đá (lũ núi) đáy kết cấu nhịp cầu cho cần cẩu cầu tạm thi công yêu cầu phải cao mực nước thi công tối thiểu m
Bề rộng lối đường hành không nhỏ 0,75 m
4.3 Những dẫn tính tốn kết cấu
4.3.1 Những kết cấu cơng trình phụ trợ chúng cần phải tính tốn
chịu đựng tác dụng lực tác dụng khác theo phương pháp trạng thái giới hạn
Trạng thái giới hạn trạng thái mà bắt đầu xuất kết cấu khơng cịn đáp ứng yêu cầu sử dụng thi công
Các trạng thái giới hạn chia thành nhóm:
+ Nhóm thứ nhất: (trạng thái giới hạn thứ 1)
Là trạng thái mà kết cấu cơng trình phụ trợ không đáp ứng yêu cầu sử dụng, khả chịu lực, cần thiết phải ngừng sử dụng khả chịu lực hay tới trạng thái lâm giới
+ Nhóm thứ hai: (trạng thái giới hạn thứ 2)
Là trạng thái xuất biến dạng mức, gây khó khăn cho việc sử dụng bình thường kết cấu phụ trợ
Các trạng thái giới hạn thuộc nhóm thứ gây bởi: Sự ổn định vị trí ổn định độ Mất ổn định hình dạng tổng thể
Mất ổn định hình dạng cục dẫn đến khả chịu lực
Sự phá hoại giòn, dẻo đặc trưng khác, có vượt sức bền, kéo đứt, trượt, hay trồi đất
Sự biến dạng chảy ép lún, biến dạng dẻo mức vật liệu (khi có vùng chảy)
Sự vượt mức liên kết ma sát
Sự ổn định cục hình dạng, dẫn đến biến dạng mức, chưa làm khả chịu lực
Biến dạng đàn hồi mức, gây ảnh hưởng khơng cho phép đến hình dạng khả chịu lực cơng trình xây dựng
(12)TCVN 11815:2017
12
4.3.2 Ngồi tính tốn chịu tác dụng lực, trường hợp cần thiết
phải tiến hành tính tốn khác sau:
Những tính tốn thấm vịng vây hố móng
Những tính tốn xói trụ tạm vịng vây cọc ván (nếu xói mịn khơng loại trừ giải pháp kết cấu)
Tính tốn lực kéo đến di chuyển kết cấu lắp ghép
4.3.3 Việc tính tốn kết cấu cơng trình phụ trợ chúng theo trạng
thái giới hạn thứ tiến hành với tải trọng tính tốn, xác định bằng: Tích số tải trọng tiêu chuẩn với hệ số vượt tải tương ứng n, hệ số xung kích l + M, với hệ số
tổ hợp
Chỉ dẫn giá trị hệ số với tính tốn khác nêu điều 5.6 Việc tính tốn kết cấu chúng theo trạng thái giới hạn thứ hai tiến hành với tác dụng tải trọng tiêu chuẩn
4.3.4 Khi tính tốn cần chọn tổ hợp tải trọng bất lợi xảy giai đoạn
thi công riêng biệt, phận kết cấu khác công trình phụ trợ chúng Vị trí tổ hợp tải trọng xác định thiết kế theo dẫn nêu 6.1.3.2
Các tổ hợp tải trọng tính tốn chịu tác động trôi phải xác định với xem xét trạng thái cơng trình có trơi, thường tính với trường hợp cơng trình khơng làm việc (trong 6.1.3.2 tính tốn thường khơng xét danh mục tổ hợp tải trọng kiến nghị)
Đối với cơng trình phụ trợ khơng tính lực động đất
4.3.5 Cường độ tính tốn vật liệu (đất) tính tốn độ bền ổn định cần phải lấy
theo dẫn 10.3.4
Trong trường hợp cần thiết chúng giảm tăng hệ số điều kiện làm việc m, xét đến gần sơ đồ tính tốn Đồng thời khơng phụ thuộc vào
giá trị hệ số m cịn có hệ số tin cậy k, xét đến mức độ quan trọng cơng trình
