Tài liệu Giải pháp thiết kế và biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THANH HÙNG C C GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN R L T. DU LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Đà Nẵng, năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THANH HÙNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN C C R L T. Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp Mã số: 85.80.201 DU LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM MỸ Đà Nẵng, năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, tài liệu viện dẫn nêu trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2020 Tác giả Lê Thanh Hùng C C DU R L T. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TÓM TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1-1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ KẾT CẤU ỐNG KHÓI ......................................................................................... 1-3 1.1. Tổng quan về công trình nhà máy nhiệt điện ............................................... 1-3 1.2. Giới thiệu về kết cấu ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện ........... 1-4 1.3. Giới thiệu về biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện ............................................................................................................................. 1-6 C C KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ...................................................................................... 1-7 CHƯƠNG 2. TRÌNH BÀY GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN .................................................... 2-9 R L T. DU 2.1. Tổng quan ..................................................................................................... 2-9 2.1.1. Tổng quan về giải pháp thiết kế ............................................................ 2-9 2.1.2. Mô tả về ống khói ................................................................................ 2-10 2.1.3. Vật liệu ................................................................................................ 2-12 2.1.4. Điều kiện tự nhiên khu vực công trình ................................................ 2-12 2.2. Tải trọng tác dụng lên công trình ............................................................... 2-13 2.2.1. Tĩnh tải (D) .......................................................................................... 2-13 2.2.2. Hoạt tải (L) .......................................................................................... 2-16 2.2.3. Tải trọng động đất (E) ......................................................................... 2-16 2.2.4. Tải trọng gió (W) ................................................................................. 2-19 a. Gió dọc: ............................................................................................. 2-20 b. Gió ngang: ......................................................................................... 2-20 1.1.5. Ứng suất nhiệt (T) ............................................................................... 2-23 2.3. Tổ hợp tải trọng .......................................................................................... 2-25 2.3.1. Giai đoạn thi công ............................................................................... 2-25 a. Tổ hợp tải trọng dài hạn (SLS): ......................................................... 2-25 b. Tổ hợp tải trọng giới hạn (ULS):....................................................... 2-25 2.3.2. Giai đoạn vận hành .............................................................................. 2-26 a. Tổ hợp tải trọng dài hạn (SLS): ......................................................... 2-26 b. Tổ hợp tải trọng giới hạn (ULS):....................................................... 2-26 2.4. Mô phỏng kết cấu bằng phần mềm ............................................................ 2-27 2.4.1. Thuộc tính chung ................................................................................. 2-28 2.4.2. Khai báo tải trọng ................................................................................ 2-31 2.4.3. Phân tích mô hình ................................................................................ 2-35 2.5. Kiểm tra chuyển vị ngang của đỉnh vỏ ống khói ........................................ 2-36 2.6. Kiểm tra cường độ của ống khói ................................................................ 