Giải pháp thiết kế và biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

LÊ THANH HÙNG

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CƠNG
ỐNG KHĨI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆN

C
C
R
UT.L

D

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng và
Cơng nghiệp
Mã số : 85.80.201

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2020


Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Mỹ

Phản biện 1: TS. Lê Khánh Toàn
Phản biện 2: TS. Đặng Khánh An

C
C
R
UT.L

D

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng và công nghiệp họp
tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 24 tháng 1 năm 2021.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu và Truyền thông - Trường Đại học Bách
Khoa - ĐHĐN
 Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng và công nghiệp, Trường
Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Tên đề tài
“GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CƠNG ỐNG KHĨI
BÊ TƠNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN”.
2. Tính cấp thiết của đề tài
Với chiều cao lớn của mình, ống khói bê tơng 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 tốn 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 cơng 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 khn khổ Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, học viên lựa
chọn đề tài “Giải pháp thiết kế và biện pháp thi cơng ống khói bê tơng
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.
3. Mục tiêu nghiên cứu
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 và trình bày giải pháp tính tốn thiết kế và
biện pháp thi cơng của kết cấu ống khói BTCT NMNĐ.

D

C
C
R

UT.L


2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: Hạng mục ống khói BTCT của NMNĐ Vĩnh Tân
4 mở rộng.
- Phạm vi nghiên cứu: Giải pháp thiết kế và biện pháp thi cơng
kết cấu vỏ ống khói BTCT theo Tiêu chuẩn Mỹ ACI 307-08 và các
tiêu chuẩn liên quan.
5. 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 tốn kết cấu và
kiểm tra các điều kiện ổn định.
- Tính tốn, lập biện pháp thi cơng 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 cơng 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 tốn để có đề xuất hợp lý.
6. Kết cấu của luận văn
Chương 1. Tổng quan về cơng trình nhà máy nhiệt điện và kết
cấu ống khói.
Chương 2. Trình bày giải pháp thiết kế kết cấu ống khói bê tơng
cốt thép nhà máy nhiệt điện.
Chương 3. Trình bày biện pháp thi cơng ống khói bê tơng cốt

thép nhà máy nhiệt điện.
Chương 4. Đánh giá giải pháp thiết kế và biện pháp thi công.
Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo

D

C
C
R
UT.L


3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆN VÀ KẾT CẤU ỐNG KHĨI
Tổng quan về cơng trình nhà máy nhiệt điện
Cơng trình nhà máy nhiệt điện là cơng trình năng lượng, có
quy mơ 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.
Giới thiệu về kết cấu ống khói bê tơng cốt thép nhà máy nhiệt
điện
Ống khói NMNĐ có chức năng dẫn khói, khí nóng từ nhà máy
ra bầu khơng khí bên ngồi. Để đảm bảo các u cầu về mơi trường,
ống khói của các NMNĐ có cơng suất lớn thường có chiều cao từ 200
m đến 250 m.
Ống khói NMNĐ thường có kết cấu gồm 2 phần: phần ống dẫn
khói và phần kết cấu đỡ:
- Phần ống dẫn khói chính;
- Phần kết cấu đỡ.

Giới thiệu về biện pháp thi cơng ống khói bê tơng cốt thép nhà
máy nhiệt điện
Có hai cơng nghệ thi cơng ống khói bê tơng cốt thép phổ biến
trên thế giới và trong nước hiện hay là công nghệ ván khn trượt và
cơng nghệ ván khn leo.
Trong số đó, cơng nghệ ván khn trượt có nhiều ưu điểm về
thời gian thi cơng và tính liền khối của của kết cấu.
1.4. 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 loại kết cấu ống khói. Ngoài ra, tác giả
cũng đã nêu tổng quan về các cơng nghệ thi cơng ống khói bê tơng cốt
thép.

D

C
C
R
UT.L


4
Chương 2 sẽ trình bày về giải pháp thiết kế ống khói bê tơng cốt
thép nhà máy nhiệt điện.

CHƯƠNG 2. TRÌNH BÀY GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU
ỐNG KHĨI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
2.1. Tổng quan
2.1.1. Tổng quan về giải pháp thiết kế

