Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11815:2017 Thiết kế công trình phụ trợ trong thi công cầu Design of temporary works and auxiliary equipments for bridge construction TCVN 11815:2017 do Cục Đường sắt Việt Nam chủ trì biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu thiết kế xây dựng mới, sửa chữa các công trình phụ trợ trong thi công cầu đường sắt và cầu đường bộ khi thiết kế theo trạng thái giới hạn.
TCVN TIÊU CHU ẨN 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 HÀ NỘI - 2017 TCVN 11815:2017 TCVN 11815:2017 Mục lục Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa 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 Tải trọng hệ số tải trọng 15 Những cơng trình phụ trợ chun 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 toán 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 tốn 37 6.4 Triền tàu 37 6.4.1 Những yêu cầu chung: 37 6.4.2 Tính tốn 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 Các cơng trình phụ tạm để thi cơng móng 44 7.1 Vòng vây hố móng 44 7.2 Vòng vây đất (Đê quai) 44 TCVN 11815:2017 7.2.1 Phân loại vòng vây đất phạm vi áp dụng 44 7.2.2 Yêu cầu thi công 46 7.2.3 Tính tốn 46 7.3 Khung vây cọc ván thép 47 7.3.1 Những yêu cầu cấu tạo 47 7.3.2 Những nguyên tắc chung tính tốn vòng vây cọc ván hố móng 50 7.3.3 Tính tốn vòng vây cọc ván khơng có chống ngang 53 7.3.4 Tính tốn vòng vây cọc ván có tầng giằng chống 55 7.3.5 Tính tốn vòng 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 Yêu cầu chung 72 7.10.2 Tính tốn 72 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 Những cơng trình phụ trợ chun dùng để lắp ráp nhịp cầu thép, bê tông cốt thép, thép bê tông liên hợp 81 TCVN 11815:2017 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 tốn 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 tốn 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 10.4 Cấu tạo 124 TCVN 11815:2017 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 cơng: 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 hông tiêu chuẩn tác dụng lên vòng 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 vòng vây cọc ván thép 164 Phụ lục K (Quy định): Quy đổi đơn vị số đại lượng 166 TCVN 11815:2017 Lời nói đầu TCVN 11815:2017 Cục Đường sắt Việt Nam chủ trì biên soạn, Bộ Giao thơng vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN 11815:2017 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 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 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 cơng nghiệm thu đóng ép cọc Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Công trình phụ trợ (Auxiliary Structure) Tên gọi chung cho kết cấu cơng trình dựng lên thời gian thi công tháo dỡ sau công 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 Quy định chung 4.1 u cầu thiết kế cơng trình phụ trợ 4.1.1 Ngun tắc thiết kế cơng