chương 2 thi công chi tiết cầu đúc hẫng

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo
CHƯƠNG II

THI CÔNG CHI TIẾT
2.1.

TÍNH TOÁN ĐÀ GIÁO MỞ RỘNG TRỤ

2.1.1. Sơ đồ kết cấu
Sử dụng dàn thép chống tựa lên thân trụ để đỡ kết cấu nhòp. Các kích thước cơ bản
được thể hiện trên hình vẽ.
462

3000

5400

462

35
11

5000

27
82

700

5400

Hình 2.1 : sơ đồ kết cấu hệ đà giáo mở rộng trụ
2.1.2. Các tải trọng tác dụng
− Trọng lượng bản thân các thanh dàn : bỏ qua.
− Trọng lượng bê tông : g1
− Trọng lượng hệ thống ván khuôn, ở đây sử dụng ván khuôn có ván lát bằn gỗ,
khung thép trọng lượng 1.15 T/m3 bê tông : g2.
− Trọng lượng người và thiết bò thi công g3
Khi tính toán ván lát và kết cấu trực tiếp đỡ chúng : 2.5 T/m 2.
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 228


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

Khi tính toán mặt sau ván lát : 1.5 T/m2.
Khi tính toán cột chống đỡ các cấu kiện : 1.0 T/m2.
− Các tải có thể coi là phân bố đều trên tấm ván khuôn đáy và truyền vào các
nút giàn theo tỷ lệ diện tích.
Thể tích phần bê tông hẫng của khối K0 :
Vbt =

12.765 + 11.611
12.765 × 3
× 4.5 +
= 74 m 3

2
2

Trọng lượng bê tông (g1)
g1 =

n × γ bt × Vbt 1.25 × 2.5 × 74
=
= 8.5 T / m 2
F
5 × 5.45

Trọng lượng ván khuôn được lấy bằng 1.15 T/m3 bê tông.
g2 =

n × γ bt × Vbt 1.25 × 1.15 × 74
=
= 3.9 T / m 2
F
5 × 5.45

Trọng lượng người và thiết bò thi công khi tính toán trụ đỡ cấu kiện : 1 T/m 2.
g 3 = 1.5 × 1 = 1.5 T / m 2
Tổng tải trọng phân bố đều trên tấm ván khuôn đáy.
g = g1 + g 2 + g 3 = 8.5 + 3.9 + 1.5 = 13.9 T / m 2
Có thể coi các tải trọng trên phân bố đều trên tấm ván khuôn đáy và truyền vào
các nút dàn theo tỷ lệ diện tích.

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 229


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

P4
P2
P4

P3

P3
P4

P1

P2

F4
F3

F2

P4
F4

F2

F3
50

F4

F1

00

54

50

F4

Hình 2.2 : Sơ đồ tải trọng
Khi đó giá trò tải trọng tập trung quy đổi về nút sẽ là :
P1 = g × F1 = 13.9 × ( 2.725 × 2.5 ) = 94.7 T
P2 = g × F2 = 13.9 × ( 2.725 × 1.25 ) = 47.3 T
P3 = g × F3 = 13.9 × ( 1.3625 × 2.5 ) = 47.3 T
P4 = g × F4 = 13.9 × ( 1.3625 × 1.25 ) = 23.7 T
2.1.3. Tính toán nội lực
Để đơn giản trong tính toán, ta coi các dàn làm việc độc lập và ta chỉ tính với hệ
dàn ở giữa chòu tải trọng lớn nhất, sau đó kết quả dùng cho các hệ còn lại.

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 230

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo
z
45.2

y

.8

z

y

z

y

x

x

z

y

-6
2.
5

x

57

x

x
y

-1
31
.8

z

z
40.2
x

-93.7

y

Hình 2.3 : Biểu đồ lực dọctrong các thanh chống
2.1.4. Chọn tiết diện thanh và kiểm toán.

1

1
4

3
2

Hình 2.4 : sơ đồ bố trí thanh chống.
 Với thanh 1 là thanh chòu kéo
Lực kéo : N max = 45.2 T
Chọn thép I300 có đặc trưng : b f = 160 mm ; h = 266 mm ; t f = 17 mm ;
t w = 12 mm ; F = 86.2cm 2 ; Wx = 852.5cm3 ; f y = 345MPa
rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm .
Kiểm toán độ mảnh :
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 231


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng
λ max = λ y =

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

l0 2600
=
= 71 ≤ [ λ ] = 200
ry 36.7

Kiểm tra sức kháng kéo :
Sức kháng kéo thực được lấy giá trò nhỏ hơn trong 2 giá trò sau :
Pr =φ y ×P ny = φ y ×F y ×A g
Pr =φ u ×P nu = φ u ×F u ×A n ×U