Hệ kết cấu ống khói BTCT hồn chỉnh bao gồm các kết cấu
chính sau:
- Hệ kết cấu cấu đài móng BTCT và cọc;
- Hệ kết cấu vỏ ống khói bê tơng cốt thép;
- Hệ kết cấu ống dẫn khói kết cấu thép;
- Các sàn thao tác, lối đi, cầu thang kết cấu thép;
Cường độ và sự ổn định của hệ kết cấu ống khói BTCT được
tính tồn và kiểm tra cho cả hai giai đoạn sau:
- Giai đoạn thi công: Hệ kết cấu được thể hiện trong giai đoạn
thi cơng kết cấu ống khói, bao gồm kết cấu ống khói, các kết cấu tạm
(như hệ ván khn...) và hệ kết cấu đài móng và cọc; các tải trọng tạm
thời như (tải trọng thi công) cũng được áp dụng.
- Giai đoạn vận hành: Hệ kết cấu hoàn chỉnh được thể hiện
trong giai đoạn vận hành nhà máy, bao gồm tồn bộ các hệ kết cấu đài
móng và cọc, hệ kết cấu vỏ ống khói, hệ kết cấu ống dẫn khói, các sàn
thảo tác, lối đi, cầu thang phục vụ vận hành; các tải trọng vận hành dự
kiến sẽ được áp dụng.
Các bước thiết kế kêt cấu ống khói bê tơng cốt thép bao gồm:
- Khảo sát các số liệu đầu vào như: số liệu địa hình, địa chất,
thủy văn; các yêu cầu về kỹ thuật, công nghệ; thông số của vật liệu xây
dựng; ...

D

C
C
R
UT.L

5
- Tính tốn các loại tải trọng tác dụng lên cơng trình bao gồm:
tĩnh tải (D), hoạt tải (L), tải trọng động đất (E), tải trọng gió (W) và
ứng suất do nhiệt độ (T);
- Mô phỏng kết cấu bằng phần mềm; gán các loại tải trọng lên
mơ hình; xác định các tần số dao động riêng và kiểm tra chuyển vị
cơng trình;
- Tính tồn kiểm tra cường độ của kết cấu vỏ ống khói BTCT;
2.1.2. Mơ tả về ống khói
Ống khói Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng nằm ở xã
Vĩnh Tân, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận. Đây là loại ống khói có
kết cấu chính làm bằng bê tơng cốt thép và có 1 ống dẫn khói ở bên
trong. Chiều cao ống khói là 213,50 m. Kết cấu ống khói bao gồm vỏ
bằng bê tơng cốt thép có bề dày và đường kính thay đổi theo bảng sau:
2.1.3. Vật liệu

C
C
R
UT.L

D

Sử dụng bê tông C30/37 cho cọc khoan nhồi, đài móng và vỏ
ống khói có:
- Cường độ chịu nén đặc trưng (mẫu lăng trụ 150x300):
f’c=30 N/mm2
- Mô-đun đàn hồi: Ec=4700√𝑓′𝑐 =25743 N/mm2
- Sử dụng cốt thép CB400-V theo TCVN 1651-2:2008 có:
- Giới hạn chảy: fy=400 N/mm2.

- Mơ-đun đàn hồi: Es=200000 N/mm2
Lớp bê tông bảo vệ đối với cọc khoan nhồi là 120 mm, đối với
đài cọc là 100 mm (mặt dưới) và 75 mm (mặt bên và mặt trên), đối với
vỏ ống khói là 50 mm.
2.1.4. Điều kiện tự nhiên
Các số liệu điều kiện khí tượng như nhiệt độ, gió sử dụng thiết
kế tuân theo QCVN 02:2009/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia – Số


6
liệu điều kiện tự nhiên dung trong xây dựng. Các số liệu địa hình, địa
chất lấy theo báo cáo khảo sát địa chất của cơng trình.
2.2. Tải trọng tác dụng lên cơng trình
2.2.1. Tĩnh tải (D)
Tĩnh tải tác dụng lên cơng trình bao gồm:
- Tải trọng bản thân của vỏ ống khói BTCT và ống dẫn khói;
- Ván khn;
- Tải trọng bản thân của các sàn thao tác và đầu vào ống dẫn
khói;
- Kết cấu phụ trợ;
- Lớp cách nhiệt;
- Các tấm thép gia cường

C
C
R
UT.L

2.2.2. Hoạt tải (L)

D

Theo Tiêu chuẩn ACI 307-08, hoạt tải do sự vận hành của con
người sẽ khơng được tính đến khi thiết kế kết cấu BTCT cho vỏ ống
khói, bởi vì con người khơng làm việc dài lâu trong ống khói và hoạt
động vận hành tại mỗi sàn thao tác tại các cai độ khác nhau gần như
không xảy ra cùng lúc, mà các tải này sẽ được đưa vào tính tốn để
thiết kế tại mỗi sàn thao tác riêng.
2.2.3. Tải trọng động đất (E)
Vỏ ống khói BTCT sẽ được thiết kế chịu tải trọng động đất bằng
phương pháp phổ phản ứng theo Tiêu chuẩn UBC-97.


