Thi công cầu dầm thép liên hợp, mố vùi bán lắp ghép

Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Thuyết Minh Đồ Án Môn Học
Xây Dựng Cầu
Phần I

Thiết Kế Thi Công Phần Hạ Bộ Mố Cầu
1.1. Nhiệm vụ đồ án:
Thiết kế thi công cầu dầm liên hợp mố vùi bán lắp ghép
Số liệu đồ án:
+ Kết cấu hạ bộ : Mố vùi bán lắp ghép
+ Cao độ đáy móng: -0.1m
+ Mực nước thi công (MNTC): +3.2m
+ Cao độ tự nhiên: +5.1m
+ Kết cấu nhịp: 5x39m dầm thép liên hợp
1.2.Đặc điểm khu vực xây dựng cầu:
1.2.1. Các điều kiện tư nhiên:
- Cầu được xây dựng ở vị trí tương đối bằng phẳng, trên khu vực xây dựng cầu
dân cư thưa thớt và cách rất xa cầu, trong khu vực xây dựng cầu không có các công
trình do đó mà việc thi công ít gây ảnh hưởng đến người dân xung quanh cũng như
những công trình lân cận.
- Địa chất khu vực mố: gồm các lớp đất đá như sau
+ Lớp 1: sét pha, dày 4,2m.
+ Lớp 2: phiế n sét, dày vô cùng
Theo kết quả điều tra khảo sát điều kiện địa chất cho thấy địa chất trong khu vực phần
lớn là ổn định, không có hiện tượng sụt lở, mực nước ngầm ở tương đối sâu cách mặt
đất khoảng 10m.
- Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Có gió Lào
vào mùa khô.

- Lượng mưa trung bình hàng năm giao động trong khoảng từ 1400mm đến
1600mm nhưng phân bố không đều trong năm. Mưa chủ yếu tập trung từ tháng 9 đến
Trang: 1


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

tháng 2, chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm. Mùa khô từ tháng 3 đến tháng 8 năm sau
chỉ chiếm 20% tổng lượng mưa trong năm.
1.2.2. Các điều kiện có liên quan khác:
1.2.2.1. Vật liệu:
- Cát sỏi, sạn lấy tại sông mỏ cách 5 km.
- Xi măng sắt thép lấy tại các nhà máy thép ở cách 20Km
- Đá lấy ở mỏ đá cách công trình 10Km
- Các vật liệu khác như đất, gỗ lấy tại địa phương.
- Một số vật liệu và phụ kiện đặc biệt được lấy từ nơi khác hoặc nhập ngoại.
1.2.2.2. Nhân lực và máy móc:
Đơn vị nhà thầu có đầy đủ phương tiện máy móc và thiết bị phục vụ xây dựng
cầu, đội ngũ công nhân và kỹ sư có trình độ chuyên môn cao và giàu kinh nghiệm, đã
từng thực hiện thi công nhiều công trình cầu với quy mô khác nhau. Vì vậy có thể đưa
công trình vào khai thác đúng tiến độ, đặc biệt đội ngũ công nhân và kỹ sư đã dần tiếp
cận nhiều công nghệ mới về xây dựng cầu.
1.2.2.3. Chọn thời điểm thi công:
Dựa vào đặc điểm khu vực xây dựng cầu nêu trên, ta chọn thời điểm thi công
mố cầu vào mùa khô, tức là bắt đầu thực hiện vào đầu tháng 3. Lựa chọn thời điểm thi
công như thế sẽ đẩy nhanh được tiến độ thi công hạng mục công trình và chất lượng
công trình được nâng cao, bởi vì vào thời điểm này ta thi công trong điều kiện MNTN,
nằm ở khá xa so với cao độ đáy bệ mố, do vậy có thể nói công việc xây dựng mố cầu

hoàn toàn trong điều kiện khô ráo và từ đó có thể đề ra các biện pháp thi công hiệu
quả và kinh tế nhất.
1.3. Đề xuất các phương án thi công kết cấu hạ bộ:
1.3.1. Thi công hố móng bằng vòng vây cọc ván thép:
Hố móng trước khi đào được đóng vây bằng cọc ván thép. Phương án này được
áp dụng cho chiều sâu đào móng lớn, phạm vi gần mực nước thi công. Vì có sự ảnh
hưởng của áp lực nước tác động vào đất, mặt khác nước thấm vào đất làm giảm đi
cường độ của đất rất nhiều nên vòng vây cọc ván là vẫn được ưu tiên hàng đầu trong
phương pháp thi công.
Trang: 2


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Đặc điểm của biện pháp thi công hố móng bằng vòng vây cọc ván thép:
+ Thời gian thi công nhanh
+ Tiêu chuẩn hóa, tự động hóa và cơ giới hóa cao. Đây chính là giải pháp để ta tiết
kiệm chi phí
+ Nhược điểm là cần phải có máy móc thiết bị đòi hỏi trình độ kĩ thuật cao.
1.3.2. Thi công hố móng có chống vách bằng cọc I:
Khi đào đất với vách thẳng đứng, để chống sạt lở trong trong hố móng ta phải
gia cố vách bằng cách đóng ván thép và cọc I xuống.
Đầu tiên ta đóng ván thép xuống sau đó đóng cọc thép xuống tới khi không đóng được
nữa thì tiến hành đào đất để giảm ma sát rồi tiếp tục đóng. Cứ như vậy cho tới khi đào
xuống tới cao độ yêu cầu.
Đặc điểm của biện pháp thi công chống vách bằng cọc I:
- Là biện pháp mà ít ảnh hưởng đến các công trình lân cận chung quanh
- Khối lượng đào đất nhỏ

