ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Số liệu đầu vào - Phạm vi đồ án : Thiết kế thi công cho trụ cầu sông - Nội dung thiết kế : Sinh viên tự chọn mực nước thi công, khổ thông thuyền, chiều dài nhịp, khổ cầu Chọn loại cọc ván kích thước vòng vây(nếu có) Tính chiều sâu đóng cọc ván, cân nhắc có dùng khung chống, BTBD hay khơng có thiết kế với cọc ván thép Phân đoạn cọc, tính chọn búa đóng cọc (nếu có), mơ tả biện pháp thi công cọc Thiết kế ván khuôn đổ bê tơng móng thân trụ Lụa chọn biện pháp đổ bê tơng móng thân trụ Tính tốn tổ chức thi cơng kết cấu nhịp cầu Lập bảng tiến độ thi công cho trụ kết cấu nhịp - Qui mơ cơng trình : + Số hàng cọc khoan nhồi: + Số cột: + Số lượng cọc: 6(cọc) + Chiều sâu cọc đóng đất: Lc = 50 m + Kích thước cọc khoan nhồi: D=1.2m - Loại địa chất DC1 Lớp 1: Đất cát hạt vừa dày 5.5m : L1 = 5.5m γ = 1.73 T kg =1.73 x 10 m m3 φ1 = 220 Lớp 2: Đất sét pha cát dẻo vừa dày 7.5m : L2 = 7.5m γ = 1.82 x 103 kg m3 φ = 100 Lớp 3: Đất sét chặt: L3 = � - SVTH: γ3 = 1.89x103 Chiều cao thân trụ tính từ đỉnh bệ cọc : kg m3 φ = 7.50 H2 =5m Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU 1.2 GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Nội dung thiết kế 1.2.1 Chọn mực nước thi công, khổ thông thuyền, chiều dài nhịp, khổ cầu -Mực nước thi công: 3.6m -khổ thông thuyền:4.4m -Chiều dài nhịp : 42 m -Khổ cầu: 36m 1.2.2 Thiết kế hệ vòng vây cọc ván thép ngăn - Chọn loại cọc ván, kích thước vòng 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 1.2.3 Trình bày biện pháp thi cơng cọc khoan nhồi - Tính tốn phân đoạn cọc - Mơ tả biện pháp thi công cọc khoan nhồi 1.2.4 Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc - Chọn loại ván khn, bố trí khung chống bệ đỡ ván khuôn - Kiểm tra tốn ván khn đáy theo cường độ biến dạng 1.2.5 Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ - Chọn loại ván khn, bố trí khung chống, khung giằng - Kiểm tra tốn ván khn thành CHƯƠNG BIỆN PHÁP THI CƠNG CHỈ ĐẠO 2.1 Cơng tác định vị hố móng Vì mực nước thi cơng thay đổi lớn suốt mặt cắt ngang sơng 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 ,  tính theo vị trí trụ (Phương pháp tam giác đạc ) Ta phải tiến SVTH: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU hành làm cẩn thận kiểm tra nhiều phương pháp để tránh sai số ảnh hưởng tới cấu tạo công trình bên thi cơng sau B a1 TRUC TIM CAU b1 b2 A MA T1 T2 MB a2 C Hình : Xác định tim trụ cầu phương pháp tam giác 2.2 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,bãi chứa 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 2.3 Cơng tác chuẩn bị mặt bằng, bố trí cơng trường - Cần bố trí mặt hợp lý để cơng việc thi cơng 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,bãi chứa 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 2.4 Thi công trụ cầu Sau tiến hành bước tổng quát : xác định vị trí tim trụ cầu, chuẩn bị nguyên thiết bị vật liệu, q trình thi cơng trụ tiến hành theo bước sau: SVTH: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU - GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Bước 1: +Định vị xà lan, nạo vét đất phạm vi thi công trụ +Lắp khung dẫn hướng để giữ ống vách +Gia công lồng thép +Thi công cọc khoan nhồi - Bước : + Tiến hành đóng cọc ván thép làm vòng vây ngăn nước phạm vi bệ + Dùng bơm cao áp sói nước, vét bùn hố móng + Đổ đá mi cát tạo phẳng