Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh . Có thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra . Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng , cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT .
Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng :
- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng , kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu . Cốt thép thường của các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL
- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo đủ khả năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi công
- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng ( Thi công hẫng từ trụ ra ) hoặc nhờ trọng lượng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối trọng . Đối các sơ đồ cầu khung , đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kết cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ , Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà sau khi thi công xong sẽ tháo bỏ.
- Ở giai đoạn thi công hẫng , kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ cần bố trí cốt thép DƯL ở phía trên . Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì căng kéo cốt thép DƯl từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa cốt thép và thành ống ngay để bảo vệ cốt thép
- Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh
Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo . Ván khuôn được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và nâng cao năng suất lao động
Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao mặt cắt thay đổi , khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp lý
85 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 5182 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ Án
Công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng
&
Mục Lục
PHẦN II
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG.
Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh . Có thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra . Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng , cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT .
Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng :
Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng , kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu . Cốt thép thường của các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL
Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo đủ khả năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi công
Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng ( Thi công hẫng từ trụ ra ) hoặc nhờ trọng lượng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối trọng . Đối các sơ đồ cầu khung , đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kết cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ , Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà sau khi thi công xong sẽ tháo bỏ.
Ở giai đoạn thi công hẫng , kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ cần bố trí cốt thép DƯL ở phía trên . Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì căng kéo cốt thép DƯl từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa cốt thép và thành ống ngay để bảo vệ cốt thép
Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh
Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo . Ván khuôn được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và nâng cao năng suất lao động
Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao mặt cắt thay đổi , khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp lý
Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó có thể thi công trong điều kiện sông sâu , thông thuyền hay xây dựng các càu vượt trong thành phố , các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông dưới công trình....
II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN
II.1 – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- Quy trình thiết kế : 22TCN272 –05 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế :
+) Hoạt tải HL93 ,
+) Người đi : 3KN/m2
II.2 – SƠ ĐỒ KẾT CẤU
- Sơ đồ cầu : 4x33 + 75 + 120 + 75 + 3x33
- Chiều dài toàn cầu Lc = 511 m , khổ cầu 8+2x1,5 m
II.2.1 – Kết cấu phần trên
- Một liên dầm liên tục ở giữa , 2 bên là các nhịp dầm giản đơn L=33m
- Dầm khung liên tục BTCTDƯL 3 nhịp ( 75 + 120 + 75 ) tiết diện hình hộp , vách nghiêng , chiều cao dầm thay đổi H= 7m trên trụ đến H=3m tại giữa nhịpvà đầu dầm , bề rộng đáy dầm hộp B=5m
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành xiên
+) Chiều dày bản nắp : tb = 30 (cm)
+) Chiều dày bản đáy : Tại mặt cắt gối là 100 cm , tại mặt cắt giữa nhịp là 30 cm
+) Chiều dày phần cánh hẫng : hc = 25 cm
+) Chiều dày sườn dầm : Tại trụ ts = 80 cm , Tại mặt cắt giữa nhịp ts = 50 cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông mác có:
+) f’c = 40 (MPa).
+) gc = 24,5 (kN/m3).
+) Ec = 32979,77 (MPa).
2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ tiêu sau:
+) Diện tích một tao Astr = 1,387 mm2
+) Cường độ cực hạn: fpu = 1860 MPa
+) Độ chùng sau 1000h ở 200C là 2.5%
3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.
4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+) fy = 420 (MPa).
- Dầm dẫn : bằng bê tông cốt thép DƯL có chiều dài L = 33m , Mặt cắt ngang gồm 5 dầm chủ tiết diện chữ T , chiều cao h = 1,5 m , đặt cách nhau 2,3m
- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3866 m , trong phạm vi 270m , tiếp theo dốc 3% về phía 2 mố và đường đầu cầu , Độ dốc ngang cầu in = 2%
- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dưới là lớp phòng nước 4mm
- Gối cầu , khe co giãn bằng cao su , lan can bằng thép , Thoát nước và chiếu sáng theo quy định hiện hành
- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu gồm 3 lớp : Lớp bê tông tạo dốc 4cm , lớp phòng nước 0,4cm , Lớp bê tông asphan 7cm ; độ dốc ngang cầu in = 2%
II.2.2 – Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có cường độ chịu nén f’c = 30Mpa
- Trụ T1, T2, T3 , T8, T9 : được đặt trên móng cọc đóng : d = 40 cm
- Trụ T4, T7 : được đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 100 cm
- Trụ T5, T6: được đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm
- Phương án móng : Móng cọc đài thấp.
b) Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo f’c = 30Mpa
- Mố của kết cấu nhịp dẫn được đặt trên móng cọc đóng d= 40 cm
CHƯƠNG II
TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC
I . CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CẦU CHÍNH .