trình phụ trợ đảm bảo an toàn tuyệt đối trình thi cơng cơng trình, đảm bảo bố trí cấu tạo tính tốn cơng trình phụ trợ công 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 cơng trình định làm Những kết cấu, thiết bị cơng trình chun dụng giai đoạn vẽ thi công phải bao gồm: TCVN 11815:2017 Những vẽ chi tiết cần cho việc chế tạo thi công kết cấu công trình phụ trợ phải kèm theo dẫn kỹ thuật chất lượng vật liệu sử dụng phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia Những yêu cầu công nghệ chế tạo nhà máy phân xưởng đơn vị thi công Những dẫn khả sử dụng vùng khí hậu khác trường hợp cần thiết bao gồm yêu cầu thí nghiệm Các tính chủ yếu, bao gồm kết tính tốn 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 công cơng trình phụ trợ, theo thỏa thuận với đơn vị quản lý cơng trình 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 công 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 kết cấu vạn đáp ứng yêu cầu Những cơng trình phụ trợ cần đáp ứng u cầu thi cơng nhanh, khả giới hóa cao yêu cầu kỹ thuật an toàn thi cơng 4.1.5 Các cơng trình phụ trợ phải tính toán, 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 vòng 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 trình tổ chức thi công 4.2 Yêu cầu khổ giới hạn 4.2.1 Các cơng trình phụ giai đoạn thi công 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 thơng thuyền có vật trơi quy định phụ thuộc vào đặc điểm qua lại tàu thuyền giai đoạn thi công phụ thuộc vào cấp đường sơng có xét đến u cầu quan quản lí đường sơng địa phương 4.2.3 Việc xác định tĩnh khơng cơng trình phụ trợ khoảng thông thuỷ trụ cầu phải quy định thiết kế tùy thuộc vào điều kiện nơi thi cơng có xét đến yêu cầu sau: a) Trong thiết kế lấy mức nước lớn theo mùa xảy giai đoạn thi cơng cơng trình, tương ứng với lưu lượng tính tốn theo tần suất 10 % làm mức nước thi công Đồng thời phải xét đến cao độ ứ dềnh chiều cao sóng Trên sơng có điều tiết 10 TCVN 11815: 2017 Bảng E.2 - Khả chịu lực phao mối nối Chế độ làm việc Yếu tố xác định khả chịu tải Uốn phao mặt phẳng thành bên: h = 1,8 m Cường độ phao Uốn phao mặt phẳng boong: h = 3,6 m Cường độ phao Uốn phao mặt phẳng đầu phao: h = 1,8 m Uốn phao mặt phẳng đầu phao: h = 3,6 m Cường độ mối nối Cường độ mối nối Khi có tải trọng cục Cường độ W = 1,8 T/m2 phao Khi khơng có tải mối nối trọng cục Khi có tải trọng cục Cường độ W = 1,8 T/m2 phao Khi khơng có tải mối nối trọng cục KC - Mnp T.m Qnp T KC - 63 Mnp T.m Qnp T Xem đồ thị (Hình E.2) 546 138 575 138 Xem đồ thị (Hình E.3) 608 207 608 276 229* 119* 348* 124* 389* 119* 486* 124* 149* 238* 430* 248* 792* 238* 993* 248* GHI CHÚ: 1- Việc tính toán phao tiến hành điều kiện, coi phao làm việc sà lan (đáy bằng) có mớn nước 1,8 m, 3,6 m 2- Dấu * trị số Mnp Q = Qnp M = 3- Khi có tác dụng đồng thời M Q cần phải kiểm tra cường độ phao tính tốn trường hợp cụ thể 