Trong đó :
Ag là diện tích mặt cắt nguyên của bộ phận
A n là diện tích mặt cắt thực của bộ phận
Fu là cường độ kéo đứt của thép : Fu = 450 MPa
Fy và kéo chảy dẻo của thép Fy = 345 MPa
U hệ số chiết giảm xét tới ảnh hưởng của độ trễ trượt do liên kết không đồng
bộ chỉ liên kết một phần của cấu kiện. Cụ thể ở đây là chỉ nối bản bụng.
U = 0.75 (điều 6.8.2.2)
φ y ; φ u các hệ số sức kháng được lấy theo 6.5.4.2
φ y = 0.95 ; φ u = 0.8
Tính diện tích thực của bản bụng (không tính với bản cánh) theo điều 6.8.3
Wn = Wg - n × d +

s2
= 266 − 1 × 84 = 182.0 mm ;
4×g

A g = A = 8632 mm 2 ;
A n = A nt + A nw = A gt + t × Wn = 2720 + 12 × 182 = 7624 mm 2
Với Wg = h = 266 mm; d=84mm đường kính bu lông
Sức kháng kéo :
Pφ
r = F
A


0.95
= 345
× 8632
×

g

2829138
=
N

Pφ
U
= 450
× 7624
×
0.75
×
2058480
=
N
r = F
u × A
u ×
n × 0.8
min ( Pr ) = 2058480 N = 205.8 T > 45.2 T
Thỏa điều kiện chòu kéo.
 Thanh số 2 : chòu nén
Lực nén : N max = 131.8 T , chiều dài tự do L0=3.55m .
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 232

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

3
Chọn thép I300 có đặc trưng : F = 86.2cm 2 ; Wx = 852.5cm ; f y = 345MPa

rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm .
Kiểm tra độ mảnh :
λ max = λ y =

l0 3550
=
= 96.7 ≤ [ λ ] = 120
ry 36.7

Kiểm tra tỷ số bề rộng trên bề dày
b
E
h
E
≤ 0.56 ×
và ≤ 1.49 ×
tf
Fy
tw
Fy
Trong đó :
b là bề rộng tính toán của thanh chòu nén được lấy bằng 0.5b f = 80mm
tf là chiều dày bản cánh tf = 17 mm

h là chiều cao bản bụng h = 266 mm.
tw là chiều dày bản bụng tw = 12 mm.
Ta có :
b 80
E
200000
=
= 4.71 ≤ 0.56 ×
= 0.56 ×
= 13.48
t f 17
Fy
345
h 266
E
200000
=
= 22.17 ≤ 1.49 ×
= 1.49 ×
= 35.87
tw
12
Fy
345
Kiểm tra sức kháng nén :
Hệ số sức kháng được lấy bằng 0.9
Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ mảnh :
2
2
345

 K × l  Fy  1 × 3550 
λ=
= 1.63 < 2.25
÷ × =
÷×
 r × π  E  36.7 × π  200000
λ
1.63
Do đó : Pn = 0.66 × Fy × A s = 0.66 × 345 × 8632 = 1510975.96 N

Pr = ϕ× Pn = 0.9 × 1510976 = 1359878 N ; 136T > N = 131.8T
Thỏa điều kiện chòu nén.
 Thanh số 3 : chòu nén
Lực nén : N max = 131.8 T , chiều dài tự do L0=2.6m .
3
Chọn thép I300 có đặc trưng : F = 86.2cm 2 ; Wx = 852.5cm ; f y = 345MPa

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 233


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm .
Kiểm tra độ mảnh :
λ max = λ y =

l0 2600
=
= 71 ≤ [ λ ] = 120
ry 36.7

Kiểm tra tỷ số bề rộng trên bề dày
b
E
h
E
≤ 0.56 ×
và ≤ 1.49 ×
tf
Fy
tw
Fy
Trong đó :
b là bề rộng tính toán của thanh chòu nén được lấy bằng 0.5b f = 80mm
tf là chiều dày bản cánh tf = 17 mm
h là chiều cao bản bụng h = 266 mm.
tw là chiều dày bản bụng tw = 12 mm.
Ta có :
b 80
E
200000
=
= 4.71 ≤ 0.56 ×
= 0.56 ×
= 13.48
t f 17

Fy
345
h 266
E
200000
=
= 22.17 ≤ 1.49 ×
= 1.49 ×
= 35.87
tw
12
Fy
345
Kiểm tra sức kháng nén :
Hệ số sức kháng được lấy bằng 0.9
Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ mảnh :
2
2
345
 K × l  Fy  1 × 2600 
λ=
= 0.88 < 2.25
÷ × =
÷×
 r × π  E  36.7 × π  200000
λ
0.88
Do đó : Pn = 0.66 × Fy × A s = 0.66 × 345 × 8632 = 2069509 N

Pr = ϕ× Pn = 0.9 × 1510976 = 1359878 N ; 136T > N = 131.8T

Thỏa điều kiện chòu nén.
 Với thanh 4 là thanh chòu kéo
Lực kéo : N max = 57.8 T
Chọn thép I300 có đặc trưng : b f = 160 mm ; h = 266 mm ; t f = 17 mm ;
t w = 12 mm ; F = 86.2cm 2 ; Wx = 852.5cm3 ; f y = 345MPa
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 234


