ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG I: SỐ LIỆU ĐẦU VÀO - Phạm vi thiết kế: thiết kế cho trụ cầu sông Thể loại công nghệ: cầu liên tục dây văng Quy phạm thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 272- 05 hoạt tải thiết kế HL93 Số nhịp: nhịp 87+100+150+250+150+100+87 Thơng số móng: 10 cọc khoan nhồi, chiều sâu cọc đất 60m tính từ đáy bệ Kích thước cọc : D = 1.2m Nội dung: + Thiết kế vòng vây cọc ván thép + Trình bày biện pháp thi cơng hệ móng cọc khoan nhồi + Thiết kế ván khn đổ bêtơng móng thân trụ + Lựa chọn biện pháp đổ bảo dưỡng bêtơng móng thân trụ + Tính tốn tổ chức thi công kết cấu nhịp cầu + Lập bảng tiến độ thi công cho trụ kết cấu nhip II: SƠ LƯỢC VỀ ĐẶC ĐIỂM NƠI XÂY DỰNG CẦU Điều kiện cung cấp vật liệu - Vật liệu cát sỏi sạn dùng vật liệu địa phương - Vật liệu thép sử dụng thép nhà máy luyện thép nước thép thái nguyên, biên hòa… loại thép liên doanh Việt – Nhật, Việt – hàn… Xi măng: nhà máy xi măng xây dựng tỉnh, thành đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng vấn đề cung cấp xi măng cho cơng trình thuận lợi, giá rẻ đảm bảo chất lượng số lượng mà cơng trình đặt Nhân lực máy móc Đội ngũ thi cơng cơng trình có đầy đủ phương tiện thiết bị thi công phục vụ thi công, đội ngũ công nhân kỹ sư chuyên môn cao dày dạn kinh nghiệm vấn đề thiết kế xây dựng, hoàn toàn đưa cơng trình vào khai thác tiến độ Mặt khác có cơng việc đòi hỏi cần có nhiều cơng nhân th dân cư vùng, nên thi công không hạn chế nhân lực máy móc thiết bị thiếu thuê cần Điều kiện địa chất thủy văn - Địa chất dòng sơng chia làm lớp ϕ Lớp 1: đất cát hạt vừa dày 5.5m ;γ= 1.73 T/m , =220 - ε Từ tra =0.75 trạng thái cát hạt trung SVTH: Trang1 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Lớp 2: đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m; γ= 1.82 T/m3 , ϕ ε ≤ ε ≤ =0.91,C=0.148(kg/cm2)( (0.5< Il ϕ Lớp 3: đất sét chặt dày vô cùng, γ= 1.89 T/m , =7.50 Từ tra =100 0.75)trạng thái sét Từ tra =0.77,C=0.486(kg/cm2)(0.25< Il 0.5) trạng thái đất dẻo cứng - Các số liệu thủy văn: Cấp đường sông: cấp II Khổ thông thuyền: B = 60m, H = 9m Khổ cầu : xe chạy Điều kiện ăn, ở, sinh hoạt công nhân Lán trại xây dựng gần cơng trình Hệ thống điện nước, thông tin liên lạc nhu cầu yếu phẩm sinh hoạt đảm bảo đầy đủ Chọn thời gian thi công Dựa vào số liệu khảo sát thơng kê địa hình, địa mạo, địa chất, thủy văn, thời tiết khí hậu miền nam, điều kiện giao thông, vận tải ta chon thời gian thi công từ đầu tháng Bắt đầu từ tháng để tránh mùa mưa, thi công đẩm bảo chất lượng, tiến độ đẩy nhanh CHƯƠNG II: THI CÔNG THÁP TRỤ CẦU I: TRÌNH TỰ THI CƠNG TRỤ CẦU - Tập kết vật tư thiết bị thi công Định vị tim trụ ( dùng máy + nhân công ) Gia công lồng thép Thi cơng cọc khoan nhồi Thi cơng vòng vây cọc ván thép Đào hố móng máy kết hợp công nhân đến cao độ thiết kế Sửa sang hố móng, tiến hành đổ bê tơng bịt đáy phương pháp vữa dâng Hút nước vệ sinh hố móng Nghiệm thu hố móng Đập đầu cọc tiến hành đổ lớp bê tông đệm Lắp dựng cốt thép, ván khn tiến hành đổ bê tơng bệ móng Khi bê tơng bệ móng đạt cường độ, tháo dỡ ván khn, lấp đất đến cao độ đỉnh bệ móng Lắp dựng cốt thép, ván khuôn tiến hành đổ bê tông tháp trụ Khi bê tông thân trụ đạt cường độ tiến hành tháo ván khn hồn thiện thân trụ SVTH: Trang2 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU II: CÁC CƠNG TÁC CHÍNH TRONG THI CƠNG THÁP CẦU II.1.Công tác chuẩn bị: II.1.1: lập lán trại, kho bãi: - Do thời gian thi công dài nên việc lập lán trại, kho bãi tập kết vật liệu quan trọng kho bãi lán trại phải xây dựng nơi khơ ráo, an tồn gần cơng trình nhằm đảm bảo