153 TCVN 11815:2017 Hình E.2 - Đồ thị ứng lực cho phép xuất phao uốn mặt phẳng thành phao có tải trọng cục (áp lực thủy tĩnh) W = 1,8 T/m2 Hình E.3 - Đồ thị ứng lực cho phép xuất phao uốn mặt phẳng boong phao Khi khơng có tải trọng cục Theo uốn dầm có tải trọng cục (áp lực thủy tĩnh) W = 3,6 T/m Theo cường độ mối nối Théo cường độ sườn ngang Theo ổn định cục chung mặt boong mặt đáy chịu áp lực thủy tĩnh W = 3,6 T/m Hình E.4 - Sơ đồ tải trọng đặt phao sử dụng kết cấu đà giáo a) Trên nút sườn b) Trên nút đầu phao P1 = 50 T với điều kiện đặt kim loại vào sườn ngang chỗ gối tựa 154 TCVN 11815: 2017 Phụ lục F (tham khảo) Tính mơmen qn tính hệ ghép phao Sơ đồ ghép Momen quán tính mặt đáy sà lan 1) Trong phao có nước dằn tải, bơm vào máy bơm (những phao gạch chéo) - Moment quán tính theo hướng nghiêng ngang: - Moment quán tính theo hướng nghiêng dọc: 2) Nước dằn tải phao chảy qua lỗ đáy (những phao gạch chéo) ∑ ∑ Ở với điều kiện có ngăn cách ống khí dẫn vào phao KÍ HIỆU: a, b kích thước phao theo hướng x-x, y-y; n, n1 số phao xếp theo hướng x-x, y-y; m số phao có nước dằn tải; w diện tích mặt nước dằn phao; ixn, iyn mơmen qn tính diện tích w trục riêng xn, yn song song cách tương ứng với hệ trục sà lan; lx, ly khoảng cách từ trọng tâm diện tích w phao có nước đến trục y-y, x-x; K hệ số ảnh hướng ngăn cách phao có nước mạng ống dẫn khí Khi có liên thơng khơng gian bên phao với khơng bên ngồi K = 1; hiệu số mực nước phao ngồi phao vị trí xét hệ nồi (m); t chiều cao thành phao mặt nước vị trí xét hệ (m) 155 TCVN 11815:2017 Phụ lục G (Quy định) Xác định mômen uốn M lực cắt Q trụ tải trọng sóng gây Mơmen uốn phụ sóng gây ΔM (tính theo Tm xác định theo cơng thức): M = k0k1k2k3BL2h (G-1) đó: k3 hệ số tồn phần lượng chốn nước; L chiều dài sà lan mức mớn nuớc (m); B chiều rộng sà lan mức mớn nước tính theo mặt cắt sà lan (m); h chiều cao tính tốn sóng, thời gian chở kết cấu nhịp (m) Chiều cao tính tốn sóng phải lấy sở tài liệu đường thuỷ địa phương có liên quan đến vùng lại trụ xây dựng cầu, không lấy nhỏ 0,6 m Hệ số k0 tính theo công thức: (G-2) Hệ số k1 phụ thuộc vào chiều dài L tàu, lấy bằng: 0,012 tàu dài 20 m 0,010 tàu dài 40 m 0,008 tàu dài 60 m 0,000 61 tàu dài 100 m Khi chiều dài tàu nằm khoảng giá trị k1 xác định theo nội suy: Hệ số k2 tính theo cơng thức: (G-3) TH độ chìm mũi tàu (m) Biểu đồ mơmen uốn phụ sóng ΔM lấy theo Hình G.1 Hình G.1 - Biểu đồ mơmen ΔM tải trọng sóng Hình G.2 - Biểu đồ lực cắt ΔQ tải trọng sóng Lực cắt phụ sóng gây ΔQ (T) xác định theo công thức: (G-4) Biểu đồ lực cắt phụ ΔQ sóng gây lấy theo Hình G.2 156 TCVN 11815: 2017 Phụ lục H (tham khảo) Quy định tạm ứng suất cho phép gỗ dùng cơng trình giao thơng vận tải Gỗ chia thành nhóm, lấy nhóm VI làm nhóm Nhóm I: lát II: trắc, lim, táu, nghiến III: vàng tâm, chò chỉ, săng lẻ IV: giối, mít V: dẻ, thơng, vài, xà cừ, phi lao VI: xoan, sấu, sổi VII: ngát, sui, trám, táo VIII: sung, gạo, bố kết, núc nác, bồ đề Ứng suất cho phép nhóm gỗ bản: a) Ép dọc thớ b) Uốn tĩnh c) Kéo dọc thớ d) Cắt dọc thuận thớ đ) Cắt ngang thuận thớ e) Cắt ngang ngang thơ g) Ép ngang tồn h) Ép ngang thớ cục chiều dài tự không nhỏ chiều dài chịu ép chiều dày cấu kiện i) Môđun đàn hồi uốn tĩnh k) Môđun đàn hối theo dọc thớ,về kéo lớn ép, tính tốn lấy trị số môđun đàn hồi uốn tĩnh l) Môđun đàn hồi theo ngang thớ Kéo Ép Xoắn 120 kg/cm2 120 kg/cm2 100 kg/cm2 19 kg/cm2 9,5 kg/cm2 24 kg/cm2 24 kg/cm2 100 000 kg/cm2 kg/cm2 100 000 kg/cm2 10 000 000 000 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 Bảng H.1 - Hệ số chỉnh ứng suất cho thép tương ứng nhóm gỗ khác STT Nhóm gỗ Nhóm II III IV V VI VII VIII Hệ số điều chỉnh loại ứng suất Cắt dọc, cắt Ép ngang thớ Mođun đàn hồi Ép dọc thớ ngang thuận tồn bộ, ép uốn tĩnh, mơđun uốn tĩnh kéo thớ cắt ngang ngang thớ cục đàn hồi theo dọc dọc thớ thớ thớ, ngang thớ 1,7 1,5 2,3 1,2 1,5 1,4 2,0 1,2 1,3 1,3 1,7 1,2 1,1 1,2 1,4 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0 0,8 0,9 0,8 0,8 0,5 0,6 0,5 0,5 157 TCVN 11815:2017 Bảng H.2 - Hệ số điều chỉnh ứng suất cho phép gỗ theo điều kiện sử dụng công trình Hệ số Số Điều kiện sử dụng cơng trình thứ Ứng suất Mơđun đàn hồi tự Lúc khô, lúc ướt liên tục xen kẽ 0,85 0,85 Luôn ngâm nước 0,75 0,75 Kết cấu làm việc môi trường luôn 0,80 0,80 có nhiệt độ từ 350 đến 500 Khi kết cấu chịu lực tác dụng tải trọng 0,80 0,80 tĩnh chủ yếu Khi chịu lực tạm thời q trình lắp ráp, thi cơng thì: a) Ép dọc thớ 1,30 b) Cường độ khác 1,10 Công trình tạm thời 1,20 Cơng trình đảm bảo giao thơng thời chiến 1,20 đường sắt (cầu phà) Công trình đảm bảo giao thơng thời chiến 1,50 đường (cầu, phao, phà) 158 TCVN 11815: 2017 Phụ lục I (Quy định) Tính tốn móng cọc Tính tốn móng cọc khơng có khung tăng cường Để tính tốn móng cọc, người ta sử dụng hệ tọa độ vng góc xoz (Hình I.1a) Góc tọa độ trùng với điểm 0, điểm nằm mặt kết cấu liên kết đầu cọc Trong trường hợp sơ đố tính tốn phằng móng đối xứng điểm nằm trục đứng đối xứng hệ Trong trường hợp sơ đồ tốn phẳng móng khơng đối xứng móng có số cọc thẳng đứng điểm nằm đường thẳng đứng qua trọng tâm tiết diện ngang tất cọc Những trường hợp lại khơng bó buộc Trục x trục nằm ngang hướng bên phải Trục z trục thẳng đứng hướng xuống Hình I.1 - Để tính tốn móng cọc khơng có khung tăng cường a) Sơ đồ toán phẳng móng b) Lực tác dụng lên cọc móng Vị trí cọc thứ i sơ đồ tốn phẳng xác định toạ độ xi giao điểm trục cọc với trục x, góc i, góc trục cọc với đường thẳng đứng Góc i dương trục cọc nằm bên phải đường thẳng đứng qua đầu cọc (xem Hình I.1a) Ngoại lực tác dụng lên móng đặt vào điểm phân thành lực Hx hướng theo trục x, Pz hướng theo trục z mômen M0 điểm Các lực Hx Pz dương chiều chúng trùng với chiều dương trục x z, mơmen M0 dương tác dụng theo chiều