- Trình tự thi công phức tạp, kéo dài do thực hiện nhiều công đoạn
- Do phải lắp đặt ván lát, nẹp ngang, thanh chống trong quá trình đào hố móng
nên mất nhiều thời gian, do đó thời gian thi công kéo dài hơn.
1.3.3. Phân tích lựa chọn giải pháp thi công hố móng:
Theo nhiệm vụ được giao thì MNTC ở cao độ 3.2m trong khi CDTN lại là
5.1m như vậy thì chiều sâu đào hố móng để tới cao độ đáy móng -0.1m là 5.2m. Cho
nên ở cả hai phương án đều có thể áp dụng được. Tuy nhiên hiện nay thì hầu hết các
đơn vị thi công bên ngoài đều sử dụng cọc ván thép ở độ sau này và nó phổ biến hơn
so với cọc ván gỗ bởi vì việc sử dụng gỗ còn phụ thuộc vào địa phương nơi đang thi
công.
Do đó ta chọn phương án thi công hố móng bằng vòng vây cọc ván thép.
1.4. Trình tự thi công phương án chọn:

Trang: 3


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

MẶT CẮT DỌC MỐ
BẢN GIẢM TẢI
500

2000

1700

3000

1500

CĐTN: +5.1m

500

TƯỜNG CÁNH MỐ

5500

MNTC: +3.2m

TƯỜNG THÂN MỐ
750

750

CĐĐM: -0.1m
1500

3500

MÓNG MỐ
5000

MẶT CHÍNH MỐ
12000
250

GỐI KÊ DẦM

MŨ MỐ
1800

1800

1800

1800

1800

1250

500

1250

250

TƯỜNG THÂN MỐ
1650
350
1000

2000

1650
350
2000

1650
350
2000

MÓNG MỐ
12000

1650
350
2000

1650
350
2000

350

1 SÉT PHA
DÀY 4.2m

1000

2 PHIẾN SÉT
DÀY VÔ CÙNG

Trang: 4


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

TRÌNH TỰ THI CÔNG:
+ Thi công cọc ván thép
+ Hút nước, đào đất
+ Lắp đặt ván khuôn cốt thép thi công phần bệ mố
+ Lắp đặt các tấm bê tông, gia cố cho các tấm bê tông thẳng đứng
+ Đổ bê tông mối nối ướt chèn các khe
+ Khi bê tông đạt 50% cường độ thì tháo hệ thống chèn giữ các tấm bê tông
+ Lấp đất đến cao độ đáy móng trừ đi 10-15cm
+ Thi công lớp đệm
+ Lắp đặt ván khuôn cốt thép thi công phần mũ mố
1.5. Kĩ thuật thi công các hạng mục công trình:
1.5.1. Công tác chuẩn bị:
Tiến hành bóc bỏ một phần lớp đất trên bằng máy xúc sau đó dùng ô tô vận
chuyển đất tốt vào thay thế, lớp đất này tốt nhất là lớp đất á sét. Đầm chặt lớp đất này
bằng các máy chuyên dùng như: Máy lu, Máy đầm...Trong quá trình đắp đất cần chú ý
đắp đất từng lớp mỗi lớp khoảng 20- 30cm để đầm chặt đạt hiệu quả cao.
San dọn mặt bằng để bố trí vật liệu, máy móc thiết bị thi công. Dùng máy ủi
san dọn tạo diện thi công bằng phẳng, tạo đường vận chuyển công vụ để máy móc ra
vào thuận lợi cho công việc thi công.
Các loại vật liệu máy móc thiết bị phục vụ thi công cần tập trung ở những chỗ
cao ráo, bằng phẳng, không làm hư hỏng và hao hụt vật liệu.
Phải xây dựng lán trại, nhà nghĩ cho cán bộ kỷ thuật và công nhân từ khi bắt
đầu thực hiện hạng mục công trình đến khi kết thúc hoàn thiện công trình.

CÑMB: +5.1m

Trang: 5

Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

1.5.2. Công tác định vị công trình cầu:
- 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 mốc cao độ và mốc đỉnh
+ Cắm lại các mốc trên thực địa để định vị tim cầu, đường trục của các mố trụ
và đường dẩn 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 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:

A1

A

B1


1
2


M1
B

C

B2

A2

+ Hai điểm A, B là hai mốc cao độ cho trước. Điểm A cách tim mố một đoạn
cố định. Ta tiến hành lập hai cơ tuyến ABA1, ABA2.
+ Cách xác định tim mố (điểm C) như sau:
 Dùng 3 máy kinh vĩ đặt tại 3 vị trí A, A1, A2 để xác định tim mố
 Tại điểm A nhìn về điểm B (theo hướng tim cầu ) Mở một góc
γ1= γ2= 900 về hai phía Lấy hai điểm A1, A2 cánh điểm A một đoạn AA1=AA2