2-37 2.6.1. Cường độ theo phương đứng: .............................................................. 2-37 2.6.2. Cường độ tính toán theo phương ngang: ............................................. 2-38 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................................... 2-39 CHƯƠNG 3. TRÌNH BÀY BIỆN PHÁP THI CÔNG ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ....................................................................... 3-40 C C R L T. 3.1. Tổng quan về các biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép ............... 3-40 DU 3.1.1. Giới thiệu công nghệ ván khuôn leo .................................................... 3-40 3.1.2. Giới thiệu về công nghệ ván khuôn trượt ............................................ 3-40 3.2. Mô tả hệ thống ván khuôn trượt ................................................................. 3-41 3.3. Kiểm tra kết cấu hệ thống ván khuôn trượt ................................................ 3-43 3.3.1. Vật liệu sử dụng................................................................................... 3-44 3.3.2. Mô phỏng bằng phần mềm .................................................................. 3-44 a. Tổng quan .......................................................................................... 3-44 b. Khai báo tiết diện............................................................................... 3-46 3.3.3. Phân tích tải trọng ................................................................................ 3-47 a. Trọng lượng bản thân “D1” ............................................................... 3-47 b. Các tĩnh tải do các bộ phận khác gắn trên vành gông “D2” .............. 3-47 c. Tải trọng từ sàn thi công chính “D3” ................................................. 3-47 d. Tải trọng do khung treo ống dẫn khói “D4,i” ..................................... 3-48 e. Hoạt tải thi công trên sàn thi công chính “L1” .................................. 3-50 f. Hoạt tải vật liệu trên sàn thi công chính “L2”.................................... 3-50 g. Tải trọng do lực ma sát của tấm ván khuôn trượt “L3” ..................... 3-51 h. Tải trọng do giá treo ròng rọc của tời 30kN “F1,i” ............................ 3-51 i. Tải trọng do tời phụ 5kN “F2” ........................................................... 3-52 3.3.4. Kết quả tính toán ................................................................................. 3-52 a. Kiểm tra cường độ của các thanh trong giá nâng .............................. 3-52 b. Kiểm tra chuyển vị của các thanh trong giá nâng ............................. 3-53 c. Kiểm tra hệ thống kích thủy lực ........................................................ 3-53 3.4. Quy trình thi công hệ thống ván khuôn trượt ............................................. 3-54 3.4.1. Lắp dựng hệ thống ván khuôn trượt .................................................... 3-55 3.4.2. Công tác trượt hệ thống ván khuôn ..................................................... 3-58 3.4.3. Công tác bê tông cốt thép .................................................................... 3-59 3.4.4. Tháo dỡ hệ thống ván khuôn trượt .................................................. 3-66 a. Công tác chuẩn bị ............................................................................ 3-66 b. Quy trình tháo dỡ hệ thống ván khuôn trượt ................................. 3-66 C C 3.5. Xử lý bề mặt bê tông .................................................................................. 3-66 R L T. 3.6. Công tác vận chuyển vật liệu xây dựng và nhân sự ................................... 3-67 3.7. Các yếu tố bất lợi của thời tiết .................................................................... 3-70 DU 3.8. Sai số cho phép khi thi công ván khuôn trượt ............................................ 3-70 3.8.1. Đường kính ngoài ................................................................................ 3-70 3.8.2. Chiều dày vỏ ống khói ......................................................................... 3-70 3.8.3. Lỗ mở và tấm nhúng ............................................................................ 3-71 3.8.4. Sai số cho phép theo phương đứng của tâm vỏ ống khói .................... 3-71 3.8.5. Chiều dày bê tông bảo vệ .................................................................... 3-71 3.8.6. Chiều cao tổng thể ............................................................................... 