việc quản lý, bảo quản vật liệu máy móc thi cơng - Dùng máy san máy ủi kết hợp công nhân để dọn dẹp mặt bãi thi công Mặt phải phẳng, đủ rộng để bố trí vật liệu máy móc thi cơng II.1.2: Nguyên vật liệu: - Các loại vật liệu vận chuyển đến công trường tập kết kho bãi, trình cung ứng vận liệu phải đảm bảo liên tục, đảm bảo yêu cầu thông số kỹ thuật yêu cầu vật liệu II.1.3: Nhân lực máy móc: - Nhân lực máy móc huy động đầy đủ đảm bảo cho cơng trình kịp tiến độ xây dựng - Về nhân lực: bên cạnh đội ngũ kỹ sư có trình độ cơng nhân lành nghề, đơn vị tuyển thêm nguồn nhân cơng địa phương để đẩy nhanh tiến độ thi công - Về máy móc: đơn vị thi cơng có đầy đủ thiết bị thi công, từ loại máy nhỏ máy hàn, máy cắt, máy phát điện đến loại máy lớn máy cẩu, máy khoan, xà lan… II.1.4 Cơng tác định vị tim trụ - Mục đích: nhằm đảm bảo vị trí, kích thước tồn cơng trình phân kết cấu thực suốt thời thời gian thi công - Nội dung: xác định lại kiểm tra thực địa mốc cao độ mốc đỉnh, cắm lại mốc thực địa để định vị tim cầu, đường trục trụ mố đường dẫn đầu cầu, kiểm tra lại kích thước hình dạng cấu kiện chế tạo công trường, định vị công trình phụ tạm phục vụ thi cơng - Xác định trụ tim cầu phương pháp giao hội góc - cách xác đinh: SVTH: Trang3 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU + điểm A,B mốc cao độ chuẩn cho trước, điểm A cách tim trụ khoảng cách cố định, ta tiến hành lập tuyến ABA1,ABA2 + cách xác định tim trụ T2 xác định sau: • Tại A nhìn B ( theo hướng tim cầu) mở góc α1=α2=900 hai phía lấy điểm A1,A2 cách điểm A đoạn AA1= AA2 • Tại B nhhinf A ( theo hướng tim câu ) mở góc α1=α2=900 hai phía lấy điểm B1,B2 cách b mooti đoạn BB1 = BB2 • Gọi C tim trụ số tgβ = BC/BB2 • Tại A2 nhìn A quay góc α có tgα = AC/AA1 - Đặt máy kinh vĩ I A hướng theo tim cầu, đặt máy kinh vĩ II A1 hướng A sau mở góc α Giao hai hướng C tim trụ số II.1.5.Thi công cọc khoan nhồi Theo điều kiện địa chất lớp cát hạt vừa, lớp sét pha cát dẻo vừa, lớp sét chặt vị trí thi cơng nơi có nước mặt nên ta chon phương pháp khoan tao lỗ dùng ống vách II.1.5.1 Công tác chuẩn bị thi công: - Thiết kế tổ chức thhi công cọc khoan nhồi cần phải thu thập điều tra tài liệu sau: + vẽ thiết kế móng cọc khoan nhồi, khả chịu tải , yêu cầu thử tải phương pháp kiểm tra nghiệm thu + tài liệu điều tra mặt địa chất, thủy văn nước ngầm + tài liệu bình đồ, địa hình nơi thi cơng, cơng trình hạ tầng chỗ cơng trình giao thơng, mạng điện, nguồn nước thi công + nguồn vật liệu cung cấp cho cơng trình, vị trí đổ dất khoan + tính số lượng máy thi cơng huy động cho cơng trình + ảnh hưởng tác động đến mơi trường cơng trình lân cận + trình độ cơng nghệ kỹ cơng nghệ đơn vị thi công + yêu cầu kỹ thuật thi công kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi SVTH: Trang4 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU II.1.5.2 thi cơng cọc khoan nhồi: - Trình tự thi cơng cọc khoan nhồi gồm bước sau: Bước 1: tiến hành hạ ống vách thép búa rung, khoan lấy đất bên đến cao đến cao độ thiết kế giữ ổn định thành vách đất trình khoan tạo lỗ dung dịch bentonite - - Các thông số vữa bentonite thường không chế sau + hàm lượng cát < 5% + dung trọng 1.01-1.05 kg/cm3 + độ PH 9.5 – 12 Tuy nhiên cần tùy theo tiêu loại đất cụ thể mà chọn thành phần vữa bentonite cho phù hợp Trong trình khoan tạo lỗ cần phải tiến hành kiểm tra theo dõi tình hình lỗ khoan như: độ cao lỗ khoan kèm theo so sánh mức địa tầng thực tế khoan so với hồ sơ địa chất, đo đường kính độ thẳng đứng lỗ khoan Bước 2: Xử lí cẳn lắng đáy lỗ khoan thổi rửa kết hợp xói hút, toàn đất bùn lẫn Bentonit dạng mền nhão lắng