Đồ án môn học Thiết kế công nghệ cơ giới hóa công trình cầu theo phương pháp đúc hẫng

Trờng Đại học xây dựng Hà nội
Khoa cơ khí xây dựng
Bộ môn máy xây dựng
-----oOo-----

đại học

xây dựng

Đồ án môn học

Cơ giới hoá
Đề tài :
Thiết kế công nghệ cơ giới hoá thi công bêtông
công trình cầu theo phơng pháp đúc hẫng

Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp
GVHD

: Bùi Đức Hoàng
:
6144- 47
:
47KG
: Nguyễn Kiếm Anh


Hà Nội 8/2006
Lời nói đầu

Công tác thi công bêtông công trình cầu theo phơng pháp đúc hẫng
đã có từ lâu, nhng tại Việt Nam thì đây là một công nghệ còn khá mới mẻ.
Hiện tại đang có rất nhiều công trình cầu đợc thi công bằng phơng pháp
đúc hẫng.
Thi công công trình cầu theo phơng pháp đúc hẫng là phơng pháp
đổ bêtông tại chỗ, theo từng đốt một. Điều này giúp giảm bớt việc phải vận
chuyển những dầm cầu lớn, có chiều dài rất lớn. Tuy nhiên phơng pháp này
khá phức tạp, yêu cầu nghiêm ngặt trong quá trình thi công, tránh để
bêtông bị phân tầng, dẫn đến không đảm bảo chất lợng công trình.
Đồ án môn học cơ giới hoá công tác thi công bêtông công trình cầu theo
phơng pháp đúc hẫng đất là một đồ án chuyên ngành của sinh viên Máy
xây dựng. Trên cơ sở nắm vững và vận dụng những kiến thức đã học trong
môn học Cơ giới hoá và các kiến thức về cơ khí của các môn học khác
nhằm phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu tìm, hiểu sâu về thiết bị và
công nghệ thi công bêtông công trình cầu theo phơng pháp đúc hẫng.
Thuyết minh đồ án môn học máy làm đất bao gồm các phần sau :
Phần I

: Giới thiệu chung về phơng pháp và quy trình công

nghệ thi công
Phần II

: Giới thiệu chung về công trình và tính chọn máy

móc, thiết bị phục vụ
Phần III

: Thuyết minh công nghệ cơ giới hoá thi công bêtông

cho công trình

2


Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Kiếm Anh đã tận tình hớng dẫn
em thực hiện đồ án này.
Sinh viên thực hiện
Bùi Đức Hoàng

Phần I : Giới thiệu chung về phơng pháp và quy trình công nghệ
thi công

I. Giới thiệu
Đúc hẫng là phơng pháp đổ bêtông tại chỗ theo phơng pháp phân đợt
thành từng đoạn trong ván khuôn di động treo trên đầu xe đúc. ỉng dụng khi
thi công kết cấu có mặt cắt hình hộp có khẩu độ từ 60 đến 200 m.
*. Đặc điểm:
+ Đúc các đốt dầm theo nguyên tắc cân bằng, sau đó nối các nhịp
giữa lại với nhau bằng các chốt giữa hoặc dầm treo.
+ Mỗi bên trụ có một xe đúc, mỗi xe đúc di chuyển về một phía để
đúc một nửa nhịp theo phơng dọc cầu.
+ Ván khuôn đợc điều chỉnh về cao độ và độ nghiêng yêu cầu.
+ Lắp dựng khung cốt thép thờngvà các ống rỗng để luồn cáp chủ
*.Công tác bêtông chia làm từng đợt:
+ Đổ bản đáy
+ Đổ hai thành bên
+ Đổ bản mặt cầu
II. Quy trình công nghệ thi công
1.

Lắp ráp xe đúc

+ Kiểm tra lại vị trí các lỗ chờ
+ Lắp đặt dầm ray
+ Lắp đặt các dầm chủ
+ Lắp đặt các dầm ngang
3


+ Lắp đặt các thanh ứng suất dùng để treo ván khuôn và các sàn
công tác
2.

Lắp ván khuôn

+ Ván khuôn cánh gà và ván khuôn nóc dợc lắp cùng dầm trợt và
dầm ngang đỡ dầm trợt phía ngoài
+ Ván khuôn ngoài đợc liên kết với ván khuôn cánh gà bằng khuôn
cứng, ván khuôn trong đợc liên kết với ván khuôn nóc bằng khớp bản lề,
ván khuôn trong và ván khuôn ngoài đợc liên kết và cố định vị trí với nhau
bằng bulông.
+ Ván khuôn đáy đợc tỳ lên các dầm ngang trớc và sau. Các dầm
ngang đợc treo bằng các thanh ứng suất.