độ nghiêm trọng hậu xuất trạng thái giới hạn
Phương thức áp dụng trị số m, k quy định theo yêu cầu Bảng
(13)TCVN 11815: 2017
13
Bảng 4.1 - Hệ số tin cậy k điều kiện làm việc m Tên kết cấu (hoặc phận kết cấu) công
trình phụ trợ
Hệ số tin cậy k điều kiện làm việc m
kH m
(1) (2) (3)
Dây cáp để treo nâng hạ giá đà giáo thi công Những phận chịu lực khác giá đà giáo thi công
treo nâng hạ 1,3
Trị số lực giữ (hãm), kết cấu kẹp chặt ma sát (trừ kết cấu đà giáo dùng cho người)
Vòng vây cọc ván chỗ ngập nước 1,1
Kết cấu nhịp cầu cho cẩu, phận trụ đà dọc
của thành bến tàu (khơng kể móng) 1,05
Cố định neo chôn bê tông:
+ Neo kết cấu nhịp cơng xon địn dầm + Liên kết cột trụ với bệ
2,0 1,5
- - Những kết cấu kim loại neo, giữ cho kết cấu nhịp khỏi lật
Những trụ phao, giữ cân qua lỗ đáy 1,125 - Những trụ sà lan, giữ cân nhờ máy
bơm 1,20 -
Những sà lan đáy để đặt giá búa cần cẩu Những sà lan đáy để đặt cần cẩu chân đê để
chuyên chở vật liệu kết cấu thi công 1,25 -
Những phận gỗ ván khuôn lều ủ nhiệt chịu tác
dụng nước - 0,8
Những ván lát tăng cường vách hố móng - 1,1
Những phận ván khuôn kết cấu đổ bê tơng tồn khối (trừ
gỗ chống) - 1,15
Những kết cấu gỗ nằm nước - 0,90
Những tường cọc ván (nhưng không chống) - Có dạng vịng mặt
- Có chiều dài < m với tầng kẹp chống trung gian
- 1,15
1,10
CHÚ THÍCH:
1) Cần phải chia trị số cường độ tính tốn (lực giữ) cho hệ số kH, nhân trị số cường độ tính tốn với hệ số
m Khi tính tốn độ nổi, trọng lượng tính tốn tàu nhân với hệ số tin cậy
2) Những hệ số kH m sử dụng đồng thời với hệ số điều kiện làm việc khác nêu 10.3.2
đến 10.3.4
(14)TCVN 11815:2017
14
4.3.6 Độ ổn định chống lật kết cấu phải tính tốn theo cơng thức:
(4-1)
trong đó:
M1 moment lực lật trục quay kết cấu; kết cấu tựa gối riêng biệt trục quay lấy trục qua tim gối ngồi (gối biên), cịn kết cấu tựa có tính chất liên tục, trục quay trục qua cạnh thấp nhất, kết cấu
Mg moment lực giữ ổn định, trục
m hệ số điều kiện làm việc, kết cấu có điểm tựa tập trung (trên
điểm riêng biệt) lấy m = 0,95; trụ chống nề lồng gỗ lấy m = 0,9; tường cọc ván lấy theo điều
Khi tính tốn độ ổn định kết cấu có neo cần phải kể đến moment giữ ổn định lực khả chịu lực tính tốn neo
4.3.7 Độ ổn định chống trượt kết cấu phải tính tốn theo cơng thức:
(4-2)
trong đó:
lực trượt tổng hình chiếu lực trượt lên mặt phẳng có khả bị trượt
là lực trượt giới hạn hình chiếu lực giữ ổn định trượt theo thiết kế tác dụng lên mặt phẳng trượt
m hệ số điều kiện làm việc, m = 0,9 kết cấu mặt đất, m = 1,0 kết
cấu chôn đất
hệ số an toàn theo vật liệu, xét đến biến đổi hệ số ma sát lấy 1,1
Khi tính tốn ổn định kết cấu tăng cường neo chống phải tính lực giữ ổn định khả chịu lực tính tốn neo chống
Khi tính tốn độ ổn định hệ số ma sát, vật liệu khác lấy theo Phụ lục B
4.3.8 Khi tính tốn độ ổn định kết cấu nằm mặt đất trị số lực