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

rx = 121.7 mm ry = 36.7 mm .
Kiểm toán độ mảnh :
λ max = λ y =

l0 3500
=
= 95.4 ≤ [ λ ] = 200
ry 36.7

Kiểm tra sức kháng kéo :
Sức kháng kéo thực được lấy giá trò nhỏ hơn trong 2 giá trò sau :
Pr =φ y ×P ny = φ y ×F y ×A g
Pr =φ u ×P nu = φ u ×F u ×A n ×U
Trong đó :
Ag là diện tích mặt cắt nguyên của bộ phận
A n là diện tích mặt cắt thực của bộ phận

Fu là cường độ kéo đứt của thép : Fu = 450 MPa
Fy và kéo chảy dẻo của thép Fy = 345 MPa
U hệ số chiết giảm xét tới ảnh hưởng của độ trễ trượt do liên kết không đồng
bộ chỉ liên kết một phần của cấu kiện. Cụ thể ở đây là chỉ nối bản bụng.
U = 0.75 (điều 6.8.2.2)
φ y ; φ u các hệ số sức kháng được lấy theo 6.5.4.2
φ y = 0.95 ; φ u = 0.8
Tính diện tích thực của bản bụng (không tính với bản cánh) theo điều 6.8.3
s2
Wn = Wg - n × d +
= 266 − 1 × 84 = 182.0 mm ;
4×g
A g = A = 8632 mm 2 ;
A n = A nt + A nw = A gt + t × Wn = 2720 + 12 × 182 = 7624 mm 2
Với Wg = h = 266 mm; d=84mm đường kính bu lông
Sức kháng kéo :
Pφ
r = F
A


0.95
= 345
× 8632
×

g

2829138
=

N

Pφ
U
= 450
× 7624
×
0.75
×
2058480
=
N
r = F
u × A
u ×
n × 0.8
min ( Pr ) = 2058480 N = 205.8 T > 57.8 T
Thỏa điều kiện chòu kéo.
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 235


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng
2.2.

2.2.1.

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

THIẾT KẾ THI CÔNG MỐ M0

Ván khuôn mố

Sử dụng ván khuôn thép dày 10 mm có:
Rut = 2800 KG/cm2
Et = 2100000 KG/cm2
Sườn tăng cường đứng: L100 x100 x12, Khoảng cách giữa các sườn tăng cường
đứng là 2m
Sườn tăng cường ngang: L100 x 100 x 8, Khoảng cách các sườn tăng cường ngang
là 1m
Diện tích mặt cắt ngang mố:
A mo = 11 × 7.5 = 82.5 m 2
Dùng xe trộn bê tông với tốc độ 6m3/giờ để đổ bê tông bệ mố.
Chiều cao đổ bê tông trong 1 giờ của xe trộn:
V
6
h0 = =
= 0.073m
A 82.5
Ta chọn 4 máy trộn bê tông để thi công.
Chiều cao đổ bê tông trong 6h
H = 4 × 6 × h 0 = 4 × 6 × 0.073 = 1.75 m
 Tính ván khuôn thành:
Tính tải trọng tác dụng lên thành:
p tt = γ n × ( q + γ c × R )
Trong đó:
γn: Hệ số tải trọng, γn = 1.25
q: Tải trọng trên bề mặt tông gồm người, lực đầm, thiết bò vữa rơi:
q = 650KG/cm2 = 0.65T/m2

γc : Trọng lượng riêng bê tông, γc = 2.5T/m2.
R: Bán kính tác dụng của đầm dùi, R = 0.7m
⇒ p tt = 1.25 × ( 0.65 + 2.5 × 0.7 ) = 3T / m 2
Ta có biểu đồ áp lực vữa như sau:

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 236


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

R

H

1

q

Ptt
2

Hình 2.5: Biểu đồ áp lực của vữa
Xác đònh trò số áp lực tính đổi:
∑ P × h 0.5 × ( q + Ptt ) × R + Ptt × ( H − R )
Ptd =
=

H
H
0.5 × ( 0.65 + 3) × 0.7 + 3 × ( 1.75 − 0.7 )
=
= 2.53T / m 2
1.75
Tính nội lực tại trọng tâm tấm:
Mô men tại trọng tâm tấm:
M tt = α × Ptd × a × b 2
Độ võng của tấm:
Ptd × b 4
f = β×
E × δ3
Trong đó:
a: Khoảng cách sườn tăng cường đứng, a = 2m
b: Khoảng cách sườn tăng cường ngang, b = 1m
α, β hệ số phụ thuộc vào tỉ số a/b
E :Mô dun đàn hồi của cốt thép, Et = 2100000 KG/cm2
Từ a/b = 2 tra được
α = 0.0829
β = 0.00277
Mô men tại trọng tâm tấm:
M tt = α × Ptd × a × b 2 = 0.0829 × 2.53 × 2 × 12 = 0.42 T.m
δ : Bề dày tấm thép:
δ=

