Thiết kế sơ bộ (25%)

ề thuỷ văn: mực nước lòng sông tương đối thấp và ổn định nên khá thuận lợi trong quá trình thi công trên cạn. + Mực nước thấp nhất: +1,5m. + Mực nước thông thuyền: +3,2m. + Mực nước cao nhất: +7,1m. 1.2.2.3. Điều kiện cung cấp vật liệu. Các nguồn nguyên vật liệu đầy đủ, cự ly vận chuyển nhỏ và thuận lợi. Vật liệu đá dăm được lấy tại mỏ đá cách công trình 5 km, đường vận chuyển nhìn chung là thuận lợi. Theo biên bản hợp đồng thì mỏ đá sẽ cung cấp đầy đủ các chủng loại đá đúng như yêu cầu thiết kế, đảm bảo thời gian tiến độ thi công của công trình. 1.2.2.4. Nguồn nhân lực máy móc. - Đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ cao, công nhân lành nghề. - Máy móc thi công đầy đủ đáp ứng được các công nghệ thi công tiên tiến hiện đại ngày nay (đặc biệt là công nghệ hẫng). 1.2.2.5. Khí hậu. Khu vực xây dựng cầu nằm trong miền khí hậu Miền Trung có 2 mùa rõ rệt: + Mùa khô từ tháng 2 đến tháng 9. + Mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau. 1.2.2.6. Thời gian thi công. Dựa vào các số liệu được khảo sát thống kê về địa hình, địa mạo, địa chất thuỷ văn, thời tiết khí hậu, điều kiện giao thông vận tải ta chọn thời gian thi công bắt đầu từ tháng ba. Thi công sớm hơn sẽ gặp mưa và gió rét, còn thi công muộn hơn sẽ gặp mưa ở cuối giai đoạn xây dựng cầu. Nếu như vậy vào mùa mưa sẽ không tiện, tiến độ thi công sẽ không đảm bảo, điều kiện thi công sẽ gặp nhiều khó khăn, chất lượng công trình khó đạt được như thiết kế. 1.2.2.7. Dự kiến các phương án thi công: - Do việc thi công móng vào mùa khô nên mực nước thi công tương đối thấp do đó thuận lợi cho việc thi công móng. - Đề xuất các giải pháp thi công móng: * Điều kiện địa chất thủy văn tại vị trí móng thi công: - Cao độ mực nước thi công: +1,5m. - Cao độ đáy hố móng: +3,48m. - Đáy hố móng nằm trong lớp sét dày 1,5-2,5 m. - Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên đến đáy hố móng là 1,25 m. Do cao độ MNTC thấp hơn cao độ đáy móng là 3,40m nên việc thi công móng hoàn toàn được thi công trên cạn. * Đề xuất một số giải pháp thi công móng: - Phương án 1: + Tạo mặt bằng từ bờ ra phạm vi vị trí thi công. + Thi công hố móng đào trần không chống vách. - Phương án 2: + Tạo mặt bằng từ bờ ra phạm vi vị trí thi công. + Thi công hố móng đào trần có gia cố thành hố móng. * So sánh lựa chọn phương án thi công: - Phương án 1: + Thi công đơn giản, ít tốn kém. + Tuy nhiên khối lượng đất đào hố móng lớn. - Phương án 2: + Tốn kém hơn vì phải gia cố thành hố móng. + Ngược lại thì khối lượng đất đào ít hơn. * Xuất phát từ việc so sánh trên và căn cứ vào điều kiện thực tế của công trình ta chọn phương án 1 để thi công. 1.3. Trình tự thi công mố A: - Mố A là dạng mố thân hẹp móng cọc đài thấp, phần bệ móng nằm trong lớp đất sét, cao độ đáy bệ là +3.48m, như vậy thi công mố hoàn toàn nằm trên cạn, khi thi công ta chỉ cần đào đất đến cao độ đáy bệ là được. - Cọc đóng cho mố là dạng cọc ma sát dài 15m, tiết diện cọc là 35x35(cm), vì cọc dài nên sản xuất thành 2 đốt để đóng. Khi thi công ta cho cọc ngàm vào bệ móng một đoạn là 0,5m và phần đầu cọc cần xử lý là 0,35m. - Việc thi công móng cọc trước tiên phải chuẩn bị vật liệu, vật liệu bán thành phẩm, đặc biệt là cọc. - Căn cứ vào điều kiện thi công của dơn vị thi công , các đặc điểm của công trình, ta đưa ra trình tự thi công như sau: 1. Tập kết vật tư, thiết bị máy móc thi công (công tác chuẩn bị). 2. Làm đường công vụ, san dọn mặt bằng thi công. 3. Định vị tim mố (dùng máy kinh vỹ + mia + nhân công). 4. Định vị vị trí các cọc có trong móng mố cầu. 5. Máy đóng cọc lần lượt đóng các cọc đến cao độ thiết kế. 6. Đào đất hố móng bằng máy đào kết hợp với nhân công. 7. Đập đầu cọc, vệ sinh hố móng, đổ lớp bê tông lót móng. 8. Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông bệ mố. 9. Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, khung chống, đổ bê tông thân mố,tường cánh lần 1. 10. Lắp dựng ván khuôn, cốt thép,khung chống,đổ bê tông thân mố,tường cánh lần 2. 11. Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, khung chống, đổ bê tông tường đỉnh, phần tường cánh còn lại. 12. Công tác hoàn thiện thi công mố cầu: tháo dỡ hệ đà giáo, ván khuôn, đắp đất trước và sau mố, hoàn thiện các bộ phận đá kê gối, bản quá độ. 1.4. Kỹ thuật thi công mố A: 1.4.1. Công tác chuẩn bị: 1.4.1.1. Lán trại kho bãi: - Do thời gian thi công khá dài, nên việc tổ chức kho bãi lán trại là rất cần thiết. Kho bãi lán trại phải được xây dựng ở nơi khô ráo, an toàn và gần công trình nhằm đảm bảo việc quản lý, bảo quản nguyên vật liệu và máy móc thi công. - Lán tại là nơi công nhân sinh sống và làm việc trong suốt thời gian thi công cầu, do vậy lán trại phải được xây dựng một cách kiên cố, an toàn, để đảm bảo sức khoẻ cho công nhân. - Dùng máy san, máy ủi kết hợp nhân công để dọn dẹp mặt bằng bãi thi công. Mặt bằng phải bằng phẳng, đủ rộng để bố trí vật liệu, máy móc thi công. 1.4.1.2. Nguyên vật liệu: - Các loại vật liệu được vận chuyển đến công trường và tập kết vào kho bãi, quá trình cung ứng vật liệu phải đảm bảo tính liên tục, đảm bảo các thông số kỹ thuật về yêu cầu vật liệu. - Đối với các nguyên vật liệu là sắt thép thì cần phải được bảo quản kỹ trong kho, đồng thời công tác bảo vệ để tránh mất mát các nguyên vật liệu cũng cần phải được chú ý. 1.4.1.3. Nhân lực và máy móc: - Nhân lực máy móc được huy động đầy đủ đảm bảo cho công trình kịp tiến độ xây dựng. - Về nhân lực: Bên cạnh đội ngũ kỹ sư có trình độ và công nhân lành nghề, đơn vị thi công còn có thể tuyển thêm nguồn nhân công tại địa phương để đẩy nhanh tiến độ thi công. - Về máy móc: Đơn vị thi công có đủ các thiết bị thi công, từ các loại máy nhỏ như máy hàn, máy cắt, máy phát điện đến các loại máy lớn như máy cẩu, máy đóng cọc, máy trộn và bơm bêtông… 1.4.1.4. Làm đường công vụ ,san dọn mặt bằng: Vì do đặc điểm của lòng sông là bên trong bờ thì cao, càng ra giữa lòng sông thì càng sâu, do vậy để có thể có được mặt bằng thi công mố được thuận lợi thì cần thiết phải tiến hành san dọn mặt bằng thi công, tạo không gian để tập kết các nguyên vật liệu, máy móc, các nguyên nhiên liệu, các nhu yếu phẩm để phục vụ trong suốt quá trình thi công. Hình 1.2: San