Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1 :GIỚI THIỆU CHUNG1. Số liệu đầu vào : Nội dung thiết kế :1.Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn nước.2.Trình bày biện pháp thi công hệ móng cọc khoan nhồi3.Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ, tính toán khung chống.4. Lựa chọn biện pháp đổ và bảo dưỡng bê tông thân trụ5.Tính toán tổ chức thi công kết cấu nhịp. Qui mô công trình :+Số hàng cọc10+Số cột: 3+Số lượng cọc: 30 (cọc)+Chiều sâu cọc đóng trong đất: Lc = 40m+Kích thước cọc: cọc vuông 30x30 cm (b=30cm) Loại địa chất :Lớp 1: Sét pha màu vàng xám, trạng thái dẻo cứng : L1 = 3m γ1 = 1,94 =1,94 . 103 1 = 14025’Lớp 2: Đất sét pha cát dẻo hạt vừa : L2 = 0.8m γ 2 = 2.06 . 103 2 = 160 Lớp 3: Đất sét chặt : L3 = 4.2m γ 3 = 1.96. 103 3 = 150Lớp 4: Cát hạt vừa : L1 = 28.5m γ 1 = 2.01 . 103 1 = 240Lớp 5: Cát hạt vừa : L1 = 10m γ 1 = 2.04 . 103 1 = 15013’Lớp 6: Cát hạt vừa : L1 = 3m γ 1 = 1,99 . 103 1 =15023’ Chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc : H2 = 7m2. Nội dung thiết kế :1 Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn nước:Chọn loại cọc ván, kích thước vòng vây.Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung chống, bê tông bịt đáy hay không? nếu có thiết kế với cọc ván.Tính và lựa chọn búa đóng cọc ván.2 – Trình bày biện pháp thi công hệ móng cọc:.3 – Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ:Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống, khung giằng.Kiểm tra bài toán ván khuôn thành.3. Lựa chọn các số liệu còn lại :Sơ đồ vị trí các cọc như hình vẽ : Khoảng cách từ tim cọc đến bờ trái, bờ phải như sau :Lt = Lp = 20mChiều sâu mực nước thi công tại tim trụ :Hn=3,5mChiều cao bệ cọc : H1 = 1,5m.Chiều cao cọc phía trên mặt đất : Lc2 = HnH10,5=3,51,50,5=1.5 mKích thước thân trụ : Kích thước mũ trụ : m ( bằng thân trụ). Chiều cao mũ trụ : H3=1m.Cọc 30x30. Sức chịu tải Ptk = 2Tm.CHƯƠNG 2 :SƠ LƯỢC TRÌNH TỰ THI CÔNG1. Công tác định vị hố móng :Vì ở đây mực nước thi công thay đổi khá lớn trên suốt mặt cắt ngang của sông nên ở những nơi có mực nước nông, không có thông thuyền để xác định vị trí tim trụ có thể dựa trên những cầu tạm bằng gỗ, trên đó tiến hành đo đạc trực tiếp và đánh dấu vị trí dọc và ngang của móng. Để tránh va chạm trong thi công làm sai lệch vị trí thì nên có các cọc định vị đóng cách xa tim móng. Khi đo đạc bằng máy, có thể dựa trên những sàn đặt trên các cọc gỗ chắc chắn, đóng xung quanh các cọc định vị này.Với những móng đặt ở những chỗ nước sâu, công tác định vị phải làm gián tiếp. Tim của các trụ được xác định dựa vào các đường cơ tuyến nắm trên hai bờ sông và các góc , tính ra theo vị trí của từng trụ (Phương pháp tam giác ). Ta phải tiến hành làm cẩn thận và kiểm tra bằng nhiều phương pháp để tránh sai số ảnh hưởng tới cấu tạo của công trình bên trên thi công sau này. Hình : Xác định tim trụ cầu bằng phương pháp tam giác2 Công tác chuẩn bị mặt bằng, bố trí công trường :Cần bố trí mặt bằng hợp lý để công việc thi công được tiến hành thuận lợi.Cần khảo sát địa hình hai bên bờ sông, xem xét hướng gió thổi và dự tính thời gian thi công để lập vị trí và kế hoạch tập kết vật liệu.Chuẩn bị mặt bằng, bãi tập kết vật liệu như : Xi măng, đá, cát, sắt thép…Xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng,hệ thống đường công vụ, đường nội bộ,bãichứa vật liệu cho công trường.Cung cấp điện nước phục vụ cho công tác thi công và sinh hoạt.Do công trình thi công có tính chất tập trung và xây dựng trong thời gian tương đối dài. Do đó tổ chức xây dựng lán trại, nhà nghỉ chỗ ăn, sinh hoạt cho công nhân viên, xây dựng chỗ vui chơi giải trí, nhà vệ sinh.