đáy lỗ khoan cần phải vét hết Kết thúc việc lắng cặn xác đònh sau: - Tạp chất lấy cuối phải đất nguyên thổ Cao dộ dáy lỗ khoan kết thúc cống tác xử lý cặn lắn tối thiểu phải sâu so với cao độ trước xử lí - Việc thực lầm cuối đổ bê tông 15 phút Lỗ khoan trụ, mố kiểm tra SPT lớp đất đáy hố khoan sau xử lí cặn lắng đáy lỗ khoan trước đổ bê tơng định thức chiếu dài cọc mố trụ Bước 3: Hạ khung cốt thép cọc vào lòng lỗ khoan, lồng thép hạ theo lồng liên khết lồng thực liên kết hàn buộc theo nguyên tắc liên kết phải đảm bảo chịu theo nguyên tắc liên kết, đảm bảo trọng lượng thân khung thép thả xuống trước ngồi cần phải đảm bảo điều kiện thẳng đứng lồng cốt thép suốt chiều dài cọc Chú ý mối hàn cốt thép cốt thép đai, cốt định vị cốt chủ cầm đảm bảo không gây cháy cốt thép - Lồng cốt thép phải luôn đảm bảo khe hở với thành bên lỗ khoan theo thiết kế, cần đặt khung cốt thép vào kê định vị Cự li mặt cắt đặt khung định vị khoảng từ 2-4m bố trí suốt chiều dài cọc Số lượng kê mặt cắt định vị lòng thép từ 4-6 kết hợp khung cốt thép Sau lắp dựng khung cốt thép xong thiết phải kiểm tra cao độ đầu cốt thép chủ SVTH: Trang5 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Bước 4: Kiểm tra lại cao độ lỗ khoan, mức độ bùn, tạp chất đáy lỗ khoan 15 phút trước đỗ bê tong Bước 5: Đổ bê tông mác 30MPa theo phương pháp vữa dâng rút ống thẳng đứng: bê tông đươc trôn từ trạm trộn tới hiên trường - Một số yêu cầu công tác đổ bê tông: Để bê tông đạt cường độ 30MPa theo thiết kế để cường độ chịu nén mẫu hình trụ sau 28 ngày đạt thiếu 33MPa, nghĩa tăng cường thêm 10% Thường dùng loại bê tơng trộn dẻo có độ sụt khoảng 18cm, thiết phải đổ bê tông sau trôn xong nhằm tránh tượng tắt ống tính lưu động bê tông giảm - Tốc độ đổ bê tơng thích hợp 0.63m3/phút Trong tối thiểu phải đổ 4m dài cọc trình đổ bê tông đáy ống đổ cần cấm sâu bề mặt bê tơng >2m để đề phòng bê tơng chảy từ đáy ống đổ không bị trôn lẫn đất bùn bề mặt bê tông, Tuy nhiên tránh cắm sâu làm bê tơng khó gây tắt ống đổ - Trong q trình đổ bê tơng cần thường xun thực công việc sau: kiểm tra độ sụt bê tông cối trộn, đo cao độ dâng lên mặt bê tông lỗ khoan lần đổ đối chiếu với khối lượng thực tế đổ Từ xem xét đến mức độ nhấc ống đổ bê tông kiểm tra dây đo mặt dâng vủa bê tông tránh trường hợp dây bị dãn dài q trình đo Lưu ý tốc độ đổ bê tơng ống đổ bị gỉam đổ phần cọc - Phần bê tông đỉnh cọc khoan nhồi sau kết thúc công tác đổ bê tong thường có lẫn tạp chất búa cọc thường đổ vượt tối thiểu khoảng 1.2m so với cao độ đáy bệ.phần bê tông đổ vượt sẻ đục bỏ hết đến cao độ thiết kế sau dùng nước rửa mạt đá cát bụi đầu cọc Bước 6: Kiểm tra chất lượng đầu cọc sau thi thi cơng hồn thiện cọc - Cơng tác đánh giá chất lượng cọc bao gồm công việc sau: Toàn cọc kiệm tra pháp pháp siêu âm.ống dùng cho công tác siêu âm thép đảm bảo không bị phá hoại áp lực vữa q trình đổ bê tơng cọc tùy vào đường kính cọc mà bố trí ống cho phù hợp Tuy nhiên cần phải bố trí ống có dường kính 114mm, ống cóng lại có dường kính 82.5mm Các ống đặt sát theo vành cốt thép dọc Chiều dài ống xuyên suốt từ đỉnh cọc dến cách mũi cọc 100cm (đối ống co đường kính 114mm) cách 25cm (đối với ống có đường kính 82.5mm) Đáy ống cần phải bịt kín dể tránh bùn, vữa bê tông tạp chất chui vào III: XÂY DỰNG VỊNG VÂY CỌC VÁN THÉP III.1 Kích thước vòng vây cọc ván thép SVTH: Trang6 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU + Chọn mực nước thi công: Hn = 5m + chiều cao móng : Hm = 2.2m + cọc khoan nhồi đường kính D = 1.2m Kích thước vòng vây cọc ván thép chọn dựa kích thước móng, khoảng cách từ mặt tường cọc ván thép đến