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên
Lnb= (0,6 ¸ 0,8) chiều dài nhịp giữa Lng.
+) Trong phương án này chọn Lng = 120m.
+) Lấy : Lnb = 75 m
Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :
- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta chọn mắt cắt ngang như hình vẽ :
1800
500
1500
8000
1500
500
1000
400
300
1200
500
3280
300
500
800
1000
7000
3000
400
400
600
700
II . TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ .
II.1 – Phân chia đốt dầm
Nguyên tắc chung phân chia đốt dầm :
- Chọn chiều dài đốt K0 trên phần đà giáo mở rộng trụ : Trong phương pháp đúc hẫng cân bằng , Chiều dài của đốt K0 thường vào khoảng 12-14 m, để có đủ diện tích mặt bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công hai cánh hẫng đối xứng nhau
- Chọn chiều dài đốt hợp long nhịp chính : Có thể lấy trong khoảng 2-4 m
- Phần còn lại của chiều dài cánh hẫng có thể lấy trong khoảng từ 2,5 – 4 m , Theo dọc cầu sẽ có từng nhóm đốt, mỗi nhóm gồm các đốt có chiều dài giống nhau , Các nhóm khác nhau có chiều dài khác nhau . Chiều dài của đốt được chọn sao cho tận dụng hết năng lực của thiết bị xe đúc . Ví dụ trọng lượng của xe đúc nên gần bằng với khả năng treo của xe đúc . Như vậy sẽ giảm bớt số xe đốt đúc hẫng . Mặt khác khối lượng bê tông mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp bê tông đến công trường .
- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của đơn vị thi công ta phân chia các đốt dầm như sau :
+) Đốt trên đỉnh trụ : do = 14m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe đúc trên trụ)
+) Đốt hợp long nhịp giữa : dhl = 2m
+) Đốt hợp long nhịp biên : dhl = 2m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : ddg = 14 m
+) Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m
+) Số đốt trung gian còn lai : n = 10 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm :
+) Nhịp giữa :
+) Nhịp biên :
II.2 – Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol bậc 2 theo phương trình :
Y = ax2 + bx +c
- Lấy điểm dưới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ , trục x , y có chiều như hình vẽ :
O(0,0)
O(0,0)
A(58,5;4,0)
Y
B(-58,5;4,0)
- Do đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0 , đồng thời đường cong đi qua 2 điểm A(-58,5;4,0) và B(58,5;4,0) nên có dạng :
4,0 = a.58,52 + 58,5.b
4,0 = a.58,52 - 58,5.b
- Từ hai phương trình trên ta tính được :
A = 0,001169
B=0
Vậy phương trình có dạng:
Y = 0,001169.x2
II.3 – Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như sau ( Với gốc toạ độ chọn tại mặt trên của đáy dầm tại vị trí giữa nhịp) :
Y = 0,00108119.x2 – 0,000097307
II.4 – Xác định cao độ mặt dầm chủ
-Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 3866 m
II.5 – Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện.