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG Số liệu đầu vào : - Nội dung thiết kế : Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn nước Trình bày biện pháp thi cơng hệ móng cọc khoan nhồi Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ, tính tốn khung chống Lựa chọn biện pháp đổ bảo dưỡng bê tơng thân trụ Tính tốn tổ chức thi công kết cấu nhịp - Qui mô cơng trình : + Số hàng cọc 10 + Số cột: + Số lượng cọc: 30 (cọc) + Chiều sâu cọc đóng đất: + Kích thước cọc: cọc vuông Lc = 40m 30x30 cm (b=30cm) - Loại địa chất : Lớp 1: Sét pha màu vàng xám, trạng thái dẻo cứng : L1 = 3m γ1 = 1,94 T kg =1,94 10 m m3 ϕ = 14025’ Lớp 2: Đất sét pha cát dẻo hạt vừa : L2 = 0.8m γ = 2.06 103 kg m3 ϕ γ = 1.96 103 kg m3 ϕ = 150 γ = 2.01 103 kg m3 ϕ = 240 γ = 2.04 103 kg m3 ϕ = 15013’ γ = 1,99 103 kg m3 ϕ =15023’ = 160 Lớp 3: Đất sét chặt : L3 = 4.2m Lớp 4: Cát hạt vừa : L1 = 28.5m Lớp 5: Cát hạt vừa : L1 = 10m Lớp 6: Cát hạt vừa : L1 = 3m SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU - Chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc : GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH H2 = 7m Nội dung thiết kế : - Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn nước: Chọn loại cọc ván, kích thước vịng vây Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung chống, bê tơng bịt đáy hay khơng? có thiết kế với cọc ván Tính lựa chọn búa đóng cọc ván – Trình bày biện pháp thi cơng hệ móng cọc: – Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ: Chọn loại ván khn, bố trí khung chống, khung giằng Kiểm tra tốn ván khn thành Lựa chọn số liệu lại : Sơ đồ vị trí cọc hình vẽ : Khoảng cách từ tim cọc đến bờ trái, bờ phải sau : Lt = Lp = 20m Chiều sâu mực nước thi công tim trụ :Hn=3,5m Chiều cao bệ cọc : H1 = 1,5m Chiều cao cọc phía mặt đất : Lc2 = Hn-H1-0,5=3,5-1,5-0,5=1.5 m Kích thước thân trụ : Kích thước mũ trụ : m ( thân trụ) Chiều cao mũ trụ : H3=1m Cọc 30x30 Sức chịu tải Ptk = 2T/m SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH CHƯƠNG : SƠ LƯỢC TRÌNH TỰ THI CƠNG Cơng tác định vị hố móng : Vì mực nước thi cơng thay đổi lớn suốt mặt cắt ngang sông nên nơi có mực nước nơng, khơng có thơng thuyền để xác định vị trí tim trụ dựa cầu tạm gỗ, tiến hành đo đạc trực tiếp đánh dấu vị trí dọc ngang móng Để tránh va chạm thi cơng làm sai lệch vị trí nên có cọc định vị đóng cách xa tim móng Khi đo đạc máy, dựa sàn đặt cọc gỗ chắn, đóng xung quanh cọc định vị Với móng đặt chỗ nước sâu, công tác định vị phải làm gián tiếp Tim trụ xác định dựa vào đường tuyến nắm hai bờ sơng góc ∝, β tính theo vị trí trụ (Phương pháp tam giác ) Ta phải tiến hành làm cẩn thận kiểm tra nhiều phương pháp để tránh sai số ảnh hưởng tới cấu tạo cơng trình bên thi cơng sau Hình : Xác