trượt xác định với hệ số vượt tải lớn 1, cịn trị số lực giữ ổn định xác định với hệ số vượt tải nhỏ
Khi xác định ổn định cọc ván, cần tuân theo dẫn điều Việc kiểm tốn độ cần thực theo cơng thức:
VnQ x kH (4-3)
trong đó:
trọng lượng riêng nước lấy T/m3 nước ngọt;
Vnlà lượng choán nước giới hạn tàu, lượng choán nước ứng với mớn nước chiều cao thành tàu mặt cắt giữa, tính m3
;
Q trọng lượng tính tốn tàu, lấy theo dẫn điều 9, tính T; kHlà hệ số tin cậy, lấy theo dẫn Bảng 4.1 điều
4.3.9 Độ ổn định hệ đảm bảo tuân theo điều kiện sau:
a) Chiều cao tâm nghiêng có giá trị dương
b) Mép boong không phép ngập nước (*)
c) Không cho phép đáy lên khỏi mặt nước (ở lườn tàu)
(15)TCVN 11815: 2017
15
4.3.10 Những biến dạng đàn hồi kết cấu cơng trình phụ trợ theo trạng thái giới
hạn thứ hai tính với tải trọng tiêu chuẩn (khơng tính hệ số vượt tải hệ số xung kích) Ở cơng trình có mối nối lắp ráp bu lông thường (không phải bu lông cường độ cao) biến dạng tính tốn xét đến khả biến dạng liên kết (mối nối) cần phải tăng độ võng đàn hồi tính tốn lên 30 %
GHI CHÚ: * (Ở trạng thái giới hạn thứ nhất) Và phải kiểm toán thỏa mãn điều kiện mép boong cao mặt nước khoảng cách chiều cao sóng (ở trạng thái giới hạn thứ 2)
Trong kết cấu có mối nối kiểu mặt bích chịu kéo tính thêm biến dạng mối nối
Những trị số biến dạng dư chỗ tiếp giáp (ở chỗ giao nhau) cần phải lấy sau:
Gỗ với gỗ: mm
Gỗ với kim loại bê tông: mm
Kim loại với bê tông: 0,5 mm
Kim loại với kim loại (ở chỗ nối mặt bích chịu nén): + 0,2 mm Phải lấy độ lún tà vẹt kê lót cách khít chặt 10 mm độ lún hõm cát, đựng đầy cát mm
4.3.11 Sơ đồ tính tốn kết cấu thiết bị cơng trình phụ trợ cần phải phù hợp với
sơ đồ hình học thiết kế nó, có xét đến giải pháp kết cấu giai đoạn thi công thứ tự đặt tải kết cấu Khi định sơ đồ tính tốn khơng cần kể đến độ vồng xây dựng độ võng kết cấu tác dụng tải trọng, trừ kết cấu dây
Xác định ứng lực phận kết cấu tiến hành với giả thiết vật liệu làm việc giai đoạn đàn hồi, cho phép phân tích sơ đồ kết cấu không gian thành hệ phẳng riêng biệt Trong trường hợp cần thiết xét đến ảnh hưởng tương hỗ hệ phẳng kết cấu kim loại sơ đồ không gian
5 Tải trọng hệ số tải trọng
5.1 Tính tốn kết cấu cơng trình phụ trợ cần phải tiến hành với tổ hợp bất lợi
(16)TCVN 11815:2017
16
Bảng 5.1 - Tên tải trọng lực tác động Số thứ tự Tên tải trọng lực tác động
1 Trọng lượng thân công trình phụ trợ Áp lực trọng lượng đất
3 Áp lực thuỷ tĩnh nước
4 Áp lực thuỷ động nước (bao gồm sóng)
5 Tác dụng việc điều chỉnh nhân tạo ứng lực cơng trình phụ trợ Những tác động kết cấu xây dựng (lắp ráp, đổ bê tông, di chuyển) tải trọng gió, tải trọng cần cẩu trọng lượng thiết bị đặt kết cấu
7 Trọng lượng vật liệu xây dựng khối nâng thi công khác
8 Trọng lượng giá búa, thiết bị lắp ráp (hoặc thiết bị nâng tải phương tiện vận tải