Điều chỉnhcao độ ván khuôn phải đợc xác định trớc đó có xét
tới độ vòng của cầu, độ biến dạng của dầm xe đúc và độ dãn dài của các
thanh ứng suất

Ván khuôn đầu đợc chế tạo sẵn bằng các mảnh gỗ rồi ghép lại

tại vị trí cần thiết
3.

bản mặt).

Buộc cốt thép và ống PVC tạo lỗ
Cốt thép đợc đặt vào vị trí thiết kế ( bản đáy, hai thành bên và


Các ống PVC đợc đa vào vị trí để tạo lỗ chờ cho các khối
sau(thờng trong ống có cát và đợc bịt kín để tránh bêtông rơi vào). Sau khi
đổ bêtông xong thì rút ống ra.

đổ

4.

Đổ bêtông



sử dụng bơm bêtông để đa bêtông từ xe vận chuyển tới vị trí



Trình tự đổ

1.

Đổ bản đáy : đổ từ trong ra phía ngoài đầu khối

2.
Đổ bản cánh : đổ qua các cửa sổ của ván khuôn trong,
chiều cao mỗi lớp 50 cm, độ chênh chiều cao hai bên thành không quá 50
cm
3.

Đổ bản mặt cầu.

4


4.

Các ụ neo nếu có thì đợc đổ cùng với khối đúc.


Sau khi đổ bêtông khoảng 12-15h thì tiến hành tháo ván
khuôn bịt đầu rồi đục nhám để tạo liên kết vơI khối sau đó


Đầm bêtông : tránh va chạm vào ống PVC, làm vỡ ống

5.

Di chuyển hệ ván khuôn

Tháo tất cả các bulông liên kết giữa ván khuôn với khối đúc, giữa xe
đúc với khối đúc. Di chuyển xe đúc và hệ ván khuôn tới vị trí mới, cố định
lại và lặp lại chu trình đúc.

Phần II : Giới thiệu chung về công trình và tính chọn máy móc,
thiết bị phục vụ
Đây là công trình cầu không lớn lắm, có hình dạng và kích thớc nh
hình vẽ dới đây:

1. Tính toán khối lợng bêtông cho một lần đổ.
Sơ bộ tính khối lợng bêtông cho một lần đúc
S = 8x0,3 + 5x0,3 + 2x0,25x2,424 = 4,42 m2
Vậy ta có:

5


V = 4,42x3 = 13,25 m3

2. Chọn máy trộn bêtông .
* Chọn máy trộn bêtông quả lê (loại trọng lực)
* Các thông số
- Nớc sản xuất : Nga
- Động cơ công suất thiết kế : 3(Cv/Kw)
- Trọng lợng : 1,82T
- tốc độ nâng máy : 0.25 V/ph
- Tốc độ quay của thùng : 18 v/ph
- Dung tích thùng : 500 lít (xuất liệu 330 lít)
- Kích thớc : + Dài : 2500mm
+ Rộng :2000mm
+Cao : 2730mm
3.

Thiết bị vận chuyển bêtông .



Chọn ôtô vận chuyển bêtông : Ký hiệu S-924



Các thông số

-Dung tích một lần vận chuyển : 32001
-Dung tích nạp : 61001
-Tốc độ quay của thùng : 9 và 15
-Kích thớc cửa nạp : 770x685
-Dung tích thùng nớc : 0.7 m3
-Động cơ thùng trộn : D-37M. Tốc độ :1600 v/ph
-Ôtô cơ sở: KRAZ-256
-Chiều cao nạp liệu : 3520mm

6


-Khối lợng : 13.22 T
-Kích thớc : + Dài : 9255mm
+ Rộng :2750mm
+Cao : 3420mm
4.

Thiết bị vận chuyển ở công trờng.

Do tính chất làm việc ở công trờng nên ta chọn bơm bêtông
có năng suất phù hợp.
-Năng suất : 20 m3/h
-áp suất bêtông :71-105 Ba
-Đờng kính ống bêtông :120mm
-Cao độ : 9,7m
-Khối lợng : 6T
- Kích thớc : + Dài : 6000mm
+ Rộng :2250mm
+Cao : 1950mm
5.

Thiết bị làm chặt.