dọn tạo mặt bằng thi công Do vậy ta cần phải làm đường công vụ để vận chuyển các nguyên vật liệu cũng như máy móc thi công để có thể đưa nguyên vật liệu và máy móc thi công ra vị trí thi công mố. Đường công vụ phải đủ rộng và phải đủ cường độ. 1.4.1.5. Công tác sản suất cọc: Sau khi chuẩn bị các điều kiện về vật liệu, ta tiến hành đúc cọc bằng cách đúc xen kẽ giữa các cọc. Khi cường độ bê tông cọc đạt 25% cường độ theo thiết kế, ta tiến hành tháo ván khuôn và tiếp tục đúc các cọc tiếp theo. Trong quá trình đúc các cọc tiếp theo, ta tiến hành tưới nước bảo dưỡng các cọc đã gỡ ván khuôn để đảm bảo cho các hạt xi măng còn lại chưa thuỷ phân hết trong quá trình trộn cấp phối đúc cọc tiếp tục thuỷ phân hết và đảm bảo cho cọc không nứt. Hình 1.3: Sơ đồ đúc cọc Khi bê tông đúc cọc đạt 75% cường độ theo thiết kế mới được tiến hành di chuyển cọc đến nơi tập kết trong phạm vi ngắn. Khi cọc đạt 100% cường độ mới vận chuyển tới chân công trình và tiến hành dựng, đóng cọc. Trước khi dùng cọc BTCT phải kiểm tra. Ở công trường có thể áp dụng các hương pháp kiểm tra: + Rảy nước để phát hiện các đường nứt mặt ngoài. + Dùng thước kẹp cỡ lớn để kiểm tra đường kính trong và đường kính ngoài, cạnh của cọc. + Dùng thước ê ke kiểm tra độ bằng phẳng và độ vuông góc của mặt phẳng đỉnh cọc so với đường trục dọc thân cọc. + Kiểm tra tim mũi cọc có nằm trên đường trục dọc thân cọc không. + Dùng dây thép nhỏ và kính phóng đại kiểm tra bề rộng và chiều sâu vết nứt. Bề mặt cọc và các mép cọc phải phẳng, vết rỗ và các sứt mẻ cục bộ không được sâu quá 10mm. 1.4.2. Công tác đóng cọc: 1.4.2.1. Định vị tim mố (dùng máy + nhân công): - Mục đích: Nhằm đảm bảo đúng vị trí, kích thước của toàn bộ công trình cũng như các bộ phận kết cấu được thực hiện trong suốt thời gian thi công. - Nội dung: + Xác định lại và kiểm tra trên thực địa các mốc cao độ và mốc đỉnh. + Cắm lại các mốc trên thực địa để định vị tim cầu, đường trục của các trụ mố và đường dẫn đầu cầu. + Kiểm tra lại hình dạng và kích thước các cấu kiện chế tạo tại công trường. + Định vị các công trình phụ tạm phục vụ thi công. + Xác định tim mố, trụ cầu bằng phương pháp giao hội, phải có ít nhất 3 phương ngắm từ 3 mốc cố định của mạng lưới. Cách xác định tim mố: Hình 1.4: Cách xác định tim mố + 2 điểm A,B là 2 mốc cao độ chuẩn cho trước, điểm A cách tim mố một đoạn cố định, ta tiến hành lập 2 cơ tuyến ABA1, ABA2. + Cách xác định tim mố MA (điểm C) được xác định như sau: Đặt máy kinh vĩ lần lượt tại 3 vị trí A, A1, A2 để xác định tim mố MA. Tại điểm A nhình về điểm B (theo hướng tim cầu) mở một gốc ê1= ê2= 900 về 2 phía, lấy 2 điểm A1,A2 Cách điểm A một đoạn AA1 = AA2. Tại A1 hướng về A quay một gốc β có: tg= Tại A2 hướng về A quay một gốc a có: tg Giao của ba hướng trùng nhau tại C đó là tim mố A Đo cơ tuyến ta phải đo 3 lần, đồng thời từ điểm B ta tiến hành đo như trên để kiểm tra lại và bình sai. 1.4.2.2. Định vị tim cọc trong mố A: Sau khi đúc cọc đã đủ 100% cường độ theo thiết kế và đã xác định chính xác tim trụ mố, ta tiến hành thi công đóng cọc bằng búa đóng cọc Diezel. Khi chọn búa đóng cọc ta phải căn cứ vào các yếu tố sau: - Loại búa sử dụng rất ảnh hưởng đến hiệu quả công tác đóng cọc, tùy theo trọng lượng cọc, độ sâu đóng cọc, yêu cầu khả năng chịu lực của cọc và điều kiện thi công để chọn búa cho hợp lý. - Theo công thức kinh nghiệm năng lượng W của một nhát búa ít nhất phải lớn hơn 25 lần sức chịu tải giới hạn của cọc. W ³ 25 Pgh (N.m) Trong đó : W: Năng lượng xung kích của búa. Pgh: Khả năng chịu lực giới hạn của cọc, Pgh = Với P0 : sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền (kN) P0 = 1510,56 (kN) K: Hệ số đồng nhất của đất, K = 0,7 m: Hệ số điều kiện làm việc, phụ thuộc vào số lượng cọc, cấu tạo bệ móng, m=1. Þ Pgh = = 2157,94 (kN) Vậy : W 25x 2157,94 = 53.948,57 (N.m) = 53,95 (kN.m) Với số liệu tính toán trên, ta chọn búa Diezel kiểu ống đứng S - 1048 (sổ tay chọn máy thi công – trang 270). Búa có các thông kỹ thuật sau : + Trọng lượng búa: 3,5 (T) + Trọng lượng toàn bộ: 8,5 (T) + Kích thước giới hạn: cao 5,145 (m), dài 0,89 (m) + Năng lượng xung kích: 54 (kN.m) + Tần số va đập: (44 ¸ 55) lần/phút + Độ cao nâng búa lớn nhất : 2,8(m) * Hệ số thích dụng của búa : Trong đó : Q : Trọng lượng toàn bộ của búa (Q = 8,5(T) = 85 (kN)) q : Trọng lượng của cọc, đệm đầu cọc, đệm búa, cọc đệm q= 40 (T)= 40(kN) W : Năng lượng xung kích của búa đã chọn. W = 54 (kNm) Ta có : Kmax là hệ số tra bảng , ứng với cọc BTCT Kmax = 6 > K = 2,31 Þ Đạt yêu cầu về hệ số sử dụng búa. * Tính toán độ chối của cọc : Độ chối của cọc được xác định theo công thức : Trong đó : P0 : Sức chịu tải tính toán của cọc (T) , P0 = 151,056 (T) F : Diện tích tiết diện cọc, F = 0,12 (m2) Q : Trọng lượng toàn bộ của búa, Q = 8,5(T) q : Trọng lượng toàn bộ của cọc, đệm cọc và cọc dẫn, q = 4,0(T) n : Hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào vật liệu làm cọc và phương pháp đóng cọc. n = 15 (kG/cm2)=150(T/m2) K12 : Hệ số khôi phục của cọc khi va chạm giữa 2 lần đóng, đối với cọc BTCT K12= 0,2. m : Hệ số an toàn, m = 0,5 Theo quy phạm TCXD205-1998: khi đóng cọc thử nên dùng búa đủ nặng sao cho độ chối e >0,002m Vậy e = 0,0030(m)>0,002(m).Đạt Trị số độ chối được xác định bằng độ lún của cọc ứng với mỗi nhát búa và được tính trị số trung bình sau một đợt đóng nhất định. Trước khi đóng cọc mố đại trà, ta cần chú ý phải đóng cọc thử tại vị trí mố đó 1 thời gian để xác định chính thức chiều dài chính thức của cọc. Nếu có trở ngại, ta phải tiến hành lập lại hồ sơ đóng cọc cũng như tính lại chiều dài của cọc cho phù hợp với thực tế. * Chọn giá búa: Giá búa được chọn có chiều cao: H > hcọc+hbúa+3 (m) Trong đó: hcọc: chiều cao cọc; hcọc=15(m) hbúa: chiều cao búa; hbúa=2,8(m) Þ H >15+2,8+3=20,8(m) Vậy ta chọn búa có mã hiệu: E-1254 (trang 276: Sổ tay chọn máy thi công) có các thông số: - Kích thước giới hạn: + Cao của máy : 20-25(m) + Độ dài cọc : 16-20(m) - Sức nâng : 20(T) - Trọng lượng búa lớn nhất : 6,0(T) - Độ nghiêng giá cho phép (tg a) + Ra phía trước : 1:6 + Ra phía sau :1:6 - Độ nghiêng hai bên sườn (độ) + Bên trái, bên phải : 5 - Tầm với của giá búa (m) : 4,75 - Vận tốc (m/phút) + Nâng búa cọc : 23 + Di