trụ - 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 ln kiểm tra lan tỏa vữa xi măng thông qua ống lồng + - Khi lớp bê tông đạt cường độ tiến hành hút nước làm khơ hố móng Bước : + Khi cọc đạt cường độ ta tiến hành 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 bê tông đạt cường độ tháo dỡ ván khn thiết bị thi công - Bước 5: + 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 SVTH: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU 3.1 Thiết kế vòng vây cọc ván 3.1.1 Kích thước vòng vây Chiều sâu mực nước thi cơng, chọn Hn = 3,6m Kích thước vòng vây cọc ván chọn dựa kích thước móng, khoảng cách từ mặt tường cọc ván đến mép bệ móng > 0,75m Chọn khoảng cách 1m 11600 9600 1000 8000 1000 b? móng 6000 1000 1000 vòng vây c?c ván Trên mặt đứng, đỉnh vòng vây phải cao mực nước thi công tối thiểu 0,7m Chọn 1m Vậy cọc ván phải có chiều cao tính từ mặt đất 4,6m 3.1.2 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 : K.H.F. n h� (F. 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 công H = 3,6 m S :diện tích lớp BT bịt đáy, S= 11.6x8=92.8(m2) So:diện tích hố móng: So=92.8-1.2x6=85.6(m2)  n : dung trọng nước,  n  1T / m f1 : ma sát cọc với bêtông bịt đáy, f  10T / m U : chu vi cọc,U=3.14x1.2 =3.77 m SVTH: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Số cọc k=6 cọc Chọn m=0.9, n= 0.9 h 3.6 92.8 1 0.89m (0.9 85.6 2.5  x3.77 x10) x0.9 Chọn lớp bêtông bịt đáy dày m Phương pháp đổ bêtông bịt đáy : Tiến hành đổ bêtông bịt đáy theo phương pháp vữa dâng : Bán kính hoạt động ống : R  m 2 Diện tích hoạt động ống : Fo   �R   �2  12.56 m Số ống cần thiết : n  S 92.8  7.39 (ống) So 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 : Trong :  b =2,3 T/m3 : Dung trọng lớp BTBD Hb = m : Bề dầy lớp BTBD 1m : Bề rộng dải BTBD xét + Áp lực đẩy nước : q2   H  1.2, 6.1  2, 6T / m Trong :  = 1T/m3 :Dung trọng nước H = 3.6 – = 2.6m :Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy BTBD đến mực nước thi công 1m: Bề rộng dải BTBD xét Nội lực phát sinh dầm : SVTH: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU M max  GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU q1  q 2 2.3  2.6 l  8  2.4(Tm) 8 => căng thớ Momen kháng uốn dầm : W b.hb 1.12   0,167(m3 ) 6 Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh BTBD phải nhỏ ứng suất kéo cho phép k BT, sử dụng BT mác 300 => [ ]bt  10 kG / cm k  M max 2.4 k  14.37(T / m ) 1.437(kG / cm )     bt 10( kG / cm ) W 0.167 Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ 3.1.3 Tính độ ổn định kết cấu vòng vây cọc ván giai đoạn thi công : 3.1.3.1 Giai đoạn Vòng vây đóng đến đáy sơng, chưa đổ betơng bịt đáy MẶ T BẰ NG CỌ C VÁ N THÉ P 55 TL 1:70 2 00 KHUNG VÀ NH ĐAI BỆMÓ NG THANH CHOÁ NG 55 2 00 10 CỌC ĐỊ NH VỊ 1205 2700 4500 12310 2700 1205 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 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 3.1.3.2 Giai đoạn Đã đổ betông bịt đáy hút cạn nước hố móng Sơ đồ chịu lực cọc ván thép sau : SVTH: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU MNTC Thanh chống P 1.00 pmax 3.6 pbq O Edb Edc t Gọi t chiều sâu ngàm cọc đất, chiều sâu tính từ mặt lớp Khi có lớp bêtơng 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 : mơmen gây lật Do áp lực nước áp lực chủ động Mg: mômen giữ Do áp lực đất bị động m : hệ số an toàn 3.1.3.2.1 Áp lực thủy tĩnh (P) Áp 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 sét nhỏ P1 = � n �(H)  0,5 �� (3,6)  6, 48  T / m  Điểm đặt áp lực cách tâm O đoạn : SVTH: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU x1  x3,6  1,  m  => M1  P1 �x1  6, 48 �1,  7, 776  T  => P2 = n (H).