Tại A1 hướng về A quay một góc β có

tg  =

AC
AA1

 Tại A2 hướng về A quay một góc α có
tg  

AC
AA2

 Giao của 3 hướng trùng nhau là tim mố
Trang: 6


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

+ Đo cơ tuyến phải đo 3 lần , đồng thời tại điểm B ta tiến hành đo như trên và
bình sai.
1.5.3.Thi cơng đóng cọc ván thép:
Tâ ̣p trung máy móc ,búa đóng cọc ván thép. Tiế n hành đóng co ̣c ván thép . Cách
đóng co ̣c ván thép từ giữa ra 1 góc để dồn biến dạng, sai lê ̣ch ra góc . Kích thước của
vòng vây rộng hơn hố móng 0,5m mỡi chiề u để có thể có khoảng trớ ng lắ p đă ̣t ván
khn sau này. đóng xong co ̣c ván thép thì bớ trí các thanh giằ ng chớ ng để chớ ng la ̣i
áp lực đất xơ ngang làm biến dạng vòng vây.
BƯỚC II :
-Đ?NH V? TIM TUYẾN MỐ
-LẮP DỰNG MÁY ĐÓNG CỌC
-ĐÓNG CỌC VÁN THÉP

CỌC VÁN THÉP
L=7.0m

CĐMC: -1.1m

Tính tốn cọc ván thép:
- Để hạ cọc ván thép vào đất dùng hệ thống búa. Để tránh các hàng cọc khơng bị
nghiêng và khép kín theo chu vi thì phải đặt tồn bộ tường hoặc một đoạn tường vào
vị trí khung dẫn hướng. Đóng cọc làm 2 hoặc 3 đợt tùy theo độ sâu cần đóng. Các bộ

phận ngàm cọc đều phải được bơi trơn mỡ trước khi đóng. Khe hở thẳng đứng giữa
các cọc cần phải được trét đất sét dẻo để tránh nước rò rĩ vào.
- Các ngun tắc tính tốn:
- Vòng vây cọc ván được xem là tuyệt đối cứng
- Áp lực đất tác dụng lên tường cọc ván lấy theo định lý Culơng với mặt phá hoại là
mặt phẳng.
+ Xác định chiều sâu ngàm cọc ván:
- Sơ đồ tính :

Trang: 7


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

SƠ ĐỒ TÍNH CHIỀU SÂU NGÀM CỌC VÁN THÉP
MĐTN : +5.1m
Điểm Lật O

HỐ MÓNG

5.20m

MNTC : +3.2m

CĐĐM : -0.1m

Esa

t

Esb

2
3t

E1

Eb

+ Lớp 1 : lớp sét pha dày 4,2 m có các chỉ tiêu cơ lý sau:
γ1 = 1,91(T/m3)
ε1 = 0,779
φ1 = 260
c1 = 21 KN/m2
+ Lớp 2 : phiến sét dày vơ cùng có các chỉ tiêu cơ lý sau :
γ1 = 2,0 (T/m3)
ε1 = 0,55
φ1 = 28
c2 = 32 KN/m2
+ Sự khác nhau của góc ma sát trong :

1tc   2tc
28  26
.100%=
.100% = 7.69%
tc
26
1

- Khi tính tốn ta quy về lớp đất tương đương.
Có

 tb 

  i .h i 1.91* 4, 2  2*5
=
= 1,95 (T/m3)
4,
2

5
 hi

  itc .h i 26.4, 2  28.5
 
=
= 270
4, 2  5
 hi
tc
tb

 tb 

  i .h i 0, 779*4, 2  0,55*5
=
= 0,66
4, 2  5
 hi

Trang: 8


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

- Đối với đất nằm trong nước ta tính với dung trọng đẩy nổi
 dn 

  1. 0
1 

Trong đó:
+  là tỷ trọng của đất

 = 2,65 (T/m3)

+  0 là dung trọng của nước 0 =1 (T/m3)
+  tb là độ rỗng trung bình giữa các lớp đất
=>  dn

 tb = 0,66

2,65  1.1  0,99(T / m3 )
1  0,66

+ Các hệ số:
Hệ số vượt tải của áp lực đất chủ động: na = 1,2
Hệ số vượt tải của áp lực đất bị động:

nb = 0,8

Hệ số vượt tải của áp lực thủy tĩnh lấy

n =1

Hệ số áp lực đất chủ động:

 tc 
Kc  tg 2  450  tb   0.37
2 


Hệ số áp lực đất bị động:
 0  tb tc 
  2.66
K b  tg  45 

2 

2

- Áp lực đất chủ động:
Pc= Kc.(5,2+t). γtb - 2c. Kc = 0,37.(5.2+t).1.95 - 2.

21  32
. 0,37
2

=0,72.(5.2+t) - 32,24 = 0,72.t – 28,50
Với Pc= 2c. Kc là lực dính chủ động
Ec =

pc .(h  t )
=(0,72.t – 28,50).(5,2+t).0,5=0,36t2 – 12,38.t – 74,1(T/m)
2

- Áp lực đất bị động:
Pb= Kb.(5,2+t). γtb + 2c. Kb = 2,66.(5.2+t).1.95 + 2.