kim đồng hồ (xem Hình I.1a) Trong trường hợp chung, chuyển vị a c đáy bệ cọc theo hướng x z, góc quay điểm 0, xác định qua việc giải hệ phương trình tắc: } đó: hệ số phương trình tắc xác định theo mục Trong trường hợp sơ đồ toán phẳng đối xứng không đối xứng, gồm toàn cọc thẳng đứng (đầu cọc liên kết hình thức nào) hệ phương trình (I.1) đơn giản hóa tốn biểu thị dạng: } 159 TCVN 11815:2017 Trong đó: Chuyển vị a c dương hướng trùng với hướng dương trục x z Góc dương kết cấu liên kết đầu cọc quay quanh điểm theo chiều kim đồng hồ Giá trị trường hợp tính tốn tổng qt xác định theo cơng thức: ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ { ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ đó: (I.5) đặc trưng độ cứng cọc, xác định theo mục 7; số cọc hàng, mà sơ đồ tốn phẳng coi hàng cọc thứ i; tổng số cọc móng Trong cơng thức (I.4) dấu có nghĩa tổng tất hàng cọc (là tổng tất cọc n sơ đồ toán phẳng) Trong trường hợp riêng, tính móng gồm tồn cọc thẳng đứng, cơng thức (I.4) giản hoá dùng dạng: ∑ } Giá trị (xem mục 5) xác định theo công thức: a) Trong trường hợp cọc tựa lên lớp đất đá, đất hạt lớn: b) Trong trường hợp khác: đó: EF độ cứng mặt cắt ngang cua cọc khị nén chiều dài đoạn cọc nằm mặt đất tính tốn (l0 lấy khoảng cách theo đường thẳng đứng từ mặt đất tính tốn đến đáy kết cấu liên kết đầu cọc) h chiều sâu hạ cọc, tính từ mặt đất tính tốn xuống P khả chịu lực cọc đơn nén Trong công thức (I.8) lấy EF P theo đơn vị tấn, theo mét, ρ1 có đơn vị T/m Giá trị 2, 3, (xem mục 5) xác định theo cơng thức nêu bảng I.1 phụ thuộc vào loại liên kết đầu cọc Trong công thức này: EI độ cứng tiết diện ngang thân cọc uốn; LM chiều dài uốn cọc, lấy theo 10.5.18 quy trình Lực dọc N, lực cắt Q mơmen uốn M tác dụng đầu cọc hàng thứ i xác định theo công thức: [ ] } [ ] 160 TCVN 11815: 2017 Bảng I.1 – Công thức xác định đặc trưng độ cứng cọc Công thức để xác định giá trị Giá trị Đầu đầu ngàm 2, 3, ứng với dạng liên kết cọc Trên khớp Trên Trên ngàm ngàm khớp khớp 0 0 Đối với cọc thẳng đứng sin = 0; cos = đó: } Chiều dương lực H, Q M Hình I.1.b Nếu tính tốn móng cọc có đầu ngàm cứng (xem 10.5.10 tiêu chuẩn) mơmen lớn M, tác dụng mặt cắt ngang đoạn cọc nằm đất xác định theo công thức: Mt = M + Q (l0 + 1 x d) (I.11) đó: , , η d giá trị nói 10.5.12, 10.5.15 10.5.16 tiêu chuẩn Tính tốn móng cọc có khung tăng cường 10 Để tính tốn móng cọc có khung tăng cường, người ta sử dụng hệ toạ độ xoz với gốc toạ độ điểm 0, trọng tâm tiết diện ngang cọc độ cao đáy bệ biên dầm xà ngang Trục x nằm ngang, trục z thẳng đứng (Hình I.2a) chuyển ngoại lực điểm 0, phân tích ngoại lực thành thành phần Hx, Pz Mo Các chuyển vị chưa biết a B xà ngang quy tắc vê dấu tất đại lượng lấy giống tính tốn móng cọc khơng có khung tăng cường (xem điểm 4) Chuyển vị thẳng đứng c điểm dầm ngang khơng cần xác định 11 Các chuyển vị a B xác định theo