(t)  1�3, �(t  1,5)  3,6t  5,  T / m  Điểm đặt áp lực cách tâm O: x  (t  1,5) đoạn : 2 => M  P2 �x  (3, 6t  5, 4) .(t  1,5)  1,8t  5, 4t  4, 05  T  3.1.3.2.2 Áp 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: Hệ số xét đến hình dạng cọc ván thép K2=1.0: Hệ số xét đến hình dạng vòng vây CVT m=1t/m3: Khối lượng riêng nứơc v=2m/s: Vận tơc dòng chảy g=9.8 m/s2: Gia tốc trọng trường n => Pbq  K1.K Cách tâm O đoạn : xn= m.v 1.22  1, 4.1  0, 285(T / m) 2g 2.9,8 H 4.6  =2,3m 2 n Momen gây lật tâm O : M n  Pbq xn  0, 285.2,3  0, 66 (T ) 3.1.3.2.3 Áp lực đất chủ động (Edc=P6) : Giả sử chiều sâu đóng cọc nằm lớp thứ hai (t P6  nc  a đn t  1.2 0.455 0.73 5.5 6.028(T / m) Trong : n c  1.2 :hệ số áp lực chủ động đất SVTH: Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU t =5.5m :Chiều sâu cọc lớp Điểm đặt áp lực cách tâm O đoạn : X  5.5 3.667 m => M P6 X 5.038 3.667 18.474(T ) Tương tự: với lớp 2: đn w  n 1.82  0.82(T / m ) 2 2 => P7  nc  a đn t  1.2 0.704 0.82 t 0.346t (T / m) Điểm đặt áp lực cách tâm O đoạn : X  t  5.5 M  P7 X 0.346t ( t  5.5) 0.231t  1.903t (T ) P8 nc a đn t 1.2 0.704 0.82 5.5t 3.81t (T / m) => => Điểm đặt áp lực cách tâm O đoạn: X  t  5.5 M  P8 X 3.81t ( t  5.5) 1.905t  20.955t (T ) 3.1.3.2.4 Áp lực bêtông (do TLBT lớp BT bịt đáy) P5   c' 1,1.t. atb n c Trong : n c  1.2 : hệ số áp lực chủ động đất  'c : dung trọng đẩy bêtông nước  'c   c   n  2.5   1.5  T / m3   atb  a1 h1  h2 0.455 5.5  0.704 7.5  0.599 h1  h2 5.5  7.5 => P5 1.5 1.1(5.5  t ) 0.599 1.2 6.523  1.186t (T / m) Điểm đặt áp lực cách tâm O đoạn : X 0.5 (t  5.5) => M  P5 X (6.523  1.186t ) 0.5 (t  5.5) 0.593t  6.523t  17.938(T ) 3.1.3.2.5 Áp lực đất bị động Hệ số áp lực đất bị động : 2 Lớp1: b tg ( 45  / 2) tg (45  22 / 2) 2.198 2 Lớp2: b tg (45  / 2) tg (45  10 / 2) 1.42 Dung trọng đẩy đất : SVTH: 10 Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU - Phải lựa chọn thiết bị khoan đủ lực phù hợp với điều kiện địa chất, thủy văn cơng trình để đảm bảo cho việc tạo lỗ khoan đạt yêu cầu thiết kế - Phải chờ đến bêtơng cọc bên cạnh móng đạt tối thiểu 70% cường độ thiết kế khoan tiếp Công tác cốt thép: - Gia công lồng cốt thép: + Lồng cốt thép phải gia công đảm bảo yêu cầu thiết kế về: quy cách, chủng loại cốt thép, phẩm cấp que hàn, quy cách mối hàn, độ dài đường hàn + Cốt thép chế tạo sẵn công trường nhà máy Lồng cốt thép gia công thiết kế Các cốt thép dọc ngang ghép thành lồng cốt thép cách hàn + Các ống thăm dò hàn trực tiếp lên vành đai dùng thép hàn kẹp ống vào đai - Đối với cọc có đường kính lớn, khơng nâng chuyển lồng cốt thép điểm, phải giữ lồng cốt thép nhiều điểm để tránh biến dạng + Lồng cốt thép phải giữ cách đáy lỗ khoan 10cm + Lồng cốt thép sau hạ ống thăm dò phải thẳng thơng suốt Đổ bêtông cọc theo phương pháp di chuyển thẳng đứng ống dẫn: - Khi đổ bêtông cần tuân thủ quy định sau: + Trước đổ bêtông cọc khoan, hệ thống ống dẫn hạ xuống cách đáy hố khoan 20cm Lắp phểu đổ vào đầu ống dẫn + Treo cầu đổ bêtông dây thép dây thừng Quả cầu đặt thăng ống dẫn vị trí cổ phểu khoảng 20-40cm phải tiếp xúc kín khít