21  32
. 2, 66
2

= 5,19.t + 113,41
Với Pb= 2c. Kb là lực dính bị động

Trang: 9


Thuyết minh đồ án
Eb =

Xây dựng cầu

pb .t
=(5,19.t + 113,41).t.0,5 = 2,60.t2 + 56,71.t (T/m)
2

- Điều kiện đảm bảo ổn định chống lật:
MG
 K (1)
ML

Trong đó :
+ ML : Tổng mômen các lực gây lật đối với điểm lật O.
+ MG : Tổng mômen các lực giữ đối với điểm lật O.
+ K : hệ số điều kiện làm việc, K = 1.1.
ML= Ec.

2.(h  t )
2.(5, 2  t )
=(0,36t2 – 12,38.t – 74,1).
3
3

= 0,24.t3 + 1,25.t2 – 8,25. t2 – 42,92.t – 49,4.t – 256,88
= 0,24.t3 – 6.t2 – 92,32.t – 256,88
MG= Eb.( h +

t
t
) = (2,60.t2 + 56,71.t)(5,2 + ) = 0,87.t3 + 21,50.t2 + 294,89.t
3
3

Từ điều kiện (1) ta có được:
0,87.t3 + 21,50.t2 + 294,89.t  1,1. (0,24.t3 – 6.t2 – 92,32.t – 256,88)
0,61.t3+28,1.t2+396,44.t+282,57 0

Ta thấy t 0 thì bất phương trình trên thỏa mãn
- Chọn: t = 1,00 m. t là chiều sâu cọc ván ngàm vào đất sau khi đã đào đến cao độ
thỏa mãn. Vậy chiều dài cọc ván thép là 5,2 + 1 + 0,8 = 7,0m
Khi dựng và đóng cọc ván thép nhất thiết phải sử dụng các vành đai dẫn hướng. Các
lớp vành đai dẫn hướng phải treo trên hệ các cọc định vị và giàn giáo, được thi công
bằng xà lan hoặc phao nổi. Hệ thống vành đai gồm 2 lớp, lớp dưới bố trí ở khoảng
giữa từng cọc ván, lớp trên bố trí ở mực nước thấp nhất.
Để thuận tiện có thể kết hợp tất cả hệ thống nói trên thành một đơn nguyên, kết hợp
dùng cho nhiều công đoạn khác, dưới dạng một kết cấu khung vây chế tạo sẵn.
Nếu dùng búa có cần dẫn hướng thì có thể bố trí một lớp xà kẹp tại mức nước thấp
nhất.
Để đảm bảo điều kiện hợp long cho vòng vây cọc ván được dễ dàng, ngay từ đầu xỏ
cọc ván theo từng nhóm 6  12 thanh ăn khớp vào các nhóm đã đóng trước. Nhóm cọc

Trang: 10


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

trước sẽ là cọc dẫn cho nhóm sau. Cứ tiếp tục lắp và đóng cọc ván quanh vòng vây
cho đến khi hợp long với nhóm cọc đầu tiên.
Trong quá trình thi công phải luôn chú ý theo dõi tình hình hạ cọc ván, nếu nghiêng
lệch ra khỏi mặt phẳng của tường vây, có thể dùng tời chỉnh lại vị trí cọc ván thép
hoặc đóng lệch tâm đối với cọc một độ lệch bằng 1/6 chiều rộng cọc hoặc Palăng
xích... Nếu các phương pháp điều chỉnh dần không hiệu quả thì dùng những cọc ván
hình chêm được chế tạo đặc biệt theo các số liệu đo đạc chính xác để khép kín vòng
vây.
Trước khi đóng cọc phải kiểm tra độ khuyết tật của cọc ván cũng như độ thẳng và

đồng đều của khớp mộng bằng cách luồn thử vào khớp mộng một đoạn cọc ván chuẩn
dài khoảng 1,5  2,0 m. Để xỏ và đóng dễ dàng, các khớp mộng của cọc ván phải bôi
trơn bằng dầu mở, phía khớp mộng tự do của cọc ván phải bít chân lại bằng một
miếng thép, cho đỡ bị đất nhồi vào rãnh mộng, để khi xỏ vào và đóng thanh cọc ván
sau được dễ dàng.
Trong quá trình đóng cần phải bảo vệ đầu cọc. Giữa búa và cọc ván thường có đệm
cọc bằng thép đúc hoặc bằng gỗ hoặc tấm chất dẻo.
Đối với trường hợp cọc ván dài nên đóng làm 2 đợt. Đợt một cọc được lắp dựng
bằng cần cẩu và đóng bằng giá búa cao, nhẹ. Đợt hai đóng bằng giá búa thấp và nặng.
Thiết bị đóng cọc có thể dùng các loại búa để đóng kèm theo giá búa và cọc dẫn.
Trường hợp này có thể dùng búa diezen để đóng vì nó cơ động, dùng nhiên liệu rẻ
tiền, ít tốn nhiên liệu, dễ thao tác, cho năng suất cao và có thể đóng xiên 1:4 hay 1:3.
Cọc ván thép sẽ được nhổ lên sau khi vòng vây hoàn thành nhiệm vụ.
Kiểm tra ổn định cường độ cọc ván thép và thanh chống :
Việc tính toán cường độ của cọc ván ta xem cọc ván thép là 1 dầm đơn giản kê
lên 2 gối là thanh chống ngang và gối dưới là điểm giữa của chiều sâu ngàm cọc ván
vào đất t của cọc ván thép.
 Kiểm tra cường độ cọc ván thép:
Điều kiện ổn định:

M max
 Ru
W
Trang: 11


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Trong đó:
+ Mmax: Mômen lớn nhất trong cọc ván thép.
+ W: Mô men chống uốn của cọc ván thép W=2962cm3:
+ Ru: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn: Ru = 21 (kN/cm2)
Sơ đồ tính mômen trong cọc ván thép :

5.2m

O

B
1m

P1
P2
A
-Xác định Mmax:

Mômen lớn nhất trong cọc ván thép được xác định tại vị trí lực cắt = 0 .

 tb 

  i .h i 1.91* 4, 2  2*1
=
= 1,92 (T/m3)
4, 2  1
 hi

 tctb 

  itc .h i 26.4, 2  28.1
=
= 26,380
4, 2  1
 hi

Ctb=

21.4, 2  32.1
= 23,11
4, 2  1

-Tải trọng tác dụng gồm:
Áp lực đất chủ động và áp lực đất bị động :
+ Cường độ áp lực đất chủ động tại điểm B:
P1  Kc .5, 2.  1  2.c Kc .  0,37.5, 2.19, 2  2.23,11. 0.37  8,82 ( KN / m2 )

+ Cường độ áp lực đất chủ động tại điểm A:

P2  [( 1.h1   2 .(h2  t )).c  2.c . c ]
 (19,1.4, 2  20.2, 0).0, 37  2.23,11. 0, 37   16, 37( KN / m2 )
Trang: 12


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

+ Xác định phản lực tại gối tựa : V0

M

Phương trình cân bằng mômen tại điểm A:

A

0

1
5, 2
1,0
1,0 1,0
V0 .6, 2  .5, 2.8,82.(
 1,0)  .8,82.1,0  (16,37  8,82). .
0
2
3
2
2 3
→ V0 = 11,02 (KN)
+Xác định phản lực VA Ta có :
V0  VA 

5, 2
1,0
.8,82  8,82.1,0  (16,37  8,82).
 35,53( KN )
2
2

 VA  24,51( KN )

 Xác định vị trí tại đó lực cắt Q=0:
Sử dụng phương pháp mặt cắt để tính: Gọi x là khoảng cách từ gối A đến vị trí Q=0.
Mx
Qx

X

7,55(KN/m2)
8,82(KN/m 2)

A

Ta có:
+Phương trình lực cắt tại vị trí Q = 0
VA  8,82.x+(16,37-7,55.x).x + 7,55.

x
0
2

 7,55.x 2  28,96.x  24,51  0

 X = 1,26 (m)
+Mômen lớn nhất tại vị trí x=1,26m:
M max  M y  VA .x 

8,82.x 2 (16,37-7,55.x).x 2
x 2

- 7,55. . .x
2
2
2 3

 M max  14, 44( KN .m)

+Kiểm tra điều kiện:
M max
14, 44.102
 Ru 
 0, 49( KN / cm2 )  21( KN / cm2 )
W
2962

Vậy : Cọc ván thép ổn định
Trang: 13


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

 Kiếm tra ổn định của thanh chống:
Gọi N là lực nén trong thanh chống ta có:

N=V0= 11,02 (KN)

- Ta coi thanh chống ngang là 1 dầm chịu nén đúng tâm.
- Chọn tiết diện thanh chống: F 

N 11, 02

 0,52(cm2 )
Rk
21

 Chọn thanh chống:
- Ta chọn loại thanh chống I No30a có các đặc trưng sau:
F = 49,9 cm2 ; ix = 12,5 cm ; iy = 2,95 cm
- Kiễm tra yêu cầu về độ mảnh:
x =

l 0 .l 1.600
=48


ix
ix
12,5

y =

l 0 .l 1.600


=203,4
iy
iy
2,95

Vậy: max = max (x ; y) = 203,4 < [λ] = 210 . Đảm bảo yêu cầu độ mảnh.
 Kiểm tra ổn định tổng thể:
Từ max = 203,4 và f=21KN/cm2
Tra bảng ta có  = 0,178
- Công thức kiểm tra ổn định :



N
R
F.



11, 02
2
2
 1, 24 (kN/cm ) < R = 21 (KN/cm ).
49,9.0,178

Vậy điều kiện ổn định của thanh chống được thỏa mãn.
1.5.4.Thi công đào đất hố móng:
Công tác đào đất hố móng được thực hiện bằng máy kết hợp với đào thủ công.
Ban đầu cho máy đào gàu nghịch hoặc có thể cùng gầu ngoạm để đào lấy đất đến độ
sâu cách đáy hố móng 0,5m thì được đào bằng thủ công. Trong quá trình đào bằng
máy cần chú ý không để gầu va vào đầu cọc làm vỡ đầu cọc, lượng đất đào được
chuyển lên ô tô để đem đi đổ ở một nơi khác hoặc có thể đưa ra ở vị trí gần đó để sau
này có thể lấp lại hố móng, nhưng phải đảm bảo cách xa mép hố móng ít nhất là 1m.