Sau khi khai báo mặt cắt thay đổi trong MiDas xong , ta tính được kích thước của các mặt cắt như sau :
½ Mặt cắt dầm chủ
Bảng các kích thước hình học của mặt cắt :
MC 0
1
2
3
4
5
6
7
HO1
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
HO2
0.5
0.5182
0.5274
0.536
0.5441
0.5516
0.5608
0.569
HO2-2
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
HO3
6.2
5.4532
5.0774
4.724
4.3929
4.0841
3.7071
3.3698
BO1
2.25
2.2548
2.2574
2.26
2.2626
2.2652
2.2687
2.2722
BO1-2
1.85
1.8952
1.9199
1.9346
1.9693
1.994
2.0269
2.0598
BO2
1.25
1.1706
1.1273
1.084
1.0407
0.9974
0.9397
0.8819
BO3
2.5
2.5746
2.6153
2.656
2.6967
2.7374
2.7917
2.8459
HI1
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
HI2
0.4
0.4182
0.4274
0.436
0.4441
0.4516
0.4608
0.469
HI3
4.7
4.1262
3.8375
3.566
3.3116
3.0744
2.7848
2.5256
HI4
0.6
0.5545
0.5316
0.51
0.4898
0.471
0.448
0.4274
HI5
1
0.8725
0.8083
0.748
0.6915
0.6388
0.5744
0.5168
BI1
2.95
2.9739
2.987
3
3.013
3.0261
3.0435
3.0609
BI1-2
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
BI3
2
2.0861
2.133
2.18
2.227
2.2739
2.3365
2.3991
BI3-2
1.3
1.4052
1.4626
1.52
1.5774
1.6348
1.7113
1.7878
MC 8
MC 9
MC 10
MC 11
MC 12
MC 13
MC 14
MC 15
HO1
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
HO2
0.5763
0.5826
0.5879
0.5923
0.5956
0.5981
0.5995
0.6
HO2-2
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
HO3
3.0722
2.8143
2.596
2.4175
2.2786
2.1794
2.1198
2.1
BO1
2.2757
2.2791
2.2826
2.2861
2.2896
2.293
2.2965
2.30
BO1-2
2.0927
2.1256
2.1585
2.1914
2.2243
2.2572
2.2901
2.323
BO2
0.8242
0.7664
0.7087
0.651
0.5932
0.5355
0.4777
0.42
BO3
2.9002
2.9544
3.0087
3.063
3.1172
3.1715
3.2257
3.28
HI1
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
HI2
0.4763
0.4826
0.4879
0.4923
0.4956
0.4981
0.4995
0.5
HI3
2.2969
2.0988
1.9311
1.7939
1.6872
1.611
1.5652
1.55
HI4
0.4093
0.3936
0.3802
0.3694
0.3609
0.3548
0.3512
0.35
HI5
0.466
0.422
0.3847
0.3542
0.3305
0.3136
0.3034
0.3
BI1
3.0783
3.0957
3.113
3.1304
3.1478
3.1652
3.1826
3.2
BI1-2
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
1.9
BI3
2.4617
2.5243
2.587
2.6496
2.7122
2.7748
2.8374
2.9
BI3-2
1.8643
1.9409
2.0174
2.0939
2.1704
2.247
2.3235
2.4
- Bảng tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt đầm chủ
Tên
MC
x (m)
h (m)
hd (cm)
B
(m)
Bd (m)
Bs
(cm)
F (cm2)
S (cm3)
Yo (cm)
J(cm4)
0
0
7
108.40
12
5
80
133628
4.41E+07
329.69
9.86E+09
1
7
6.2714
95.61
12
5.1492
76.4
122050
3.67E+07
301.06
7.42E+09
2
10
5.9048
89.17
12
5.2306
74.9
116440
3.34E+07
286.84
6.35E+09
3
13
5.56
83.09
12
5.312
73.4
111147
3.04E+07
273.50
5.43E+09
4
16
5.237
77.39
12
5.3934
71.9
106171
2.77E+07
261.02
4.65E+09
5
19
4.9357
72.06
12
5.4748
70.3
101472
2.53E+07
249.36
3.99E+09
6
23
4.5679
65.52
12
5.5834
68.3
95759
2.25E+07
235.11
3.26E+09
7
27
4.2388
59.65
12
5.6918
66.3
90613
2.01E+07
222.31
2.68E+09
8
31
3.9485
54.44
12
5.8004
64.2
86007
1.81E+07
210.94
2.22E+09
9
35
3.6969
49.89
12
5.9088
62.2
82006
1.65E+07
201.00
1.86E+09
10
39
3.4839
46.00
12
6.0174
60.2
78578
1.51E+07
192.50
1.59E+09
11
43
3.3098
42.77
12
6.126
58.1
75701
1.40E+07
185.47
1.39E+09
12
47
3.1742
40.19
12
6.2344
56.1
73428
1.32E+07
179.89
1.24E+09
13
51
3.0775
38.28
12
6.343
54.1
71735
1.26E+07
175.81
1.14E+09
14
55
3.0193
37.02
12
6.4514
52
70599
1.22E+07
173.20
1.08E+09
15
59
3
36.42
12
6.56
50
70072
1.21E+07
172.06
1.07E+09
Trong đó :
+) F : Diện tích tính đổi của mặt cắt
+) S : Mômen tĩnh của mặt cắt với đáy dầm.