9 Trọng lượng người dụng cụ thiết bị nhỏ
10 Lực ma sát di chuyển kết cấu nhịp, máy móc kết cấu khác 11 Lực quán tính nằm ngang cần cẩu, giá búa xe ô tô 12 Tải trọng đổ đầm chấn động hỗn hợp bê tông
13 Lực tác dụng kích điều chỉnh ứng suất điêu chỉnh vị trí độ vồng cấu tạo kết cấu lắp ráp Lực tác dụng căng cốt thép dự ứng lực 14 Ứng lực hông xiên lệch lăn đường trượt không
song song, độ lệch chân cần cẩu 15 Lực tác dụng lún đất
16 Tải trọng gió
17 Tải trọng va đập tàu hệ 18 Tải trọng gỗ trôi
19 Tải trọng va chạm xe ôtô 20 Tải trọng thay đổi nhiệt độ
5.2 Tùy thuộc vào thời gian tác động mà tải trọng chia tải trọng cố định
tạm thời (tải trọng tác động lâu dài tải trọng tác động ngắn hạn) Thuộc vào loại tải trọng tác động ngắn hạn là:
a) Những tải trọng ghi mục 11, 14, 16, 19;
b) Những tải trọng đầm chấn động hỗn hợp bê tông rung lắc xả hỗn hợp bê tông bao gồm tải trọng nêu mục 12
Thuộc vào loại tải trọng tác động lâu dài tải trọng ghi mục 5, 8, 10, 13, 15, 20 áp lực ngang hỗn hợp bê tông tơi (tải trọng ghi mục 12)
CHÚ THÍCH:Khi tính tốn cơng trình phụ trợ khơng tính tải trọng đặc biệt như: lực động đất, tác động cố máy móc
5.3 Những đặc trưng tải trọng giá trị tiêu chuẩn chúng xác
định theo điều 5.4 đến điều 5.23 Tải trọng tính tốn xác định tích số tải trọng tiêu chuẩn với hệ số vượt tải n, xét đến sai lệch tải trọng, thiên phía bất
lợi so với giá trị tiêu chuẩn xác định tuỳ thuộc vào trạng thái giới hạn kiểm toán
Những trị số hệ số vượt tải n lấy theo Bảng 5.12
Những đặc trưng tổ hợp tải trọng xét đến tính tốn cơng trình phụ trợ dùng cho mục đích khác nêu điều đến điều
Xác suất tổ hợp tải trọng khác tính hệ số tổ hợp trị số lấy phù hợp với dẫn điều đến điều Trong trường hợp khơng có quy định riêng trị số lấy
Những hệ số tổ hợp đưa vào dạng thừa số cho tải trọng tác dụng ngắn hạn
(17)TCVN 11815: 2017
17
5.4 Tải trọng thẳng đứng trọng lượng thân cơng trình phụ trợ xác
định theo bảng thống kê vật liệu thiết kế, thể tích thiết kế trọng lượng riêng vật liệu đất nêu Phụ lục B Phụ lục C
Trong trường hợp cần phải xét đến lực ngang tải trọng thẳng đứng (lực xô, lực kéo, v.v )
Việc phân bố tải trọng trọng lượng thân kết cấu tính tốn lấy sau:
a) Trong lát, dầm ngang, dầm dọc, xà mũ dàn kiểu dầm, giàn giáo kiểu vòm, hộp ván khuôn v.v cấu kiện thẳng khác lấy theo phân bố theo chiều dài kết cấu mức độ không thực tế khơng vượt q 10 % trị số trung bình
b) Trong cột đứng cửa đà giáo, cầu bến vận chuyển, trụ tạm, cầu cạn cho cần cẩu, v.v dùng đến đỡ kết cấu tải trọng coi phân bố tất cột đứng khung hay trụ
c) Trong kết cấu khác tải trọng phân bố theo trọng thực tế phận riêng biệt
5.5 Áp lực thẳng đứng trọng lượng đất P (tính T/m2) tác dụng vào vịng vây
của hố móng, tường chắn đất, v.v xác định theo công thức:
(5-1) đó:
trọng lượng theo thể tích (dung trọng) đất (T/m3);