định tim trụ cầu phương pháp tam giác 2- Công tác chuẩn bị mặt bằng, bố trí cơng trường : - Cần bố trí mặt hợp lý để công việc thi công tiến hành thuận lợi - Cần khảo sát địa hình hai bên bờ sơng, xem xét hướng gió thổi dự tính thời gian thi cơng để lập vị trí kế hoạch tập kết vật liệu - Chuẩn bị mặt bằng, bãi tập kết vật liệu : Xi măng, đá, cát, sắt thép… - Xây dựng hệ thống sở hạ tầng,hệ thống đường công vụ, đường nội bộ,bãichứa vật liệu cho công trường.Cung cấp điện nước phục vụ cho công tác thi công sinh hoạt - Do cơng trình thi cơng có tính chất tập trung xây dựng thời gian tương đối dài Do tổ chức xây dựng lán trại, nhà nghỉ chỗ ăn, sinh hoạt cho công nhân viên, xây dựng chỗ vui chơi giải trí, nhà vệ sinh SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Thi cơng trụ cầu : Sau tiến hành bước tổng quát : xác định vị trí tim trụ cầu, chuẩn bị nguyên thiết bị vật liệu, …….quá trình thi công trụ tiến hành theo bước sau: Bước : - Định vị xà lan, nạo vét đất phạm vi thi công trụ - Vận chuyển cọc, búa, cần cẩu đến vị trí thi cơng, dựng khung định vị, làm hệ cụm đầu cọc tầng khung định vị - Dùng cẩu lắp giá búa, tiến hành đóng cọc đến cao độ thiết kế , đóng số cọc thiết kế Trong q trình đóng cọc phải thường xun theo dõi độ nghiêng cọc độ chối cọc Hỉnh : Sơ đồ đóng cọc Bước : - Tiến hành đóng cọc ván thép làm vịng vây ngăn nước phạm vi bệ trụ - Dùng bơm cao áp sói nước, vét bùn hố móng - Đổ đá mi cát tạo phẳng Bước : - Tiến hành đổ bêtông bịt đáy theo phương pháp đổ bêtông nước (phương pháp vữa dâng) - Kiểm tra cao độ lớp cát đệm, đặt lồng thép theo kỹ thuật - Xếp đá 4x6 theo qui trình kỹ thuật - Kiểm tra cao độ lớp đá xếp, thả vòi bơm vào ống - Bơm vữa theo vị trí qui định, q trình bơm kiểm tra lan tỏa vữa xi măng thông qua ống lồng - Khi lớp bê tông đạt cường độ Tiến hành hút nước làm khô hố móng Bước : - Đập đầu cọc xử lý cốt thép đầu cọc, vệ sinh đáy móng - Dựng ván khuôn, lắp cốt thép bệ cọc, tiến hành đổ bê tông bệ cọc - Khi bê tông bệ cọc đạt 70% cường độ, tiến hành thi công phần thân trụ - Trong suốt q trình thi cơng phải tiến hành bảo dưỡng bê tông cho bến bê tơng đạt cường độ tháo dỡ ván khn thiết bị thi công SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Bước : - Dựng ván khuôn xà mũ, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê tông mũ trụ - Dựng ván khuôn, lắp cốt thép, tiến hành đổ bê tơng đá kê gối - Hồn thiện trụ CHƯƠNG : THIẾT KẾ THI CÔNG Thiết kế vịng vây cọc ván : 1.1 Kích thước vịng vây : Chiều sâu sâu mực nước thi cơng, chọn Hn = 3,5m Kích thước vịng vây cọc ván chọn dựa kích thước móng, khoảng cách từ mặt tường cọc ván đến mép bệ móng > 0,75m , chọn kích thước vịng vây cọc ván sau : Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao mực nứơc thi công tối thiểu 0,7m Chọn 1m Vậy cọc ván phải có chiều cao tính từ mặt đất 5m 1.2 Chọn loại cọc ván: Tổng chiều dài cọc ván cần thiết (10,1 + 3,8)x2=27,8 chọn lọai cọc ván Hàn Quốc sản xuất Cịn cụ thể loại sau xác định nội lực ta chọn sau 1.3 Xác định bề dày lớp BT bịt đáy : Lớp bê tông bịt đáy xác định từ điều kiện : Áp lực đẩy nước lên lớp bê tông phải nhỏ lực ma sát bê tông với hệ cọc trọng lượng lớp bê tông bịt đáy Bề dày lớp bêtông bịt đáy : SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU h≥ GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH K.H.F.