bệ móng lớn 1m.chọn kích thước vòng vây cọc ván thép sau: Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây cọc ván thép phải cao mặt nước tối thiểu 0.7m.vậy chiều cao cọc ván thép từ mặt đất tự nhiên 6.7m III.2 Chọn loại cọc ván thép: Tổng chiều dài cọc ván thép cần thiết (22+10)x2 = 64m Chọn cọc ván thép loại JIapcek IV + Trọng lượng 1m CVT: 74kg + Diện tích tiết diện CVT: 94.3cm2 + Mơ men qn tính cọc ván thép: 4660cm4 + Mơ men qn tính 1m tường CVT: 39600cm4 + Mô men kháng uốn cọc ván thép: 405cm3 + Moomen kháng uốn 1m tường CVT: 2200cm3 + Bề rộng tính tốn cọc ván thép : 400mm + Chiều dày tường cọc ván thép: 2x180mm + chiều dày cọc ván thép: 11mm SVTH: Trang7 GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU 11 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU 204,5 14,8 L 400 III.3 Xác định chiều dày lớp bê tông 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 bê tông bịt đáy xác định: H.S.γ n h bt ≥ (n.S0 γ c + k.u.τ).m Trong đó: H: chiều cao mực nước thi cơng đến đáy bê tông bịt đáy H = 7m S: Diện tích bê tơng bịt đáy S = 22x10 = 220m2 S0 = S - K.Sc = 220 – 10 Sc diện tích cọc K: số cọc K = 10 γn γc :dung trọng nước γn : dung trọng bê tông U: chu vi cọc τ π.1.22 =208.69m2 =1T/m3 γc = 2.5 U = π× D = 3.78m : ma sát cọc bê tông bịt đáy, τ = 10T / m n: hệ số giảm tải n = 0.9 m: hệ số làm việc m = 0.9 (7.2 + h bt ) × 220 ×1 h bt = = 2.918 ( m ) (0.9 × 208.69 × 2.5 + 10 × 3.78 × 10) × 0.9 Vậy chọn chiều dày bê tông bịt đáy là: hbt = 3.3m SVTH: Trang8 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Phương pháp đổ bê tông bịt đáy: Đổ bê tông bịt đáy theo phương pháp vữa dâng Bán kính hoạt đọng ống R = 2m Fo = π × R = π× 22 = 12.56 Diện tích hoạt động ống m2 F 220 n= = = 17.5 Fo 12.56 Số ống cần thiết (ống) Chọn 18 ống • Sau xác định bề dày lớp bê tông bịt đáy đủ điều kiện ổn định Ta kiểm tra cường độ cho lớp bê tông bịt đáy Tách dải bê tông bịt đáy rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng hạ lưu có chiều dài nhịp khoảng cách hai cọc ván thép • + Trọng lượng thân lớp bê tông bịt đáy: q1 = γ c H b = 2.5 × 3.3 ×1 = 8.25 T / m Trong đó: γc = 2.5T/m3 : Dung trọng lớp bê tông bịt đáy Hb = 3.3m : Bề dày lớp bê tông bịt đáy 1m : Bề rộng lớp bê tông bịt đáy xét + Áp lực đẩy nước: q2 = γ H = 1×10 ×1 = 10T / m Trong đó: γ = 1T/m3 : Dung trọng nước H = 10m : Chiều sâu cột nước tính từ đáy lớp bê tơng bịt đáy đến mực nước thi công SVTH: Trang9 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU 1m : Bề rộng lớp bê tông bịt đáy xét + Nội lực phát sinh dầm: M max = q1 − q2 8.25 − 10 l = 10 = −21.88(Tm) 8 =>căng thớ + Mô men kháng uốn dầm: W= b.hb 1.3.32 = = 1.815( m3 ) 6 Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh bê tông bịt đáy phải nhỏ ứng suất kéo cho phép bê tông, sử dụng bê tông Mác300 => σk= [σ ]btk = 10 kG / cm2 M max 21.88 = = 12.055T / m = 1.2055 kG / cm < [σ ]btk = 10 kG / cm W 1.815  Vậy lớp bê tông bịt đáy đảm bảo mặt cường độ III.3.1 Tính tốn độ ổn định kết cấu vòng vây cọc ván thép giai đoạn thi công - - - Để thi cơng vòng vây cọc ván, tầng vành đai chế tạo sẵn bờ, sau đưa vị trí thi cơng cần cẩu đóng cọc định vị, tiếp dựa vào vành đai để đóng cọc ván thép Tường cọc ván gia cố vành đai hình chữ nhật chống ngang dọc chéo góc Các phận gia cố đặt dần theo trình thi công cấu tạo cho thuận tiện cho việc lắp đặt tháo dỡ Để hạ cọc ván thép vào đất dùng hệ thống búa, giá búa đặt xà lan Để tránh hang cọc không bị nghiêng khép kín theo chu vi phải đặt toàn tường đoạn tường vào vị trí khung dẫn hướng Đóng cọc làm đợt tùy theo độ sâu cần đóng Các phận gàm