H chiều dày tính tốn lớp đất (m)
Áp lực ngang (áp lực hông) đất tác dụng vào vịng vây hố móng xác định theo Phụ lục D
Khi xác định áp lực ngang lên tường chống loại tạm thời cho phép sử dụng Phụ lục D
5.6 Áp lực thuỷ tĩnh nước phận cơng trình đất nằm mặt nước
hoặc thấp mức nước ngầm đất tính cách giảm trọng lượng phận cơng trình đưa vào tính tốn áp lực ngang nước áp lực nước mặt đáy kết cấu
Mực nước xem bất lợi ứng với giai đoạn thi cơng cơng trình mực nước thấp cao tính với tần suất 10 % thời gian thi cơng
Áp lực nước theo phương bằng:
(5-2) đó:
dung trọng nước lấy (T/m3); H chiều cao tính tốn nước (m)
5.7 Áp lực động nước tác dụng lên phận nằm nước kết cấu: NBn (tính kg) lấy bằng:
Nđ = Nn + Ns (5-3)
trong đó:
Nn áp lực nước (tính kg) lên phận nằm nước kết cấu tính sau:
Nn = 50 x φ0x F x V2 (5-4) Ns lực ma sát nước theo bề mặt vật (kg) tính sau:
Ns= f x S x V2 (5-5)
V - Đối với kết cấu không di động, V vận tốc trung bình dịng nước, lấy
theo số liệu quan sát phao đo máy đo lưu tốc phạm vi mớn nước; Đối với kết cấu di chuyển V vận tốc di chuyển tương đối dòng nước
vật (m/s)
(18)TCVN 11815:2017
18
hệ số xét đến mức độ dạng thuôn vật thể ngập nước, loại có dạng đầu nhọn hay dạng lượn trịn mặt lấy = 0,75 Cịn dạng chữ nhật lấy
= 1,0
f hệ số đặc trưng cho ma sát nước với bề mặt bị ngập nước vật thể,
bề mặt kim loại lấy 0,17; bề mặt gỗ 0,25; bề mặt bê tông 0,2 kg/m4/s2
F diện tích mặt cản nước (tiết diện ngang bề rộng nhất) m2
S diện tích mặt cắt ướt (bề mặt ma sát nước) m2 Giá trị F S lấy bằng:
a) Đối với hệ phao sà lan: F = t x B; S = L(2t + B) (5-6) b) Đối với loại thùng chụp, hộp thơng đáy giếng chìm ép v.v
F = (H + 0,5 1)B; S = L 2(H + 0,5 1) + B (5-7) đó:
t độ chìm hệ phao hay sà lan (m);
H chiều sâu nước chỗ hạ thùng chụp hay giếng chìm ép (m); B bề rộng hệ phao, sà lan, thùng chụp, giếng chìm (m);
L chiều dài hệ phao, sà lan, thùng chụp, giếng chìm (m)
Khi V m/s cần phải tính độ dềnh mực nước chỗ có cơng trình:
2
2
V H
g
(5-8)
trong đó:
g gia tốc trọng trường (m/s2)
Khi dòng chảy xiên lệch mà trục dọc vật thể làm với phương dịng chảy góc ≠ 00 áp lực diện nước N, khơng tính theo diện tích mặt cắt ngang
ở vật lên mặt phẳng vng góc với phương dịng chảy
Ngồi áp lực nước chảy, cần phải tính đến tải trọng sóng với cường độ 0,03 T/m sông rộng 300 m cường độ 0,12 T/m sông rộng 500 m: Khi thi cơng vùng có chiều cao sóng lớn (như hồ, hồ chứa nước, sơng rộng) cần phải tiến hành tính tốn theo cơng thức xác
5.8 Tác dụng việc điều chỉnh nhân tạo ứng lực kết cấu công trình phụ
trợ xét đến trường hợp dự tính thiết kế (ví dụ việc tạo cho hệ phao có độ võng ngược ban đầu trình tự chất đối trọng phù hợp chúng) Trị số ứng lực xác định lập vẽ thiết kế
5.9 Tải trọng thẳng đứng trọng lượng kết cấu cầu thi công,
