Tài liệu đồ án thi công cầu thi công kết cấu nhịp bằng giá pooc tic

Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu GVHD: CHƯƠNG III : THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP III.1.Giới thiệu chung: - Các dầm bê tông cốt thép ứng suất trước lắp ghép thường nặng nề cho nên việc lao lắp khó khăn và phức tạp, đòi hỏi phải hết sức cẩn thận và nhẹ nhàng. Cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước là kết cấu chịu lực theo sơ đồ nhất định và không đồng đều ở các chiều khác nhau, cho nên trong quá trình xếp dỡ, vận chuyển và lao lắp phải hết sức cẩn thận. Bê tông là vật liệu dòn, khi lao lắp chú ý không để cấu kiện va chạm mạnh và bê tông phải đủ cường độ qui định. - 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. - Công việc lao cầu lắp ghép bao gồm 2 giai đoạn chính: + Giai đoạn 1: chuẩn bị hiện trường như làm giàn dáo, chuẩn bị bãi để dầm và đường vận chuyển; sữa chữa các khuyết tật và sai lệch; lắp thử; kiểm tra thiết bị kích kéo cần trục ... + Giai đoạn 2: bố trí các giá lắp để buộc và cẩu dầm; lao lắp các phiến dầm vào vị trí cần trục hoặc giá lao; điều chỉnh và liên kết các mối nối; hoàn thiện mặt đường trên cầu. - Khi buộc và nâng dầm cần đặc biệt chú ý vị trí buộc phải chính xác; năng lực trọng tải của thiết bị phải bảo đảm cẩu được trọng lượng các phiến dầm. Khi cẩu phải đúng chiều chịu lực của cấu kiện, tuyệt đối không được quay lật tuỳ tiện. III.2. Trình tự thi công kết cấu nhịp: - Chuẩn bị các điều kiện về hiện trường như bãi đúc, để dầm, đường vận chuyển và các thiết bị để lao lắp dầm. - Lắp dầm vào vị trí. - Sau khi lắp đủ số lượng dầm chủ, tiến hành đổ bê tông dầm ngang - Thi công lan can tay vịn - Thi công lớp phủ mặt cầu. - Kiểm tra và hoàn thiện cầu Trang:1 Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu GVHD: III.2.1.Chọn giải pháp lao lắp dầm chủ: III.2.1.1.Điều kiện để đưa ra giải pháp lao lắp: Trong xây dựng cầu bê tông bán lắp ghép, để lao lắp được các dầm cầu bê tông chế sẵn cần phải dựa vào các điều kiện sau: - Địa chất-thuỷ văn: Đây là điều kiện để chọn giải pháp lao lắp có liên quan đến tính khả thi và tính kinh tế, ta phải dựa vào điều kiện sông sâu hay cạn để, mức độ thông thương, điều kiện địa chất có cho phép làm cầu tạm hay không. - Trọng lượng dầm chủ, chiều dài nhịp, số lượng nhịp, chiều dài toàn cầu để chọn ra giải pháp lao lắp mà có liên quan đến khả năng nâng, vận chuyển, điều kiện chống lật khi lao lắp của thiết bị Cầu Sông có những đặc điểm như sau: - Địa chất là tốt gồm 3 lớp : lớp 1 cát á sét dày 4m, lớp 2 sét nửa cứng dày 4m, lớp 3 là lớp sét cứng dày vô cùng. - Quanh năm, mực nước thường cạn (MNTN=+5m), chỉ vào mùa lủ lượng nước về khá lớn, nước dâng khá cao (MNCN=+10,5m). - Toàn cầu gồm 5 nhịp 2 x 29m + 3 x 42m , mỗi nhịp gồm 5 dầm tiết