cọc phải bôi trơn mỡ trước đóng Khe hở thẳng đứng cọc cần phải trét đất sét dẻo để tránh nước dò dỉ vào Các ngun tắc tính tốn: + Vòng vây cọc ván thép xem tuyệt đối cứng + Áp lực đất tác dụng lên tường cọc ván lấy theo định lý culông với mặt phẳng phá hoại mặt phẳng SVTH: Trang10 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU c2 E14 = × P14 × (t − 7,5) − Cb × c × H + D × γ dn3 0, 486 = × (0,99t − 8,59) × (t − 7,5) − 2, 28 × 0, 486 × (t − 7,5) + × 0,96 = (0, 495t − 8, 005t + 32, 21) − (1,1t − 8,31) + 0, 49 = 0, 495t − 9,105t + 41, 01 - III.3.1.4 Điểm đặt lực tác dụng: - 1  y1 = 2, −  × 7, ÷ = 0,13 3  1 y2 = × (2,8 + t ) + 2, = 4,1 + t 2 - y3 = × 2, = 1,8 - y41 = × 2,8 + 2, = 4,1 - y42 = × 7,5 + 5,5 = 9, 25 - 1 y43 = × (t − 7,5) + 13 = t + 9, 25 2 - y5 = × 2,8 + 2, = 4,57 - y6 = × 7,5 + 5,5 = 9, 25 - y7 = × 7,5 + 5,5 = 10,5 - 1 y8 = × (t − 7,5) + 13 = t + 9, 25 2 - 2 y9 = × (t − 7,5) + 13 = t + 3 - SVTH: Trang17 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU y10 = × 7,5 + 5,5 = 9, 25 - 1 y11 = × (t − 7,5) + 13 = t + 9, 25 2 - y12 = × 7,5 + 5,5 = 10,5 - 1 y13 = × (t − 7,5) + 13 = t + 9, 25 2 - 2 y14 = × (t − 7,5) + 13 = t + 3 - III.3.1.5 Mô men gây lật giữ: M = E1 × y1 = 29,65 × 0,13 = 3,85 - M = E2 × y2 = (7, 7t + 21,56) × (4,1 + t ) 2 = 3,85t + 42, 28t + 88,39 - M = E3 × y3 = 1,92 × 1,8 = 3, 46 - M 41 = E41 × y41 = 3,98 × 4,1 = 16,32 - M 42 = E42 × y42 = 10, 65 × 9, 25 = 98,51 - M 43 = E43 × y43 = (1, 42t − 10, 65) × ( t + 9, 25) 2 = 0, 71t + 7,81t − 98,51 - M = E5 × y5 = 2, 06 × 4,57 = 9, 41 - M = E6 × y6 = 33, 68 × 9, 25 = 311,54 - M = E7 × y7 = 18, 29 × 10,5 = 192,05 - SVTH: Trang18 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU M = E8 × y8 = (10.66t − 79,95) × ( t + 9, 25) 2 = 5,33t + 58, 63t − 739,54 - M = E9 × y9 = (0, 45t − 7,94t + 35) × ( t + 8) 3 = 0,3t − 1, 69t − 86,82t + 280 - M 10 = E10 × y10 = 42,15 × 9, 25 = 389,89 - M 11 = E11 × y11 = (5, 62t − 42,15) × ( t + 9, 25) 2 = 2,81t + 30,89t − 389,89 - M 12 = E12 × y12 = 24,51×10,5 = 257,36 - M 13 = E13 × y13 = (6,94t − 52, 05) × ( t + 9, 25) 2 = 3, 47t + 38,16t − 481, 46 - M 14 = E14 × y14 = (0, 495t − 9,105t + 41, 01) × ( t + 8) 3 = 0,33t − 2,11t − 45,5t + 328, 08 Tổng mô men gây lật: ∑ M L = M1 + M + M + M + M + M + M + M + M 1.5.3 Tính toán chống Thanh chống tính toán với sơ đồ chòu nén.Lực tác dụng vào chống phản lực gối tựa vành đai Lấy giá trò lớn để tính, N = 7,72 (T) Tiết diện chống ta chọn giống với hệ vành đai : 300 11 6.5 100 x 20 100 SVTH: Trang19 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU ng suất chống: σmax = N 7,72× 103  kG   kG  = = 96 ÷ < [ σ ] = 1900 ÷ F 80,41  cm   cm  Vậy chống thỏa điều kiện cường độ 1.5.4 Chọn búa đóng cọc ván : Phương pháp sử dụng để hạ cọc ván ( cọc cừ Lassen) vào đất cát hiệu phương pháp rung Búa rung sử dụng loại NVC-80SS hãng NippedIND có thông số sau : Q=4,7 : Trọng lượng búa M=4100 kGcm : Momen lệch tâm lớn ω =1100 (vòng/phút)=115 rad/s A = 9,5mm Ta phải kiểm tra để đảm bảo số điều kiện sau để hạ cọc vào đất + Điều kiện : Lực kích động phải đủ lớn để hạ cọc vào đất : Qd > α T Trong : n T = u.