vật liệu xây dựng vật thể khác xác định theo bảng thống kê vật liệu thiết kế khối lượng dung trọng vật thể nêu thiết kế kết cấu
Khi thiết kế cải tạo lại cầu có trọng lượng kết cấu xác định có xét đến tình trạng thực tế chúng
Trong trường hợp thích đáng cần phải tính đến tác dụng theo phương ngang tải trọng thẳng đứng (lực xô, lực kéo, v.v )
Trọng lượng kết cấu xây dựng truyền xuống cơng trình phụ trợ (chồng nề lắp ráp, xà dọc v.v ) cho phép tính phân bố theo chiều dài, dao động (biến đổi) thực tế khơng vượt qua 10%
Khi đặt số (nhiều 2) dầm dọc, hàng chồng nề lắp ráp v.v mặt phẳng theo phương ngang cầu, tải trọng kết cấu xây dựng lấy phân bố theo phương ngang, độ cứng chống xoắn chúng lớn độ cứng chống xoắn cơng trình phụ trợ
Trọng lượng phận vật nâng (trừ bê tông) điều chỉnh đặt cần cầu lên cơng trình phụ trợ (đà giáo) tính với hệ số xung kích 1,1
5.10 Tải trọng thẳng đứng giá búa, thiết bị lắp ráp (thiết bị nâng tải) phương
tiện vận chuyển lấy theo số liệu ghi lí lịch hay thuyết minh máy Tải trọng thiết bị phi tiêu chuẩn xác định theo tài liệu thiết kế
(19)TCVN 11815: 2017
19 cần cẩu, độ vươn lớn sức nâng nhỏ nó, hay trường hợp khơng có vật cẩu, đồng thời xét trường hợp tay cần vươn từ thể khác mặt có độ nghiêng theo phương đứng khác nhau)
Trọng lượng cần vươn cẩu có treo vật, kể trọng lượng thiết bị treo buộc chằng kéo tính với hệ số xung kích 1,1; trọng lượng búa lấy với hệ số xung kích 1,2
Những tải trọng thẳng đứng tác dụng lên chân riêng biệt (bộ chạy cần cẩu, búa, phải xác định có kể đến phân bố trọng lượng cần cẩu vật nâng, có xét đến tác dụng lực ngang (lực kéo, lực gió, lực qn tính) lên cần cẩu, giá búa Khi điểm đặt tải trọng riêng biệt kế cần phải lấy phù hợp với điều kiện làm việc thiết bị
5.11 Tải trọng người, dụng cụ thiết bị nhỏ tính dạng:
a) Tải trọng thẳng đứng phân bố với cường độ 250 kg/m2, tính ván
khuôn, ván lát sàn đà giáo thi công, lối đi, đường hành tính kết cấu trực tiếp chống đỡ chúng (các sườn chịu lực, đà ngang đà dọc, v.v )
b) Tải trọng thẳng đứng phân bố với cường độ 200 kg/m2 tính đà giáo thi
công, trụ tạm, bến vận chuyển, cầu tạm, có chiều dài phần đặt tải < 60 m, với cường độ 100 kg/m2 chiều dài phần đặt tải 60 m Những phần không bị chiếm chỗ
những kết cấu lắp ráp chất tải tải trọng kế (thường tính tải trọng tác dụng lên đường hành)
c) Tải trọng 75 kg/m2 chất tải kết cấu nhịp lắp ghép khơng
có đường hành (khi xác định lực lên trụ tạm)
d) Tải trọng nằm ngang tập trung có trị số 70 kg đặt điểm cột lan can đặt vào cột lan can
Những ván khuôn ván sàn đà giáo, bậc cầu thang kết cấu trực tiếp chống đỡ chúng, mà khơng phụ thuộc vào việc tính tốn với tải trọng nêu trên, kiểm tra với tải trọng tập trung có trị số 130 kg Khi bề rộng ván nhỏ 15 cm, người ta phân bố tải trọng lên hai ván kề (với điều kiện chúng ghép với ngang)
Tải trọng móc dùng đến móc (treo) thang lấy 200 kg