6 × M tt
b×R

Trong đó:

R: Ứng suất cho phép của tấm thép, R=28000T/m2
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 237


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng
⇒δ=

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

6 × M tt
6 × 0.42
=
= 0.0095 m = 9.5 mm
b×R
1 × 28000

Chọn δ = 10 mm = 1cm
Ứng suất ở giữa tấm:
M tt M tt × 6 0.42 × 105 × 6
σ=
=
=
= 2520 KG / cm 2
2
2
W
b×δ
100 × 1

So sánh: σ = 2520 < R = 2800KG/cm2 ⇒ thõa yêu cầu.
Độ võng:
f = β×

Ptd × b 4
2.55 × 14
=
0.00277
×
= 2.69 × 10−4 m = 0.0269 cm
3
3
δ
1.25 × 21000000 × 0.01

Độ võng cho phép:
1
= 0.0025m = 0.25cm
[f] =
400
⇒ f = 0.0269cm < [f] = 0.25cm ⇒ thõa điều kiện.

2.2.2.

Tính sườn tăng cường:

Sườn tăng cường được xem như cùng làm việc với tấm tôn lát.
Mặt cắt ngang sườn tăng cường đứng:

92

100

8

200

16

Hình 2.6: Mặt cắt sườn tăng cường đứng
Đặc trưng hình học sườn tăng cường đứng:
A = 31.2cm2
Ix = 294cm2
ymax = 7.25cm
ymin = 2.75cm
Mặt cắt ngang sườn tăng cường ngang:

90
100

10

200

20

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 238

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

Hình 2.8: Mặt cắt sườn tăng cường ngang
Đặc trưng hình học sườn tăng cường ngang:
A = 38.4cm2
Ix = 358cm2
ymax = 7.17cm
ymin = 2.83cm
Sườn tăng cường đứng được xem như dầm giản đơn tựa trên các gối là các sườn
tăng cường ngang có chiều dài tính toán 1m.
Sd
Xét tỷ lệ:
Sn
Trong đó:
Sd: Khoảng cách các sườn tăng cường đứng, Sd=2m
Sn: Khoảng cách các sườn tăng cường ngang, Sn=1m
Sd 2
= =2≥2
Vậy:
Sn 1
Nên ta xem như áp lực bê tông truyền lên sườn tăng cường đứng, Sườn tăng cường
ngang xem như 1 dầm giản đơn
 Kiểm toán sườn tăng cường đứng:
Tải trọng tác dụng:
Pmax = Ptd × a = 2.53 × 2 = 5.06 T / m
Mô men giữa sườn:
M = Pmax ×

b2
12
= 5.06 × = 0.633T.m
8
8

Phản lực gối:
P = Pmax × b = 5.06 × 1 = 5.06 T
Nội lực của sườn tăng cường có kể đến tính liên tục:
Pug = 0.7 × P = 0.7 × 5.06 = 3.54 T
Pu1/2 = 0.5 × P = 0.5 × 5.06 = 2.53 T
M gu = 0.7 × M = 0.7 × 0.633 = 0.443 T.m
M1/2
u = 0.5 × M = 0.5 × 0.633 = 0.317 T.m
Kiểm tra:
σg =

M gu M gu × y min 0.443 × 105 × 2.75
=
=
= 414.3 KG / cm 2
Wx
Ix
294

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 239

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng
σ1/2

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

M1/2
M1/2
0.317 ×105 × 7.25
u
u × y max
=
=
=
= 782 KG / cm 2
Wx
Ix
294

⇒ σ max = 782 < R = 2800KG / cm 2 ⇒ thõa điều kiện
 Kiểm toán sườn tăng cường ngang:
Mô men giữa sườn:
M max
Kiểm tra: σ =

a2
22
= Ptd × b × = 2.53 × 1× = 1.265m
8
8

M max M max × y max 1.265 × 105 × 7.17
=
=
= 2356 KG / cm 2
W
Ix
358

⇒ σ = 2356 KG/cm2 < R = 2800 KG/cm2 ⇒ thõa điều kiện

2.2.3.

Tính toán vách chống hố móng

Vì điều kiện thuỷ văn móng mố khô (nằm trên mực nước ngầm), và cao độ đáy
móng so với cao độ mặt đất tự nhiên nhỏ hơn 3m nên ta thi công đào hố móng sau
đó lắp đặt ván khuôn đổ bệ móng, do đó không tính toán bố trí vách chống hố
móng. Vách hố móng có mái dốc 1:1
2.3.

THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T2

2.3.1.

Các số liệu tính toán

−

Cao độ mực nước thông thuyền:

MNTT = +5.5m

−

Cao độ mực nước thấp nhất:

MNTN = +1.0m

−

Cao độ mực nước cao nhất:

MNCN = +7.3m

−

Cao độ mặt đất tự nhiên:

CDTN = +2.557m

−

Cao độ đỉnh trụ:

CDDT = +12.87m

−

Cao độ đỉnh bệ:

MNCN = +3.77m

−

Cao độ đáy bệ trụ:

MNCN = +1.27m

−

Góc chéo của trụ so với tim cầu:

900

−

Chiều rộng móng:

12 m

−

Chiều dài móng:

16.5 m

2.3.2.