Trang: 14


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Hố móng được đào với taluy 1:1 theo chiều rộng về mỗi bên phải mở rộng
thêm 0,5m so với kích thước bệ mố để tạo phạm vi sau này làm công tác ván khuôn bệ
được dễ dàng.
Công việc sữa san đáy và thành hố móng phải được thực hiện cẩn thận bằng thủ công.
Sau khi sữa san hố móng, làm vệ sinh đầu cọc và tiến hành công tác xây dựng bệ
móng.
KOMATSU

CÑMC: -1.1m

1.5.5.Thi công bệ mố, thân mố, tường đầu, tường cánh:
1.5.5.1. Thi công bệ mố:
Bệ mố có kích thước: 12*5*1.5 (m)
Diện tích đáy bệ : F=12*5=60m2
Thể tích bệ mố: V=1.5*60=90m3
Khối lượng bê tông bệ mố: V=90*1.1=99m3
Trong đó: 1,1 là hệ số đầm nén
Bê tông dùng để thi công bệ mố là loại bê tông tươi được chế bị tại trạm trộn được vận
chuyển đến bằng ô tô và và được chuyển qua máy bơm bê tông để bơm bê tông vào bệ
mố.
- 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 bê tông được liền khối.
- Chọn loại máy bơm bê tông (SB-95A, SỔ TAY CHỌN MÁY THI CÔNG) có
năng suất thực tế: N=13m3/h
Trang: 15


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Để đổ bê tông bệ mố được liên tục, ta sử dụng hai máy bơm bê tông để bơm đồng
thời. Vậy thời gian đổ xong bệ mố là:
t

V
99

 3,81 (giờ)
N 2.13

Chiều cao đổ lớp bê tông trong 1 giờ : h 

26
 0, 43m
60

Vậy chiều cao áp lực của bê tông tưới tác dụng lên tấm ván sau 4 giờ:
H  4.h  4.0, 43  1,72m

Áp lực ngang của bê tông tươi tác dụng lên ván khuôn:
q

Pmax = n(q+.R)

R

Trong đó:

H

n: hệ số vượt tải n = 1,3.
q: lực xung kích khi đổ bê tông gây ra; q = 200(KG/m2).
γ: trọng lượng riêng của bê tông; γ = 2400(KG/m3).
R: bán kính tác dụng của đầm dùi; R = 0,7 (m).

Pmax

 Pmax = 1,3(200 + 2400.0,7) = 2444 (KG/m2).
1.5.5.2.Tính toán thép bản:
Cấu tạo ván khuôn bệ mố như sau: Ván khuôn số 1.

500

500

1500

500

1500

500

500

500

Chọn ván khuôn thép có Ru = 2100KG/cm2

Trang: 16


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

- Thép bản của ván khuôn được tính như bản kê bốn cạnh ngàm cứng và
mômen uốn lớn nhất tại giữa nhịp được xác định theo công thức:
Mmax = Pmax.b2
(Vì ở đây ta có H-R = 1,72-0,7 = 1,02(m) > L(nhịp) = 0, 5 (m) nên Mmax tính
theo PMax )
+ : là hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/b.
x Với ván khuôn số 1 ta có
Có a/b = 0,5/0,5 = 1 => tra bảng 2.1/62 sách THI CÔNG CẦU BÊTÔNG
CỐT THÉP Ta có: = 0,0513
 Mmax = 0,0513x2444x0,5 2= 31.34 (KG.m)
- Mômen kháng uốn của tấm thép bản:
b. 2 50 * 0.5 2
Wx=

= 2,083 (cm3)

6
6

- Kiểm tra cường độ của thép bản:

 max 

M max
 Ru
Wx

Trong đó :
+ Ru: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2)
 max

31.34.102

 1504.56(kG / cm2 )  Ru
2, 083

=> Vậy điều kiện về cường độ của thép bản được thoả mãn.
Kiểm tra độ võng của thép bản:
Ván khuôn số 1
f=

tc
Pmax
.b 4 .

E. 3

[ f ]

l
( Đối với mặt bên )
250

Trong đó:
+ Pmaxtc =  .R = 2,4x0,7=1,68 (T/m2)
+  là hệ số phụ thuộc tỷ số a/b, có a/b = 0,5/0,5 = 1 =>  = 0,0138
+ b = 50cm = 0,5m
+  = 0,5cm là chiều dày của thép bản.
+ E là môđuyl đàn hồi của ván thép E = 2,1.106(kG/cm2)
Trang: 17


Thuyết minh đồ án
=> f =
[f] =

Xây dựng cầu

0,168.504.0, 0138
 0, 0552cm
2,1.106.0,53

l
50


 0,2cm
250 250

Vậy ta có f = 0,0552 cm< [f] = 0.2 cm. Như vậy độ võng giữa nhịp thoả mãn
1.5.5.3.Kiểm toán khả năng chịu lực của thép sườn đứng :
Ván khuôn số 1
- Các thép sườn đứng được xem như dầm liên tục kê trên các gối là các thép
sườn ngang.
- Thép sườn đứng được xem như chịu áp lực bê tông lớn nhất trên cả chiều dài
thanh thép. Vì vậy mômen uốn ở các tiết diện của nó được xác định theo công thức:
tt
M maz
 0,1.Ptt .a 2