chuyển : 0,911 - Trọng lượng búa lớn nhất (tấn) : 6 * Kỹ thuật đóng cọc: + Nguyên tắc đóng cọc: Đóng theo trình tự sao cho thời gian đóng và di chuyển giá búa là ít nhất. Di chuyển giá búa sao cho các cọc đóng rồi không làm ảnh hưởng đến các cọc đóng sau. + Sau khi bố trí đệm lót, hạ búa đặt trên đầu cọc. Chỉnh hướng và kiểm tra vị trí cọc lần cuối cùng bằng máy trắc địa. + Cho búa đóng nhẹ vài nhát để cọc cắm vào đất và để kiểm tra cọc, búa, hệ thống dây và độ ổn định giá búa. Cuối cùng cho búa hoạt động bình thường. + Trong quá trình đóng cọc phải theo dõi thường xuyên vị trí cọc, nếu phát hiện sai lệch cần chỉnh lại ngay. Theo dõi tốc độ xuống của cọc phải phù hợp với lớp cắt địa chất. Nếu đột nhiên cọc ngừng xuống hoặc độ lún giảm đột ngột và búa nảy dội lên, chứng tỏ cọc đã gặp chướng ngại. Nếu không qua được vật cản đó cọc sẽ gãy, báo hiệu bởi hiện tượng cọc tụt xuống đột ngột và trục tim cọc bị chệch hướng. Khi mũi cọc bị gãy, sẽ xảy ra hiện tượng cọc xuống không đều, khi nhiều khi ít. Cọc gãy phải nhổ lên thay cọc mới. Trong quá trình đóng cọc phải có nhật ký theo dõi các sự cố và những phát hiện tình hình cọc xuống không bình thường phải ghi rõ * Chú ý: - Trong quá trính đóng cọc phải định vị tim cọc trong mặt bằng bằng thước kẹp và máy kinh vĩ.Trong quá trình đóng cọc dùng dây dọi,thước tam giác để kiểm tra độ thẳng đứng của cọc để kịp thời điều chỉnh.Cần chú ý đến công tác an toàn và ổn định giá búa. - Trong suốt quá trình đóng cọc phải theo dõi độ chối của cọc. Nếu trị số nhỏ hơn 2(mm/nhát búa) thì phải thay búa. * Trình tự đóng cọc: Quá trình đóng cọc phải tuân theo những nguyên tắc sau: + Đưa ra sơ đồ sao cho hành trình di chuyển thiết bị nhỏ nhất và dễ dàng nhất, an toàn + Các cọc hạ trước không cản trở các cọc đóng sau + Các cọc hạ trước không chén ép, không làm xô lệch các cọc sau Hình 1.5: Sơ đồ đóng cọc: 1.4.3. Đào đất hố móng bằng máy đào kết hợp với nhân công: Hình 1.6: Đào đất hố móng Sau khi đã đóng tất cả các cọc có trong móng mố cầu thì ta tiến hành sử dụng máy đào kết hợp với nhân công để tiến hành đào đất trong hố móng đến cao độ thiết kế. Máy đào đứng trên đường công vụ và mặt bằng thi công đã san dọn để tiến hành đào đất hố móng. Sau khi máy đào đến vị trí các cọc thì nhân công tiến hành kết hợp với máy đào để đào đất được đến đáy móng mố. Trong quá trình thi công cần có biện pháp thoát nước mặt không cho nước chảy vào hố móng. Ta có thể bố trí các rảnh đỉnh một cách hợp lí ngoài phạm vi hố móng. Kích thước hố móng phụ thuộc vào kích thước móng và kích thước dự trữ. Kích thước dự trữ cho mỗi bên hố móng là ³ 0,5m ở mỗi bên cho công tác lắp đặt ván khuôn, phương pháp đổ bê tông vì vậy ta chọn kích thước dự trữ mỗi bên là 0,5m. Tải trọng tạm thời phải đưa ra cách mép hố móng 1 m để tránh bị lật mấy và phá huỷ ta luy. 1.4.4. Đập vỡ đầu cọc ,vệ sinh hố móng: Tiến hành đập đầu cọc để lộ cốt thép ra ngoài và uốn cốt thép theo thiết kế, vệ sinh sạch sẽ hố móng. Hình 1.7: Đập vỡ đầu cọc ,vệ sinh hố móng Công tác đập đầu cọc này được tiến hành bởi công nhân kết hợp với các loại máy móc chuyên dụng khác. Sau đó vệ sinh hố móng, tiến hành đổ bê tông lót móng có f’c=10MPa 1.4.5. Lắp dựng cốt thép ,ván khuôn đổ bê tông bệ mố: - Lắp dựng cốt thép cho bệ cọc. - Lắp dựng ván khuôn bệ cọc. - Tiến hành đổ bê tông bệ cọc. Hình 1.8: Sơ đồ ván khuôn thi công bệ mố(mặt bên) Công tác lắp dựng ván khuôn cho bệ mố được thực hiện nhờ các thiết bị cẩu lắp, trước khi tiến hành đổ bê tông bệ mố thì công tác cốt thép, ván khuôn, bê tông đều phải chuẩn bị sẵn sàng, cốt thép bố trí đủ và đúng thiết kế, ván khuôn phải được lắp dựng một cách ổn định, không xảy ra xê dịch trong quá trình đổ bê tông. - Bêtông được trộn ngay tại trạm trộn. - Bêtông được đổ thông qua máy cẩu 16T. Chiều dày mỗi lớp đổ bê tông 30cm. Dùng đầm dùi có các thông số kỹ thuật sau: + Đầu công tác dùi: 40cm + Bán kính ảnh hưởng: R = 70cm + Bước di chuyển của dùi không quá 1,5.R = 1,05m + Khi đầm lớp trên phải cắm vào lớp dưới 10cm để bêtông được liền khối. - Chọn máy trộn bê tông: + Năng suất của máy trộn: N = Vsx.f.nck.Ktg Trong đó: Vsx: Dung tích sản xuất của thùng trộn, V = 1m3 f : Hệ số xuất liệu, f = 0,7. Ktg = 0,8: Hệ số sử dụng thời gian. 3600 : Số mẻ trộn được trong một giờ Nck = : Số mẻ trộn được trong một giờ tck = t1 + t2 + t3 . Trong đó: t1: Thời gian đổ vật liệu vào thùng, t1 = 20(s) t2: Thời gian trộn vật liệu, t2 = 110(s) t3: Thời gian đổ bê tông ra, t3 = 20(s) => nck = 24(mẻ trộn/h). => N = 1.0,7.24.0,8 = 13,44(m3/h) 1.4.6. Lắp dựng cốt thép ,ván khuôn đổ bê tông thân mố,tường cánh lần 1: Công tác này được tiến hành sau khi công tác đổ bê tông bệ mố được tiến hành xong và bệ mố đã đảm bảo đủ cường độ. Tiến hành lắp dựng cốt thép, ván khuôn, khung chống thân mố, đổ bê tông thân mố. Hình 1.9: Sơ đồ lắp dựng ván khuôn thân mố,tường cánh Kỹ thuật đổ bê tông được thực hiện tương tự như bước đổ bê tông phần bệ mố. 1.4.7. Lắp dựng cốt thép ,ván khuôn đổ bê tông tường đỉnh,tường cánh lần 2: Công tác này được tiến hành sau khi công tác đổ bê tông thân mố được tiến hành xong và thân mố đã đảm bảo đủ cường độ. Tiến hành lắp dựng cốt thép, ván khuôn, khung chống tường đỉnh mố, đổ bê tông tường đỉnh mố. Hình 1.10: Sơ đồ lắp dựng ván khuôn tường đỉnh,tường cánh 1.4.8. Công tác hoàn thiện: Sau khi đã thi công xong mố cầu thì tiến hành dọn dẹp các nguyên vật liệu còn thừa, tiếp tục tập kết vật liệu để thi công tiếp các trụ còn lại và thi công kết cấu nhịp, đắp đất trước và sau mố, hoàn thiện các bộ phận khác như đá kê gối, bản quá độ... 1.5. Tính toán ván khuôn: Hình 1.11: Sơ đồ bố trí ván khuôn mố A 1.5.1. Tính toán ván khuôn thi công bệ: - Sử dụng ván khuôn lắp ghép bằng thép có chiều dày 5mm. - Kích thước bệ mố: V=1,5x15,5x3,5 = 81,375 (m3) - Các nẹp đứng và ngang là các thép hình L50x50x5. - Các thanh căng bằng thép D = 12mm đặt tại ví trí giao nhau giữa sườn tăng cường đứng và sườn tăng cường ngang. Hình 1.12: Cấu tạo ván khuôn thi công bệ mố * Xác định chiều cao của lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: Ván khuôn chịu áp lực của bê tông tươi, cường độ này có thể thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ sệt, trọng lượng khung cốt liệu, phương pháp đầm và đổ bê tông... Hình 1.13: Sơ đồ áp lực bê tông tác dụng lên ván khuôn (a): Áp lực bêtông giả định (b): Áp lực bêtông khi không đầm rung (c): Áp lực bêtông khi có đầm rung Gọi H: chiều cao áp lực lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: H = 4.h0 Với: h0: Chiều cao đổ bê tông trong 1h. 1.5.1.1. Thời gian (tính theo giờ) kể từ lúc trộn bê tông đến lúc bê tông bắt đầu ninh kết. Ta có: = 0,49 (m), (Dùng 1 máy trộn bêtông) F: Diện tích đổ bê tông, F=3,5*15,5=54,25 m2 N: Năng suất của 1 máy trộn, chọn 2 máy, N=13,44 m3/h H = 4.h0 = 4x0,49 = 1,96 (m) * Xác định áp lực ngang của bê tông tươi lên ván khuôn: Hình 1.14: Sơ đồ áp lực ngang của bê tông tươi lên ván khuôn P=n.