công thức (I.2) (I.3) Người ta xác định đại lượng đưa vào cơng thức đó, đồng thời với việc sử dụng biểu thức: ̅̅̅ ̅̅̅ ̅ ̅̅̅ ∑ ̅̅̅̅ ̅̅̅ } 161 TCVN 11815:2017 Hình I.2 - Để tính tốn móng cọc có khung tăng cường a) Sơ đồ tốn phẳng móng; b) Lực tác dụng lên cọc móng - Bản dầm xà ngang - Lưới tăng cường đó: tổng số cọc móng B khoảng cách từ đáy biên dầm xà đến hệ giằng khung (chiều cao khung) k1 số cọc hàng, mà với sơ đồ tốn phẳng hàng coi cọc thứ i S1 đại lượng xác định theo điều S2, S3, S4, S5 S6 đại lượng xác định theo công thức đưa vào Bảng I.2 đại lượng khác dạng liên kết đầu cọc xác định Các dạng liên kết đầu cọc sử dụng theo 10.5.9 10.5.10 tiêu chuẩn Trong cơng thức đưa vào Bảng I.2, EJ độ cứng mặt cắt ngang thân cọc uốn; LM chiều dài chịu uốn cọc xác định theo 10.5.18 tiêu chuẩn 12 Lực dọc N, lực cắt Q, mômen uốn M tác dụng từ dầm xà lên đầu cọc hàng thứ i, lực H truyền từ giằng khung lên cọc, xác định theo công thức: ̅ ̅ } ̅ ̅ ̅ ̅ Chiều dương lực N, Q, M H tác dụng lên cọc rõ Hình I.2b 13 Nếu tính tốn móng, mà cọc có ngàm cứng phía (xem 10.5.10) mơmen uốn M1, tác dụng mặt cắt ngang cọc đoạn nằm đất xác định theo công thức: M1 = M + QL0 + H (L0 - b) + (Q + H) 1b; (I.14) đó: d, , nói rõ 10.5.12, 10.5.15 10.5.16 tiêu chuẩn Những đại lượng lại nói mục 11 12 14 Người ta lấy chiều dài tự cọc Lc đại lượng nhỏ đại lượng nhận từ công thức: a) Nếu theo 10.5.10 tiêu chuẩn, mà dùng cọc có phần ngàm cứng thì: Lc = LM – 0,8b Lc = 0,9b b) Nếu theo 10.5.10 tiêu chuẩn, mà dùng cọc liên kết khớp với đất thì: Lc = 2LM – 1,6b; Lc = 0,9b 162 TCVN 11815: 2017 Bảng I.2 – Công thức tính đại lượng S2, S3, S4, S5 S6 TRONG ĐÓ: LM b chiều dài chịu uốn cọc chiều cao khung Ghi chú: Trong công thức phụ lục chữ b in B, chữ in S 163 TCVN 11815:2017 Phụ lục J (Quy định) Xác định lưu lượng nước ngầm ngấm qua đáy hố móng vòng vây cọc ván thép Lưu lượng Q m3/s xác định gần theo cơng thức: ∑ đó: k hệ số thấm đất (xem Bảng J.1) (m/s); H độ chênh cao mực nước hố móng (m); ∑ chu vi vòng vây (m); qr hệ số hiệu chỉnh Bảng J.1 - Hệ số thấm đất Loại đất Hệ số thấm đất Cát mịn pha sét cát bụi 2.10-5 + 5.10-5 Cát nhỏ 5.10-5 + 10-4 Cát trung 10–1 + 10-3 Cát sỏi 10–3 + 5.10-3 Sỏi 5.10–3 + 10-2 GHI CHÚ: Giá trị nhỏ hệ số tương ứng với đất có độ rỗng nhỏ Đối với trường hợp đáy vòng vây cọc ván khơng có lớp đất thấm nước nằm cạnh, qr xác định đồ thị Hình J.1 phụ thuộc vào tỉ số: t chiều sâu hố móng, tính từ đáy hố móng; S chiều sâu cắm cọc ván, tính từ đáy hố móng; b nửa chiều rộng hố móng (chiều rộng hố móng cạnh lớn hố móng hình chữ nhật đường kính hố móng hình tròn) Với trường hợp gần chân cọc có lớp đất khơng thấm nước, đại lượng qr xác định theo biểu đồ J.2 (Hình J.2) phụ thuộc với tỉ số: đó: S1 độ chôn sâu cọc ván kể từ đáy lớp đất thấm nước; S2 độ chôn sâu cọc ván kể từ đáy hố móng; T1 khoảng cách từ đáy hố móng đến cao độ khơng