7

0.50
0.45
0.40

ULS - elastic

0.35
ULS - design

Sa [g]

0.30
0.25
0.20
0.15

0.10
0.05

C
C
R
UT.L

0.00
0.0

0.5

1.0

D

1.5

2.0 2.5 3.0
Tần số T [s]

3.5

4.0

4.5

5.0

Hình 2.1. Phổ gia tốc nền đàn hồi và phổ gia tốc nền thiết kế
Lực cắt thiết kế tại chân cơng trình được xác định theo cơng
thức:
𝑉𝑠,𝑖 =
2.2.4. Tải trọng gió (W)

𝐶𝑉 𝐼
𝑊
𝑅 𝑇𝑖 𝑖

Kết cấu vỏ ống khói BTCT được thiết kế để chống lại tải trọng
gió theo cả hướng gió dọc và gió ngang. Ngồi ra, tiết diện tròn rỗng
phải được thiết kế để chống lại tải trọng gây ra bởi sự phân bố áp suất
theo chu vi.
Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu ống khói được tính tốn và
kiểm tra theo Tiêu chuẩn ACI 307-08 và ASCE 7-05.
a. Gió dọc:


8
Gió dọc w(z) trên mỗi đơn vị dài tại độ cao z bất kỳ là tổng của
tải gió trung bình 𝑤
̅(z) và tải gió biến động w'(z):
𝑤(𝑧) = w
̅ (z) + 𝑤′(𝑧)
Tải gió trung bình 𝑤
̅(z) sẽ được tính theo công thức sau:
𝑤
̅(𝑧) = 𝐶𝑑𝑟 (𝑧) ∙ 𝑑(𝑧) ∙ 𝑝̅ (𝑧)
Tải trọng gió biến động w'(z) sẽ được tính theo công thức sau:

3,0 ∙ 𝑧 ∙ 𝐺𝑤′ ∙ 𝑀𝑤̅ (𝑏)
𝑤′(𝑧) =
ℎ3
b. Gió ngang:
Ứng xử của cơng trình do sự biến đổi xốy của gió sẽ được kiểm
tra tại các dạng giao động thứ nhất và thứ hai. Theo mục 4.2.3.1 Tiêu
chuẩn ACI 307-08, tải trọng gió ngang do gió xốy sẽ được xem xét

C
C
R
UT.L

tính tốn cho ống khói nếu tốc độ gió giới hạn Vcr nằm trong khoảng
từ 0,50 · 𝑉(𝑧𝑐𝑟 ) đến 1,30 · 𝑉(𝑧𝑐𝑟 ) .

D

Đối với đối tượng là ống khói NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng, kết
quả kiểm tra vận tốc gió giới hạn Vcr đều nằm ngồi khoảng giá trị cần
xét tới, do đó tải trọng gió ngang cho cả hai giai đoạn đều khơng cần
xét tới.
2.2.5. Ứng suất nhiệt (T)
Ứng suất nhiệt gây ra “T”, được tạo ra từ sự chênh lệch giữa
nhiệt độ khơng khí bên trong và bên ngồi vỏ ống khói bê tơng cốt
thép, làm giảm cường độ tính tốn của bê tông và cốt thép, được xác
định theo Chương 6 của Tiêu chuẩn ACI 307-08.
2.3. Tổ hợp tải trọng
Tổ hợp tải trọng để kiểm tra vỏ ống khói sẽ theo các Tiêu chuẩn
ACI 307-08 và ASCE 7-05.

Kiểm tra về cường độ vỏ ống khói sẽ được thực hiện theo các tổ
hợp tải trọng giới hạn (ULS).


9
Tổ hợp tải trọng dài hạn (SLS) sẽ được sử dụng để kiểm tra
chuyển vị tối đa của đỉnh vỏ ống khói.
2.3.1. Giai đoạn thi cơng
2.3.2. Giai đoạn vận hành
2.4. Mơ phỏng kết cấu bằng phần mềm
Một mơ hình kết cấu tổng thể, được xây dựng đầy đủ trong cả
hai giai đoạn là giai đoạn thi công và giai đoạn vận hành, có thể cho
phép phân tích tổng thể cả phản ứng tĩnh và động của tồn bộ kết cấu.
Mơ hình được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng
các yếu tố cụ thể để thể hiện ứng xử của hệ cọc, đài móng, vỏ ống khói,
ống dẫn khói và các phản lực liên kết giữa mỗi thành phần.

C
C
R
UT.L

Tải trọng tĩnh và các tải trọng động được quy về tải trọng tĩnh

D

(tải trọng gió) sẽ được phân bố cụ thể tại vị trí mà các tải trọng này tác
dụng.