(q+.R) Trong đó: n là hệ số vượt tải n=1,3 q là lực xung động khi đỗ bê tông q = 2 kN/m2 R là bán kính tác dụng của đầm dùi R = 0,7m là dung trọng riêng của bê tông tươi = 25 kN/m3 => P= 1,3x(2+25x0,7) = 25,35 kN/m2 = 2535 kG/m2 * Tính ván khuôn: * Kiểm tra cường độ ( độ bền) - Bệ mố có 2 loại ván khuôn, ta chọn ván khuôn bất lợi nhất để tính toán kiểm tra đó là ván khuôn số 2. Hình 1.15: Cấu tạo ván khuôn số 2 - Thép bản của ván khuôn được tính như bản kê bốn cạnh ngàm cứng (có a = 0,5 m, b = 0,5 m) và mô men uốn lớn nhất theo công thức. Mmax= a.Pqđ.b2 Trong đó: + a là hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b có : a/b = 0,5/0,5 = 1 tra bảng 2.1 Trang 62 (sách Thi công cầu BTCT ta được): α = 0,0513 + Pqđ : áp lực ngang qui đổi trên biểu đồ áp lực Ta có : H - R = 1,96 – 0,7 = 1,26 m > l = 0,5 m => Lấy Pqđ = P =25,35 (kN/m2) để tính toán. =>Mmax = 0,0513 x 25,35 x 0,52 = 0,325 (kN.m) + Mômen kháng uốn của 1m bề rộng thép bản: Wx =4,167 cm3 * Kiểm tra cường độ của thép bản: Trong đó: + fu: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn, fu = 25(kN/cm2) + F: Hệ số sức kháng, F=1. = 7,8 (kN/cm2) < fu = 25(kN/cm2) => Vậy điều kiện về cường độ của thép bản được thoả mãn. * Kiểm tra điều kiện độ võng của ván thép: Trong đó: + Ptcmax = g.R Áp lực ngang tiêu chuẩn của bêtông tươi xét với hệ số n=1 và không xét lực xung kích trong lúc đổ bê tông q. => Ptcmax = 25x0,7=17,5(kN/m2) + là hệ số phụ thuộc tỷ số a/b, tra bảng 2.1 Trang 62 (sách Thi công cầu BTCT ta được) có: a/b = 0,5/0,5 =1 => = 0,0138 + b = 50 cm + = 0,5 cm là chiều dày của ván thép + E là mô đun đàn hồi của ván thép E = 2,1×106 (kG/cm2) => f = = 0,0575(cm) [f] = có f = 0,0575 cm < [f] = 0,20 cm Vậy điều kiện độ võng giữa nhịp của ván thép được đảm bảo. * Tính toán sườn tăng cường đứng: Thép sườn đứng được xem như dầm giản đơn kê trên hai gối là thép sườn ngang. Chiều dài nhịp tính toán: ltt=b= 0,5m Các thép sườn đứng chịu tải trọng phân bố đều: Ptt =.a = 25,35 (kN/m2) áp lực ngang qui đổi của bê tông tươi tác dụng lên ván thép => Ptt = 25,35x0,5 = 12,675(kN/m) Mômen lớn nhất tại giữa nhịp: Mttmax = Chọn thép sườn tăng cường đứng : L50x50x5 có: + F = 4,86cm2 + Jx = 11,2cm4 + rx = 1,53cm + Wx = 17,1m3 Kiểm tra điều kiện ổn định: fu là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn: fu = 25(kN/cm2) => Vậy điều kiện cường độ của thép sườn đứng được đảm bảo. - Kiểm tra độ võng của thép sườn đứng: Trong đó : + =17,5. 0,5=8,75 kN/m + Jx = 11,2 (cm4) + E = 2,1.106(kG/cm2) => f = Vậy điều kiện độ võng của thép sườn ngang được thỏa mãn. * Tính sườn tăng cường ngang: - Các thép sườn ngang được xem như dầm liên tục kê trên các gối là các thép sườn đứng. Sơ đồ tính toán sườn tăng cường ngang giống sường tăng cường đứng nên ta không cần kiểm tra * Tính toán thanh căng: Thanh căng được bố trí theo dạng hoa mai như sau: Hình 1.16: Sơ đồ tính thanh căng Diện tích chịu áp lực ngang bê tông tươi của thanh căng: F = 2x0,5x0,5 = 0,5(m2) Lực kéo tác dụng lên thanh căng: T = Pmax.F = 25,35x0,5 = 12,675(kN) Chọn thanh căng F12 có Fa = 1,1304(cm2); fy=250 MPa = 25 (kN/cm2). Điều kiện bền của thanh căng: =>. Vậy thanh căng đủ khả năng chịu lực. 1.5.2. Tính toán ván khuôn thi công thân mố: - Sử dụng ván khuôn lắp ghép bằng thép có chiều dày 5mm. - Kích thước thân mố: V=1,5x14,5x3,0 = 65,25(m3) - Các nẹp đứng và ngang là các thép hình L50x50x5. - Các thanh căng bằng thép D = 12mm đặt tại ví trí giao nhau giữa sườn tăng cường đứng và sườn tăng cường ngang. Hình 1.17: Cấu tạo ván khuôn thi công thân mố * Xác định chiều cao của lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: Ván khuôn chịu áp lực của bê tông tươi, cường độ này có thể thay đổi và phụ thuộc vào hiều yếu tố như độ sệt, trọng lượng khung cốt liệu, phương pháp đầm và đổ bê tông... Hình 1.18: Sơ đồ áp lực bê tông tác dụng lên ván khuôn (a): Áp lực bêtông giả định (b): Áp lực bêtông khi không đầm rung (c): Áp lực bêtông khi có đầm rung Gọi H: chiều cao áp lực lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: H = 4.h0 Với: h0: Chiều cao đổ bê tông trong 1h. 4: Thời gian (tính theo giờ) kể từ lúc trộn bê tông đến lúc bê tông bắt đầu ninh kết. Ta có: = 1,23 (m), (Dùng 1 máy trộn bêtông) F: Diện tích đổ bê tông N: Năng suất của 1 máy trộn N=13,44 m3/h H = 4.h0 = 4.1,23 = 4,92 (m) * Xác định áp lực ngang của bê tông tươi lên ván khuôn: Hình 1.19: Biểu đồ áp lực tính toán,tiêu chuẩn P=n.(q+.R) Trong đó: n là hệ số vượt tải n=1,3 q là lực xung động khi đỗ bê tông q = 2 kN/m2 R là bán kính tác dụng của đầm dùi R = 0,7m là dung trọng riêng của bê tông tươi = 25 kN/m3 => P= 1,3x(2+25x0,7) = 25.35 kN/m2 * Tính ván khuôn: Ta thấy thép tấm của ván khuôn số 1 làm việc bất lợi hơn.Do đó ta chỉ cần tính toán cho ván khuôn số 1. Do ván khuôn số 1 có khoảng cách giữa sườn ngang và sườn đứng giống ván khuôn số 2 đã được kiểm tra ở phần bệ mố nên chúng ta không cần kiểm tra. 1.5.3. Tính toán ván khuôn thi công tường đỉnh: - Sử dụng ván khuôn lắp ghép bằng thép có chiều dày 5mm. - Kích thước tường đỉnh: V=0,3x14,5x2 = 8,7 (m3) - Các nẹp đứng và ngang là các thép hình L50x50x5. - Các thanh căng bằng thép D = 12mm đặt tại ví trí giao nhau giữa sườn tăng cường đứng và sườn tăng cường ngang. Hình 1.20: Cấu tạo ván khuôn thi công tường đỉnh * Xác định chiều cao của lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: Ván khuôn chịu áp lực của bê tông tươi, cường độ này có thể thay đổi và phụ thuộc vào hiều yếu tố như độ sệt, trọng lượng khung cốt liệu, phương pháp đầm và đổ bê tông... Hình 1.21: Sơ đồ áp lực bê tông tác dụng lên ván khuôn (a): Áp lực bêtông giả định (b): Áp lực bêtông khi không đầm rung (c): Áp lực bêtông khi có đầm rung Gọi H: chiều cao áp lực lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: H = 4.h0 Với: h0: Chiều cao đổ bê tông trong 1h. 4: Thời gian (tính theo giờ) kể từ lúc trộn bê tông đến lúc bê tông bắt đầu ninh kết. Ta có: = 6,17 (m), (Dùng 1 máy trộn bêtông) F: Diện tích đổ bê tông N: Năng suất của 1 máy trộn N=13,44 m3/h H = 4.h0 = 4x6,17 = 24,68 (m) * Xác định áp lực ngang của bê tông tươi lên ván khuôn: Hình 1.22: Biểu đồ áp lực tính toán,tiêu chuẩn P=n.