Tính toán chiều dày lớp bêtông bòt đáy

Ta sử dụng mực nước thông thuyền dùng làm mực nước thi công.
Điều kiện tính toán: áp lực đẩy nổi của nước phải nhỏ hơn lực ma sát giữa bêtông
và cọc cộng với trọng lượng của lớp bêtông bòt đáy.
Công thức tính:

m × ( n1 × γ bt × x × F + n × U × τ × x )
≥0
γn × h × F

Trong đó :
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 240


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

K : Hệ số an toàn lấy bằng 1.3
γ bt : Trọng lượng riêng của bêtông, γ bt = 25KN / m3
γ n : Trọng lượng riêng của nước, γ n = 10KN / m 3
x : Chiều dày lớp bêtông bòt đáy (m)
F : Diện tích mặt bằng vòng vây cọc ván
F = ( 12 + 2 ) × ( 16.5 + 2 ) = 259 m 2
n : Số lượng cọc trong móng, n = 12
τ : Lực ma sát đơn vò giữa cọc và bêtông bòt đáy, τ = 100 kN / m 2
U : Chu vi cọc, U = π × D = π × 1.5 = 4.71 m
h:

Chiều cao mực nước thi công đến đáy đài:
h = 5.5 − (1.27) = 4.23 m

n1 : Hệ số vượt tải, n1 = 0.9
m : Hệ số điều kiện làm việc, m = 0.9
Vậy ta có :
x≥
=

K × γn × h × F
=
m × ( n1 × γ bt × F + n × U × τ )
1.3 × 1 × 4.23 × 259
= 0.138 m
0.9 × ( 0.9 × 25 × 259 + 12 × 4.71× 100 )

Ta chọn: x = 1.5 m
 Kiểm tra cường độ bêtông bòt đáy chòu mômen uốn tác dụng áp lực nước đẩy
lên và trọng lượng bêtông đè xuống:
Tách 1 dải BTBD rộng 1m dọc theo đường tim trụ theo hướng thượng-hạ lưu có
chiều dài nhòp bằng khoảng cách giữa 2 cọc ván thép.

16500
+

Trọng lượng bản thân của lớp BTBD :
q1 = γ b × H b × 1 = 25 × 1.5 × 1 = 37.5 kN / m
Trong đó :

γ b = 25 kN/m3

:Dung trọng của lớp BTBD.

Hb = 2 m

: Bề dầy của lớp BTBD

1m

: Bề rộng của dải BTBD đang xét.

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 241


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng
+

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

Áp lực đẩy của nước :
q 2 = γ × ( H + H b ) × 1 = 10 × ( 4.23 + 1.5 ) × 1 = 57.3kN / m
Trong đó :

γ = 10 kN/m3

:Dung trọng của nước.

H = 4.23m

:Chiều sâu cột nước, từ lớp đáy mong đến
mực nước thi công.

1m

: Bề rộng của dải BTBD đang xét.

Nội lực phát sinh trong dầm :
M max =

q1 − q 2 2 37.5 − 57.3
×l =
× 16.52 = −674(kNm) => căng thớ trên.
8
8

Momen kháng uốn của dầm :
b × h b 2 1× 1.52
W=
=
= 0.375(m3 )
6
6
Yêu cầu ứng suất kéo phát sinh trong BTBD phải nhỏ hơn US kéo cho phép của
BT.
Sử dụng BT f’c = 30 MPa
=> f k = 0.5 × f 'c = 0.5 × 30 = 2.74 MPa = 2740 kN / m 2
fk =

M max
674
k
=
= 1797kN / m 2 < [ f ] = 2740 kN / m 2
W
0.375

Vậy lớp BTBD thỏa mãn điều kiện cường độ .

2.3.3.
2.2.3.1.

Tính toán cọc ván thép
Xác đònh độ chôn sâu

Khi đào đất trong vòng vây cọc ván bằng gầu ngoạm. Vì mực nước trong vòng vây
cọc và bên ngoài là như nhau nên áp lực nước hai bên cân bằng nhau.