Trong đó:
+ a: Khoảng cách giữa các thép sườn ngang, a = 0,5m
+ Ptt: Áp lực của bêtông phân bố đều trên thép sườn đứng
Ptt = Pttmax .b
Với Pttmax = 2,444(T/m2): là áp lực ngang lớn nhất của bê tông tươi tác dụng lên ván
thép
=> Ptt = 2,444.0,5 = 1,222 (T/m)
=> Mômen lớn nhất tại giữa nhịp:
Mttmax = 0,1.Ptt .a2  0,1.1, 222.0,52  0,03055(T .m)
- Chọn thép sườn ngang là loại thép góc: L75x75x5 có:
+ F = 7,39cm2
+ Jx = 39,5cm4
+ ix = 2,31cm
+ Wx = 17,1cm3
- Kiểm tra điều kiện về cường độ:

 max 

M max
 Ru
Wx

+ Ru: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2)

Trang: 18


Thuyết minh đồ án
=> 

Xây dựng cầu
max 

0, 03055.105
 178,55(kG / cm2 )  R u
17,1

Vậy điều kiện cường độ của thép sườn đứng được thỏa mãn.
- Kiểm tra độ võng của thép sườn đứng:

P tc .a 4
l
f=
[ f ]
96.EJ

250
Trong đó :
+ P= Pmaxtcxb = 1,68x0,5=0,84 (T/m)
+ Jx = 39,5 (cm4)
+ E = 2,1.106(kG/cm2)
=> f =

8, 4.504
l
50
 0, 0066cm  [ f ] 

 0, 2cm
6
96.2,1.10 .39,5
250 250

Vậy điều kiện độ võng của thép sườn đứng được thỏa mãn.
1.5.5.4. Kiểm toán khả năng chịu lực của thép sườn ngang:

- Các thép sườn ngang được xem như dầm giản đơn kê trên hai gối là thép sườn
đứng.
- Chiều dài nhịp tính toán: ltt= 1,5 m
- Các thép sườn ngang chịu tải trọng phân bố đều: Ptt = Pmax.a = 2,444x0,5 =
1,222(T/m)
Mô men lớn nhất tại giữa nhịp
Mmaxtt =

Ptt .l 2
8



1, 222.1,52
= 0,3437(T.m)
8

- Chọn thép sườn ngang là loại thép góc: L75x75x5 có:
+ F = 7,39cm2
+ Jx = 39,5cm4
+ ix = 2,31cm
+ Wx = 17,1cm3
- Kiểm tra điều kiện về cường độ:

 max 

M max
 Ru
Wx

+ Ru: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2)

Trang: 19


Thuyết minh đồ án
=> 

Xây dựng cầu
max 

0,3437.105
 2009.94(kG / cm2 )  R u
17,1

Vậy điều kiện cường độ của thép sườn ngang được thỏa mãn.
- Kiểm tra độ võng của thép sườn ngang:

P tc .l 4
f=

96.EJ

[ f ]

l
250

Trong đó :
+ Ptc = Pmaxtc x a= 1,68x0,5 = 0,84 (T/m2)
+ Jx = 39,5 (cm4)
+ E = 2,1.106(kG/cm2)
=> f =

8, 4.1504
l
150
 0,53cm  [ f ] 

 0, 6cm

6
96.2,1.10 .39,5
250 250

Vậy điều kiện độ võng của thép sườn ngang được thỏa mãn.
1.5.5.5. Kiểm toán khả năng chịu lực của thanh căng:
- Thanh căng được bố trí tại các vị trí giao nhau của sườn đứng và ngang.

500

1500

100

500

1500

500

100

500

500

500

- Diện tích chịu áp lực ngang bê tông tươi của thanh căng:
F = 1.1 = 1 (m2)

- Lực kéo tác dụng lên thanh căng:
T = Pmax.F = 2,444.1 = 2,444 (T)
- Chọn thanh căng 16 có Fa= 2,0096 cm2 ; R0= 1900(KG/cm2)
Điều kiện bền của thanh căng


T
 R0  1900(kG / cm 2 )
Fa

Trang: 20


Thuyết minh đồ án
=>  

Xây dựng cầu

2444.103
 1216.16(kg / cm2 )  R0
2, 0096

Vậy thanh căng đủ khả năng chịu lực.
1.5.6. Thi cơng thân mố:
Trình tự thi cơng:
Sau khi bêtơng bệ cọc đạt cường độ ta tiến hành thi cơng thân mố theo trình tự sau:
- Đinh
̣ vi ̣cho vi ̣trí thân mớ sẽ lắ p ghé p.
- Lắp dựng thân mố, các tường thân mố đúc sẵng lắp ghép.
- Tiến hành làm mớ i nớ i thân mớ vào bê ̣ móng .