(q+.R) Trong đó: n là hệ số vượt tải n=1.3 q là lực xung động khi đỗ bê tông q = 2 kN/m2 R là bán kính tác dụng của đầm dùi R = 0.7m là dung trọng riêng của bê tông tươi = 25 kN/m3 => P= 1.3x(2+25x0.7) = 25.35 kN/m2 * Tính ván khuôn: Ta thấy thép tấm của ván khuôn số 1 làm việc bất lợi hơn. Do đó ta chỉ cần tính toán cho ván khuôn số 1. Do ván khuôn số 1 đã được kiểm tra ở phần thân mố nên chúng ta không cần kiểm tra 1.5.4. Tính toán ván khuôn thi công tường cánh: - Sử dụng ván khuôn lắp ghép bằng thép có chiều dày 5mm. - Kích thước tường cánh: = 8,73 (m3) - Các nẹp đứng và ngang là các thép hình L50x50x5. - Các thanh căng bằng thép D = 12mm đặt tại ví trí giao nhau giữa sườn tăng cường đứng và sườn tăng cường ngang. Hinh 1.23: Cấu tạo ván khuôn thi công tường cánh * Xác định chiều cao của lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: Ván khuôn chịu áp lực của bê tông tươi, cường độ này có thể thay đổi và phụ thuộc vào hiều yếu tố như độ sệt, trọng lượng khung cốt liệu, phương pháp đầm và đổ bê tông... Hình 1.24: Sơ đồ áp lực bê tông tác dụng lên ván khuôn (a): Áp lực bêtông giả định (b): Áp lực bêtông khi không đầm rung (c): Áp lực bêtông khi có đầm rung Gọi H: chiều cao áp lực lớp bê tông tác dụng lên ván khuôn: H = 4.h0 Với: h0: Chiều cao đổ bê tông trong 1h. 4: Thời gian (tính theo giờ) kể từ lúc trộn bê tông đến lúc bê tông bắt đầu ninh kết. Ta có: 1,53 (m), (Dùng 1 máy trộn bêtông) F: Diện tích đổ bê tông N: Năng suất của 1 máy trộn N=13,44 m3/h H = 4.h0 = 4x1,53 = 6,12 (m) * Xác định áp lực ngang của bê tông tươi lên ván khuôn: Hình 1.25: Biểu đồ áp lực tính toán,tiêu chuẩn P=n.(q+.R) Trong đó: n là hệ số vượt tải n=1,3 q là lực xung động khi đỗ bê tông q = 2 kN/m2 R là bán kính tác dụng của đầm dùi R = 0.7m là dung trọng riêng của bê tông tươi = 25 kN/m3 => P= 1,3x(2+25x0.7) = 25.35 kN/m2 * Tính ván khuôn: * Tính ván khuôn: * Kiểm tra cường độ ( độ bền) - Tường cánh có 9 loại ván khuôn, ta chọn ván khuôn bất lợi nhất để tính toán kiểm tra đó là ván khuôn số 11. - Thép bản của ván khuôn được tính như bản kê bốn cạnh ngàm cứng (có a = 0,6 m, b = 0,5 m) và mô men uốn lớn nhất theo công thức. Mmax= a.Pqđ.b2 Trong đó: + a là hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b có : a/b = 0,6/0,5 = 1,2 tra bảng 2.1 Trang 62 (sách Thi công cầu BTCT ta được): α = 0,0513 + Pqđ : áp lực ngang qui đổi trên biểu đồ áp lực Ta có : H - R = 6,12 – 0,7 = 5,42 m > l = 0,5 m => Lấy Pqđ = P =25,35 (kN/m2) để tính toán. =>Mmax = 0,0513 x 25,35 x 0,52 = 0,325 (kN.m) + Mômen kháng uốn của 1m bề rộng thép bản: Wx =4,167 cm3 * Kiểm tra cường độ của thép bản: Trong đó: + fu: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn, fu = 25(kN/cm2) + F: Hệ số sức kháng, F=1. = 7,8 (kN/cm2) < fu = 25(kN/cm2) => Vậy điều kiện về cường độ của thép bản được thoả mãn. * Kiểm tra điều kiện độ võng của ván thép: Trong đó: + Ptcmax = g.R Áp lực ngang tiêu chuẩn của bêtông tươi xét với hệ số n=1 và không xét lực xung kích trong lúc đổ bê tông q. => Ptcmax = 25x0,7=17,5(kN/m2) + là hệ số phụ thuộc tỷ số a/b, tra bảng 2.1 Trang 62 (sách Thi công cầu BTCT ta được) có: a/b = 0,6/0,5 =1,2 => = 0,0138 + b = 50 cm + = 0,5 cm là chiều dày của ván thép + E là mô đun đàn hồi của ván thép E = 2,1×106 (kG/cm2) => f = = 0,0575(cm) [f] = có f = 0,0575 cm < [f] = 0,20 cm Vậy điều kiện độ võng giữa nhịp của ván thép được đảm bảo. * Tính toán sườn tăng cường đứng: Thép sườn đứng được xem như dầm giản đơn kê trên hai gối là thép sườn ngang. Chiều dài nhịp tính toán: ltt=b= 0,5m Các thép sườn đứng chịu tải trọng phân bố đều: Ptt =.a = 25,35 (kN/m2) áp lực ngang qui đổi của bê tông tươi tác dụng lên ván thép => Ptt = 25,35x0,5 = 12,675(kN/m) Mômen lớn nhất tại giữa nhịp: Mttmax = Chọn thép sườn tăng cường đứng : L50x50x5 có: + F = 4,86cm2 + Jx = 11,2cm4 + rx = 1,53cm + Wx = 17,1m3 Kiểm tra điều kiện ổn định: fu là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn: fu = 25(kN/cm2) => Vậy điều kiện cường độ của thép sườn đứng được đảm bảo. - Kiểm tra độ võng của thép sườn đứng: Trong đó : + =17,5. 0,5=8,75 kN/m + Jx = 11,2 (cm4) + E = 2,1.106(kG/cm2) => f = Vậy điều kiện độ võng của thép sườn ngang được thỏa mãn. * Tính sườn tăng cường ngang: - Các thép sườn ngang được xem như dầm liên tục kê trên các gối là các thép sườn đứng. Sơ đồ tính toán sườn tăng cường ngang giống sường tăng cường đứng nên ta không cần kiểm tra * Tính toán thanh căng: Thanh căng được bố trí theo dạng ô vuông như sau: Hình 1.26: Sơ đồ tính thanh căng Diện tích chịu áp lực ngang bê tông tươi của thanh căng: F = 2x0,6x0,5 = 0,3(m2) Lực kéo tác dụng lên thanh căng: T = Pmax.F = 25,35x0,3 = 7,6(kN) Chọn thanh căng F12 có Fa = 1,1304(cm2); fy=250 MPa = 25 (kN/cm2). Điều kiện bền của thanh căng: => Vậy thanh căng đủ khả năng chịu lực. 1.6. Thiết kế tổ chức thi công mố A. Dựa vào các công tác thi công và định mức xây dựng 1776-2007 ta tính được khối lượng công tác và biên chế số lượng nhân công máy móc phù hợp. Bảng 1.1 : Khối lượng công việc STT Hạng mục Đơn vị Khối lượng Mã hiệu công việc Thành phần hao phí Định mức Hao phí công tác công /ca công /ca I Công tác chuẩn bị 1 Định vị tim tuyến Công 200 AA.12111 Nhân công bậc 3,0/7   0,12 24  Công tác san ủi đất tạo mặt bằng thi công mố ca 746 AB.2225 Máy ủi<110CV 0,00721 5,378 II Công tác thi công cọc 1 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép cọc, đường kính <=18 mm tấn 5,669 AF.67110 Nhân công bậc 4,0/7 12,300 69,729 Máy