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 242


GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo
1000

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

1500

MNTT +5.50

Khung chống

1287

1443

O

A

t

1500

Lớp1

Hình 2.8: Sơ đồ tính toán vòng vây cọc ván
Lớp đất

Loại đất

H

C

ϕ

γw

SPT

(m) KN/m2 (độ)

T/m3

Lớp 1 Bùn sét hữu cơ màu xám xanh

9.6

8.2

6 0 04 '

1.48

0

Lớp 2 Sét cát màu xám xanh, xám vàng

6.4

14

10 0 49 '

1.85

1-21

Lớp 3 Sét màu xám vàng, màu xanh

10.5

31.3

210 28 '

2.01

21-25

Lớp 4 Sét pha,màu nâu nhạt, dẻo cứng

2.5

12.5

7 010 '

1.74

24-28

9

0

23 0 52 '

19.9

28-50

14.2

33.5

26 0 39 '

2.12

50-51

Lớp 5 Cát mòn đến trung kết cấu rất chặt
Sét màu nâu vàng, lẫn nhiều sỏi
Lớp 6 sạn,
trạng thái cứng
p lực chủ động của đất:
γ dn × h12
Ea =
× ka
2
Trong đó:

h1: Chiều sâu của cọc trong lớp 1 so với mặt đất tự nhiên, h1 = t + 2.787 ( m )
γ dn : Trọng lượng riêng đẩy nổi
γ dn = γ d − γ n = 14.8 − 10 = 4.8 kN / m 3

k a : Hệ số áp lực chủ động:
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 243


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo


ϕ
6004' 

k a = tg 2  450 − ÷ = tg 2  450 −
÷ = 0.81
2
2 


4.8 × ( t + 2.787 )
γ × h2
2
E a = dn 1 × k a =
× 0.81 = 1.944 × ( t + 2.787 )
2
2
2

Vậy

p lực đất bò động
γ dn × h 22
Eb =
× kp
2
Trong đó:

h2: Chiều sâu cọc ván trong lớp 1 so với đáy bệ, h 2 = t + 1.5 ( m )
k p : Hệ số áp lực bò động
6004' 
 0 ϕ
2
0
k p = tg  45 + ÷ = tg  45 +
÷ = 1.24
2
2 


2

4.8 × ( t + 1.5)
γ × h 22
2
E b = dn
× kp =
× 1.24 = 2.975 × ( t + 1.5 )
2
2

2

Vậy

Lấy mômen cân bằng tại điểm O ta có:
2
2
2
2




1.944 × ( t + 2.787 ) × ( t + 2.787 ) × + 1.443 − 2.975 × ( t + 1.5 ) × ( t + 1.5 ) × + 2.73 = 0
3
3




Rút gọn ta được phương trình bậc 3 theo t ta có:
−0.69 × t 3 − 3.4 × t 2 + 8.1 × t + 74.8 = 0
⇒ t = 4.16m
Chọn t = 5m.
2.2.3.2.

Tính toán cọc ván thép

Thời điểm tính là sau khi đổ bê tông bòt đáy và hút hết nước trong hố móng ra. Khi
đó phải tính toán vòng vây về ổn đònh về vò trí và kiểm tra độ bền các bộ phận kết

cấu của vòng vây. Lúc này ngoài các áp lực tác dụng lên cọc ván thép ở giai đoạn
khi chưa đổ bê tông bòt đáy còn chòu áp lực thuỷ tónh và áp lực thuỷ động do hút
cạn nước trong hố móng. Lúc này ta tính cọc ván như dầm giản đơn kê trên hai gối
0 và A, tải trọng tác dụng như hình vẽ. Tính cho 1 m chiều rộng. Vò trí điểm A nằm
cách bêtông bòt đáy 0.5 m

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 244


GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

MNTT +5.50

Khung chống

A

5000

Lớp1

1000 500 1287

1443

O

1500

1000

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

Hình 2.9 Sơ đồ tính toán cọc ván thép
 Áp lực thuỷ tónh:
Pnc = γ n × H = 1× 1× 2.94 = 2.94 ( T / m )
Trong đó:
γ n : Dung trọng nước, γ n = 1 T / m3
H:

Chiều cao mực nước, H = 2.94 m

 Áp lực thuỷ động
Lực xung kích bình quân của nước chảy xác đònh theo công thức :
Pdong = K1 × K 2 ×

γ n × v2
2×g

Trong đó:
K1: Hệ số xét đến hình dạng cọc ván thép, K1=1.4
K2: Hệ số xét đến hình dạng của vòng vậy cọc ván thép, K2=1.0
γ n : Khối lượng riêng của nước, γ n = 1 T / m3
v:

Vận tốc dòng chảy, v = 1.5 m/s

g:

Gia tốc trọng trường, g = 9.8 m//s2

Vậy

Pdong

γ n × v2
1× 1.52
= K1 × K 2 ×
= 1.4 × 1.0 ×
= 0.16 T / m
2×g
2 × 9.8

 Áp lực đất chủ động:
Pa = γ dn × ( t + 2.787 ) × K a = 4.8 × ( t + 2.787 ) × 0.81 = 30.3 kN / m = 3.03 T / m
 Áp lực đất bò động:
Pp = γ dn × ( t + 1.5 ) × K p = 4.8 × 6.5 × 1.24 = 36.27 kN / m = 3.627 T / m
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 245


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

Mô hình hoá bằng phần mềm Midas civil v7.01, ta có nội lực cọc ván thép như sau:
-3.0