*Đây là nguyên công quan trọng trong công tác bêtông . Vậy dể
thuận tiện cho vị trí làm việc thì ta dùng đầm dùi loại cầm tay nhóm M, trục
mềm kiểu hành tinh có hai lớp cách điện.
-Ký hiệu : MSP-32
-Biên độ :1.9m
-Tần số :12000 v/ph
-Nguồn năng lợng vào : 0.43KVA , ra: 280 W
-Kích thớc trục :

Đờng kính : D=32mm
Chiều dài : A=781mm

Tổng chiều dài 1045mm

7

Với việc chọn trạm trộn bêtông có công suất khoảng

200m3/ca, trong 1 h ta có : N =

200
= 25m3
8



Dung tích thùng trộn của ôtô là 3,2m3 với dung tích nạp
là6,1m ,có vận tốc di chuyển là 40km/h. Vậy số xe cần để vận chuyển
bêtông tới công trờng là :
3

n=

2x13.25
= 8 xe
3.2

Vậy có thể chọn 8 xe cho cả hai chiều đI và về trông trờng hợp trạm
trộn cách công trờng 1 km, bao gồm cả thời gian chờ đợi đa bêtông lên xà
lan vận chuyển do yêu cầu của địa hình công trờng ta có thể chọn 5 xe là
phù hợp hơn.
Theo năng suất của bơm bêtông đã chọn là 20 m3/h ta nhận thấy thời

gian đổ bêtông ít nhất là 1h.
Năng suất máy đầm:
2k .r 2 .d 2.0,85.0,7 2.0,8
=
= 0.044 m3/s
Q=
t1 + t 2
10 + 5

6.

Ván khuôn.

-Là những tấm thép có gân để chống cong vênh.
-Các tấm ván khuôn đợc liên kết với nhau bằng bulông, sao cho có
hình dạng tơng tự hình dạng mặt cắt ngang cầu
-Ván khuôn cánh gà đợc lắp cùng với ván khuôn ngoài, liên kết bằng
các thanh thép định hình.
-Ván khuôn nóc và ván khuôn trong đợc liên kết với nhau bằng khớp
bản lề, các thanh chống và thanh căng.
-Ván khuôn đáy đợc đỡ bằng các dầm ngang phía dới.
-Ván khuôn trong và ván khuôn ngoài đợc liên kết và cố định với
nhau bằng bulông.
7. Xe đúc hẫng.
a. KháI niệm chung về xe đúc hẫng.
Xe đúc hẫng (bao gồm cả hệ ván khuôn treo) có 2 nhiệm vụ:

8

+ Đảm bảop đúng vị trí hình học của các đốt kết cấu nhịp trong
không gian
+ Treo đỡ các đốt kết cấu nhịp trong thời gian bêtông cha đủ cờng
độ
Bộ xe đúc hẫng còn bao gồm cả phần ván khuôn treo và một khung
đỡ bằng thép đợc liên kết chắc chắn với phần kết cấu nhịp vừa làm xong trớc đó.
b.Các loại xe đúc hẫng
b1.Kiểu cổ điển
Xe đúc hẫng kiểu cổ điển có 2 loại là xe đúc hẫng có dàn khung đỡ
đặt trên kết cấu nhịp và xe đúc hẫng có dàn khung đỡ bên cạnh nhịp.
ở kiểu trên, kết cấu bao gồm các dầm dọc chủ của khung dỡ đợc đặt
bên trên đỉnh kết cấu nhịp vừa thi công xong, ván khuôn ngoài, sàn đỡ đáy,
sàn công tác của côngnhân đều đợc treo vào các dầm dọc chủ của khung đỡ
đó.Ván khuôn trong có thể treo vào một xe goòng di chuyển trên kết cấu
nhịp.
ổn định của xe đúc tại vị trí đổ bêtông đợc đam rbảo nhờ việc neo
các đầu dầm dọc chủ của khung đỡ vào các đốt kết cấu nhịp đã đúc xong trớc đó. Khi di chuyển xe đúc nhờ đối trọng để chống lật với các đối trọng có
thể là các khối bêtông hay vật nặng nào đó. Các dầm dọc chủ của khung đỡ
có thể biến dạng lổntng quá trình đổ bêtông gây ra biến dạng nứt tại chỗ
tiếp giáp các đốt ktế cấu nhịp. Nh vạy cần tăng cờng kết cấu chịu lực cho xe
đúc nhng cũng cần đảm bảo trọng lợng xe đúc không lớn quá (thờng vào
khoảng 250 kg cho 1 mét vuông bề mặt ván khuôn ).
ở kiểu dới, có u điểm là dàn khung đỡ nằm bên cạnh kết cấu nhịp,
do vậy, không ảnh hởng nhiều tới các thao tác thi công nh lắp dựng ván
khuôn, đặt cốt thép, đổ bêtông nên thi công nhanh hơn.
b2.Kiểu tự treo
Khác với kiểu cổ điển nêu ở trên, trong kết cấu kiểu tự treo, các ván
khuôn cũng tham gia cùng chịu lực chung với khung đỡ, do vậy chúng có
các u điểm là:
+Tránh đợc các khó khăn khi kiểm tra và hiệu chỉnh dạng hình học

của kết cấu nhịp.
+Tránh đợc các vết nứt tại chỗ tiếp giáp giữa các đốt kết cấu nhịp do
sự biến dạng xe đúc
9


+Tránh đợc sự vớng víu trên bề mặt thi công.
Ngoài ra còn có các loại xe đúc kiểu dàn hình thoi, dàn tam giác để
phù hợp vớitừng loại mặt cắt cầu cùng độ nghiêng của chúng.