Tải trọng động đất sẽ được phân tích bằng phương pháp phổ

phản ứng.
Sử dụng phần mềm Sap2000 để mô hình kết cấu tổng thể ống
khói, bao gồm các bước thực hiện sau:
2.4.1. Thuộc tính chung
2.4.2. Khai báo tải trọng
2.4.3. Phân tích mơ hình
2.5. Kiểm tra chuyển vị ngang của đỉnh ống khói
Chuyển vị ngang lớn nhất của đỉnh ống khói được tính tốn và
kiểm tra theo mục 4.5 của Tiêu chuẩn ACI 307-08. Chuyển vị ngang


10
của đỉnh ống khói phải được kiểm tra trong cả giai đoạn thi công và
giai đoạn vận hành.
0.04
ℎ𝑠ℎ𝑒𝑙𝑙 208800 𝑚𝑚
𝑑𝑎𝑙𝑙 =
ℎ𝑠ℎ𝑒𝑙𝑙 =
=
= 696 𝑚𝑚
12
300
300
Kết quả chuyển vị ngang lớn nhất được tính tốn theo các tổ hợp
tải trọng dài hạn (SLS) cho cả hai giai đoạn:
𝑑𝑚𝑎𝑥 = 𝑚𝑎𝑥{𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑜,𝑥 ; 𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑜,𝑦 ; 𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑐,𝑥 ; 𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑐,𝑦 } =
= 𝑚𝑎𝑥{68,8 𝑐𝑚; 67,8 𝑐𝑚; 66,0 𝑐𝑚; 65,0 𝑐𝑚} = 68,8 𝑐𝑚
≤ 69,6 𝑐𝑚 = 𝑑𝑎𝑙𝑙
2.6. Kiểm tra cường độ của ống khói
2.6.1. Cường độ theo phương đứng

Tính tốn chi tiết cường độ thiết kế và hàm lượng cốt thép tối

C
C
R
UT.L

thiểu theo Tiêu chuẩn ACI 307-08 dựa trên phương pháp thử và kiểm
tra. Phương pháp này dựa trên các bước sau:

D

- Xác định và lựa chọn các thơng số đầu vào như kích thước tiết
diện, tải trọng yêu cầu,...
- Giả sử giá trị tổng hàm lượng cốt thép dọc “t”
- Bằng phương pháp thử và kiểm tra, tìm giá trị của góc trục
trung hịa so với trục ngang “”
- Dùng giá trị góc  ở trên để tính tốn khả năng chịu
moment “Mn”
- Nếu Mn- Lặp lại các bước trên cho đến khi Mn=Mu hoặc Mn>Mu tối
ưu nhất (với hàm lượng thép tối thiểu t(min)=0,0025)
2.6.2. Cường độ tính tốn theo phương ngang
Cốt thép theo phương ngang của ống khói được tính tốn và
kiểm dưới tác dụng của tải trọng gió phân bố theo chu vi ống khói.


11
Cường độ kháng uốn vòng Uc để chống lại tải trọng gió Wc(z) và
nhiệt độ tác dụng lên vỏ bê tơng T(z) được tính tốn theo trạng thái giới

hạn tới hạn theo mục 5.3.2 của Tiêu chuẩn ACI 307-08:
𝑈𝑐 (𝑧) = 1.2 𝑇(𝑧) + 1.4 𝑊(𝑧)
2.7. Kết luận Chương 2
Với mỗi cơng trình cụ thể sẽ có các thơng số đầu vào cụ thể,
công việc lựa chọn thiết kế cần phải xem xét đến tồn bộ thơng số đó
để đưa ta được giải pháp tối ưu nhất về kỹ thuật và kinh tế.
Chương 3 sẽ tiếp tục trình bày về biện pháp thi cơng ống khói
bê tơng cốt thép nhà máy nhiệt điện.

C
C
R
UT.L

CHƯƠNG 3. TRÌNH BÀY BIỆN PHÁP THI CƠNG ỐNG
KHĨI BÊ TƠNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

D

3.1. Tổng quan về các biện pháp thi cơng ống khói bê tơng cốt thép
Đối với kết cấu ống khói bê tơng cốt thép, hiện nay phổ biến hai
công nghệ thi công đó là cơng nghệ ván khn leo và cơng nghệ ván
khuôn trượt.
3.1.1. Giới thiệu công nghệ ván khuôn leo
Ván khuôn leo là hệ ván khn bám vào cơng trình để di chuyển
lên cao theo chu kỳ. Khi đạt cường độ cho phép, ván khuôn sẽ được
tháo và di chuyển mảng ván khuôn lên một đoạn khác.
3.1.2. Giới thiệu về công nghệ ván khuôn trượt
Ván khuôn trượt cũng loại công nghệ ván khuôn di động tương
tự như ván khuôn leo, nhưng có một số điểm khác biệt sau:

12
- Ván khn trượt được nâng liên tục nhờ kích thủy lực bám vào
thanh thép có cường độ cao được chôn trước trong bê tông;
- Thi công ván khuôn trượt là phương pháp thi cơng có tính liền
khối, tính liên tục và tính kỹ thuật rất cao, do đó cơng tác quản lý tổ
chức phải chặt chẽ và có hiệu quả;
- Từ vị trí đáy ống khói lên đỉnh ống khói chỉ cần 1 lần lắp dựng
ván khn, một lần tháo dỡ, do đó tiết kiệm rất nhiều ván khn, giảm
chi phí nhân cơng cho lắp đặt, tháo dỡ…
- Tốc độ thi công nhanh;
3.2. Mô tả hệ thống ván khuôn trượt
Giá nâng là kết cấu chịu lực chính của hệ thống ván khuôn trượt

C
C
R
UT.L

bao gồm 24 dầm thép hướng tâm (cấu kiện số 2, ở Hình 3.3), một đầu
được kết nối với dầm tròn trung tâm (cấu kiện số 1) và đầu cịn lại

D

được đỡ bởi vành gơng (cấu kiện số 3).

Hình 3.3. Hình vẽ mơ phỏng cấu tạo hệ thống ván khuôn trượt

13
3.3. Kiểm tra kết cấu hệ thống ván khuôn trượt
3.3.1. Vật liệu sử dụng
Vật liệu sử dụng cho hệ kết cấu ván khn trượt là thép hình và
gỗ.
3.3.2. Mơ phịng kết cấu bằng phần mềm
Việc phân tích và kiểm tra cường độ của các bộ phận chịu lực
chính của hệ thống ván khuôn trượt được thực hiện thông qua phần
mềm Sap2000.
3.3.3. Phân tích tải trọng
a. Trọng lượng bản thân “D1”

C
C
R
UT.L

b. Các tĩnh tải do các bộ phận khác gắn trên vành gơng “D2”

D

c. Tải trọng từ sàn thi cơng chính “D3”

d. Tải trọng do khung treo ống dẫn khói “D4,i”

e. Hoạt tải thi cơng trên sàn thi cơng chính “L1”
f. Hoạt tải vật liệu trên sàn thi cơng chính “L2”
g. Tải trọng do lực ma sát của tấm ván khuôn trượt “L3”
h. Tải trọng do giá treo ròng rọc của tời 30kN “F1,i”
i. Tải trọng do tời phụ 5kN “F2”

3.3.4. Kết quả tính tốn
Mơ hình kết cấu giá nâng sẽ được tính tốn và kiểm tra theo các
tiêu chuẩn ASCE 7-10 và AISC 360-10 tự động bằng phần mềm
Sap2000. Kết quả tính tốn như sau:
a. Kiểm tra cường độ của các thanh trong giá nâng


14
b. Kiểm tra chuyển vị của các thanh trong giá nâng
c. Kiểm tra hệ thống kích thủy lực
3.4. Quy trình thi cơng hệ thống ván khn trượt
Quy trình thi cơng hệ thống ván khn trượt bao gồm các cơng
tác chính sau:
3.4.1. Lắp dựng hệ thống ván khuôn trượt
Công tác lắp dựng hệ thống ván khuôn trượt được chia thành
các công việc sau:
- Đánh dấu trên đài móng các được tâm, các đường chu vi trong
và chu vi ngoài, các vị trí mở cửa;

C
C
R
UT.L

- Lắp ráp các bộ phận của hệ thống ván khuôn trượt bằng cần
trục tự hành.

D

- Lắp đặt cốt thép dọc của vỏ ống khói, nối với cốt thép chờ đã

được đặt sẵn lúc thi cơng đài móng và cốt thép ngang cho khoảng 1m
đầu tiên;
- Lắp đặt các thành phần nhúng và các ống bọc dây dẫn điện,
tín hiệu ở mặt đất;
- Lắp đặt hệ thống điện và chiếu sáng phục vụ thi cơng, bố trí
số lượng 1 máy phát điện dự phịng cơng suất 300kVA;
- Lắp đặt hệ thống điều khiển công tác trượt (thiết bị laser) để
phục vụ công tác kiểm tra độ thẳng đứng và độ vặn xoắn của hệ thống
ván khuôn trượt;
- Sử dụng hóa chất tháo ván khn cho ván khn thép trước
khi bắt đầu đổ bê tông. Bề mặt bên trong ván khuôn phải được làm
sạch kỹ lưỡng để loại bỏ bất kỳ mảnh vụn hoặc vật liệu rời khác.
3.4.2. Công tác trượt hệ thống ván khuôn


15
Công tác trượt hệ thống ván khuôn chủ yếu được thực hiện trên
3 khu vực sàn thao tác đã được liệt kê ở trên.
Độ thang bằng của hệ thống ván khuôn trượt và độ thẳng đứng
của bê tông vỏ ống khói được kiểm sốt bằng 3 thiết bị laser đặt tại
mặt đất và 3 bảng mục tiêu gắn cố định trên hệ thống ván khn.
Độ dày vỏ ống khói, độ cơn của ống khói (sự thay đổi đường
kính ống khói) được kiểm sốt và điều chỉnh bằng hệ thống bu-lơng
cơ khí nằm ở các tấm ván khn.
3.4.3. Cơng tác bê tơng cốt thép
Q trình đổ bê tơng phải đảm bảo lớp bê tơng trước đó mới chỉ
đạt được thời gian đông kết ban đầu, để đảm bảo lớp bê tông này khơng

C
C

R
UT.L

dính vào ván khn. Hóa chất tháo ván khn phải được bôi thường
xuyên lên bề mặt ván khuôn trước khi đông bê tông vào ván khuôn.