+) Yo : Khoảng cách từ trục trung hoà đến đáy dầm
+) J : Mômen quán tính của mặt cắt dầm với trục trung hoà
+) hd : Chiều cao bầu dầm tính đổi
+) bd : Chiều rộng đáy mặt cắt hộp
+) Bs : Bề rộng của sườn dầm
+) h : Chiều cao của dầm
+) B : Bề rộng đỉnh mặt cắt hộp
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN.
I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ):
Tĩnh tải giai đoạn I (DC) Chính là trọng lượng của bản thân kết cấu . Khi sử dụng chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay được loại tải trọng này .
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) :
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lượng phần chân lan can
+) Trọng lượng cột lan can, tay vịn
+) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng : DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv
a)Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu :
Lớp phủ mặt cầu dày 7,4 cm bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp phòng nước dày 0,4 cm
+) Lớp bê tông Asphalt :
DWasphalt = 12x0,07x22,5 = 18,9 ( KN/m)
+) Lớp phòng nước :
DWpn = 12x0,004x22,5 = 1,08 ( KN/m)
-> Trọng lượng dải đều lớp phủ mặt cầu :
DWmctc= 18,9 + 1,08 = 19,98 ( KN/m)
b) Tính trọng lượng của chân lan can + tay vịn + lề Người đi bộ :
Tên gọi các đại lượng
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Chiều rộng chân lan can
Bclc
50
cm
Chiều cao chân lan can
hclc
30
cm
+) Trọng lượng chân lan can :
DWclc = 0,5x0,3x2x24 = 7,2 ( KN/m)
Tên gọi các đại lượng
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Trọng lượng 1 cột lan can
Pclc
0.027
KN
Khoảng cách bố trí cột lan can
Aclc
2
m
Trọng lượng dải đều của cột lan can
Pclc
0. 135
KN/m
Trọng lượng dải đều phần tay vịn
Ptv
0.7
KN/m
Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn
Plc+tv
0.835
KN/m
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv
= 19,98 + 7,2 + 0. 835 = 28,015 (KN/m)
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DWIItt = g . DWIITC = 1,5. 28,015 = 42,0225 ( KN/m)
III . TÍNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU NHỊP
III.1. NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG
1. Các sơ đồ tính :
Sơ đồ phân chia đốt đúc và các mặt cắt.
Đặc điểm của công nghệ thi công đúc hẫng là sơ đồ kết cấu thay đổi liên tục trong quá trình thi công.
Căn cứ trình tự thi công và phương pháp thi công ta chia ra làm các giai đoạn thi công sau:
1.1.Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ
Hình 3.1. Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng
- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng nDC = 1.25
+ Trọng lượng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE =660 KN đặt cách đầu mút đốt đúc trước là 0,9 m, nCE = 1.25
+ Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi công
CLL = 0.24x12 =2,88 KN/m; nCLL = 1.3.
+) Trọng lượng bê tông ướt ( WC )
+) Co ngót , Từ biến
+) Tải trọng gió
- Tính tải trọng bê tông ướt và tải trọng xe đúc :
+) Tải trọng xe đúc :
Giả thiết ta đang thi công đốt K4 ta tính quy đổi tải trọng xe đúc về nút K3 . Tải trọng xe đúc ta quy đổi thành Fz và My như hình vẽ sau :
+) Trọng lượng bê tông ướt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì trọng lượng bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 như hình vẽ sau :
Công thức tính :
WC =
Trong đó :
WC : Trọng lượng bê tông ướt
F1 , F2 : Diện tích của hai mặt của khối đúc
γwc : Trọng lượng riêng của bê tông ướt (γwc = 24,5 KN/m3)
Tính quy đổi về nút . WC đặt tại trọng tâm của đốt đúc quy đổi về nút thành lực cắt và mô men như hình vẽ trên .