với thành ống dẫn + Dùng máy bơm rót dần bêtơng vào cạnh phểu, khơng rót trực tiếp bêtơng lên cầu làm lật cầu + Khi bêtông đầy phểu, thả sợi dây thép giữ cầu để bêtông ép cầu xuống tiếp tục cấp bêtông vào phểu + Phải đổ bêtông với tốc độ chậm để không làm dịch chuyển lồng thép tránh bêtông bị phân tầng SVTH: 22 Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU + Trong q trình đổ bêtơng phải giữ mũi ống dẫn ngập vào bêtông tối thiểu 2m không vượt 5m Không cho ống chuyển động ngang Tốc độ rút hạ ống khống chế khoảng 1,5m/phút + Bêtông tươi trước xả vào máy bơm phải thí nghiệm kiểm tra chất lượng mắt cách đo độ sụt + Nếu độ sụt không đảm bảo phải điều chỉnh khơng cho thêm nước vào vữa + Trong q trình đổ bêtơng, tắc ống cấm không lắc ngang, cấm dùng đòn kim loại đập vào vách ống làm méo ống, phải sử dụng vồ gỗ để gõ dùng biện pháp kéo lên hạ xuống nhanh để bêtông ống tụt + Khi đổ bêtông cọc giai đoạn cuối thường gặp vữa hạt nhỏ nỗi lên, phải tiếp tục đổ bêtơng để tồn vữa đồng dâng lên đến cao độ đỉnh cọc Nghiệm thu cọc khoan nhồi: - Cọc khoan nhồi phải kiểm tra tất công đoạn làm cọc, việc kiểm tra cọc khoan nhồi nhằm mục đích khẳng định chất lượng bêtông tiếp xúc bêtông đất mũi cọc Công việc không liên quan tới việc thử tải trọng tĩnh cọc mà đơn xác định kích thước hình học cọc - Để kiểm tra cọc, người ta hay sử dụng biện pháp thăm dò phát khuyết tật thân cọc mũi cọc - Phương pháp kiểm tra truyền âm (siêu âm): + Với phương pháp khảo sát thay đổi chất lượng bêtơng tồn chiều dài cọc vị trí cục khuyết tật xảy + Nguyên lí: Phát chấn động siêu âm ống nhựa đầy nước đặt thân cọc Đầu thu đặt mức ống khác chứa đầy nước, bố trí thân cọc Đo thời gian hành trình biểu lộ độ dao động thu - Tuy nhiên tổng thể phương pháp đo khảo sát phần lõi cọc bao quanh ống để sẵn, bỏ qua khuyết tật thành biên cọc SVTH: 23 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU 3.3 Thiết kế ván khn đổ bệ cọc: 3.3.1 Chọn loại ván khn, bố trí khung chống hệ đỡ ván khuôn: Sử dụng ván khuôn gỗ Chiều cao bệ 1,5m Thiết kế ván khuôn đứng ván khuôn đáy theo cường độ biến dạng Cấu tạo ván khn hình dưới: Thanh giằng Tấm ván khuôn đứng Thanh thép giằng L2 L1 L1 Thanh gỗ nẹp * Thành bên ván khuôn chịu tác dụng lực : 0,75m Ap lực vữa (p) SVTH: 24 Lực dầm (f) Bt rơi từ cao (q) Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU 3.3.1.1 GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Xác định áp lực vữa (p) Bệ cọc có kích thước: 1.5 x x 9.6 => thể tích bệ là: Vb =86.4m3 Tốc độ đổ bêtơng 4m3/h Dùng ống vòi voi để đổ bêtông dùng đầm chấn động để đầm chặt hỗn hợp bêtơng Lượng bêtơng đổ vòng 4h là: x = 16(m3) Diện tích mặt cắt bệ là: Sb = 6x9.6 = 57.6 (m2) Chiều cao bêtơng đổ vòng 4h là: h = 16 / 57.6 = 0.28(m) Vậy chia làm lần đổ BT : o lần đầu đổ đến cao độ 0,4m , có thời gian chờ cho betông bắt đầu ninh kết o Lần cuối đổ tiếp 0,3m Loại đầm sử dụng đầm dùi có bán kính tác dụng R = 0,75m > h = 0.28(m) (đầm trong) Tốc độ đổ bê tông theo chiều cao là: v     0.069 m  0.5 m h h 57.6 Nên cơng thức tính áp lực bên (p) bêtơng lấy sau:  m  658kG m  p xh 2.35 x0.28 0.658 T 2 3.3.1.2 Áp lực rơi bêtơng từ ống vòi voi là: px = 400Kg/m2 3.3.1.3 Lực tác dụng từ đầm chấn động là: f = 400Ks= 400x0.8= 320 (Kg/m2) Trong ks = 0.8 : hệ số xét đến làm việc đầm trong, cấu kiện có bề rộng lớn 1.5m 3.3.2 Thiết kế ván khuôn đứng : Áp lực lớn tác dụng lên ván khuôn (tại đáy đầm dùi) qmax = p + f + px = 658 + 320 + 400 = 1378 (Kg/m2) Áp 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: SVTH: 25 Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU qcđ =1.3q = 1.3 x 1378 = 1791.4 (Kg/m2) Gỗ làm ván khn gỗ nhóm VI Ván khn dày cm (sau bào nhẵn) * Xác định khoảng cách gỗ nẹp (L2) : Tính theo độ võng: l 2.77 x q 3 2.77 x5 1791.4 1.14m Tính theo cường độ thì: 15.8 x 15.8 x5 l  6.505m q 1791.4 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 : p p max  p 1378  720 xh  x0.75 786.75kG / m 7.8675kG / cm 2 Chọn mặt cắt gỗ nẹp 10x10cm lấy khoảng cách gỗ đứng 1m, xác định độ võng f gỗ nẹp : pxl 7.8675 x100 f   0.092cm 128 EJ 10 x10 128 x80000 x 12 Kiểm tra độ võng : f 0.092  9.2 x 40   4 x10  => Đạt yêu cầu l 100 250 Kiểm tra cường độ gỗ nẹp : Momen uốn phát sinh gỗ nẹp : M   pxl 7.8675 x100  7867.5kGm 10 10 M 7867.5  47.205kG / cm  120kG / cm 2 W 10 x10 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 : SVTH: 26 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU T=786.75x1=786.75kG Chọn gỗ có tiết diện 12x15 độ võng gỗ đứng : f  Txl  77 xEJ 786.75 x100 0.0378cm 12 x15 77 x80000 x 12 f 0.0378  3.78 x10   4 x10  => đạt yêu cầu l 100 25 Momen uốn phát sinh gỗ đứng : M    Txl 786.75 x100  13112.5kGm 6 M 13112  29.14kG / cm  120kG / cm 2 W 12 x15 Như chọn gỗ đứng 12x15cm đạt yêu cầu cường độ Diện tích tựa ép tựa cần thiết giằng : f  T 786.75  20.7cm c 38 Ren c Với Re.n =38 kG/cm2 : cường độ tính tốn chịu ép ngang thớ cục gỗ nhóm IV Thanh giằng dùng bulông  16, khoan lỗ vào gỗ đứng  20mm, nên dùng vòng đệm giằng có kích thước 6x6cm, sau trừ diện tích kht lỗ đảm bảo diện tích ép tựa yêu cầu 3.3.3 Tính tốn ván khn đáy: Tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy bao gồm: -Trọng lượng vữa bê tông -Trọng lượng khung cốt thép -Trọng lượng thân phận ván khuôn (bao gồm ván khn thành) -Lực xung kích vữa bê tơng -Lực xung kích đầm tải trọng thi công Và ta giả thiết số liệu sau: Trọng lượng riêng bê tông ướt 25kN/m3 Trọng lượng khung cốt thép 1kN/m3 bê tông Tải trọng thi công gồm người máy thi công 2.5kN/m2 Lực xung kích đầm 2.5kN/m2 Lực xung kích vữa rơi=0 *Tính tốn tải trọng tác dụng lên ván khn đáy SVTH: 27 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Ta có :-khối lượng bê tơng: Vbt=1.5x6x9.6=86.4 m3 Áp lực bê tông lên ván khuôn đáy là:25.Vbt/Sb=25x86.4/(6x9.6) =37.5 KN/ m2 -Trọng lượng cốt thép là: 86.4 kN =>áp lực khung cốt thép là:1,5kN/m2 Khi tổng cộng tác dụng lên ván khuôn đáy: Pmax=37,5+1,5+2,5+2,5+1=45kN/m2 (lấy áp lực ván khuôn thành lên ván khuôn đáy 1kN/m2 ) a Tính ván khn đứng:ván khn đứng tính dầm đơn giản với nhịp l=0,8m Tính cho 1m rộng ván khn ta có : Mơmen nhịp: Pmax l 45.0,82   2,88 (KN.m)=288.103 (N.cm) Mmax = 10 10 +Chọn ván gỗ rộng 18cm dày d =5cm Ru = 1500 (N/cm2) ; Edh = 60000 (N/cm2) Kiểm tra theo điều kiện nén uốn ván : => W = b �h �182   270cm2 6 M max 288.103   1066,67(N/cm2)< Ru = 1500 (N/cm2) =>  = W 270 => Thoả mãn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f  [f] [f]= l 80   0,2 (cm) 400 400 f = Pmax.l4/128EJ 4,5.804 = 18 �53 = 0,128(cm) 128 �60000 � 12 f = 0,12 cm < [f]=0,2 cm =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng b Tính nẹp ngang SVTH: 28 Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Nẹp ngang coi dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố đều: + Khoảng cách nẹp đứng : l =1,8 m + Tải trọng tính tốn phân bố vào nẹp ngang : qmax= 45 KN/m + Thanh nẹp ngang làm việc theo sơ đồ dầm liên tục đó: Mmax= qmax l 45 �1,82 = =14,58(KN.m) =1458.103 N.cm 10 10 Chọn tiết diện nẹp ngang 18 x 20 cm + Kiểm tra điều kiện bền: Ta có: W=  =   M max  Ru W 18.20  1200 (cm2) M max 1458.103   1215(N/cm2) < Ru=1500(N/cm2)=>(đạt) W 1200 Kiểm tra độ võng : f  [f] [f]= l 180   0,45 (cm) 400 400 4,5.1804  0, 0633cm f = Pmax.l4/128EJ= 183 �20 128 �60000 � 12 f = 0,0633 cm < [f]=0,45 cm =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng c Tính tốn nẹp đứng: Nẹp đứng coi dầm liên tục kê lên chống giằng chổ giao giửa nẹp đứng nẹp ngang ta bố trí giằng chống nên ta cần chọn đứng mà khơng cần tính tốn,để tiện cho cơng tác chuẩn bị vật liệu thiết bị ta chọn nẹp đứng giống nẹp ngang 18x20cm 3.4 Thiết kế ván khuôn đổ thân trụ : 3.4.1 Chọn loại ván khuôn, bố trí khung chống hệ đỡ ván khn 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 khuôn thép, có cấu tạo sau : SVTH: 29 Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU 3.4.1.1 GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Xác định áp lực vữa (p) + Trụ có kích thước : 1.4 x 16.8 x => thể tích thân trụ là: Vb =117.6m3 + Chọn máy trộn BT loại C330, công suất trộn BT : W=10.5 m3/h =>Trong 4h trộn 4.W=42m3 + Dùng ống vòi voi để đổ bêtơng dùng đầm chấn động để đầm chặt hỗn hợp bêtông + Diện tích mặt cắt bệ là: Sb = 1.4 x 16.8 = 23.52 (m2) + Chiều cao bêtông đổ vòng 4h là: h = 42/23.52 = 1.786 (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 : SVTH: 30 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU 1400 R=1000 1200 1600 1600 1600 1600 1600 1200 10400 Như số đầm cần sử dụng : 12 đầm điện + Tốc độ đổ bê tông theo chiều cao là: v     10,5  0,4464 m  0.5 m h h 23,52 + Nên cơng thức tính áp lực bên (p) hỗn hợp bêtông tươi lấy sau: p  .(0,27.v  0,78).K 1.K Trong :  =2,35T/m3 : TLBT hỗn hợp BT v=0,4464 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) C) K2=1 : hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ hỗn hợp bêtông (12-17 � Thay vào : p  .(0,27.v  0,78).K 1.K  2,35.(0,27.0,4464  0,78)1,2  2,54T / m2 =2540(Kg/m2) 3.4.1.2 Áp lực rơi bêtơng từ ống vòi voi là: px = 400Kg/m2 3.4.1.3 Lực tác dụng từ đầm chấn động là: f =400K s =400x0.8=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 p lực vữa (p) SVTH: 31 Lực dầm (f) BT rơi từ cao (q) Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU 3.4.2 Thiết kế ván khn : Áp lực lớn tác dụng lên ván khuôn (tại đáy đầm dùi) qmax = p + f + px = 2540 + 320 + 400 = 3260 (Kg/m2) Áp 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 3260 = 4238 (Kg/m2) Tải trọng TB tác dụng lên gỗ nẹp ngang : p pmax  pmin 3260  720 h  0, 75  1492,5 kG / m  14,925kG / cm 2 3.4.3 Tính ván lát : Chọn ván lát thép có chiều dày 0,7cm Các sườn tăng cường thép có tiết diện 1x5 cm đan thành ô vuông 20x25cm 3.4.3.1 Kiểm tra ván thép Ván khn tính theo lý thuyết mỏng Bề dầy thép kiểm toán theo độ võng theo cường độ a) Khi tính theo độ võng :   K1 b p �f � � �b � � Trong :  = 0,7 cm :Chiều dầy ván khuôn K1 =0,00209 :Hệ số phụ thuộc vào tỉ số cạnh panen a 25   1, 25 b 20 b=20 cm :Kích thước nhỏ panen p = qmax = 3260 kG/m2 :áp lực bên hỗn hợp btông �f �  � �b � � 250 :Độ võng cho phép Thay vào :   K1.b p 3260.104 � 0,  0, 00209.20 � 0,  0,38 (Thỏa) �f � � � 250 �b � b) Khi tính theo cường độ : SVTH: 32 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU   K b GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU pcd R Trong : K2 = 0,607 :Hệ số phụ thuộc vào tỉ số cạnh panen a 25   1, 25 b 20 pcd =4238 (Kg/m2) : Áp lực bên hỗn hợp bêtơng, có kể đến hệ số vượt tải R=1900 kG/cm2 :Cường độ tính tốn thép Thay vào :   K b pcd 4238.104 � 0,  0, 607.20 � 0,  0,181 (đúng ) R 1900 3.4.3.2 Kiểm toán phận khung sườn 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 cơng thức : M  p.b3 24 Trong : p=pmax =3260 kG/m2 : áp lực bên hỗn hợp btơng b=20cm  M :Kích thước nhỏ ô panen p.b3 3260.104.203   108,67(kG.cm) 24 24 Hình : Mặt cắt ngang sườn gia cường * Tính đặc trưng tiết diện sườn gia cường: + Bềrộng phần sườn tăng cường qui đổi :  V=0,7.20.5=70cm3 SVTH: 33 V S : thể tích cánh Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU 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  (5,7  0,84).0,  20, 202 cm + Momen qn tính tỉnh đơí với trục x-x : K x  (20  0, 7).0,84.(5,7  0,84 5,7 )  5, 7.0,  96,970 cm 2 + Toạ độ trọng tâm tiết diện : K x 96,970   4,8cm A 20, 202 yb  + Momen quán tính trục nằm ngang : I x  30,663 cm + Momen kháng uốn : Wb  I x 30,663   6,388 cm3 yb 4,8 * Ứng suất lớn dầm :  M 108, 67   17, 01 kG / cm <     1900kG / cm W 6,388 Vậy ván khn thép làm việc an tồn CHƯƠNG IV THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP DẦM SVTH: 34 Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYN èNH MU IV.1 c iim cụng ngh: Cầu bê tông cốt thép đúc chỗ đà giáo cố định cần khối lợng công tác lớn để xây dựng công trình tạm phục vụ thi công: chế tạo lắp dựng giàn giáo (giá vòm) ván khuôn, tốn sức lao động, thời gian thi công kéo dài, giá thành đắt Ván khuôn gỗ chiếm từ 0,3-0,6m3cho 1m3 bê tông Nếu dùng loại giàn giáo khác không phức tạp tốn Nhiều giàn giáo gía vòm thực công trình đồ sộ, không nhịp cầu bê tông cần đúc toàn khối Vì phơng pháp thi công đúc dầm BTCT chỗ đà giáo cố định dùng trờng hợp cá biệt, có yêu cầu riêng xây dựng cầu vùng sẵn vật liệu cát sỏi, đá gỗ IV.2 giỏo để thi cơng cầu BTCT tồn khối Đà giáo để đỡ cầu dầm BTCT có nhiệm vụ đỡ ván khn chứa đầy bêtông từ bắt đầu đổ bêtông đạt cường độ Vấn đề quan trọng đổ bê tông đà giáo vấn đề lún đà giáo → Yêu cầu đà giáo: -Phải đủ cứng -Cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp sử dụng nhiều lần -Chịu tác động loại tải trọng thời gian thi công Trong thi công thường dùng đà giáo ván khuôn gỗ ván khuông thép: -Đà giáo ván khuôn gỗ dùng cho cầu nhịp nhỏ, chiều cao mố thấp chiều sâu MCTC nhỏ 2÷3m -Đà giáo ván khn thép dùng thi cơng cầu có trọng lượng thân kết cấu nhịp lớn, hay dùng kết cấu UYKM dùng loại đà giáo định hình đơn vị thi công tự thiết kế với độ khác IV.3 Trình tự thi cơng -Lắp đặt đà giáo, trụ tạm -Thử tải để khử lún kiểm tra độ ổn định đà giáo -Lắp đặt ván khuôn -Điều chỉnh dộ cao ván khuôn -Bố trí cốt thép, ống ghen(nếu BTCT dự ứng lực) -Đổ bê tông dầm IV.3.1 Yêu cầu việc đổ bê tơng dầm cầu -Bê tơng phải bịt kín kẽ hở cốt thép -Khơng có lỗ rỗng lòng bê tơng khơng có đá mặt ngồi kết cấu BTCT -Bê tơng phải có chất phụ gia phù hợp, kích cỡ đá dăm phải nhỏ khoảng cách hai cốt thép gần -Bê tông thi công phải đầm chặt theo yêu cầu thiết kế đề IV.3.2.Trình tự đổ bê tơng