thấm nước; T2 khoảng cách từ đáy hố móng đến cao độ không thấm nước Trong xác định cơng suất thiết bị hút nước phải tính thêm lượng nước chảy qua khe vòng vây Lượng thêm thường tính 20 % lượng nước thấm tính Hình J.1 - Biểu đồ xác định qr = f ( 164 ) đất thấm nước TCVN 11815: 2017 Hình J.2 - Biểu đồ xác định qr( ) xác định hàm số xác định hàm số 165 TCVN 11815:2017 Phụ lục K (Quy định) Quy đổi đơn vị số đại lượng Chiều dài in = 0,025 m Thể tích, lưu cu.in = 16,39.10-6 ft = 0,304 m lượng thể cu.ft = 0,028 32.106 m3 0,914 tích imp.gallon = 4,546.10-3 yard = m mile = 1609,35 Tốc độ Diện tích m m3 USA gallon (chất lỏng) mph (miles per hour) = 0,447 = 3,785.10-3 m/s ft/min (fpm) = 0,005 m/s km/h = 0,278 m/s m3 USA gallon (chất khô) = 4,405.10-3 m3 bushel (chất khô) = 0,035 m3 s.in = 0,465.10-3 m2 cu.ft/lb = 0,062 43 m3/kg m2 sq.ft = 0,929 m3 cfm(cu.ft/min) = 4,72.10-4 m3/s Khối lượng lb (pound) = Zentner = grain Lực = 0,453 kg 50 kg kWh = 600 lượng kGm = -6 64,8.10 kg kcal = 187 J = 055 J kg Btu ton (short) = kg Btu/lb = 326 dyn = 10 -5 907 N Công suất kG/cm = at = 98 100 N/m = 0,981 bar J/kg kGm/s = 9,81 W dòng nhiệt kJ 9,81 J ton (long) = 016 kG = 9,81 N Ứng suất Công Nhiệt = 9,81 J/s mã lực PS = 735,5 W mã lực HP = 745,5 W = 105 N/m kcal/h = 1,163 W mbar = 100 N/m Btu/h = 0,293 W atm = 1,013 bar bar USRT (tấn lạnh Mỹ) 10 mH2O = at = 0,981 bar = 12 000 Btu/h 760 mmHg = atm = 1,013 bar = 024 kcal/h 750 mmHg = bar = 561 W 735,5 mmHg = at = 0,981 bar mmHg = Torr = 133,2 N/m Pa = N/m IRT (tấn lạnh Anh) = 186 W IKT (tấn lạnh Nhật) = 860 W psi (lb/in2) = 0,068 95 bar in Hg = 387 N/m2 inWS = 387 Pa Nhiệt độ t oC = 9/5(t oF - 32) Độ nhớt cSt (centistokes) = 10-6 m2/s t oF = 9/5t oC + 32 động ft2/h = 25,8.10-6 m2/s ft2/s = 0,0929 m2/s t oK = t oC + 273,15 166 TCVN 11815: 2017 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 22 TCN 272 : 05, Tiêu chuẩn thiết kế cầu [2] TCCS 05 : 2012 TCĐBVN, Cầu cống – TC thi công nghiệm thu [3] 22 TCN 257 : 2000, Quy định kỹ thuật thi công nghiệm thu cọc khoan nhồi [4] 22 TCN 18 : 79, Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn [5] NXB Xây dựng : 2004, Tính tốn thiết kế cơng trình phụ tạm để thi công Cầu [6] NXB Xây dựng : 2006, Tính tốn thiết kế thi cơng Cầu 167 ... cơng trình phụ trợ công tác thi t kế thi công cầu ngành giao thông vận tải 4.1.2 Việc thi t kế kết cấu, thi t bị công trình phụ trợ phải thực lập thi t kế kỹ thuật thi t kế vẽ thi công cầu Các kết... kết cấu, thi t bị cơng trình phụ trợ lập thi t kế kỹ thuật cơng trình cầu, bao gồm: a) Các phương án giải pháp kết cấu cơng trình phụ trợ đồng với thi t kế cầu thi t kế tổ chức thi công Các phương... nhiệm vụ thi t kế kỹ thuật 4.1.3 Danh mục kết cấu cơng trình phụ trợ, vật liệu kết cấu vạn dùng cho nó, xác định thi t kế kỹ thuật Những vẽ thi cơng cơng trình phụ trợ thi t kế sở thi t kế kỹ thuật,