diện chữ I căng sau. Từ các điều kiện trên đây ta đưa ra các giải pháp lao lắp sau: a.Lao lắp dầm chủ bằng loại tổ hợp giá ba chân: MÀÛCHÊ D Û KHILAOD N T NH IÃ N AÌ ÂI VAÌ NH MAÏ O AÌ Y ÂÄÚ ÜG ITRO N HÃBAÏ H XE 1TR C Û N UÛ TRUÏ D M NG ÁÖ ANGMUÏ THÆ T A Ì G O BA TR C O NG UÛ D N LIÃ TUÛ HAINHË AÌ N C P TRUÛ 9.55m MÀÛCHÊ D Û KHILAOD M TL: T NH IÃ N ÁÖ 1/250 ÂI VAÌ N AÌMAÏ O H Y XEGO NG O DAÌ LIÃ TUÛ HAINHË N N C P HÆ NGLAOD M ÅÏ ÁÖ A B 9.55m Hình IV.2.1: Sơ đồ lao lắp dầm bằng tổ hợp giá ba chân. Trang:2 Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu GVHD: - Đây là loại tổ hợp mút thừa để lao lắp nhịp có chiều dài tối đa 33m, trọng lượng mỗi phiến dầm nặng 600KN và khoảng cách giữa hai dầm biên đến 8m. - Cấu tạo gồm: dàn chính và dàn phụ trong đó dàn phụ trong đó dàn phụ làm cầu mút thừa lắp trụ cầu và làm cầu tạm để lao dàn chính đến vi trí lắp dầm BTCT. - Các phiến dầm được nâng hạ lao dọc nhờ các hệ thống róc rách và được sàng ngang cùng với tổ hợp. Dầm bêtông đựơc chở bằng xe goòng đến tổ hợp, được nâng lên, chuyển dọc rồi sàng ngang và đặt xuống gối cầu. Sau khi lắp hết các dầm trong một nhịp lại tiến hành các bước như trên cho các nhịp tiếp theo. Tổ hợp có các chân chống di chuyển được trên ray. Chân chống có thể quay xung quanh trục đứng, do đó có thể lao lắp được cả cầu chéo và cầu cong. - Ưu điểm: thiết bị chuyên dụng, thời gian thi công nhanh và ổn định, không cản trở giao thông trong quá trình thi công. - Nhựơc điểm: giá lao phức tạp tốn vâ ât liê u, công lắp ráp, lao kéo và đối trọng lớn. â b.Lao lắp dầm chủ bằng giá long môn: GIAÏLONG MÄN DÁÖ ÂANG LAO M CÁÖ TAÛ U M TRUÛ M TAÛ ROÜ ÂAÏ Hình IV.2.2: Sơ đồ lao lắp dầm bằng giá long môn. - Giá long môn còn gọi là cần trục cổng, là thiết bị thích hợp dùng để lao lắp cầu dầm bê cốt thép nhiều nhịp, đặc biệt với cầu có chiều cao khá lớn, và nhịp dài. Cần trục long môn thông thường có sức nâng đến 650KN. - Cần trục loại này có nhược điểm là thời gian lắp ráp lâu, nhưng ưu điểm nổi bật là cẩu lắp được cấu kiện có trọng lượng nặng, ở độ cao lớn, nó được sử dụng rộng rãi Trang:3 Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu GVHD: trong xây dựng cầu hiện nay, ví dụ như cầu Nam Ô nằm trên tuyến tránh Nam Hải Vân đi Tuý Loan (TP.Đà Nẵng) được lao lắp bằng loại thiết bị này. - Nguyên lý làm việc là kết cấu nhịp dầm vận chuyển trên xe goòng ra vị trí, được giá long môn nâng lên và vận chuyển ngang, rồi hạ xuống gối. - Cần trục cổng thường được lắp bằng các thanh vạn năng, nó di chuyển dọc cầu bằng đường ray đặt trên bãi song (nếu cầu thấp, địa chất tốt) hoặc đi trên cầu tạm (nếu cầu cao). c.Lao lắp dầm bằng giá Palăng xích: Lao lắp hệ dầm dẫn, dầm bêtông đựơc chở bằng xe goòng theo dầm dẫn đến vị trí nhịp, dùng thanh bar và kích thông tâm nâng khỏi vị trí xe goong, dùng