D

Bê tông sẽ được vận chuyển và đổ như sau:

- Từ mặt đất lên đến cao trình EL. +20,00 m, bê tơng sẽ được
vận chuyển trong các gầu được nâng lên bằng cần cẩu.
- Sau đó, cho tới khi lên tới cao trình đỉnh ống khói, bê tơng sẽ
được chuyển từ xe bồn bê tơng và một thùng có thể tích khoảng 0,8m3
được nâng lên bằng tời đến sàn thao tác chính.
- Bê tơng được đổ thành từng lớp dày khoảng 25cm;
- Thời gian ninh kết của bê tông phải được xác định sao cho lớp
đổ đầu tiên phải đạt đổ cứng yêu cầu.
- Đối với các đợt trượt đầu tiên thì phải được thực hiện sau khi
lớp bê tông đầu tiên đông kết hoàn toàn.
- Sau mỗi 2 lượt trượt, tất cả các kích thủy lực phải được căn
chỉnh cho đúng thơng số làm việc.


16
- Sau q trình cân bằng hệ thống ván khn trượt, phải kiểm
tra thường xuyên.
- Bê tông phải được đầm chặt bằng đầm rung đường kính
50~60mm để đảm bảo chất lượng bê tơng và trạch bọt khí, lỗ rỗng.
- Các lỗ mở trên ván khuôn phải được gia công trước bằng các

khung gỗ thích hợp được chuẩn bị thành nhiều thành phần và được
đánh dấu để thuẩn tiện cho việc lắp đặt.
- Cốt thép ở mặt đất được bảo quản trên các giá hoặc gối kê và
được phần loại theo đường kính. Cốt thép sau đó được cắt và gia công
ở mặt đất và được vận chuyển lên bằng tời 5kN.
- Cốt thép dọc và cốt thép vòng được cắt và uốn theo thiết kế,

C
C
R
UT.L

quá trình cắt và uốn phải được tiến hành nguội, không sử dụng nhiệt.
- Tất cả các tấm nhúng, ống chờ hoặc các bộ phần chờ khác nằm

D

trong bê tơng vỏ ống khói phải được lắp đặt tại vị trí thiết kế trước khi
đổ bê tơng.

- Các khung gỗ của lỗ mở, tấm nhung kể trên phải được cố định
chắc chắn.
- Khi đạt đến độ cao đỉnh ống khói và đợt bê tơng cuối cùng đã
được đổ, ván khuôn phải trượt đến khi mép trên của ván khuôn phải
cao hơn hơn mức bê tông khoảng 10~15cm.
3.4.4. Tháo dỡ hệ thống ván khuôn trượt
Khi kết cấu thép sàn thào tác mái được lắp đặt, toàn bộ hệ thống
ván khuôn trượt sẽ được tháo dỡ.
a. Công tác chuẩn bị
- Chuẩn bị mặt bằng đủ rộng để đảm bảo thi cơng thuận lợi và

an tồn;


17
- Lắp đặt hàng rào tạm và biển cảnh báo xung quanh;
- Kiểm tra các thiết bị cẩu;
- Chuẩn bị cơng cụ, thiết bị, máy móc cần thiết cho q trình
tháo dỡ;
b. Quy trình tháo dỡ hệ thống ván khn trượt
- Tháo dỡ thiết bị thi công trên sàn thao tác;
- Tháo dỡ hệ thống ống dẫn dầu;
- Tháo dỡ kích thủy lực và trạm bơm dầu;
- Tháo dỡ sàn thao tác chính;
- Tháo dỡ sàn thao tác treo và sàn thao tác trong, ngoài;
- Tháo dỡ giá treo và vành gông;

C
C
R
UT.L

- Tháo dỡ các tấm ván khuôn.
3.5. Xử lý bề mặt bê tơng

D

Bề mặt bê tơng ống khói được thiết kế cần được xoa phẳng và
quét bằng nước xi măng hoặc phụ gia xử lý bề mặt phù hợp.
Trong trường hợp có khuyết tật bề mặt, các phương pháp sửa
chữa bề mặt bê tông phù hợp sẽ được áp dụng.