γ n (F.γ c + n.U.f1 ) Trong : K :hệ số an tồn, K = 1.3 H :chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp bêtông bịt đáy đến mực nước thi cơng H = 3,5 m F :diện tích hố móng, F = 10.1× 3.8 = 38.38m γ n : dung trọng nước, γ n = 1T / m f1 : ma sát cọc với bêtông bịt đáy, f = 10T / m U : chu vi cọc, U = × 0.3 = 1,2 m h≥ 1.3 × × 38.38 × = 0.44 ( m ) (38.38 × 2.5 + 30 × 1.2 × 10) Chọn lớp bêtơng bịt đáy dày 1m * Phương pháp đổ bêtông bịt đáy : Tiến hành đổ bêtông bịt đáy theo phương pháp vữa dâng : Bán kính hoạt động ống : R = m Diện tích hoạt động ống : Fo = π × R = π × 2 = 12.56 m Số ống cần thiết : n = F 38.38 = = 3.05 (ống) Fo 12.56 Chọn ống * Sau xác định bề dầy lớp BTBD đủ điều kiện ổn định, ta kiểm tra điều kiện cường độ cho lớp BTBD : Tách dải BTBD rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có chiều dài nhịp khoảng cách cọc ván thép + Trọng lượng thân lớp BTBD : q1 = γ b , H b = 2,3.1.1 = 2.3 T / m Trong : γ b =2,3 T/m3 :Dung trọng lớp BTBD Hb=1 m : Bề dầy lớp BTBD 1m : Bề rộng dải BTBD xét SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU + GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Áp lực đẩy nước : q2 = γ H = 1.3,5.1 = 3,5 T / m γ =1T/m3 Trong : :Dung trọng nước H=3.5m :Chiều sâu cột nước , từ lớp đáy BTBD đến mực nước thi công 1m : Bề rộng dải BTBD xét Nội lực phát sinh dầm : M max = q1 − q2 2,3 − 3,5 l = 3,82 = −2,166(Tm) => căng thớ 8 Momen kháng uốn dầm : W= b.hb 1.12 = = 0,17 (m3 ) 6 Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh BTBD phải nhỏ US kéo cho phép BT, sử dụng BT mác 300 => [σ ]btk = 10 kG / cm σk= M max 2,166 = = 12.74 T / m = 1, 274 kG / cm < [σ ]btk = 10 kG / cm W 0.17 Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ 1.4 Tính độ ổn định kết cấu vòng vây cọc ván giai đoạn thi cơng : 1.4.1 Giai đoạn : Vịng vây đóng đến đáy sơng, chưa đổ betơng bịt đáy Với cách bố trí cọc định vị cọc định vị khơng có tác dụng chịu lực, mà áp lực truyền hết vào cọc ván thép SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Ở giai đọan ta đào đất vòng vây cọc ván gầu ngoạm, nên mực nước bên thành cọc ván Cọc ván chịu tác dụng áp lực đất chủ động áp lực đất bị động Chiều sâu đóng cọc ván thép, ta tính vào giai đoạn sau 1.4.2 Giai đoạn 2: Đã đổ betơng bịt đáy hút cạn nước hố móng Sơ đồ chịu lực cọc ván thép sau : Gọi t chiều sâu ngàm cọc đất, chiều sâu tính từ mặt lớp đất sét pha cát chặt vừa ( lớp 2) Khi có lớp bêtông bịt đáy, t xác định từ điều kiện đảm bảo ổn định chống quay tường cọc ván chung quanh trục tựa vào điểm O nằm cách mặt lớp bêtông bịt đáy m(trên hình vẽ) Điều kiện để đảm bảo ổn định chống lật: M l = m.M g Trong đó: Ml : mômen gây lật Do áp lực nước áp lực chủ động Mg: mômen giữ Do áp lực đất bị động m : hệ số an toàn 1.4.2.1 Ap lực thủy tĩnh (P): Ap lực nước có phạm vi ảnh hưởng từ lớp đất sét pha cát dẻo vừa đến mực nước thi công Giả sử cọc ván đóng đến lớp thứ hai, tồn chiều cao cọc ván ngập nứớc bị ảnh hưởng lực thủy tĩnh cọc ván xuyên qua lớp đất cát SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang8 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH MNTC P 3.5 P1 P2 • t P1 = × γ n × (H) = 0.5 × 1× (3,5) = 6,125 ( T / m ) Điểm đặt áp lực cách tâm O đoạn : x1 = 3,5 = 1.166 ( m ) M1 = P1 × x1 = 6,125 × 1,166 = 7,142 ( T ) • P2 =γ n (H).