-2.2

0.0

1.5

7.8

5.5

Hình 2.10: Kết quả mô men cọc ván thép

Hình 2.11: Kết quả phản lực gối cọc ván thép
Dựa vào kết quả mô hình hoá Midas, ta có :
Phản lực gối:
RA = 5.5 T
RO = 7.8 T
Mô men uốn lớn nhất:
Mmax=3 T.m
Chọn loại cọc Larsen theo catalogue cọc ván của hàn quốc
Bảng kích thước cọc ván thép

Mômen kháng uốn của một dải cọc ván thép có bề rộng 1m theo phương thẳng
đứng W = 1200 cm3. ứng suất lớn nhất trong cọc cừ thép là:
σmax =

M 3 × 105
 kG 
=

= 250  2 ÷
W 1200
 cm 

(

)

Ứng suất cho phép của thép là: [ σ] = 1900 KG cm 2 . Vậy sử dụng loại cọc trên để
làm hố móng.
Như vậy CVT đủ khả năng chòu lực
Tổng chiều dài của cọc là: l = 5 + 2.787 + 1.443 + 1.5 + 1 = 11.73 ( m )
Chu vi vòng vây là ( 14 + 18.5 ) × 2 = 65 m . Vậy ta đóng như sau :
− Phương ngang ta đóng 32 cây.
− Phương dọc đóng 24 cây.
− Tổng cộng đóng 112 cây.
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 246


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng
2.2.3.3.

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

Tính toán khung vành đai
2500

2500

2000
2000

2000

14000
5000

6500

A

18500

4000

O

Khung chống

2000

4000

5000

Lớp1

11730

6730

MNTT +5.50

Hình 2.12: Sơ đồ bố trí khung vành đai
Sơ đồ tính của vành đai như sau:
q=7.8T/m

THANH VÀNH
ĐAI DÀI

THANH VÀNH
ĐAI NGẮN

THANH CHỐNG

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 247


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

Hình 2.13: Sơ đồ tính toán khung vành đai
 Tính toán khung vành đai dài:
Sơ đồ tính:
q=7.8T/m

6000

6500

1

2

6000
3

4

Hình 2.14: Sơ đồ tính khung vành đai dài
Mô hình hoá bằng phần mềm Midas Civil v7.01, ta có nội lực khung vành đai dài
như sau:
-30.4

-30.4
10.8

19.9

19.9

18.3
53.8

53.8

18.3

Hình 2.15: Kết quả mô men vành đai dài

Hình 2.16: Kết quả phản lực gối vành đai dài
Vậy ta có kết quả nội lực như sau:
Mmax= 30.4 T.m
N1=N4= 18.3 T
N2=N3= 53.8 T
 Tính toán khung vành đai ngắn:
Sơ đồ tính:
q=7.8T/m

4500
1

5000
2

4500
3

4

Hình 2.17: Sơ đồ tính khung vành đai ngắn
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 248

ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

Mô hình hoá bằng phần mềm Midas Civil v7.01, ta có nội lực khung vành đai dài
như sau:
-17.5

-17.5
6.8

11.0

11.0

40.9

40.9

13.7

13.7

Hình 2.18: Kết quả mô men vành đai ngắn

Hình 2.19: Kết quả phản lực vành đai ngắn
Vậy ta có kết quả nội lực như sau:
Mmax= 17.5 T.m
N1=N4= 13.7 T

N2= N3= 40.9 T
 Kiểm toán khung vành đai
Xét dầm như thanh chòu nén uốn, tiến hành kiểm toán khung theo điều kiện cường
độ và ổn đònh. Để đơn giản cho quá trình thi công ta chọn cùng loại vật liệu cho
khung vành đai ngắn và khung vành đai dài. Vì vậy ta thiết kế cho khung nào có
nội lực lớn hơn. Từ biểu đồ nội lực ta lấy khung vành đai ngắn để thiết kế có:
M max = 30.4 Tm
N = 13.7 T
Chọn thép sử dụng để làm vành đai là thép CT3, tiết diện chữ W18x71
194

470

20

13

Hình 2.20: Kích thước thép vành đai
Đặc trưng hình học sau:
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 249


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

−

Mômen quán tính :

Ix= 48699 cm4.

−

Diện tích tiết diện:

F = 134 cm2.

−

Momen kháng uốn:

Wx=2081cm3

ng suất lớn nhất:
σmax

M max N
30.4 × 105 13.7 × 103
 kG 
 kG 
=
+
=
+
= 1563  2 ÷ < [ σ] = 1900  2 ÷
Wx
F

2081
134
 cm 
 cm 

Thoả mãn khả năng chòu lực
2.2.3.4.

.Tính toán thanh chống

Thanh chống được tính toán với sơ đồ một thanh chòu nén. Lực tác dụng vào thanh
chống chính bằng phản lực gối tựa của vành đai. Lấy giá trò lớn nhất để tính,
Nmax=53.8 (T). Tiết diện thanh chống ta chọn giống với hệ thanh vành đai.
194

470

20

13

Hình 2.21: Kích thước thanh chống
Ứng suất trong thanh chống:
σmax

N 53.8 × 103
 kG 
 kG 
= =
= 401.5  2 ÷ < [ σ ] = 1900  2 ÷

F
134
 cm 
 cm 

Vậy thanh chống thỏa điều kiện cường độ .
2.2.3.5.