Palăng xích kéo sàng ngang và đặt xuống gối cầu. III.2.1.2.Chọn biện pháp lao lắp: -Phươn án a: Tổ hợp này được lao dầm BTCT chiều dài đến 35m Tổ hợp mút thừa được lắp ráp trên bờ nên có thể rút ngắn thời gian thi công,việc lao dàn cũng tương đối dễ dàng, nhanh chóng. Kết cấu định hình, tính lưu động cao rất thích hợp cho việc thi công cấu nhiều nhịp có chiều dài nhịp bằng nhau. - Ưu điểm: thiết bị chuyên dụng, thời gian thi công nhanh và ổn định, không cản trở giao thông trong quá trình thi công. - Nhựơc điểm: giá lao phức tạp tốn vâ ât liê u, công lắp ráp, lao kéo và đối trọng lớn. â -Phương án b: Dùng cần trục long môn thì cẩu lắp được cấu kiện nặng, độ cao lớn. Nhưng nhược điểm thời gian lắp ráp lâu. Hơn nữa vì điều kiện địa chất thủy văn là mực nước thấp nhất đến mặt đất tự nhiên lớn và trụ cao nên thời gian thi công rất lâu và tốn kém.Việc xây dựng trụ tạm cũng làm tăng chi phí, thời gian thi công lâu cản trở giao thông mà độ ổn định và tính an toàn không cao. -Phương án c: Tổ hợp này được lao dầm BTCT chiều dài đến 42m, lao dầm theo phương pháp lao dọc bằng hệ dầm dẫn kê trên mố và trụ, lao ngang theo phương pháp sang ngang thông qua giá đỡ và palăng xích đặt trên trụ và mố. Phương pháp nằng dùng hệ dầm dẫn và khung giá Pooctic đơn giãn không ảnh hưởng đến mực nước thi công và chiều cao trụ. Rút ngắn thời gian thi công so với hai phương pháp trên. Trang:4 Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu GVHD: Kết luận: Từ việc so sánh các phương án về mặt kinh tế - kỹ thuật, cũng như những an toàn trong quá trình thi công ta chọn phương án thi công là phương án III (lao lắp dầm bằng tổ hợp giá Pooctic) III.2.2.Công tác thi công lao lắp dầm cầu: III.2.2.1. Trình tự thi công chi tiết lao lắp dầm bằng giá pooctit: 1. Chuẩn bị hiện trường: đắp đất sau mố, chuẩn bị bãi để dầm và đường vận chuyển, cẩu lắp dầm dẫn thép, lắp đặt tavet gỗ và ray phần trước mố. 2. Lao dầm dẫn thép dài 84m, mũi dẫn dài 6m ra nhịp 1,2. Lắp đặt ray P43 3. Lắp đặt giá pooctit trên mố và trụ để tiến hành lao lắp dầm nhịp 1,2, sau đó tháo dỡ giá lắp tiếp tục để lao dầm các nhịp tiếp theo. 4. Dùng xe goòng để vận chuyển dầm 42m từ bãi chứa ra vị trí trụ bằng đường lao dọc. Sau đó dùng kích thông tâm nâng dầm lên ở cả hai đầu, đặt xuống xe con rồi di chuyển dầm theo phương ngang nhịp trên ray P43 được bố trí theo phương ngang đến vị trí gối cầu; nâng dầm lên đồng thời tháo dỡ ray tạm, hạ dầm xuống gối. 5. Tương tự như vậy ta lao lắp xong hết dầm của một nhịp. 6. Lắp đặt tấm bê tông đậy kín dầm, đổ bêtông dầm ngang, sau đó lắp đặt cốt thép ván khuôn đổ bêtông bản mặt cầu. 7. Lao lắp các nhịp 2, 3, 4, 5, tương tự giống như lao nhịp 1. 