(t) = × 3,5 × t = 3,5t Điểm đặt áp lực cách tâm O đoạn : x = t M = P2 × x = 3,5t.0,5.t = 1, 75.t 1.4.2.2 Ap lực thủy động (Pn): Lực xung kích bình quân nước chảy xác định theo công thức : Pbqn = K1.K m.v 2g K1=1.4 Hệsố xét đến hình dạng cọc ván thép K2=1.0 Hệ số xét đến hình dạng vịng vây CVT m=1t/m3 khối lượng riêng nứơc v=2m/s vận tơc dịng chảy g=9.8 m/s2 gia tốc trọng trường Pbqn = K1.K m.v 1.22 = 1, 4.1 = 0, 285(T / m) 2g 2.9,8 Cách tâm O đoạn : xn= H =1.75m Momen gây lật tâm O : M n = Pbqn xn = 0, 285.1, 75 = 0,5(T ) SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang9 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH 1.4.2.3 Ap lực đất chủ động (Edc=P6) : Giả sử chiều sâu đóng cọc cịn nằm lớp thứ (t thể tích bệ là: Vb =29,67m3 Tốc độ đổ bêtông 4m3/h Dùng ống vịi voi để đổ bêtơng dùng đầm chấn động để đầm chặt hỗn hợp bêtông Lượng bêtơng đổ vịng 4h là: x = 16(m3) SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang20 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Diện tích mặt cắt bệ là:Sb = 2,3 x 8,6 = 19,78 (m2 ) Chiều cao bêtông đổ vòng 4h là: h = 16 / 19.78 = 0,808(m) Vậy chia làm lần đổ BT : o Lần đầu đổ đến cao độ 0,7m , chờ cho betông bắt đầu ninh kết o Lần sau đổ tiếp 0,8m Loại đầm sử dụng đầm dùi có bán kính tác dụng R = 1m > h = 0,707(m) (đầm trong) Tốc độ đổ bê tông theo chiều cao là: v= ( ) ( ) = 0,202 m < 0.5 m h h 19,78 Nên cơng thức tính áp lực bên (p) bêtông lấy sau: ( p = γh = 2,35 × 0,808 = 1,899 T m2 ) = 1899 ( kG m ) 3.1.2 Ap lực rơi bêtơng từ ống vịi voi là: px = 400Kg/m2 3.1.3 Lực tác dụng từ đầm chấn động là: f = 400Ks = 400 x 0.8 = 320 (Kg/m2) Trong ks = 0.8 : hệ số xét đến làm việc đầm trong, cấu kiện có bề rộng lớn 1.5m 3.2 Thiết kế ván khuôn : Ap lực lớn tác dụng lên ván khuôn (tại đáy đầm dùi) qmax = p + f + px = 1899 + 320 + 400 = 2619 (Kg/m2) Ap lực nhỏ tác dụng lên ván khuôn (tại bề mặt lớp BT vừa đổ ) qmin = f + px = 320 + 400 = 720 (Kg/m2) q 0,75m q max Tính theo cường độ hệ số vượt tải 1.3, đó: qcđ =1.3q = 1.3 x 2619 = 3404,7 (Kg/m2) Gỗ làm ván khuôn gỗ nhóm VI Ván khn dày cm (sau bào nhẵn) * Xác định khoảng cách gỗ nẹp (L2) : Tính theo độ võng: l= 2.77δ q = 2.77 × 3404,7 = 0,92m Tính theo cường độ thì: l= 15.8δ q = 15.8 × SVTH: BÙI NGỌC SƠN 3404,7 = 1,354m LỚP XM08 Trang21 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Như khoảng cách gỗ nệp lấy L2=1m * Xác định khoảng cách gỗ đứng (L1) tiết diện gỗ nẹp: Tải trọng TB tác dụng lên gỗ nẹp ngang : pmax + pmin 2619 + 720 h = 0, 75 = 1252 kG / m = 12,52kG / cm 2 p= Chọn mặt cắt gỗ nẹp 10x10cm lấy khoảng cách gỗ đứng 1m, xác định độ võng f gỗ nẹp : f = p.l = 128EI 12,52.1004 = 0,147 cm 10.103 128.80000 12 Kiểm tra độ võng : f 0,147 = < l 100 400 => Đạt yêu cầu Kiểm tra cường độ gỗ nẹp : Momen uốn phát sinh gỗ nẹp : M= σ= p.l 12,52.1002 = = 12520 kGm 10 10 M 12520 = = 75,12kG / cm < 120kG / cm W 10.102 Như chọn gỗ nẹp 10x10cm đạt yêu cầu cường độ * Tính gỗ đứng giằng : Thanh giằng bố trí tất chỗ đứng, theo phương đứng Như khoảng cách giằng sau : - Theo phương ngang : L1=1m - Theo phương đứng : L2= 1m Lực kéo lớn giằng : T=1252.1=1252 kG Chọn gỗ có tiết diện 12x15 độ võng gỗ đứng : f = T l = 77.E.I 1252.1003 = 0, 062 cm 12.153 77.80000 12 f 0, 062 = < => đạt yêu cầu l 100 400 Momen uốn phát sinh gỗ đứng : M= T l 1252.100 = = 20866 kGm 6 SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU σ= GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH M 20866 = = 46,37 kG / cm < 120kG / cm 2 W 12.15 Như chọn gỗ đứng 12x15cm đạt yêu cầu cường độ Diện tích tựa ép tựa cần thiết giằng : F= T 1252 = = 32,95cm c Re.n 38 c Với Re.n =38 kG/cm2 : cường độ tính tốn chịu ép ngang thớ cục gỗ nhóm IV Thanh giằng dùng bulông φ 16, khoang lỗ vào gỗ đứng φ 20mm, nên dùng vịng đệm giằng có kích thước 6x6cm, sau trừ diện tích kht lỗ đảm bảo diện tích ép tựa yêu cầu Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ : 4.1 Chọn loại ván khn, bố trí khung chống hệ đỡ ván khuôn: Sau thi công xong phần đài cọc ta tiến hành lắp ván khuôn, cốt thép cho phần thân trụ Ta chọn ván khuôn đúc cho thân trụ ván khn thép, có cấu tạo sau : 4.1.1 Xác định áp lực vữa (p) : + Trụ có kích thước : 1,8 x7,6 x => thể tích thân trụ là: Vb =95,76m3 + Chọn máy trộn BT loại C330, công suất trộn BT : W=10,5 m3/h Trong 4h trộn 4.W=42m3 SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang23 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH + Dùng ống vịi voi để đổ bêtơng dùng đầm chấn động để đầm chặt hỗn hợp bêtơng + Diện tích mặt cắt bệ là: Sb = 1,8 x7,6 = 13,68 (m2) + Chiều cao bêtông đổ vòng 4h là: h = 42/13,68= 3,07(m) Vậy chia làm lần đổ BT Sử dụng Đầm điện vô hướng IB-19 S-729 (R=1m) Cách bố trí máy đầm sau : Như số đầm cần sử dụng : đầm điện + Tốc độ đổ bê tông theo chiều cao là: v= ( ) ( ) 10,5 = 0.76 m > 0.5 m h h 13,68 + Nên cơng thức tính áp lực bên (p) hỗn hợp bêtông tươi lấy sau: p = γ.(0,27.v + 0,78).K1 K Trong : γ =2,35T/m3 : TLBT hỗn hợp BT v=0,643 m/h :Vận tốc đổ BT theo chiều đứng K1=1,2 : hệ số xét đến ảnh hưởng độ đặc hỗn hợp bêtông (S=8-10cm) K2=1 : hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ hỗn hợp bêtông (12-17 °C ) Thay vào : SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH p = γ.(0,27.v + 0,78).K1 K = 2,35.(0,27.0,643 + 0,78)1,2 = 2,689 T / m 4.1.2 Ap lực rơi bêtơng từ ống vịi voi là: px = 400Kg/m2 4.1.3 Lực tác dụng từ đầm chấn động là: f = 400Ks = 400 x 0.8 = 320 (Kg/m2) Trong ks = 0.8 : hệ số xét đến làm việc đầm trong, cấu kiện có bề rộng lớn 1.5m * Vậy thành bên ván khuôn chịu tác dụng lực sau: 2,54m áp lực vư?a (p) lực đầmBT (f)rơi từ cao (q) 4.2 Thiết kế ván khuôn : Ap lực lớn tác dụng lên ván khuôn (tại đáy đầm dùi) qmax = p + f + px = 2689 + 320 + 400 = 3409 (Kg/m2) Ap lực nhỏ tác dụng lên ván khuôn (tại bề mặt lớp BT vừa đổ ) qmin = f + px = 320 + 400 = 720 (Kg/m2) Tính theo cường độ hệ số vượt tải 1.3, đó: qcđ =1.3q = 1.3 x 3409 = 4432 (Kg/m2) Tải trọng TB tác dụng lên gỗ nẹp ngang : p= pmax + pmin 2381 + 720 h = 0, 75 = 1163 kG / m = 11, 63kG / cm 2 4.3 Tính ván lát : Chọn ván lát thép có chiều dày 0,7cm Các sườn tăng cường thép có tiết diện 1x5 cm đan thành