hàn điện 23kW 2,370 13,436 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,320 1,814 Cần trục bánh xích 25T 0,130 0,737 2 Ván khuôn kim loại, ván khuôn cọc m2 0,347 AF.82111 Nhân công bậc 4,5/7 38,280 13,283 Máy hàn điện 23kW 1,500 0,521 3 Bê tông cọc, mác 200 m3 34,975 AF.12223 Nhân công bậc 3,5/7 4,820 168,580 Máy trộn bê tông 250l 0,095 3,323 Máy đầm dùi 1,5kW 0,180 6,296 Máy vận thăng 0,8T 0,110 3,847 4 Vận chuyển cọc đúc sẵn đến bãi đóng cọc tấn 89,61 AL.73610 Nhân công bậc 3,5/7 0,590 52,870 Vận thăng lồng 3T 0,030 2,688 5 Đóng cọc bê tông cốt thép bằng búa <=3,5 tấn 100m 2,17 AC.16123 Nhân công bậc 3,5/7 7,200 15,624 Máy đóng cọc 3,5T 3,420 7,421 6 Đào đất trong hố móng, bằng máy đào1,25 m3 100m3 0,844 AB.25222 Nhân công bậc 3,0/7 2,380 2,009 Máy đào 1,25m3 0,263 0,222 7 Đổ bê tông đệm móng, mác 100 m3 5,969 AF.37210 Nhân công bậc 4,0/7 2,450 14,624 Máy bơm vữa 9m3 0,095 0,567 Cần trục bánh xích 25T 0,045 0,269 8 Vệ sinh hố móng trước khi đổ bê tông m2 59,69 AL.54310 Nhân công bậc 4,0/7 0,150 8,954 Máy nén khí động cơ diezel 660m3/h 0,006 0,358 III Thi công Bệ mố 9 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép bê tông tại chỗ, cốt thép móng mố tấn 2,299 AF.65130 Nhân công bậc 4,0/7 9,750 22,415 Máy hàn điện 23kW 1,730 3,977 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,160 0,368 Cần trục bánh xích 16T 0,080 0,184 10 Ván khuôn móng mố 100m2 0,68 AF.82111 Nhân công bậc 4,0/7 38,280 26,030 Máy hàn điện 23kW 1,500 1,020 Vận thăng 0,8T 0,250 0,170 11 Bê tông sản xuất bằng máy trộn - đổ bằng thủ công, bê tông móng mố, đá 1x2, mác 300 m3 74,5 AF.14115 Nhân công bậc 4,0/7 2,910 216,795 Máy trộn bê tông 250l 0,095 7,078 Máy đầm dùi 1,5kW 0,089 6,631 Cần trục bánh hơi 16T 0,045 3,353 IV Thi công Thân mố +Tường cánh 12 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép bê tông tại chỗ, cốt thép thân mố+tường cánh tấn 3,401 AF.65130 Nhân công bậc 4,0/7 9,750 33,160 Máy hàn điện 23kW 1,730 5,884 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,160 0,544 Cần trục bánh xích 16T 0,080 0,272 13 Ván khuôn thân mố+tường cánh 100m2 2,108 AF.82111 Nhân công bậc 4,0/7 38,280 80,694 Máy hàn điện 23kW 1,500 3,162 Vận thăng 0,8T 0,250 0,527 14 Bê tông thân mố+tường cánh, đá 1x2, mác 300 m3 110,431 AF.14115 Nhân công bậc 4,0/7 2,910 321,354 Máy trộn bê tông 250l 0,095 10,491 Máy đầm dùi 1,5kW 0,089 9,828 Cần trục bánh hơi 16T 0,045 4,969 V Thi công Tường đỉnh +Tường cánh 15 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép bê tông tại chỗ, cốt thép tường đỉnh+tường cánh tấn 0,835 AF.65130 Nhân công bậc 4,0/7 9,750 8,141 Máy hàn điện 23kW 1,730 1,445 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,160 0,134 Cần trục bánh xích 16T 0,080 0,067 16 Ván khuôn tường đỉnh+tường cánh 100m2 1,115 AF.82111 Nhân công bậc 4,0/7 38,280 42,682 Máy hàn điện 23kW 1,500 1,673 Vận thăng 0,8T 0,250 0,279 17 Bê tông tường đỉnh+tường cánh, đá 1x2, mác 300 m3 29,600 AF.14115 Nhân công bậc 4,0/7 2,910 86,136 Máy trộn bê tông 250l 0,095 2,812 Máy đầm dùi 1,5kW 0,089 2,634 Cần trục bánh hơi 16T 0,045 1,332 VI Công tác hoàn thiện cuối cùng Tháo giở ván khuôn giàn giáo thân trụ Tháo khung liên kết nhổ cọc ván thép kiểm tra Bảng 1.2 : Phân chia tổ đội thi công và bố trí máy móc vật liệu STT Hạng mục Thành phần hao phí Định mức Hao phí công tác Biên chế tổ đội Số ngày hoàn thành công/ca công/ca công ngày I Công tác chuẩn bị Định vị tim tuyến Nhân công bậc 3,0/7   0,12 24  10 2 Công tác san ủi đất tạo mặt bằng thi công mố Máy ủi<110CV 0,00721 5,378 1 5 `II Công tác thi công cọc 1 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép cọc, đường kính <=18 mm Nhân công bậc 4,0/7 12,300 69,729 10 7,0 Máy hàn điện 23kW 2,370 13,436 6 2,2 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,320 1,814 1 1,8 2 Ván khuôn kim loại, ván khuôn cọc Nhân công bậc 4,5/7 38,280 13,283 10 1,3 Máy hàn điện 23kW 1,500 0,521 1 0,5 3 Bê tông cọc, mác 200 Nhân công bậc 3,5/7 4,820 168,580 40 4,2 Máy trộn bê tông 250l 0,095 3,323 1 3,3 Máy đầm dùi 1,5kW 0,180 6,296 2 3,1 4 Vận chuyển cọc đúc sẵn đến bãi đóng cọc Nhân công bậc 3,5/7 0,590 52,870 40 1,3 Vận thăng lồng 3T 0,030 2,688 1 2,7 5 Đóng cọc bê tông cốt thép bằng búa <=3,5 tấn Nhân công bậc 3,5/7 7,200 15,624 10 1,6 Máy đóng cọc 3,5T 3,420 7,421 1 7,4 6 Đào đất trong hố móng, bằng máy đào 1,25 m3 Nhân công bậc 3,0/7 2,380 2,009 10 0,2 Máy đào 1,25m3 0,263 0,222 1 0,2 7 Đổ bê tông đệm móng, mác 100 Nhân công bậc 4,0/7 2,450 14,624 10 1,5 Máy bơm vữa 9m3 0,095 0,567 1 0,6 Cần trục bánh xích 25T 0,045 0,269 1 0,3 8 Vệ sinh hố móng trước khi đổ bê tông Nhân công bậc 4,0/7 0,150 8,954 10 0,9 Máy nén khí động cơ diezel 660m3/h 0,006 0,358 1 0,4 III Thi công Bệ mố   9 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép bê tông tại chỗ, cốt thép móng mố Nhân công bậc 4,0/7 9,750 22,415 10 2,2 Máy hàn điện 23kW 1,730 3,977 2 2,0 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,160 0,368 1 0,4 Cần trục bánh xích 16T 0,080 0,184 1 0,2 10 Ván khuôn móng mố Nhân công bậc 4,0/7 38,280 26,030 10 2,6 Máy hàn điện 23kW 1,500 1,020 1 1,0 11 Bê tông sản xuất bằng máy trộn - đổ bằng thủ công, bê tông móng mố, đá 1x2, mác 300 Nhân công bậc 4,0/7 2,910 216,795 40 5,4 Máy trộn bê tông 250l 0,095 7,078 2 3,5 Máy đầm dùi 1,5kW 0,089 6,631 1 6,6 Cần trục bánh hơi 16T 0,045 3,353 1 3,4 IV Thi công Thân mố +Tường cánh 12 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép bê tông tại chỗ, cốt thép thân mố+tường cánh Nhân công bậc 4,0/7 9,750 33,160 10 3,3 Máy hàn điện 23kW 1,730 5,884 6 1,0 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,160 0,544 1 0,5 Cần trục bánh xích 16T 0,080 0,272 1 0,3 13 Ván khuôn thân mố+tường cánh Nhân công bậc 4,0/7 38,280 80,694 10 8,1 Máy hàn điện 23kW 1,500 3,162 6 0,5 14 Bê tông thân mố+tường cánh, đá 1x2, mác 300 Nhân công bậc 4,0/7 2,910 321,354 40 8,0 Máy trộn bê tông 250l 0,095 10,491 2 5,2 Máy đầm dùi 1,5kW 0,089 9,828 2 4,9 Cần trục bánh hơi 16T 0,045 4,969 1 5,0 V Thi công Tường đỉnh +Tường cánh 15 Công tác sản xuất lắp dựng cốt thép bê tông tại chỗ, cốt thép tường đỉnh+tường cánh Nhân công bậc 4,0/7 9,750 8,141 10 0,8 Máy hàn điện 23kW 1,730 1,445 2 