3.6. Công tác vận chuyển vật liệu xây dựng và nhân sự
Trong giai đoạn mới bắt đầu trượt, bê tông sẽ được nâng lên
bằng cần cẩu đặt bên ngoài ống khói.
Sau khi thi cơng đến cao độ 20m so với mặt đất, tời điện có tải
trọng 3 tấn sẽ được lắp đặt ở mặt đất bên ngồi ống khói và cách mép
vỏ ống khói 18m. Bê tơng và nhân sự sẽ di chuyển bằng tời điện này.
Một tời điện nhỏ hơn có cơng suất 500kg sẽ được lắp đặt để
nâng cốt thép và các vật tư khác như tấm nhung, cầu thang...
3.7. Các yếu tố bất lợi của thời tiết


18
Hệ thống ván khuôn trượt được thiết kế và lắp đặt đảm bảo có
thể thi cơng trọng mọi điều kiện thời tiết.
Trong trường hợp có mưa lớn, cần phải có biển pháp che chắn,
đảm bảo chất lượng bê tông trong lúc vận chuyển và lúc đổ. Nếu mưa
kéo lớn trong thời gian kéo dài, cần cân nhắc phương án tạm dừng thi
công ván khuôn trượt.
3.8. Sai số cho phép khi thi công ván khuôn trượt
Dung sai xây dựng cho phép của kết cấu ống khói bê tơng cốt
thép được quy định trong Tiêu chuẩn ACI 307-08 và được tóm tắt sau
đây:
3.8.1. Đường kính ngồi

C
C
R
UT.L

3.8.2. Chiều dày vỏ ống khói

3.8.3. Lỗ mở và tấm nhúng

D

3.8.4. Sai số cho phép theo phương đứng của tâm vỏ ống khói
3.8.5. Chiều dày bê tơng bảo vệ
3.8.6. Chiều cao tổng thể
3.9. Kết luận Chương 3
Chương 3 của Đề tài đã trình bày một biện pháp thi công cụ thể,
được tham khảo từ việc thi công thực tế của một nhà thầu quốc tế. Việc
lựa chọn biện pháp thi cơng phù hợp u cầu phải có đánh giá tổng
qt các yếu tố của cơng trình và có sự đối chiếu của các tài liệu, tiêu
chuẩn về thi cơng cơng trình xây dựng liên quan.
Chương 4 sẽ đưa ra các đánh giá về giải pháp thiết kế và biện
pháp thi công, cũng như đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thực hiện.


19
CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ BIỆN
PHÁP THI CÔNG
4.1 Đánh giá phương án thiết kế kết cấu vỏ ống khói BTCT NMNĐ
Vĩnh Tân 4 mở rộng
4.1.1. Về mức độ đáp ứng của cơng trình với mục đích sử dụng
Với mục đích là kết cấu đỡ ống dẫn khói, kết cấu khung để lắp
đặt các thiết bị cơng nghệ và kết cấu bao che, bảo vệ cho hoạt động
vận hành của hệ thống thiết bị, phương án thiết kế kết cấu vỏ ống khói
BTCT đã đáp ứng mục đích sử dụng đề ra của cơng trình.
4.1.2. Về độ bền của cơng trình

C

C
R
UT.L

Độ bền của cơng trình được tính toán và kiểm tra theo đầy đủ
các yêu cầu đã được nêu trong Tiêu chuẩn ACI 307-08.

D

4.1.3. Về độ ổn định cơng trình

Phương án thiết kế đã tính tốn và kiểm tra chuyển vị đỉnh và
biến dạng của kết cấu vỏ ống khói BTCT. Các giá trị này đều đáp ứng
được các yêu cầu được nêu trong Tiêu chuẩn ACI 307-08.
4.1.4. Một số lưu ý và đề xuất để nâng cao hiệu quả thực hiện
a. Ảnh hưởng của các yêu cầu công nghệ đến giải pháp thiết kế kết cấu
vỏ ống khói BTCT NMNĐ
Các u cầu cơng nghệ ảnh hưởng quan trọng đến việc lựa chọn
giải pháp thiết kế.
b. Lựa chọn các loại vật liệu xây dựng
Các vật liệu chính của kết cấu vỏ ống khói BTCT là bê tơng và
cốt thép. Việc lựa chọn thông số các vật liệu này phải vừa đảm bảo các
yêu cầu được nêu trong Tiêu chuẩn ACI 307-08, vừa đảm bảo tính kinh


20
tế, khả năng cung cấp ở địa phương và đảm bảo các yêu cầu cấu tạo
của kết cấu vỏ ống khói BTCT theo Tiêu chuẩn ACI 307-08.
c. Lựa chọn các tiêu chuẩn tính tốn tải trọng và tổ hợp tải trọng
Theo Tiêu chuẩn ACI 307-08, tải trọng và tổ hợp tải trọng được

hướng dẫn tính tốn khá cụ thể và động bộ, dựa trên Tiêu chuẩn ASCE
7-05.
d. Lựa chọn phương pháp tính tốn
Sử dụng phù hợp các phương pháp như phương pháp lý thuyết
để tính tốn các loại tải trọng, kiểm tra cường độ của từng tiết diện và
phương pháp mô phỏng số để xác định tần số dao động riêng, kiểm tra
ổn định cơng trình là phù hợp, đảm bảo hiệu quả và có độ tin cậy cao.