vng 20x25cm 4.3.1 Kiểm tra ván thép : Ván khuôn tính theo lý thuyết mỏng Bề dầy thép kiểm toán theo độ võng theo cường độ a) Khi tính theo độ võng : δ = K1 b p f b Trong : δ = 0,7 cm SVTH: BÙI NGỌC SƠN :Chiều dầy ván khn LỚP XM08 Trang25 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH K1 =0,00209 :Hệ số phụ thuộc vào tỉ số cạnh panen b=20 cm :Kích thước nhỏ panen a 25 = = 1, 25 b 20 p = qmax = 3409 kG/m2 :áp lực bên hỗn hợp btông f b = 250 :Độ võng cho phép Thay vào : p 3409.10−4 δ > K1 b ⇔ 0, > 0, 00209.20 ⇔ 0, > 0, 47 (đúng ) f b 250 b) Khi tính theo cường độ : δ = K b pcd R Trong : a 25 = = 1, 25 b 20 K2 = 0,607 :Hệ số phụ thuộc vào tỉ số cạnh panen pcd =4432 (Kg/m2) :Ap lực bên hỗn hợp bêtơng, có kể đến hệ số vượt tải R=1900 kG/cm2 :Cường độ tính tốn thép Thay vào : δ > K b pcd 4432.10−4 ⇔ 0, > 0, 607.20 ⇔ 0, > 0,185 (đúng ) R 1900 4.3.2 Kiểm toán phận khung sừơn cứng tựa lên chu vi ván thép : Các panen bố trí hình chữ nhật nên ta kiểm toán điều kiện cường độ sử dụng cho cạnh ngắn Tải trọng tác dụng dạng tam giác, momen sườn xác định theo công thức : M = p.b3 24 Trong : p=pmax =3409 kG/m2 : áp lực bên hỗn hợp btông b=20cm M= :Kích thước nhỏ panen p.b3 3409.10−4.203 = = 113(kG.cm) 24 24 SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang26 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Hình : Mặt cắt ngang sườn gia cường * Tính đặc trưng tiết diện sườn gia cường: + Bềrộng phần sườn tăng cường qui đổi : ∆= V S V=0,7.20.5=70cm3 : thể tích cánh S=25.20=500cm2 :Diện tích phần S ∆= V 70 = = 0,14 cm S 500 20 0,84 5,7 0,7 Hình : Tiết diện qui đổi sườn gia cường + Diện tích tiết diện : A = 20.0,84 + (5, − 0,84).0, = 20, 202 cm + Momen qn tính tỉnh đơí với trục x-x : K x = (20 − 0, 7).0,84.(5, − 0,84 5, ) + 5, 7.0, = 96,970 cm 2 + Toạ độ trọng tâm tiết diện : yb = K x 96,970 = = 4,8cm A 20, 202 + Momen quán tính trục nằm ngang : I x = 30,663 cm SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH + Momen kháng uốn : Wb = I x 30, 663 = = 6,388 cm3 yb 4,8 * Ứng suất lớn dầm : σ= M 113 = = 17, 689 kG / cm < [ σ ] = 1900kG / cm W 6,388 Vậy ván khn thép làm việc an tồn CHƯƠNG THIẾT KẾ MỘT KẾT CẤU TỰ CHỌN TÍNH MỘT HỆ NỔI: SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang28 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH A (XÀ LAN) Xà lan dùng cho việc thi cơng đóng cọc, ta xa lan bố trí bên trụ, liên kết hệ thống dàn thép nhỏ, xà lan đặt cần cẩu DEK 251 chuyên chở 30 cọc 30x30cm, cọc dài 14m Chọn xà lan có kích thước sau: + L = 30,00 m : Chiều dài xà lan + B = 6,50 m : Chiều rộng xà lan + H = 2,05 m : Chiều cao xà lan + d = 0,85 m : Độ chìm xà lan + h = 0,50 m : Khoảng cách từ mép xà lan đến mép nước + To = 0,25 m : Độ chìm khơng tải xà lan Thể tích phần chìm xà lan là: V= L.B.T=L.B.(H-h).d = 256,91 (m3) Xác định khả xà lan γ n V ≥ K1.