Bảng tính trọng lượng bê tông ướt :
Tên đốt
Chiều dài đốt
m
γwc
KN/m
WC
KN
My
KN.m
K1
4
24.5
876.45075
1314.676
K2
4
24.5
836.38223
1254.573
K3
4
24.5
798.64365
1197.965
K4
4
24.5
763.08803
1144.632
K5
3
24.5
966.4319
1932.864
K6
3
24.5
913.2228
1826.446
K7
3
24.5
865.438
1730.876
K8
3
24.5
823.2637
1646.527
K9
3
24.5
786.8616
1573.723
K10
3
24.5
755.9671
1511.934
K11
3
24.5
730.7321
1461.464
K12
3
24.5
711.2987
1422.597
K13
3
24.5
697.4366
1394.873
K14
3
24.5
689.2879
1378.576
Phần đà giáo
14
24.5
2403.47
Hợp Long
2
24.5
343.3528
343.3528
1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhưng bê tông chưa đông cứng :
Khi đó bê tông dẻo còn chưa hóa cứng , trọng lượng của ván khuôn hợp long , của hỗn hợp bê tông dẻo , của cốt thép hợp long được coi như chia đôi để tác dụng lên hai sơ đồ hệ thông kết cấu tách biệt nhau , Một là sơ đồ đúc trên đà giáo phần nhịp biên , Hai là sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ ra nhịp biên
Các tải trọng tác dụng bao gồm :
- Trọng lượng bản thân của đốt hợp long nhịp biên
- Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
- Tải trọng thi công rải đều
1.3. Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng :
Nhịp biên có đoạn đúc trên đà giáo cố định dài 14 m . Sau khi đúc hẫng cân bằng xong ta tiến hành hợp long nhịp biên. Việc tính toán hợp long nhịp biên là rất phức tạp do trình tự đổ bê tông, căng kéo cáp DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp long ảnh hưởng rất nhiều đến trình tự và phương pháp tính toán hợp long.
Sơ đồ tính toán :
Hình 3.2. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp biên.
-Tải trọng:
+ Trọng lượng bản thân đoạn đổ trên đà giáo.
+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long.
+ Lực ngược do rỡ tải trọng thi công
+ Lực ngược do rỡ xe đúc
1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
+ Tải trọng thi công rải đều
+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long
+ Trọng lượng bê tông ướt
1.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng.
Sơ đồ:Liên tục 3 nhịp:
Hình 3.4. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp giữa bê tông đã đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lượng bản thân ( DC)
+ Lực ngược do dỡ tải trọng thi công.
+ Lực ngược do dỡ xe đúc .
1.6. Giai đoạn khai thác
Sơ đồ kết cấu: Dầm liên tục 3 nhịp
Hình 3.4 : Sơ đồ kết cấu giai đoạn khai thác
Tải trọng tác dụng:
+ Tải trọng bản thân ( DC)
+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)
+ Tải trọng gió
+ Co ngót, từ biến
+ Hoạt tải xe LL (Design truck + Tandom) + PL + Lane Load.
2 . Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công :
Mục đích:
Tính ra được nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dưới tác dụng của tải trọng để từ đố bố trí cốt thép DƯL đảm bảo an toàn cho kết cấu.
Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục.
2.1.Thi công đúc hẫng đối xứng từ hai bờ ra trụ
Hình 3.1. Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng
- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng nDC = 1.25
+ Trọng lượng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE = 660KN đặt cách đầu mút đốt trước là 0,9 m, nCE = 1.25
+ Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi công
CLL = 0.24x12 =2.88 KN/m; và hệ số tải trọng nCLL = 1.3
+ Tải trọng bê tông ướt (WC)
- Tính toán nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn đúc hẫng
Dùng chương trình phân tích kết cấu MiDas sau khi phân tích giai đoạn thi công và khai bao các loại tải trọng của từng giai đoạn thi công ta có giá trị mô men tại các mặt cắt như sau :
Khi đúc đốt K0:
Mặt cắt
M (KN.m)
V(KN)
20
-11533.87
4054.19
Khi đúc đốt K1:
Mặt cắt
M (KN.m)
V(KN)
18
-1848.92
1240.54
20
-34751.6
6834.35
Khi đúc đốt K2:
Mặt cắt
M (KN.m)
V(KN)
17
-1755.65
1178.14
18
-13484
3911.28
20
-52461.5
7974.85
Khi đúc đốt K3:
Mặt cắt
M (KN.m)
V(KN)
16
-1668.41
1119.72
17
-12957.2
3753.22
18
-26088.9
4992.77
20
-72654.4
9058.85
Khi đúc K4
Mặt cắt
M (KN.m)
V(KN)
15
-1587.08
1065.20
16
-12464
3605.19
17
-25054.75
4782.43
18
-41280.49
6021.70
20
-95065.24
10090.17
Khi đúc K5:
Mặt cắt
M (KN.m)
V(KN)
14
-2659.7
1342.44
15
-15685.5
4031.18
16
-29466.4
5149.94
17
-46699.8
6326.78
18
-67568.1
7565.65
20
-132186
11637.71
Khi đúc