3-71 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .................................................................................... 3-72 CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG .............................................................................................................................. 4-73 4.1. Đánh giá phương án thiết kế kết cấu vỏ ống khói BTCT NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng .............................................................................................................. 4-73 4.1.1. Về mức độ đáp ứng của công trình với mục đích sử dụng .................. 4-73 4.1.2. Về độ bền của công trình ..................................................................... 4-73 4.1.3. Về độ ổn định công trình ..................................................................... 4-73 4.1.4. Một số lưu ý và đề xuất để nâng cao hiệu quả thực hiện .................... 4-73 a. Ảnh hưởng của các yêu cầu công nghệ đến giải pháp thiết kế kết cấu vỏ ống khói BTCT NMNĐ................................................................................. 4-74 b. Lựa chọn các loại vật liệu xây dựng .................................................. 4-74 c. Lựa chọn các tiêu chuẩn tính toán tải trọng và tổ hợp tải trọng ........ 4-74 d. Lựa chọn phương pháp tính toán ....................................................... 4-74 4.2. Đánh giá phương án biện pháp thi công kết cấu vỏ ống khói BTCT NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng .......................................................................................... 4-75 4.2.1. Về sự đảm bảo chất lượng công trình.................................................. 4-75 4.2.2. Về tiến độ thi công .............................................................................. 4-75 4.2.3. Sự phù hợp với Tiêu chuẩn TCVN 9342:2012 ................................... 4-75 4.2.4. Một số đặc điểm riêng của biện pháp thi công ống khói BTCT NMNĐ .... ....................................................................................................................... 4-76 C C KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .................................................................................... 4-76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 4-77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 4-78 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ DU R L T. TÓM TẮT LUẬN VĂN GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Học viên: Lê Thanh Hùng Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp Mã số: Khóa: K36 Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Ống khói bê tông cốt thép (BTCT) trong nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) luôn được xem là một kết cấu phức tạp và khó thi công. Tuy nhiên, ở nước ta hiện nay, giải pháp thiết kế ống khói BTCT chưa được phổ biến và quy trình tổng quát vẫn chưa được đề cập cụ thể trong các giáo trình, tài liệu hay các tiêu chuẩn. Ngoài ra, với xu thế phát triển các công nghệ thi công hiện đại, có nhiều công nghệ thi công kết cấu ống khói BTCT được nghiên cứu và áp dụng, với nhiều ưu điểm khác nhau. Nội dung của Đề tài là trình bày một giải pháp thiết kế ống khói BTCT theo Tiêu chuẩn Mỹ ACI 307-08 và biện pháp thi công cụ thể theo công nghệ thi công ván khuôn trượt. Đề tài sẽ giới thiệu một quy trình tổng thể từ đó làm cơ sở để đối chiếu với các trường hợp khác nhau, để có thể áp dụng trong công tác lập dự án, thiết kế, thi công ống khói BTCT NMNĐ cũng các kết cấu khác tương tự trong lĩnh vực xây dựng. Từ khóa: Ống khói bê tông cốt thép; tải trọng gió; tải trọng động đất; ván khuôn trượt; ACI 307-08. C C R L T. DU METHOD FOR ENGINEERING AND CONSTRUCTION OF REINFORCED CONCRETE CHIMNEYS IN THERMAL POWER PLANTS Abstract: The reinforced concrete (R.C) chimneys in thermal power plants (T.P.P) are usually the complicated structures and hard to construction. However, in Vietnam, method for engineering R.C chimney had not yet been common and overall procedure had not been presented in any curriculums, documents or standards. Moreover, with the development of construction technical, some construction technicals for R.C chimney had been studied and applied, with diffirent adventages. The content of this Topic is presentation a specific method for engineering arrording to American Standard ACI 307-08 and specific construction technical using slipform system. Topic will present an overall procedure, what is a basis for comparison with different cases and applied in project planning, engineering, construction for the R.C chimneys in T.P.P or any similar structures in construction sector. Key words: Reinforced concrete chimney; wind load; earthquake load; slipform; ACI 307-08. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Kích thước hình học của ống khói ............................................................ 2-10 Bảng 2.2. Bảng chỉ tiêu đất nền đặc trưng ................................................................ 2-13 Bảng 2.3. Tĩnh tải áp dụng lên vỏ ống khói và ống dẫn khói.................................... 2-15 Bảng 2.4. Bảng khai báo chỉ tiêu cơ lý của vật liệu .................................................. 2-30 Bảng 2.5. Bảng khai báo thông số tiết diện của các phần tử ..................................... 2-31 Bảng 2.6. Bảng khai báo vị trí các liên kết ................................................................ 2-31 Bảng 2.7. Bảng khai báo tải trọng tập trung .............................................................. 2-31 Bảng 2.8. Bảng khai báo tải trọng phân bố ............................................................... 2-32 Bảng 2.9. Bảng khai báo tải trọng tập trung .............................................................. 2-33 Bảng 2.10. Bảng khai báo tải trọng phân bố ............................................................. 2-33 C C Bảng 2.11. Chu kỳ và tần số dao động riêng trong hai giai đoạn.............................. 2-35 Bảng 3.1. Bảng tiến độ quy trình thi công ................................................................. 3-55 DU R L T. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Tổng thể công trình NMNĐ Vĩnh Tân 4 và Vĩnh Tân 4 mở rộng .............. 1-4 Hình 1.2. Công tác lắp đặt ống dẫn khói ..................................................................... 1-5 Hình 1.3. Cấp bê tông cho hệ ván khuôn trượt............................................................ 1-6 Hình 1.4. Bên trong vỏ ống khói trong quá trình thi côngp ........................................ 1-7 Hình 2.1. Bố trí chung của kết cấu ống khói ............................................................. 2-11 Hình 2.2. Phổ gia tốc nền đàn hồi và phổ gia tốc nền thiết kế .................................. 2-18 Hình 2.3. Mô hình kết hợp vỏ ống khói và ống dẫn khói, chỉ áp dụng trong giai đoạn vận hành ..................................................................................................................... 2-29 Hình 2.4. Phần đỉnh, phần sàn dẫn phía trên và sàn dẫn phía dưới vỏ ống khói và ống dẫn khói ..................................................................................................................... 2-30 Hình 2.5. Ba dạng dao động đầu tiên của mô hình tổng thể ..................................... 2-36 C C Hình 2.6. Biểu đồ kéo nén của tiết diện vỏ ống khói ................................................ 2-38 R L T. Hình 3.1. Ván khuôn leo cho công trình có dạng trụ rỗng ........................................ 3-40 Hình 3.2. Hệ thống ván khuôn trượt trước khi bắt đầu thi công ............................... 3-41 DU Hình 3.3. Hình vẽ mô phỏng cấu tạo hệ thống ván khuôn trượt ............................... 3-43 Hình 3.4. Mặt cắt ngang hệ thống ván khuôn trượt................................................... 3-43 Hình 3.5. Mô hình kết cấu giá nâng và sàn thi công chính ....................................... 3-44 Hình 3.6. Đặt tên các nút trong mô hình ................................................................... 3-45 Hình 3.7. Đặt tên các thanh trong mô hình ............................................................... 3-45 Hình 3.8. Khai báo tiết diện....................................................................................... 3-46 Hình 3.9. Khai báo tiết diện cho dầm thép hướng tâm và dầm tròn trung tâm ......... 3-46 Hình 3.10. Tải trọng D2 gán trực tiếp lên vành gông và ti kích ................................ 3-47 Hình 3.11. Tải trọng D3 phân bố trên các dầm thép hướng tâm ................................ 3-48 Hình 3.12. Khung treo ống dẫn khói được nâng lên trong quá trình trượt................ 3-48 Hình 3.13. Vị trí treo khung thép trên giá nâng ........................................................ 3-49 Hình 3.14. Tải trọng D4 gán trên giá nâng ................................................................ 