THÂN MỐ LẮP GHÉP
CĐTN: +5.1m
MNTC: +3.2m
HỆ THỐNG GIẰNG CỐ Đ?NH
THÂN MỐ

CĐĐM: -0.1m
CĐMC: -1.1m

1.5.7. Tháo khung định vị, tháo cọc ván thép, đắp đất thân mố:

THÂN MỐ
LẮP GHÉP

CĐTN: +5.1m
MNTC: +3.2m

CĐĐM: -0.1m
CĐMC: -1.1m

1.5.8.Thi cơng mũ mớ , tường cánh, bản giảm tải:

Trang: 21


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Do tấ t cả các cấ u kiê ̣n còn la ̣i lươ ̣ng bê tông it́ và lực tác du ̣ng lên ván khuôn
không lớn, chủ yếu là lực thẳng đứng nên chọn các ván khuôn tương tự như tính toán
ván khuôn số 1.
- Sử dụng ván khuôn lắp ghép bằng thép có chiều dày 5 mm
- Các nẹp đứng và ngang là các thép hình L75x75x5
- Các thanh căng bằng thép D16 đặt tại ví trí giao nhau giữa nẹp đứng và nẹp ngang.

THANH CHOÁNG
CÑTN: +5.1m
MNTC: +3.2m

CÑÑM: -0.1m

* Sơ đồ bố trí ván khuôn:
Ván khuôn mặt bên
1

1

2
2

2

2

2

2

2

Ván khuôn mặt chính diện mố:
2 2

1
2

2

1
2

2

1

1

1

1

1

2 2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Trang: 22


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Ván khuôn mặt sau diện mố:
1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1.5.8. Hoàn thiện mố :
Sau khi tường đầu, tường cánh đảm bảo cường độ ta tiến hành tháo ván khuôn và thi
công các công tác phụ còn lại như: Thi công mái taluy, mô đất hình nón, đắp đất sau
mố và thi công bản quá độ.
Trong quá trình thi công các hạng mục này cần lưu ý:
+ Không nên tác động mạnh lên mố, những công tác này chủ yếu nhân công
+ Công tác đắp đất phải đúng kỹ thuật.

CÑTN: +5.1m
MNTC: +3.2m

CÑÑM: -0.1m

Trang: 23


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP

3.1. Số liệu ban đầu:
-Kết cấu nhịp :5x39m dầm thép liên hợp
-Tiết diện dầm thép chữ I.
3.2. Đề xuất phương án thi công kết cấu nhịp:
Phương án 1: Thi công bằng phương pháp lao kéo dọc + trụ tạm và mũi dẫn
Phương án 2: Thi công bằng phương pháp lao kéo dọc + mũi dẫn.
Phương án 3: Thi công bằng phương pháp lao kéo dọc + mũi dẫn + thanh căng.
3.3. Phân tích chọn phương án:
* Phương án 1: Lao kéo dọc + trụ tạm + mũi dẫn.
Ưu điểm:
Ổn định trong quá trình thi công, lao lắp
Thi công được dầm vượt nhịp lớn.
Thi công nhanh, an toàn.
Nhược điểm:
Việc xây dựng trụ tạm làm tăng giá thành xây dựng cầu
Trụ tạm gây cản trở thông thương dưới cầu, thu hẹp dòng chảy của sông.
Kéo dài thời gian thi công.
* Phương án 2: Lao kéo dọc + mũi dẫn.
Ưu điểm:
Đơn giản, dễ thi công
Rút ngắn thời gian thi công

Giá thành xây dựng thấp
Nhược điểm:
Tính ổn định không cao khi lao lắp dầm.
Trang: 24


Thuyết minh đồ án

Xây dựng cầu

Dể gây ra tai nạn trong thi công.
* Phương án 3: Lao kéo dọc + mũi dẫn + thanh căng.
Ưu điểm:
Ổn định trong quá trình lao lắp.
Tiến độ thi công nhanh
Không ảnh hưởng đến việc thông thương hay thu hẹp dòng chảy trên sông.
Giá thành thi công thấp
Có thể thi công nhịp < 40m dể dàng.
Cấu tạo đơn giản, dể lắp ráp và di chuyển.
Nhược điểm:
Đối với nhịp lớn thì thi công không hiệu quả, tính ổn định không cao.
Đối với cầu có nhịp nhỏ (l<30m) thì có thể không cần dung thanh căng.
* Kết luận:
Qua phân tích đặc điểm của từng phương án. Kết hợp vơi đặc điểm công trình cầu tại
vị trí sông sâu, không thích hợp làm trụ tạm nhịp dài 39m. Nên thích hợp nhất là dung
phương pháp mũi dẫn kết hợp với thanh căng.
3.4. Trình tự thi công:
1.Chuẩn bị mặt bằng thi công.
2.Lắp đặt tà vẹt,con lăn cố định.
3.Lắp đặt dầm vào vị trí.

4.Lắp đặt mũi dẫn, thanh căng.
5.Lao kéo dầm theo chiều dọc cầu ra đúng vị trí
6.Hạ dầm xuống gối.
7.Lắp đặt hệ liên kết ngang dọc.
8.Thi công bản mặt cầu.
9.Thi công hệ thống lan can tay vịn, gờ chắn xe.
10.Kiểm tra hoàn thiện.
3.5. Trình tự thi công chi tiết:
Trang: 25