SVTH: 35 Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU -Với cầu có độ nhỏ sau đặt cốt thép bố trí ván khn xong người ta tiến hành đổ bê tông đợt suốt chiều dài dầm -Với cầu có nhịp lớn, chiều cao lớn(h≥1.5m) thường nên đổ bê tơng dầm dọc, dầm ngang trước sau đổ bê tơng mặt cầu -Trong cầu có bề rộng mặt cầu lớn 10÷20m người ta khơng đổ đồng thời tất dầm lúc mà người ta tiến hành đổ dầm một.Dầm ngang để liên kết với dầm dọc người ta phải để rảnh nối, rảnh nối đổ kín sau -Trong trường hợp cầu có độ lớn việc đổ bê tơng theo lớp xiên với góc nghiêng từ 15÷25·· độ.Khi đổ bê tơng cần ý đến lún khơng đà giáo ảnh hưởng tính chất ngun khối tính chất khơng bê tông -Để khắc phục lún không đà giáo đổ bê tơng dầm người ta chừa mạch hở để đề phòng nứt chia đoạn dể dúc đà giáo IV.3.3.Công tác đổ bê tông Khi thi công kết cấu đúc chỗ, bê tông phải đổ liên tục tận dụng biện pháp giới, tốt dùng máy bơm bê tơng.Phần dầm có bố trí cốt thép dày phải dùng cốt liệu nhỏ Vận chuyển từ trạm trộn tới không dùng cốt liệu nhỏ.Vận chuyển từ trạm trộn đến nơi đổ không để phân tầng.Bề dày lớp đổ từ 10÷40cm.Bê tơng đổ lớp ngang hay xiên.Tốc độ đổ bê tông phải đảm bảo cho đổ lớp sau lớp trước chưa chưa bắt đầu ngưng kết Trường hợp cầu nhịp ngắn, đổ theo lớp nằm ngang chiều dài nhịp khối lượng cần đúc không lớn lắm.Dầm ngang dầm dọc đúc lúc.Khi đến mặt cầu bê tông đổ từ dầm dọc qua hai bên Trường hợp nhịp cầu lớn đổ theo lớp nằm ngang cung cấp đủ bê tơng, đổ theo lớp nghiêng góc 20÷28 độ, từ hai đầu vào nhị.Bbản mặt cầu dầm đổ lúc(đúc theo chiều cao dầm).Phương pháp đổ bê tông theo lớp nghiêng có ưu điểm diện tích mặt đổ hẹp, khối lượng trộn mẻ bê tơng ít, lượng máy móc khơng nhiều.Khi dầm cao 1.5m cốt thép mặt cầu dày sườn dầm mặt cầu sẻ không lúc.Trước tiên đổ dầm dọc đầm ngang.Sau lắp cốt thép mặt cầu đổ bê tông phần bản.Trường hợp mặt cầu rộng, chia theo hướng ngang để tránh cho bê tông khỏi bị nứt dàn giáo biến dạng q trình đổ bê tơng.Cũng dùng phương pháp chất tải đà giáo.Chẳng hạn chất tải bao cát nước(nếu ván khuôn kín).Đổ bê tơng đến đâu tháo tải trọng đến đó.Nhược điểm phương pháp chất tải tốn công sức thời gian kéo dài thời gian thi công Đối với dầm mút thừa dầm liên tục đúc chổ thường nhịp dàn giáo có độ biến dạng lớn, trái lại vị trí điểm tựa độ biến dạng khơng đáng kể lún khơng bê tơng bị nứt chổ gãy góc độ võng.Vì đổ bê tông phải để khe công tác đỉnh trụ(kể trụ tạm).Khe cơng tác có tác dụng làm giảm ứng suất co ngót bê tơng.Bề rộng khe cơng tác lấy khoảng 0.8÷1m.Mỗi đoạn phải đổ bê tông từ hai đầu vào Khi đổ bê tông khe công tác, phải làm nhám mặt bê tông cũ cách đúc, tẩy rửa để đảm bảm liên kết tốt khối bê tông SVTH: 36 Trang ... Weight (W) Moment of Inertia (Lx) Setion Modulus Sectional Area Weight (W) Moment of Inertia (Ix) Section Mod-ulus (Zx) cm2 kg/m cm4 cm3 cm2/m kg/m2 cm4/m cm3/m Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU IA... dài: Momen (T.m) SVTH: 14 Trang ĐỒ ÁN MƠN HỌC THI CƠNG CẦU GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Phản lực gối tựa (T)  Thanh vành đai ngắn: Momen (T.m) Phản lực gối tựa (T) Để đơn giản cho q trình thi cơng... tác dụng lực : 0,75m Ap lực vữa (p) SVTH: 24 Lực dầm (f) Bt rơi từ cao (q) Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU 3.3.1.1 GVHD:Th.S :NGUYỄN ĐÌNH MẬU Xác định áp lực vữa (p) Bệ cọc có kích thước: 1.5 x