∑ Qi điều kiện: Trong đó: - gn = - V = 1,00 T/m3 256,91 => - K1 = VT : Trọng lượng riêng nước m3 : Thể tích phần chìm xà lan = gn V = 1,00 x 256,91 = 256,91 T 1,10 : Hệ số tin cậy - S Qi : Tổng trọng lượng đặt xà lan phần xà lan chìm xuống S Qi = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 = 122,91 T + Q1 : Trọng lượng phần chìm thân xà lan Q1 = gn L B To d = 41,44 T + Q2 : Trọng lượng cần cẩu đặt xà lan Q2 = 0,50 x 40,00 T = 20,00 30 = T + Q3 : Trọng lượng cọc Q3 = 0,5 x 30x30x15x2,5 x 50,63 T + Q4 : Trọng lượng búa SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Q4 = 0,5 x + Q5 = 5,00 T : Trọng lượng đối trọng + Q6 = 3,00 T : Trọng lượng thiết bị khác VP = K1 VT = => So sánh S 5,69 Qi 256,91 T = T = 2,85 1,10 x > T 122,91 VP = = 135,2 135,2 T Độ nghiêng phao theo trục thẳng đứng Công thức xác định : tgθ = K ∑ M γ n V ( ρ − a ) Trong đó: ∑ M = 8(T/m3) : tổng momen lực gió, lực nước chảy lực khác gây tâm K1=1,2 : hệ số xung kích gió V=256,91 m3 thể tích phần chìm xà lan ρ : bán kính ổn định từ tâm tới tâm ổn định ρ= J 1654, = = 6, 44m V 256,91 J: moment quán tính hệ cao độ đường mép nước trụ đến trục quay phần nằm ngang J=Jnoi-Jn=4618,58 – 2964,38 = 1654,2 m4 Jnoi=( 303.2,05 + 2,7.33)/12 =4618,58 m4 Jn =303.2,05)/12= 2964,38 m4 a: khoảng cách từ trọng tâm hệ đến tâm SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang30 T ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU ρ= GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH S 103,94 = = 1, 49m F 69, Với S:= (30.2,052 )/2 + 2,7.3.(3+2,05) =103,94 m3 F:= 30.2,05+2,7.3 =69,6 m2 Điều kiện ổn định xà lan: ρ − a =6,44 – 1,49 = 4,95>0 xà lan đảm bảo ổn định Thay giá trị vào công thức ta được: tgθ = 1, × = 0, 01 1× 256,91× 4,95 ⇒ θ =0,43o =0,5 Trong đó: - H = 2,05 m : Chiều cao xà lan - B = 6,50 m : Chiều rộng xà lan T= (H –h).d= 1,32m( độ chìm xà lan) Thay giá trị vào cơng thức ta được: Tmax =2,05 – 1,32 - 6, 0, 0076 = 0, 71m > 0,5m Vậy xà lan đảm bảo điều kiện độ chìm SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang31 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH B HỆ NEO Trong thi công để đảm bảo ổn định cho xà lan lực gió nước chảy làm trơi xà lan, ta phải lam neo xà lan cố định Chọn neo Tổng lực cản tác dụng vào xà lan: R =R1 +R2 Với R1 : lực cản nước R1 = (f.A + ϕ F).V2 f=0,07 hệ số ma sát nước xà lan A= 2Tc L =80,52 m2 diện tích xà lan chịu ma sát Với Tc =H-Tmax =2,05 -0,71 =1,34 m: độ chìm xà lan L = 30m chiều dài xà lan ϕ =5: hệ số phụ thuộc vào hình dáng xà lan F: diện tích chắn nước xà lan F:=B.Tc=6,5x1,34 =8,72 m2 V:=1,9m/s vận tốc dòng chảy Thay giá trị ta R1 = ( 0,07 x80,52 +5x8,72).1,92 =177,81KG R2 =Kx ω 100 =1x69,6x100 =6960 KG Với ω : diện tích chắn gió xà lan mặt nước, lấy chiều cao trung bình thiết bị xà lan là; 1,62m ω =30x(1,61+0,71) =69,6m2 Trọng lượng neo Lịng sơng bùn sét chảy dẻo nên ta chọn neo hải quân Trọng lượng N= R 7137,81 = = 118,96kg 10 × Vậy chọn neo có trọng lượng N:=150kg Tính dây neo Chiều dài đoạn xích nối đầu neo với dây cáp Lo =5.h =5x5,25 =26,25m H:=5,25 khoảng cách điểm buộc cáp tới đáy sông Chiều dài tối thiểu neo Lmin = h + 2h.R 0, q SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang32 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD: NGUYỄN ĐỨC TRÌNH Q:=2,47kg/m trọng lượng 1m dài dây cáp ∅ 20 Vậy Lmin = 5, 252 + 2.5, 25.71,38 = 21, 47m 0, 7.2, 47 Chiều dài neo xa lan làm việc với MNTC L:= Lo + Lmin =26,25 +21,47 =47,72 m Chọn chiều dài dây neo : 50 m Vậy ta tính xong hệ xà lan hệ neo SVTH: BÙI NGỌC SƠN LỚP XM08 Trang33