Phần III
cho công trình
1.

: Thuyết minh công nghệ cơ giới hoá thi công bêtông

Lắp ráp xe đúc

-Kiểm tra lại tát cả các lỗ chờ
-Lắp đặt ray xe đúc: phải đảm bảo các thanh ray thật song song với
nhau
-Lắp đặt hệ khung dầm chủ
-Lắp đặt các thanh ngang trên,các thanh ứng suất
-Lắp đặt các sàn công tác và hệ ván khuôn.

10


2. Đổ bêtông
-Chia làm ba phần riêng biệt: đáy cầu, thành bên và mặt cầu. Đáy

cầu đợc đổ trớc,đợi sau khi lớp bêtông đáy giảm bớt tính dẻo thì tiếp tục đổ
hai thành bên.Khi đổ bêtông hai thành bên thi bêtông đợc đa vào từ các cửa
sổ trên ván khuôn. Sau khi đổ xong thì tiến hành bịt chặt các cửa sổ này lại.
Cuối cùng là đổ bêtông phần mặt cầu.
3. Di chuyển xe đúc
Việc di chuyển xe đúc đợc tiến hành bằng kích thuỷ lực đặc chủng
theo trình tự nh sau:
cầu



Căng tất cả các thanh ứng suất để gông dầm ray xuống mặt



Tách tát cả ván khuôn rời khỏi mặt bêtông



Tháo các ray kê bánh trớc



Bôi mỡ vào các bề mặt tiếp xúc để giảm ma sát


Đảm bảo chắc chắn rằng không có bất cứ một vạt cản nào cản
trở sự di chuyển của xe đúc về phía trớc trong lúc di chuyển xe đúc

Nối kích với bơm, bơm hoạt động sẽ đẩy xe đúc về phía trớc

tới vị trí đúc các đốt sau đó (quá trình này lặp đI lặp lại nhiều lần do hành
trình của kích là có hạn).
+ Bớc di chuyển của xe đúc :
-Căng thanh liên kết để cố dịnh dầm ngang và hệ sàn trợt ván khuôn
nóc
-Tháo bulông để tách ván khuôn ra khỏi bề mặt bêtông.
-Tháo các thanh ngang trong lòng hộp
-Giải phóng các tăng đơ ở phía trong để tháo các ván khuôn thành
bên
-Giải phóng các tăng đơ ở dầm định vị tại các vị trí sàn đỡ ván khuôn
dới để tháo các ván khuôn thành hộp phía ngoài
-Cố định hệ dầm treo và dầm trợt để phục vụ cho các dầm trợt phía
trong và phía ngoài
-GiảI phóng các liên kết của dầm trợt trong và ngoài
11


-Hạ trọng tâm xe đúc xuống thấp nhất
-Di chuyển hệ dầm chính về phía trớc bởi hệ kích dọc
+ Xe đúc ở vị trí mới
-Khi xe đúc ở vị trí mới cần kiểm tra vị trí các lỗ mà các thanh ứng
suất đi qua
-Luồn các thanh ứng suất để gông các dầm chủ vào bản mặt cầu
-Điều chỉnh độ nghiêng các ván khuôn để có độ cong hợp lý cho cầu
-Cố định các ván khuôn trong và ngoài
+ Di chuyển ván khuôn trong:
-Lắp đặt cốt thép theo thiết kế,đặt các ống nhựa để luồn cáp
-Cố định dầm trên phía trong vào bản phía trên ở đốt đã đúc.
-Di chuyển các ván khuôn phía trong về phía trớc nhờ hệ trợt ván
khuôn nóc

-Lắp các bulông vào ván khuôn thành bên, có thể là trực tiếp, sau khi
đúc sẽ bỏ đI hoặc gián tiếpthông qua các ống nhựa để có thể lấy lại sau khi
bêtông đã đủ cờng độ
-Cố định các thanh ngang vào ván khuôn phía trong hộp, kiểm tra lại
chiều cao cho tới khi đạt yêu cầu

12


TàI LIệU THAM KHảO
1. bài giảng cơ giới hoá xây dựng (Bộ môn Máy Xây Dựng-DHXD)
2. Công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu bêtông cốt thép.
3. Công nghệ đúc hẫng cầu bêtông cốt thép.

13


14