∑ fi '.hi = 0,97.1, 2.3,5 = 4, 074T i =1 : lực cản đất tác dụng vào cọc đóng đến chiều sâu tối đa Với : u= p chu vi cọc ván thép fi' =1.2 t/m2 :lực ma sát đơn vò hi = 3,5m : chiều sâu cọc ngàm đất α =1,0: Hệ số kể đến ảnh hưởng đàn hồi đất (lấy cọc ván thép) Thay vào : Qd > α T ⇒ Qd > 1, 0.4, 074 = 4, 074 (T ) SVTH: Trang20 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Với búa choïn : Qd = M ω 4100.10−3.10−2.1152 = = 55, 27T g 9,81 >4,074T => THỎA + Điều kiện : Biên độ chấn động phải thích hợp hạ cọc dễ dàng Biên độ chấn động phụ thuộc vận tốc góc, loại cọc loại đất ω Với =1250 vòng/phút=130rad/s tra bảng 4.19 (Thiết kế thi công cầu _ Nguyễn Huy Chính) => A = 0,8-1,0 cm Vậy với A=9,5 mm hợp lý + Điều kiện :Tổng ngoại lực tác động lên cọc phải đủ lớn, đảm bảo hạ cọc nhổ cọc nhanh Q + q + q p ≥ p.F η1 < Q + q + qp Qd < η2 q=35,5kg/m 8,4m = 298,2kg :trọng lượng cọc qp= : trọng lượng phần phụ tác dụng lên cọc p=1,5 kG/cm2 : Trò số áp lực để hạ cọc F=900cm2 : Diện tích tiết diện cọc Qd= 55,72 T : Lực kích động máy chấn động η1 =0,15 η2 =0,5 :Hệ số lấy cho cọc cừ ván thép Thay vào : Q + q + q p ≥ p.F ⇔ 4, + 0, 298 ≥ 1,5.10 −3.900 ⇔ 4,998 ≥ 1,35 η1 < Q + q + qp Qd < η ⇔ 0,15 < 4, + 0, 298 < 0,5 ⇔ 0,15 < 0, 089 < 0,5 55, 72 Chọn búa hợp lý IV Thi cơng bệ móng, thân tháp cầu SVTH: Trang21 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU IV.1 Thi cơng bệ móng IV.1.1 Trình tự thi cơng - Hố móng hút hết nước, tiến hành đập đầu cọc để lộ cốt thép uốn cốt thép theo thiết kế - Lắp dựng cốt thép cho đài cọc - Lắp dựng cốt thép cho bệ cọc - Tiến hành đổ bê tông IV.1.2 kỹ thuật đổ bê tông - Bê tông trộn trạm trộn vận chuyển đến vị trí đổ bê tơng - Khi bê tơng vận chuyển từ trạm trộn đến, cần phải kiểm tra chất lượng bê tông ( kiểm tra độ sụt ) trước đổ bê tông - Bê tông đổ thông qua máy bơm bê tông Chiều dày lớp đổ bê tông 30cm - Bê tông đổ theo dài nghiêng với góc nghiêng α = 15÷200 IV.1.3 Chọn máy đầm máy trộn bê tông - Dùng đầm dung có thơng số kỹ thuật sau: + Bán kính ảnh hưởng: R = 1m + Bước di chuyển dùi không 1,5R = 1,5m - Chọn máy trộn bê tông: + Năng xuất máy trộn: N = Vsx.f.nck.ktg Trong đó: Vsx : dung tích sản xuất thùng trộn, V = 1m3 f : hệ số xuất liệu, f = 0.7 Ktg=0.8: hệ số sử dụng thời gian nck = 3600/tck : số mẻ trộn tck = t1+t2+t3 Trong đó: t1: thời gian đổ vật liệu vật liệu vào thùng, t = 20(s) t2: thời gian trộn vật liệu, t2 = 150(s) t3: thời gian đổ bê tông ra, t3 = 20(s)  nck = 19 ( mẻ trộn/h )  N = 1.0,7.19.0,8 = 10,64 (m3/h ) IV.1.4tính tốn ván khn IV.1.4.1 cấu tạo ván khn bệ móng - Sử dụng ván khn lắp ghép thép có chiều dày 4mm - Kích thước bệ móng: 8×20×2 - Các nẹp đứng nẹp ngang sử dụng thép hình chữ L 75×75×5 - Các giằng thép ø14 đặt vị trí giao nẹp đứng nẹp ngang - Sơ đồ bố trí ván khn SVTH: Trang22 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU I I I I GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Mặt trước hệ móng I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Mặt bên hệ móng Ván khn số I F= 7.39 Jx= 39.5 Ix= 2.31 Wx= 17.1 Thanh nẹp IV.1.4.2 Xác định chiều cao lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: SVTH: Trang23 I I I I I I I I I I I I I I I I ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU - - - - GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Ván khn chịu áp lực bê tơng tươi Cường độ áp lực thay đổi phạm vi lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác độ sệt bê tông, trọng lượng cốt liệu, phương pháp đổ đầm bê tơng Trong q trình đầm cường độ áp lực ngang vùng ảnh hưởng đầm tăng lên Áp lực bê tông tươi thay đổi rõ rệt thay đổi công cụ phương pháp đầm Trong q trình đơng kết áp lực bê tơng giảm dần sau thời gian bê tông hình thành cường độ áp lực hoàn toàn Song ứng suất biến dạng phận ván khuôn áp lực ngang bê tông tươi gây giữ nguyên Hỗn hợp bê tông tươi tác dụng đầm rung có cấu tạo đất cát bão hòa nước, khơng có dính kết Chiều cao H biểu đồ áp lực ngang phụ thuộc vào thời gian đông kết chiều cao lớp bê tơng tươi Từ ta có biểu đồ áp lực bê tơng tươi tác dụng lên ván khuôn γR