Tải trọng (trọng lượng vật liệu, dụng cụ, người) sàn treo thi cơng dùng cho người lấy bằng: 120 kg, cịn dùng cho người lấy 250 kg
Mỗi dọc thang gắn thêm vào tính với tải trọng tập trung 100 kg
5.12 Trị số lực ma sát dịch chuyển kết cấu nhịp, thùng chụp, chạy cần
cẩu hay giá búa, v.v theo mặt phẳng nằm ngang xác định theo công thức:
a) Khi di chuyển theo đường ray lót (bàn trượt) theo bê tông, đất gỗ:
(5-9) b) Khi di chuyển theo đường ray lăn:
2 t s f P N k R (5-10)
c) Khi di chuyển theo đường ray xe lăn có ổ trục bạc:
Kf f r
R P
Nst 2 3
2
(5-11) Trường hợp xe có ổ trục bi:
kf f r
R P
Nst 2 4
2
(5-12) d) Khi di chuyển thiết bị trượt pôlime:
(20)TCVN 11815:2017
20
trong đó:
P tải trọng tiêu chuẩn trọng lượng kết cấu di chuyển, tính T; f1 là hệ số ma sát trượt, lấy theo Phụ lục B;
f2 hệ số ma sát lăn lăn (bánh xe) đường ray, lấy theo Bảng 5.2; f3 hệ số ma sát trượt ổ trục bạc lấy 0,05 cm đến 0,10 cm;
f4 hệ số ma sát lăn ổ trục bi 0,02 cm;
f5 hệ số ma sát trượt, vật liệu pôlime lấy theo Bảng 5.3; R1 bán kính lăn (cm);
R2 bán kính bánh xe (cm);
k = hệ số xét đến ảnh hưởng lồi lõm cục đường ray lăn
đường lăn yếu tố khác làm tăng sức cản chuyển động;
r bán kính trục bánh xe (cm)
Bảng 5.2 - Hệ số ma sát lăn lăn (bánh xe) đường ray Đường kính lăn
(bánh xe)
mm
200 - 300 nhỏ
400 - 500 600 - 700 800 900 – 000
Hệ số ma sát lăn
cm 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12
Bảng 5.3 - Hệ số ma sát trượt vật liệu pôlime Vật liệu tiếp xúc Áp lực
kg/cm2
f5 thiết bị trượt pôlime ứng với t0
Âm Dương
Tấm đánh bóng + chất dẻo chứa flo <100 >100 0,12 0,09 0,07 0,06 Tấm đánh bóng + nafilen <100 >100 0,12 0,10 0,07 0,06 Tấm đánh bóng + kim loại dẻo chứa flo <100 >100 0,12 0,08 Tấm đánh bóng + pơliêtylen BH <100 >100 0,18 0,12 0,10 0,06
CHÚ THÍCH:
1) Trong bảng cho giá trị hệ số ma sát khởi động Khi trượt giá trị f5 giảm trung bình đến
80 %
2) Khi thay đánh bóng bàng tráng men giá trị hệ số ma sát tăng 10 %
Lực quán tính ngang theo phương dọc đường di chuyển cần cẩu (giá búa) lấy 0,08 trọng lượng thân phận cần cẩu (chân cầu, dầm ngang, xe treo, vật cẩu) đặt trọng tâm phận tương ứng
Lực dọc vênh nêm chèn (kẹt) chân cẩu lấy 0,12 tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn tác dụng vào bánh xe chủ động cẩu di động đặt vào đỉnh ray đường di chuyển cẩu Chiều lực đặt chân cẩu chuyển động nêm chèn lấy theo chiều ngược lại
Lực ngang tiêu chuẩn theo phương ngang đường di chuyển cẩu sinh hãm chạy lấy 0,05 tổng trọng lượng vật nâng xe treo dây cáp, pa lăng tải Lực quán tính ngang T (tính tấn) phát sinh ngừng cấu quay cần (hoặc
giá búa) lấy bằng:
a) Do trọng lượng thân tay cẩu (cần vươn):
' 9,81
C
G
T a (5-14)
b) Do tổng trọng lượng vật cẩu dây cáp nâng hàng:
2 ' 9,81
H
G
T a
(5-15)
trong đó:
TCVN 9394 : 2012 - Thi cơng nghiệm thu đóng ép cọc.