0,7 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 0,160 0,134 1 0,1 Cần trục bánh xích 16T 0,080 0,067 1 0,1 16 Ván khuôn tường đỉnh+tường cánh Nhân công bậc 4,0/7 38,280 42,682 10 4,3 Máy hàn điện 23kW 1,500 1,673 1 1,7 17 Bê tông tường đỉnh+tường cánh, đá 1x2, mác 300 Nhân công bậc 4,0/7 2,910 86,136 40 2,2 Máy trộn bê tông 250l 0,095 2,812 2 1,4 Máy đầm dùi 1,5kW 0,089 2,634 2 1,3 Cần trục bánh hơi 16T 0,045 1,332 1 1,3 VI Công tác hoàn thiện cuối cùng  Tháo giở ván khuôn giàn giáo thân trụ Công nhân, cần cẩu 25T, sà lan 200T, tàu kéo 150CV 2,0 Tháo khung liên kết nhổ cọc ván thép kiểm tra Công nhân, cần cẩu 25T, tàu kéo 150CV 3,0 Bảng 1.3: Biên chế tổ đội thi công mố A STT Biên chế tổ đội Tên công nghệ thi công 1 Tổ 1A 10 Công Nhân 2 Tổ 1B 40 Công Nhân 3 Tổ 2A 1 Máy hàn điện 23kW 4 Tổ 2B 6 Máy hàn điện 23kW 5 Tổ 2C 2 Máy hàn điện 23kW 6 Tổ 3 1 Máy cắt uốn cắt thép 5kW 7 Tổ 4A 1 Máy trộn bê tông 250l 8 Tổ 4B 2 Máy trộn bê tông 250l 10 Tổ 5 2 Máy đầm dùi 1,5kW 11 Tổ 6 1 Vận thăng lồng 3T 12 Tổ 7 1 Cần trục bánh xích 16T 13 Tổ 8 1 Máy đóng cọc 3,5T 14 Tổ 9 1 Máy bơm vữa 9m3 15 Tổ 10 1 Máy nén khí động cơ diezel 660m3/h 16 Tổ 11 1 Máy đào 1,25m3 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 2.1. Đề xuất phương án và chọn phương án thi công: - Các dầm thép lắp ghép có trọng lượng không lớn. Tuy nhiên việc lao lắp cũng không dể dàng. Đặc biệt với dầm nhịp lớn lại càng khó khăn và phức tạp, đòi hỏi phải hết sức cẩn thận và nhẹ nhàng. Dầm thép thường có chiều cao lớn do đó độ ổn định không cao, khả năng biến dạng lớn làm cho dầm bị võng, xoắn gây phá hoại. - Thiết bị cẩu lắp phải đảm bảo thao tác nhanh gọn đẩy mạnh tiến độ thi công và tốt nhất có thể di chuyển dể dàng cấu kiện về mọi phía. Cần kiểm tra an toàn các thiết bị trước khi lao lắp.Ta có thể đưa ra các phương pháp thi công như sau: 2.1.1. Phương pháp lao kéo dọc : + Ưu điểm : Vừa thi công mố trụ cầu , vừa lắp ráp kết cầu nhịp trên bờ do đó thời gian thi công nhanh , thuận tiện cho việc lắp ráp và có điều kiện để đảm bảo kỷ thuật yêu cầu. Không vi phạm thông thương trong quá trình thi công kết cấ nhịp. + Nhược điểm : - Khi kết cấu nhịp ở độ hẫng lớn nhất , lúc này ứng suất và biến dạng trong kết cấu nhịp sẽ lớn cần có biện pháp tăng cường đẻ làm giảm ứng suất và biến dạng . - Dễ mất ổn định khi lao nhịp ở những cầu cao. -Phải chuẩn bị hệ thống tời kéo, hố thế trong quá trình lao kéo. + Phạm vi sử dụng : Thường sử dụng cho việc xây cầu mới . Áp dụng cho cầu có yêu cầu thông thương và không cho phép thu hẹp dòng chảy. Thi công các cầu có nhiều nhịp giản đơn hoặc liên tục. 2.1.2. Phương pháp lắp dựng trên giàn giáo . +Ưu điểm : An toàn cho con người và thiết bị , thi công đơn giản , diện thi công rộng. + Nhựợc điểm : Thời gian thi công lâu , tốn đà giáo và ván khuôn + Phạm vi sử dụng : Áp dụng cho cầu có địa chất đóng được cọc . 2.1.3. Phương pháp lắp đặt bằng cẩu ngang: +Uu điểm: Tiến độ thi công nhanh,có thể vừa lắp dầm vừa thi công bản mặt cầu. Các cụm dầm được vận chuyển ra đứng ngay trước vị trí cần cẩu đồng thời cần cẩu đứng ở vị trí giữa nhịp do đó giảm đựơc tầm với và sức nâng của cẩu. +Nhược điểm: Phụ thuộc vào đìeu kiện địa chất lòng sông,chế độ thủy văn trên sông. Phải tốn chi phí làm đường vận chuyển cho cẩu và xe gòong +Phạm vi áp dụng: Cầu có nhiều nhịp,các nhịp là giản đơn. Khi thi công các nhịp cầu dẫn ở phạm vi bãi sông cạn và điều kiện địa chất tương đối tốt,không bị ngập nước. Khi thi công cầu mới bên cạnh cầu cũ. 2.1.4. Phương pháp cẩu dọc: +Ưu điểm: Tiến độ thi công nhanh chóng rút ngắn thời gian thi công,tính kinh tế cao. Không phải xây dựng hệ đà giáo,trụ tam. +Nhược điểm:Tốn chi phí lắp dựng bãi đáp đầu cầu. Cần cẩu phải có sức nâng lớn. +Phạm vi áp dụng:Khi thi công kết cấu nhịp dơn giản,nhịp ngắn. * Dựa vào những ưu nhược điểm , phạm vi sử dụng kết hợp với kinh nghiệm của đơn vị thi công ta chọn phương pháp lao kéo dọc kết hợp với mũi dẫn . -Trình tự thi công kết cấu nhịp theo phương pháp lao kéo dọc Bước 1 -Khi thi công xong các trụ, mố thi công đến phần bệ ta tiến đắp nền đường đầu cầu đến cao độ đỉnh bệ mố và chuẩn bị bãi lắp ráp dầm thép. -Lắp ráp dầm thép trên bãi lắp theo sơ đồ mặt bằng, sử dụng cần cẩu để lắp ráp các thanh cấu kiện. Để giảm nhẹ trọng lượng bản thân kết cấu nhịp dầm thép thì chúng ta chỉ lắp phần dầm ngang, hệ liên kết dọc còn phần hệ dầm mặt cầu được thi công tại chổ sau khi đặt nhịp lên gối. -Đặt đường trượt dưới chuẩn bị lao cầu thép. Bước 2 -Lao kéo dọc nhịp cầu thép trên đường đầu cầu bằng tời kéo đặt trên đầu, dây cáp được neo vào hố thế, kết cấu và các thiết bị di chuyển trên các con lăn hình trụ bằng thép đặc. -Dầm được lao ra đến khi đầu hẫng đủ để cho đón đỡ kết cấu nhịp, lúc này đầu sau của KCN được đặt lên các con lăn cố định. -Kích hạ dần KCN xuống gối nhờ các kích đặt trên các trụ. -Thi công hệ dầm mặt cầu. 2.2.Tính toán thiết kế lao kéo kết cấu nhịp dầm thép: - Kết cấu nhịp gồm 6 dầm do vậy khi lao ta tiến hành lao 1 lần 3 dầm sau đó liên kết chúng lại với nhau. - Khi lao ban đầu ta tiến hành lao 2 kết cấu nhịp 1 lần sau khi mủi dẩn vừa kê lên trụ thì tiếp tục nối kết cấu nhịp còn lại và lao kéo tương tự. 2.2.1.Tính lực kéo Nk: - Lực kéo lớn nhất khi phải kéo toàn bộ kết cấu nhịp (3 nhịp 42m). - Công thức tính lực kéo như sau: Trong đó: i là độ dốc đường trượt, i = 0 % P là tải trọng tiêu chuẩn của KCN thép đang lao. - Tiết diện mặt cắt ngang: Hình 2.1: Mặt cắt ngang dầm F = (300*16 + 14*(1800-16-18) +400*18+ 350*18)x10-6 =0,048064m2 - Trọng lượng riêng của thép: T/m3 - Trọng lượng 1 dầm: p = 0,048064.42.7,85 = 15,85 T - Trọng lượng hệ liên kết : g =0,12.p = 0,12.15,85 =1,9 T - Trọng lượng thiết bị trượt 3,77 T - Trọng lượng mũi dẩn: Hình 2.2: Chi tiết mũi dẫn. +Chiều dài mũi dẩn lấy (0,25÷0,5)l = (11,25 ÷ 22,5) m → Chọn mũi dẩn dài 20m. + Tiết diện ngang như hình 2.3.1 +Trọng lượng trung bình mũi dẩn được tính như sau: gmd = {[0,4.0,02.20+0,4.0,02.