q (a) p=f(t) H H=4ho R q pmax1 (b) pmax2 (c) (a): Áp lực bêtông giả định (b): Áp lực bêtông không đầm rung (c): Áp lực bêtơng có đầm rung - Chiều cao H biểu đồ áp lực phụ thuộc thời gian đông kết chiều cao lớp bê tơng tươi Khi tính tốn ván khn lấy thời gian đông kết bê tông 4h kể từ lúc trộn ( khơng có số liệu thí nghiệm ) Với h0 chiều cao lớp bê tông đổ N 4.10,64 h0 = = = 0, 266m F 160 (Dùng máy trộn bêtông) Trong đó: F: diện tích đổ bêtơng, F = 8×20 =160 (m2) N: Năng xuất máy trộn bê tông có dung tích thùng trộn 1m3; N=10,64 SVTH: Trang24 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU m3/h => H = 4.ho = 4×0.266 = 1.064(m) IV.1.4.3Xác định áp lực ngang bê tông tươi tác dụng lên ván khuôn: - Khi đổ bê tông khối hay tường mỏng dùng đầm áp lực ngang bê tơng tươi tính theo cơng thức: Pmax= (q + γ.R).n Trong đó: + q = 200 (kG/m2): áp lực xung kích đổ bê tơng + γ = 2500 (kG/m3): trọng lượng riêng bê tông + R = 0,7 (m): bán kính tác dụng đầm + n = 1,3: hệ số vượt tải ⇒ Pmax = 1,3.(200 + 2500.1) = 3510 (kG/m2) IV.1.4.4Tính tốn thép ván khn: IV.1.4.4.1 Tính tốn tơn lát - Bệ móng có loại ván khn ván khn số I - Mômen uốn trung tâm ô sườn cạnh M tt = α n.Ptd a ( KG.m) a×b Trong đó: SVTH: Trang25 , tính theo kê bốn cạnh ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU + α: hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b coa a/b = 0.5/0.55 = 0.9 =>tra bảng 2.1/62 sách THI CƠNG CẦU BÊTƠNG CỐT THÉP Ta có: α = 0,0513 + Ptd: Áp lực ngang quy đổi chiều cao biểu đồ áp lực Ptd = Fal H Trong đó: Fal: Diện tích biểu đồ áp lực Fal = Pmax ( H − R ) + ( q + Pmax ).R = 3510 ( 1,064 − 1) + ( 200 + 3510 ) = 2079.64 (kG/m) Fal Ptd = = 1954.55 H ⇒ (kG/m2) ⇒ Mtt = 0,0513.1,3.1954,55.0,52= 32.59 (kG.m) - Mômen kháng uốn 1m bề rộng thép bản: Wx = 100 × δ 100.0, 42 = = 2, 667(cm ) 6 - Kiểm tra cường độ thép bản: σ max = M tt ≤ Ru Wx Trong : + Ru: cường độ tính toán thép chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) σ max = 32.59.102 = 1221.97(kG / cm2 ) < Ru 2, 667 => Vậy điều kiện cường độ thép thoả mãn - Kiểm tra độ võng trung tâm SVTH: b Trang26 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU f= Ptd a l β ≤[ f ]= E.δ 250 GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU (đối với mặt bên) Trong đó: + Ptd: Áp lực ngang quy đổi chiều cao biểu đồ áp lực Ptd = Fal H Trong đó: Fal: Diện tích biểu đồ áp lực Fal = Pmax ( H − R ) + ( q + Pmax ).R = 3510 ( 1,064 − 1) + ( 200 + 3510 ) = 2079.64 (kG/m) Ptd = ⇒ Fal = 1954.55 H (kG/m2) + β hệ số phụ thuộc tỷ số a/b, có a/b = 0,5/0,55 = 0.9 => β = 0,0138 + b = 55cm = 0,55m +δ = 0,4cm chiều dày thép + E môđul đàn hồi ván thép E = 2,1.106(kG/cm2) => f = [f] = 0,1955 × 504 0.0138 × = 0.13(cm) 2.1×106 × 0.43 l 50 = = 0.2cm 250 250 Có: f = 0,092cm < [f] = 0,2cm => Vậy điều kiện độ võng trung tâm thép đảm bảo IV.1.4.4.2 kiểm toán nội lực sườn ngang: - Sườn ngang làm việc theo sơ đồ dầm giản đơn Tải trọng tác dụng áp lực vữa ¼ SVTH: khoang sườn hai phía tiếp nhận truyền lên Trang27 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU Mtt =  3a − b  n pmax b  ÷( KG.m)  24  Trong đó: +a : Khoảng cách thép sườn đứng, a = 0,5m +b : Khoảng cách thép sườn ngang, b = 0,55m + Pmax : Áp lực ngang bê tông tươi Pmax= (q + γ.R).n ⇒ Pmax = 1,3.