Lựa chọn búa đóng cọc ván

Phương pháp sử dụng để hạ cọc ván ( cọc cừ Lassen) vào trong đất cát hiệu quả
nhất hiện nay vẫn là phương pháp rung. Búa rung sử dụng là loại NVC-80SS của
hãng Nipped IND có các thông số sau :
Q = 4.7 : Trọng lượng búa .
M = 4100 kGcm : Momen lệch tâm lớn nhất.
ω = 1100 (vòng/phút) = 115 rad/s
A = 9.5 mm
Ta phải kiểm tra để đảm bảo một số điều kiện sau để có thể hạ cọc vào trong đất
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 250


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

+ Điều kiện 1 : Lực kích động phải đủ lớn để hạ cọc vào trong đất :
Qd > α × T
Trong đó :

n

T = u × ∑ f i '× h i = 1.616 × 1.2 × 7.787 = 15.1 T : lực cản của đất tác dụng vào
i =1

cọc khi đóng đến chiều sâu tối đa .Với :
U = (600 + 208) × 2 = 1616 mm chu vi cọc ván thép
fi' = 1.2 t/m2 :lực ma sát đơn vò
hi = 7.787 m : chiều sâu cọc ngàm trong đất .
α = 1.0 : Hệ số kể đến ảnh hưởng đàn hồi của đất (lấy đối với cọc
ván thép)
Thay vào :
Qd > α × T ⇒ Qd > 1.0 × 15.1 = 15.1 (T)
Với búa đã chọn :
Qd =

M × ω2 4100 × 10−3 × 10−2 × 1152
=
= 55.72T > 15.1T => Thỏa
g
9.81

+ Điều kiện 2 : Đảm bảo cọc đóng vào đất hiệu quả:
ξ×

Mc
≥A
9.81 × Qo

Trong đó:

ξ : Hệ số, lấy bằng 1 đối với cọc ván thép
Qo: Trọng lượng cọc, búa chấn động và bệ búa ,trong đó:
Qo = Q + q + q 0
Trong đó:
Q:

Trọng lượng búa, Q=4.7 T

q:

Trọng lượng 1 cọc ván thép, Q = 66.1 × 11.73 = 775 kG = 0.775 T

q0: Trọng lượng bệ búa, q0=0
Qo = Q + q + q 0 = 4.7 + 0.775+0 = 5.475 T
A: Biên độ dao động, tra bảng 3.10 sách “thi công móng mố trụ cầu” Lê Đình
Tâm, A=9 mm
Mc
4100
ξ×
= 1×
= 9.2mm ≥ A = 9mm
9.81 × Qo
9.81 × 5475
SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Trang : 251


ĐATN : TK Cầu Đúc Hẫng

GVHD : Th.S Võ Vónh Bảo

=> Thoả điều kiện 2.
+ Điều kiện 3 : Tổng ngoại lực tác động lên cọc phải đủ lớn, đảm bảo hạ cọc và
nhổ cọc được nhanh .
Q + q + q p ≥ p.F
η1 <

Q + q + qp
Qd

< η2

Q = 66.1 × 11.73 = 775kg : trọng lượng 1 cọc
qp = 0 : trọng lượng các phần phụ tác dụng lên cọc
p = 1.5 kG/cm2 : Trò số áp lực để hạ cọc
F = 85.7 cm2 : Diện tích tiết diện cọc
Qd = 55.72 T : Lực kích động của máy chấn động
η1 = 0.15 và η2 =0.5 : Hệ số lấy cho cọc cừ ván thép
 Q + q + q p ≥ p × F ⇔ 4.7 + 0.775 ≥ 1.5 × 10 −3 × 85.7 ⇔ 5.475 ≥ 0.128

Q + q + qp
Thay vào : 
4.7 + 0.775
< η2 ⇔ 0.15 <
< 0.5 ⇔ 0.15 < 0.16 < 0.5
η1 <
Q
55.72
d


Chọn búa như trên là hợp lý .
2.4.

KIỂM TOÁN ỔN ĐỊNH LẬT CỦA TRỤ T2-T3 KHI THI CÔNG HẪNG :

2.4.1. Sơ đồ kết cấu và sơ đồ tính
1000

Wcll=2.64 KN/m

e

Wcll=5.28 KN/m

DIFF=2% TRäNG L¦ỵNG B¶N
TH¢N C¸NH HÉNG

p

CE
m wc

wUP=2.64 KN/M

Hình 2.22: Sơ đồ kết cấu và sơ đồ tính.
2.4.2. Tính toán momen gây lật Mlật
STT

Các loại tải trọng

SVTH : Nguyễn Duy Tuấn_Cd06145

Ký hiệu

P

e

My
Trang : 252