8. Sau khi lao xong kết cấu nhịp tiến hành tháo dỡ tổ hợp lao cầu và hệ thống ray tà vẹt, dầm dẫn thép. 9. Thi công mối nối, lan can tay vịn, đá vĩa và các lớp mặt cầu. 10. Hoàn thiện cầu. II.2.2.2.Tính toán tổ hợp lao dầm bằng giá Pooctic: II.2.2.2.1. Cấu tạo tổ hợp lao dầm: Trang:5 Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu MAËT CHÍNH DIEÄN KHI LAO DAÀM DAÃN TL 1/200 42000 GAÏLAON ANG I G GAÏLAON A I G NG GVHD: 42000 RAY P4 3 MNCN :+ 0.5 1 14000 CÂÂD:+ 1.64 1 44748 20000 150 0 150 0 MUÎD ND I6 I ÁÙ AÌ m MN :+ TT 7.5 5000 16000 16000 MN :5 TN .00 - RAY P43 - TAØ VEÏT GOÃ (20x10x280) cm - NEÀN ÑÖÔØNG ÑEÄM ÑAÙ DAÊM 123474 123474 11000 30000 MNTC :4.0 0 0 .00 2000 2000 20000 6000 6000 Hình IV.2.3: Sơ đồ lao lắp dầm bằng tổ hợp giá pootic. II.2.2.2.2. Tính toán tổ hợp lao dầm: Tính ổn định khi lao dầm Giả sử: - Trọng lượng mũi dẫn trên 1m dài: 2 KN/m. -Trọng lượng hệ dầm dẫn tính cho 1 mét dài là q = 5 KN/m Sơ đồ làm việc của hệ dầm dẫn trong quá trình lao bất lợi nhất là lúc mũi dẫn vừa rời khỏi gối C và lúc đó hệ dầm dẫn công xôn với chiều dài hẫng là 41m. Trọng lượng hệ dầm dẫn dài 41m là: P1 = 5 x 41 = 205 KN Trọng lượng hệ dầm dẫn dài 43m là: P2 = 5 x 43 = 215 KN Sơ đồ tính ổn định của hệ dầm dẫn: P1 q C 41m 42m B P2 A 43m 29m Pm d 6m 19m Hình II.7.1: Sơ đồ tính ổn định lao dọc Momen gây lật tại điểm B: Ml = P1 x 41 41 =205 x = 4202,5 (KN.m) 2 2 Momen chống lật tại điểm B: Mg = P2 x 43 43 + Pmd x 46= 215 x + 2x 6x 46 = 5174,5 (KN.m) 2 2 Độ ổn định của hệ dầm dẫn: Trang:6 Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu k 5174,5  1,23  1,0 4202,5 GVHD:  Đảm bảo ổn định khi lao dọc dầm dẫn. Tính đối trọng ÑOÁI TROÏNG q=2KN/m D 6m q=5KN/m C q=5KN/m B 35m 49m Q A Giả sử :-Trọng lượng dầm dẫn phân bố đều q=5KN/m -Mũi dẫn phân bố đều q=2,0 KN/m . -Q là trọng lượng đối trọng. Công thức kiểm tra: Mg Ml  1,3 (1) Mômen giữ (chống lật) đối với điểm B: Mômen gây lật đối với điểm B: M g  49.Q  5. M l  5. 49 2 2 35 2  2.6.(38) 2 Thay vào (1) ta có: 49.Q  5. 49 2 2 35 2 (5.  3.6.(38)) 2  1,3 (*) Giải PT (*):Q<0 Vậy khi lao dầm dẫn có thêm mũi dẫn ta không cần dùng thêm đối trọng mà dầm lao đã ổn định khi lao dầm II.2.2.2.3. Tính toán nội lực cho giá Pootíc : II.2.2.2.3.1. Kiểm tra khả năng chịu lực của giá Pooctíc: -Trọng lượng dầm BTCT 42m : Pdầm btct = 0,65.42.2,5 = 68,25 (T) =682,5 KN -Sàn trên của giá pooc tíc là thép hình chọn thép hình chữ I có các thông số sau : Số hiệu:N50:hxb=500x170 mm. W=1589 cm3 Kết quả từ chương trình Sap v11.0.0 ta có giá trị mômen trong giá pooctic như sau: Trang:7 Thuyết minh đồ án môn học: Thi công cầu GVHD: P= 314,25KN 327,91 KN.m 327,91 KN.m 531,61KN.m 156,38KN.m 156,38 KN.m Hình: Biểu đồ nội lực. II.2.2.2.3.2 Kiểm toán dầm I50: Ứng suất lớn nhất trong dầm tại vị trí đặt lực P:   M max 1 531,6110 4 1 .  .  1672,78KG / cm 2     2100( KG / cm 2 ) W 2 1589 2 Vậy giá Pooctíc đủ khả năng chịu lực. Trang:8