3-49 Hình 3.15. Tải trọng L1 gán trên sàn thi công chính ................................................. 3-50 Hình 3.16. Tải trọng L2 gán trên sàn thi công chính ................................................. 3-50 Hình 3.17. Tải trọng do ma sát trượt “L2” gán lên các gối ........................................ 3-51 Hình 3.18. Tải trọng do giàn treo tời 30kN “L1,i” ..................................................... 3-51 Hình 3.19. Tải trọng do tời 5kN “L2” ........................................................................ 3-52 Hình 3.20. Hệ số thiết kế của các dầm tròn trung tâm .............................................. 3-52 Hình 3.21. Hệ số thiết kế của các thanh trên giá nâng .............................................. 3-53 Hình 3.22. Bố trí kích thủy lực trên giá nâng ............................................................ 3-54 Hình 3.23. Đánh dấu chu vi và lỗ mở cửa chính ....................................................... 3-56 Hình 3.24. Vị trí đặt hệ thống điểu khiển bằng tia laser............................................ 3-57 Hình 3.25. Mặt cắt hệ thống điều khiển bằng tia laser .............................................. 3-57 Hình 3.26. Bảng mục tiêu và điểm phát tia laser ...................................................... 3-57 Hình 3.27. Điều chỉnh chiều dảy vỏ ống khói ........................................................... 3-58 Hình 3.28. Gầu chứa bê tông được nâng bằng cần cẩu ............................................. 3-60 Hình 3.29. Bê tông được đổ từ sàn thao tác chính .................................................... 3-61 Hình 3.30. Bê tông bê trong ván khuôn trượt ............................................................ 3-62 Hình 3.31. Đầm bê tông bằng đầm dùi ...................................................................... 3-63 C C Hình 3.32. Cột tạm khu vực cửa chính được loại bỏ khi bê tông đạt cường độ........ 3-64 R L T. Hình 3.33. Vận chuyển cốt thép bằng tời 5kN .......................................................... 3-64 Hình 3.34. Tấm đế của hệ thống cầu thang bộ .......................................................... 3-65 DU Hình 3.35. Bề mặt bê tông được xoa phẳng sau khi ra khỏi ván khuôn.................... 3-67 Hình 3.36. Tời điện 3 tấn đặt ở mặt đất ..................................................................... 3-68 Hình 3.37. Ròng rọc di động được lắp đặt tại khung thép trên sàn thao tác chính ... 3-69 Hình 3.38. Vận chuyển người, cốt thép và bê tông ................................................... 3-70 CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTCT: Bê tông cốt thép NMNĐ: Nhà máy nhiệt điện TCVN 2737:1995: Tiêu chuẩn Việt Nam 2737:1995 “Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế” TCVN 5574:2018: Tiêu chuẩn Việt Nam 2737:1995 “Kết cấu bê tông và bê tông kết thép – Tiêu chuẩn thiết kế” TCVN 9342:2012: Tiêu chuẩn Việt Nam 2737:1995 “Công trình bê tông cốt thép toàn khối xây dựng bằng cốt pha trượt – Thi công và nghiệm thu” ACI 307-08: Tiêu chuẩn Mỹ ACI 307-08 “Code Requirement for Reinforced Concrete Chimneys” ACI 314-18: Tiêu chuẩn Mỹ ACI 314-18 “Building Code Requirements for Structural Concrete” ACI 347-04: Tiêu chuẩn Mỹ ACI 347-04 “Guide to Formwork for Concrete” ASCE 7-05: Tiêu chuẩn Mỹ ASCE 7-05 “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures” UBC 97: Tiêu chuẩn Mỹ UBC 97 “Uniform Building Code” C C DU R L T. 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Với chiều cao lớn của mình, ống khói bê tông cốt thép (BTCT) vẫn luôn được xem là kết cấu phức tạp và đặc biệt nhạy cảm với tải trọng gió và tải trọng động đất. Do vậy, ở một số nước như Mỹ, Trung Quốc có tiêu chuẩn riêng về thiết kế ống khói BTCT, đặc biệt là ống khói cao. Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn chuyên dùng cho việc thiết kế ống khói BTCT. Việc tính toán thiết kế chỉ theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 và TCVN 5574:2018 và các tiêu chuẩn liên quan khác. Vì vậy, trong các dự án nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) trong nước, để có thể thiết kế và thi công các kết cấu ống khói BTCT đều phải sử dụng tiêu chuẩn nước ngoài và cũng do các nhà thầu nước ngoài thực hiện. Việc nghiên cứu, nhận xét, đánh giá phương án thiết kế và biện pháp thi công cho kết cấu ống khói BTCT từ cơ sở dữ liệu là các dự án đã và đang thi công là một vấn đề đáng được quan tâm và tìm hiểu. Từ thực tế đó, trong khuôn khổ Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, học viên lựa chọn đề tài “Giải pháp thiết kế và biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện” với mong muốn có được những kiến thức sát thực hơn về giải pháp kỹ thuật cho công tác thiết kế và thi công cho loại kết cấu này. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: Trên cơ sở dữ liệu là tài liệu thiết kế, các tài liệu hướng dẫn và các tiêu chuẩn quốc tế (ACI 307-08, ACI 318-14, ASCE 7-05…) đề tài tập trung nghiên cứu giải pháp tính toán thiết kế và biện pháp thi công của kết cấu ống khói BTCT NMNĐ. Mục tiêu cụ thể: Trình bày được giải pháp thiết kế và biện pháp thi công của kết cấu ống khói BTCT cho một dự án NMNĐ, cụ thể là dự án NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng. Bao gồm các mục tiêu cụ thể sau:  Lựa chọn sơ bộ vật liệu, kích thước, giải pháp kỹ thuật.  Tính toán các loại tải trọng tác dụng lên kết cấu.  Tính toán kết cấu và kiểm tra các điều kiện giới hạn về cường độ và điều kiện làm việc.  Lập biện pháp thi công.  Đáng giá phương án thiết kế và biện pháp thi công.  Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thực hiện. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Hạng mục ống khói BTCT của NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng. 1. C C DU R L T. 2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu, trình bày giải pháp thiết kế và biện pháp thi công kết cấu vỏ ống khói BTCT theo Tiêu chuẩn Mỹ ACI 307-08 và các tiêu chuẩn liên quan. 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu như sau: Thu thập, tổng hợp các số liệu về các yêu cầu kỹ thuật, các thống số công nghệ của kết cấu ống khói. Xác định tải trọng tác động lên ống khói. Tính toán kết cấu và kiểm tra các điều kiện ổn định. Tính toán, lập biện pháp thi công ống khói BTCT. Dựa vào kết quả nghiên cứu thực tiễn và lý thuyết, tổng hợp lại các kết quả và đưa ra các đánh giá phương thiết kế và thi công ống khói BTCT. Từ các đánh giá đó, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thực hiện. Dựa vào kết quả nghiên cứu, phân tích, so sánh các vấn đề tồn tại trong tính toán để có đề xuất hợp lý. 5. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài Cơ sở khoa học của đề tài bao gồm: các tiêu chuẩn về vật liệu xây dựng như bê tông, cốt thép, kết cấu thép…; các tiêu chuẩn về tải trọng như tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió, tải trọng động đất…; các giả thuyết về vật liệu BTCT, mô hình tính toán, sơ đồ tính…; các tiêu chuẩn tính toán về cấu kiện BTCT, tiêu chuẩn tính toán riêng cho kết cấu ống khói BTCT…và các báo cáo khảo sát địa chất, địa hình, khí tượng, thủy văn... Cơ sở thực tiễn của đề tài bao gồm: các hồ sơ thiết kế của kết cấu ống khói BTCT đã thi công; các công nghệ thi công ống khói BTCT hiện đang được áp dụng trên thế giới; các phần mềm mô phỏng, tính toán kết cấu phổ biến hiện nay và các đánh giá, đề xuất về kết cấu ống khói BTCT đã được nghiên cứu trước đây. 6. Nội dung luận văn Nội dung luận văn được trình bày trong 4 chương: Chương 1. Tổng quan về công trình nhà máy nhiệt điện và kết cấu ống khói. Chương 2. Trình bày giải pháp thiết kế kết cấu ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện. Chương 3. Trình bày biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện. Chương 4. Đánh giá giải pháp thiết kế và biện pháp thi công. C C DU R L T. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ KẾT CẤU ỐNG KHÓI 1.1. Tổng quan về công trình nhà máy nhiệt điện Ngày nay, điện năng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu trong sự phát triển của mỗi quốc gia. Đặc biệt Việt Nam là một trong những nước đang phát triển có nhu cầu lớn về việc tiêu thụ điện năng, bên cạnh đó chính sách mở cửa của Việt Nam như hiện nay, thu hút sự đầu tư nước ngoài vào Việt Nam ngày một gia tăng trên tất cả các lĩnh vực, đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất, do đó đòi hỏi phải tăng cường sản xuất điện năng đáp ứng sự phát triển của nền kinh tế, đó là một nhu cầu hết sức cấp bách. Theo tính toán của Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN), trong giai đoạn đến năm 2030, nhu cầu sử dụng điện sẽ tiếp tục tăng trưởng ở mức cao. Ngành điện cần phải đảm bảo sản xuất 265-278 tỷ kWh vào năm 2020 và khoảng 572-632 tỷ kWh vào năm 2030. Vì thế việc phát triển của các công trình nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) đóng một vài trò chủ đạo trong sự phát triển của nền kinh tế đất nước. Theo “Báo cáo chuyên đề Bảo vệ môi trường tại