+1,21.0,014.20].7,85}/20 = 0,206 T/m. Vậy tổng toàn bộ trọng lượng kết cấu nhịp (3 nhịp, không có BMC) khi lao kéo là: P= 15,85x3x3 +1,9x2x3 + 3,77 +20x3x0,206.3 = 198,26 T -Nk là lực kéo trên đường nằm ngang tính theo công thức sau: R bán kính con lăn, R = 10 cm f2 là hệ số ma sát lăn, f2 = 0,05 K là hệ số xét đến ảnh hưởng đường trượt không bằng phẳng, con lăn bị cong vênh( khi kéo trên ray K = 2) Do đó tính được: Kết quả tính: Nk = 1,98 T. 2.2.2.Tính lực hãm: -Công thức tính lực hãm như sau: Trong đó: W là lực gió tác dụng theo phương dọc cầu, được tính như sau: W = 0,4p(k.F+F1) p là cường độ gió, lấy p = 0,1.V2 V là vận tốc gió 49Km/h p=0,1.492=240,1 KG/m2 F là diện tích chắn gió: F = 42.3.2,018 + (2,018+0,518).20.2/2 = 392,042 m2 . K là hệ số chắn gió K=0,4 F1=0 ( do không có hệ mặt cầu). W =0,4.240,1.0,4.392,042 = 13799,88 kG = 13,8 T. Kết qủa tính: Nh = 1,98 + 13,8 = 15,78 T. *Mục đích: -Tính lực hãm để bố trí tời hãm thích hợp. Tời hãm nhằm mục đích không cho kết cấu nhịp tự do di chuyển, đồng thời khi cần thiết có thể kéo lùi KCN lại một cự ly ngắn, kiểm soát độ quán tính của kết cấu nhịp và các thiết bị lắp đặt trên nó. 2.2.3.Tính lực xô ngang H: -Khi kéo dọc, xuất hiện lực ngang theo phương vuông góc với hướng kéo do lệch hướng của các con lăn, do đường trượt không song song với nhau. -Lực đạp ngang được tính theo công thức sau: H = 0,03N Trong đó: N áp lực thẳng đứng lên mỗi đường trượt. Trường hợp ở đây chỉ tính toán lực đạp ngang cho trường hợp dầm thép được lao dọc trên phần đường đầu cầu, số đường trượt là 3 do đó tính được N = 198,26/3 = 66,08 T Kết quả tính toán được: H = 0,0366,08 =1,98 T. 2.2.4.Tính toán độ ổn định lật dầm khi lao kéo trên trụ cầu: *Xác định đoạn hổng lớn nhất để đảm bảo ổn định chống lật: P2 3a P1 P2 C/2 C/2 eo a 107/2 107/2m - Khi lao ban đầu ta tiến hành lao 2 kết cấu nhịp 1 lần sau khi mủi dẩn vừa kê lên trụ thì tiếp tục nối kết cấu nhịp còn lại và lao kéo tương tự: Hình 2.3: Sơ đồ tính đoạn hổng lớn nhất để đảm bảo ổn định chống lật Ta xét độ hổng lớn nhất lúc này: Điều kiện ổn định được xác định: m Với: + m: Hệ số điều kiện làm việc, m = 0,8 + e:Độ lệch tâm, e= L/2-C/2 = 107/2 - C/2 + l: khoảng cách của tiết diện qui ước đến điểm lật, l = C/2 107 – C 0,8 C C59,44m Suy ra đoạn hẩng lớn nhất khi lao: 107 – 59,44 = 47,56m > 42m . Vậy không cần bố trí trụ tạm. *Kiểm tra lại điều kiện ổn định: Hình 2.4: Sơ đồ lao kết cấu nhịp. -Khối lượng kết cấu nhịp trên 1 m dài kết cấu nhịp đang lao: -Điều kiện ổn định: Trong đó: Mg: Mômen giữ chống lật của dầm. Ml: Mômen gây lật của dầm. =318,18(T.m) Với : g: Trọng lượng dầm trên 1m dầm. q: trọng lượng mũi dẩn trên 1m dài. l1: Chiều dài dầm trên bờ l1= 62 m. l2: chiều dài dầm hẩng l2= 22m. l3 chiều dài mũi dẩn l3=20m. →Đảm bảo ổn định lật. Vậy ta không cần bố trí đối trọng,trụ tạm. 2.2.5.Kiểm tra cường độ và tính toán độ võng của dầm: Hình 2.5: Sơ đồ tính độ võng dầm thép khi lao. 2.2.5.1.Kiểm tra cường độ: -Điều kiện kiểm tra: .31,79.103 cm3 Vậy điều kiện về cường độ được thoã mãn. 2.2.5.2.Tính toán độ võng của dầm: -Độ võng của dầm hẩng khi chưa kê lên trụ: Hình 2.6: Sơ đồ làm việc của kết cấu nhịp khi lao. Công thức : Trong đó : E = 2,1.105 (T/m2) J: Mômen quán tính mặt cắt ngang dầm (3 dầm) J1=3.Jx = 7,49.106 (cm4). J2=3.Jy= 3,38.106 (cm4). Ta có : y1 = m; y1* = =31m; y2 = =15m - Độ võng này nhỏ đủ để mủi dẩn trượt vào con lăn dể dang khi lao. Vậy điều kiện độ võng đảm bảo. 2.2.6.Tính toán số con lăn: 2.2.6.1.Áp lực lên đường lăn đầu cầu: - Áp lực lên đường lăn được tính như lực tập trung khi lao trên các gối di động, áp lực được xem là phân bố khi kéo con lăn. - Để đơn giản trong tính toán ta quan niệm nhịp cầu tuyệt đối cứng do đó áp lực của nhịp cầu trên đường lăn dược xác định bằng phương pháp nén lệch tâm. -Ta tính tải trọng lên đường lăn tương ứng với kết cấu 2 nhịp. P = 2.(198,26-.0,206)/3 + 20.0,206 = 146,7 T là trọng lượng của dầm 3 nhịp và mũi dẩn đặt tại trọng tâm của hệ. -Tính toán trọng tâm của hệ: AO1.P1+AO2.P2=AO.P→42.152,58+94.4,12=AO.146,7→AO=43,46 m. P cách mép mố một đoạn a =18,54 m. Trong đó: + O1: trọng tâm của kết cấu 2 nhịp khi lao. + O2: trọng tâm của mủi dẩn. + O : trọng tâm của hệ. Hình 2.7: Sơ đồ phân bố áp lực lên đường lăn đầu cầu. *) Khi c< 3a SY= 0 Û P = P1 .c + (P2 - P1) SM = 0 Û P.e = (P2+P1) Giải ra ta được : P1 = ; P2 = * ) Khi c 3a: P1 = 0; P2 = Ta thấy C=62m >3a=55,62m do vậy trên tiết diện đã xuất hiện ứng suất kéo nhưng nền không chịu ứng suất kéo nên P1 = 0. P2 = 2.2.6.2.Tính toán số con lăn trên 1m dài đường trượt: -Công thức tính: Trong đó: m: số lượng ray trên của đường trượt, m = 2 P: áp lực trên đường trượt, P=5,28 R: khả năng chịu lực của mổi con lăn, tra bảng với Φ=100mm, R = 5 T. kn : hệ số kể đến sự phân phối lực không đều, kn = 1,25 . -Kết quả: n = 1,25. = 0,66con lăn/1m (tính cho 1 dầm). -Vậy ta bố trí 1 con lăn trên 1m dài đường trượt TÀI LIỆU THAM KHẢO. [1]. Bộ Giao Thông Vận Tải. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05. NXB Giao Thông Vận Tải, Hà Nội - 2005. [2]. Nguyễn Viết Trung–Hoàng Hà–Đào Duy Lâm. Các ví dụ tính toán dầm cầu chữ I, T, Super-T BTCT DƯL theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05. NXB Xây Dựng, Hà Nội - 2005. [3]. Nguyễn Viết Trung. Ví dụ tính toán mố trụ cầu theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05. NXB Giao Thông Vận Tải, Hà Nội - 2006. [4]. Phan Quang Minh (chủ biên). Kết cấu bê tông cốt thép (phần cấu kiện cơ bản). NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội – 2006. [5]. Nguyễn Tiến Oanh – Nguyễn Trâm – Lê Đình Tâm. Thi công móng trụ mố cầu. NXB Xây Dựng, Hà Nội – 2005. [6]. Lê Đình Tâm. Cầu BTCT trên đường Ôtô. NXB Xây Dựng, Hà Nội - 2005. [7]. Nguyễn Bình Hà – Nguyễn Minh Hùng. Cơ sở thiết kế và ví dụ tính toán cầu dầm và cầu thép. NXB Xây Dựng Hà Nội - 2004. [8]. Lê Đình Tâm. Cầu thép. Nhà Xuất Bản GTVT, Hà Nội- 2006. [9]. Lều Thọ Trình. Cơ học kết cấu tập 1, 2. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội- 2000. [10]. Tiêu chuẩn Xây Dựng TCXD 205-1998. Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế. [11]. Nguyễn Văn Mỹ. Giáo trình xây dựng cầu. [12]. Nguyễn Văn Mỹ - Nguyễn Xuân Toản. Thiết kế cầu thép. [13]. Lê Thị Hà Linh. Giáo trình thiết kế cầu BTCT. [14]. Nguyễn Tiến Oanh – Nguyễn Trâm – Lê Đình Tâm. Thi công cầu BTCT. NXB Xây Dựng, Hà Nội – 2005. [15]. Võ Thành Trung. Giáo trình thi công cầu. ----- – & —-----