(200 + 2500.1) = 3510 (kG/m2) - Mômen uốn nhịp: Mtt = -  × 0.52 0.552 1.3 ì 3510 ì 0.552 ữ= 25.74( KG.m) 24   Chọ thép sườn ngang loại thép góc L75×75×5 có: + F = 7,39cm2 + Jx = 39,5cm4 + ix = 2,31cm + Wx = 17,1cm3 - Kiểm tra điều kiện cường độ: σ max = M tt ≤ Ru Wx + Ru: cường độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) σ max = => - 25.74 ×102 = 150.53(kG / cm ) < R u 17.1 Vậy điều kiện cường độ thép sườn ngang thỏa mãn Kiểm tra độ võng thép sườn ngang Độ võng sườn ngang ngắn độ võng phụ thuộc vào sườn dài theo cạnh B Vậy độ võng sườn ngang bỏ qua IV.1.4.4.3 Kiểm toán nội lực độ võng sườn đứng: - Phản lực gối sườn ngang tác dụng lên sườn đứng SVTH: Trang28 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU R = Pmax.b.(2a – b) (Kg) - Lực phân bố có dạng hình cưa gồm biểu đồ tam giác cân chiều rộng đáy lấy b chiều cao Ptd.b để đơn giản ta quy đổi biểu đồ hình chữ nhật có tung q2 = - ptdb độ Mômen uốn nhịp sườn đứng xác định theo công thức:  B.(i − 1) tt  i i +   n.q2 B M = n.R  −b − ( KG.m) ÷ + 4 8     Trong đó: i: số khoang sườn tính theo chiều rộng B R: phản lực gối R = 3510.0,55.(2.0.5 – 0.55) = 868.725 (kg) q2: tung độ q2 = ptd b 1954,55 × 0.55 = = 537.5(kg / m) 2 => Mômen uốn nhịp sườn đứng:  2, × (4 − 1) tt  4 +   1.3 × 537.5 × 2.2 M = 1.3 × 868, 725 ì 0.55 ữ +    = 345.1( KG.m) - Kiểm tra điều kiện cường độ: σ max = M tt ≤ Ru Wx + Ru: cường độ tính tốn thép chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) σ => max = 345.1×102 = 2018.13(kG / cm ) < R u 17.1 Vậy điều kiện cường độ thép sườn ngang thỏa mãn - Kiểm tra điều kiện độ võng giưa nhịp: f = SVTH: B3 24.E.J  19   Q + q2 B ÷ 16  16  Trang29 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU Q= GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU ∑ R 686, 725 + 686, 725 + 686, 725 + 686, 725 = = 915.63 3 f = 22003  19   × 915.63 + × 0.0538 × 2200 ÷ 24 × 2.1×10 × 39.5  16 16  = => IV.1.4.6 Kiểm toán khả ngăng chịu lực giằng: - Thanh giằng bố trí vị trí giao sườn đứng sườn ngang (bố trí theo dạng hoa mai) - Diện tích chịu áp lực ngang bêtơng tươi giằng: - F = 2×a×l = 2×0.5×0.55 = 0.55(m2) Lực kéo tác dụng lên giằng: T = Ptd×F = 1.95455×0.55 = 1.075 (T) Chọn giằng Ø14 coa Fa = 1.54(cm2); Ru = 2400 (kG/cm2) Điều kiện bền giằng: σ= T ≤ R0 = 1900(kG / cm ) Fa σ= 1.075.103 = 698.05(kg / cm2 ) < R0 1.54 => Vậy giằng đủ khả chịu lực IV.2 Thi cơng tháp cầu IV.2.1 Trình tự thi công - Sau bê tông bệ cọc đạt 70% cường độ ta tiến hành thi công thân tháp cầu theo trình tự sau: - Lắp dựng cốt thép cho thân tháp - Lắp dựng ván khuôn cho thân tháp - Tiến hành đổ bê tơng IV.2.2 Tính tốn ván khn IV.2.2.1 cấu tạo ván khn SVTH: Trang30 ĐỒ ÁN: THI CƠNG CẦU GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH MẬU - Tháp cầu xây dựng bệ móng cọc khoan nhồi đường kính 1,2m.Tháp - cầu có dạng chữ H với xà ngang đỡ bên kết cấu nhịp xà ngang khác nối phía hai cột tháp với Tháp cầu bê tông cốt thép thi cơng tồn khối Vấn đề cốt lõi việc thi công tháp cầu bê tông cốt thép công tác ván khuôn công tác bê tông Công tác ván khuôn: sử dụng ván khuôn trượt để giảm tối đa ma sát ván khn khối đúc q trình di chuyển, sau đúc xong đốt trước nâng lên vị trí cơng tác mới, ván khn tháo rời khỏi cột tháp CHƯƠNG III: THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP SVTH: Trang31 ... 49 ( T / m ) P7 = ( dn × h ×ηa × λa ) − Ca × c = (0 ,89 × 7, × 0, ×1, 2) − (1 .67 × 0,14 8) = 5,36 ( T / m ) P8 = ( dn × h ×ηa × λa ) + P6 = (0 ,89 × 7,5 × 0, 77 ×1, 2) + 4, 49 = 10, 66 ( T / m ). .. × (t + 2, 8) = 7, × (t + 2, 8) = 7, 7t + 21,56 ( T / m ) - 1 E3 = × P3 × 2, = × 1, 42 × 2, = 1,92 ( T / m2 ) 2 - E41 = P41 × 2,8 = 1, 42 × 2,8 = 3,98 ( T / m ) - SVTH: Trang15 ĐỒ ÁN: THI CÔNG CẦU... biểu đồ áp lực Ptd = Fal H Trong đó: Fal: Diện tích biểu đồ áp lực Fal = Pmax ( H − R ) + ( q + Pmax ). R = 3510 ( 1,064 − 1) + ( 200 + 3510 ) = 2079.64 (kG/m) Fal Ptd = = 1954.55 H ⇒ (kG/m 2) ⇒