các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam” của Bộ TNMT trước Quốc hội ngày 21/6/2017: Hiện tại ở Việt Nam có khoảng 20 NMNĐ than đang hoạt động với tổng công suất 15.000 MW. Đến năm 2025, tổng công suất NMNĐ than khoảng 47.600MW chiếm khoảng 55% sản lượng điện sản xuất. Đến năm 2030, tổng công suất NMNĐ than khoảng 55.300MW chiếm khoảng 53,3% sản lượng điện sản xuất. Để đảm bảo mục tiêu phát triển kinh tế khoảng 7%/năm thì tốc độ phát triển điện tương ứng phải phải đảm bảo 11%/năm mới đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế. Công trình nhà máy nhiệt điện là công trình năng lượng, có quy mô xây dựng lớn, sử dụng nguyên lý đốt nhiên liệu tạo ra nhiệt lượng làm quay tua-bin máy phát điện, sản sinh ra điện năng. Công trình nhà máy nhiệt điện gồm các hạng mục xây dựng chính như sau: Khu vực Nhà máy chính: bao gồm gian tua-bin, gian khử khí, gian bunker than, gian lò hơi, nhà điều khiển trung tâm, hệ thống lọc bụi tĩnh điện, các quạt khói/quạt gió, ống khói… Hệ thống thải xỉ: bao gồm các silô tro xỉ, nhà quạt gió silô tro bay… Hệ thống xử lý nước: bao gồm hệ thống xử lý nước thải, xử lý nước khử khoáng, sinh hoạt, dịch vụ và xử lý nước thô. Trong đó bao gồm các bồn bể chứa nước, xử lý nước, các nhà xử lý nước… C C DU R L T. 4 - - Hệ thống nước làm mát tuần hoàn: Bao gồm nhà bơm nước làm mát, kênh lấy nước làm mát, đường ống nước làm mát, đường ống thải nước làm mát, cống xả thải… Hệ thống cung cấp than: bao gồm các băng tải than, các tháp chuyển tiếp than, kho than, nhà điều khiển hệ thống cấp than, hồ bùn than… Hệ thống cung cấp dầu nhiên liệu: bao gồm khu bồn dầu, trạm bơm cấp dầu… Hệ thống điện: bao gồm máy biến áp chính, máy biến áp tự dùng tổ máy, bể thu dầu sự cố… Khu vực phụ trợ: kho chứa Amoniac, trạm điều chế Hydro… Các hạng mục khác bao gồm: san lấp, gia cố nền, đường giao thông nội bộ, hệ thống thoát nước mặt, cây xanh và cảnh quan... C C R L T. DU Hình 1.1. Tổng thể công trình NMNĐ Vĩnh Tân 4 và Vĩnh Tân 4 mở rộng 1.2. Giới thiệu về kết cấu ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện Ống khói NMNĐ có chức năng dẫn khói, khí nóng từ nhà máy ra bầu không khí bên ngoài. Để đảm bảo các yêu cầu về môi trường, ống khói của các NMNĐ có công suất lớn thường có chiều cao từ 200m đến 250m. Ống khói NMNĐ thường có kết cấu gồm 2 phần: phần ống dẫn khói và phần kết cấu đỡ: Phần ống dẫn khói chính là phần dẫn khói của ống khói, được làm bằng kết cấu thép. Vật liệu thép và lớp sơn phủ có khả năng chống ăn mòn axit. Bên trong ống thép có lớp vật liệu cách nhiệt Borosilicate Block. 5 - Phần kết cấu đỡ ngoài việc đỡ ống dẫn khói còn là nơi bố trí các thiết bị công nghệ, sàn thao tác… và thường được làm bằng kết cấu thép hoặc kết cấu bê tông cốt thép. Trong đó, kết cấu BTCT thường được sử dụng do có độ cứng và tính ổn định cao hơn. Ngoài ra, với đặc điểm là kết cấu siêu cao có vận tốc gió lớn nên hệ thống thiết bị công nghệ, thang máy, thang bộ cần được bao bọc trong vỏ BTCT để đảm bảo điều kiện an toàn trong vận hành, bảo trì và đảm bảo cho các thiết bị công nghệ được hoạt động tốt. C C R L T. DU Hình 1.2. Công tác lắp đặt ống dẫn khói 6 1.3. Giới thiệu về biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện Có hai công nghệ thi công ống khói bê tông cốt thép phổ biến trên thế giới và trong nước hiện hay là công nghệ ván khuôn trượt và công nghệ ván khuôn leo. Trong số đó, công nghệ ván khuôn trượt có nhiều ưu điểm về thời gian thi công và tính liền khối của của kết cấu. Thời gian thi công trung bình của kết cấu ống khói bê tông cốt thép cao khoảng 200 m sử dụng công nghệ ván khuôn trượt là khoảng 4 tháng. Trong thời gian đó, bê tông được đổ liên tục và hệ ván khuôn được trượt lên bằng hệ kích và ti chống. C C R L T. DU Hình 1.3. Cấp bê tông cho hệ ván khuôn trượt 7 Do tính phức tạp của công nghệ và yêu cầu về an toàn, chất lượng thi công cao, nên hiện nay trong nước có rất ít nhà thầu sở hữu công nghệ thi công ván khuôn trượt cho kết cấu ống khói. C C R L T. DU Hình 1.4. Bên trong vỏ ống khói trong quá trình thi công KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Thông qua các nội dung nghiên cứu trên, trong Chương 1, tác giả đã khái quát về công trình nhà máy nhiệt điện, đặc điểm của kết cấu ống khói và phân loại các 8 loại kết cấu ống khói. Ngoài ra, tác giả cũng đã nêu tổng quan về các công nghệ thi công ống khói bê tông cốt thép. Chương 2 sẽ trình bày về giải pháp thiết kế ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện. C C DU R L T.