C
C
R
UT.L

4.2 Đánh giá phương án biện pháp thi công kết cấu vỏ ống khói
BTCT NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng

D

4.2.1. Về sự đảm bảo chất lượng cơng trình

Trong các biện pháp thi cơng phổ biến hiện nay, thi cơng vỏ ống
khói BTCT theo phương pháp ván khuôn trượt là phương án đảm bảo
về chất lượng cơng trình nhất.
4.2.2. Về tiến độ thi công
Thời gian thi công hệ thống ván khuôn trượt ngắn hơn đáng kể
so với các phương pháp thi công khác.
4.2.3. So sánh với Tiêu chuẩn TCVN 9342:2012
Phương án biện pháp thi cơng vỏ ống khói BTCT NMNĐ Vĩnh
Tân 4 mở rộng được lập dựa trên các yêu cầu chung của Tiêu chuẩn
ACI 307-08 và các yêu cầu cụ thể của Tiêu chuẩn ACI 347-04. Các

21
yêu cầu kỹ thuật của phương án này tương tự và phù hợp với Tiêu
chuẩn TCVN 9342:2012.
4.2.4. Một số đặc điểm riêng của biện pháp thi cơng ống khói
BTCT NMNĐ
Với các đặc điểm của cơng trình vỏ ống khói BTCT NMNĐ,
phương án thi cơng đã trình bày có một số đặc điểm riêng như sau:
- Chiều cao cơng trình lớn;
- Chiều dày và đường kính vỏ ống khói thay đổi liên tục theo
chiều cao;
- Các chi tiết thiết kế đặc biệt của kết cấu ống khói BTCT.
4.3. Kết luận Chương 4

C
C
R
UT.L

Chương 4 của Đề tài đã khái quát được các đặc điểm nối bật của
phương án thiết kế và biện pháp thi cơng vỏ ống khói BTCT của một

D

cơng trình cụ thể và đưa ra được các nhận xét trong quá trình thực hiện.
Một số so sánh, đối chiếu với các giải pháp phổ biến khác hoặc các
tiêu chuẩn, tài liệu cũng được đưa ra nhằm đem lại gốc nhìn tổng qt
hơn. Từ đó, Đề tài mang tính khách quan và có thể được áp dụng cho
các cơng trình cụ thể khác.

22
KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu nêu trên, tác giả đã khái quát được một
giải pháp thiết kế và biện pháp thi công cụ thể cho công trình ống khói
NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng.
Cơng tác lập phương án thiết kế bao gồm các công việc cụ thể
sau: tổng hợp các yêu cầu về công năng, công nghệ của cơng trình; thu
thập các số liệu về địa hình, địa chất, khí tượng, thủy văn tại khu vực
dự án; thu thập và tổng hợp các vật tư, vật liệu cần thiết, phù hợp để
thi công; lựa chọn sơ bộ kích thước hệ kết cấu ống khói; xác định các
loại tải trọng tác dụng lên cơng trình; tính tốn và kiểm tra các điều
kiện về cường độ và ổn định cơng trình.
Cơng tác lập biện pháp thi cơng phụ thuộc vào việc lựa chọn
công nghệ thi công. Đối với công nghệ thi công ván khuôn trượt, biện
pháp thi công phải đưa ra được các đặc điểm sau: sự phù hợp và đảm
bảo của thiết bị, kết cấu ván khuôn trượt; quy trình thi cơng cụ thể; các
quy định về đảm bảo an tồn thi cơng; các u cầu về kỹ thuật, chất
lượng cơng trình; lập kế hoạch cho những sự cố trong khi thi công...
Từ các nội dung trên, tác giả cũng đưa ra một số đặc trưng riêng
cho của kết cấu vỏ ống khói BTCT NMNĐ và đề xuất các giải pháp
nâng cao hiệu quả thực hiện để có thể dễ dàng áp dụng cho các cơng
trình khác.
2. Kiến nghị
Giải pháp thiết kế và biện pháp thi công được thực hiện hoàn
toàn dựa trên các tiêu chuẩn nước ngồi, trong khi đó, các tiêu chuẩn
Việt Nam như TCVN 2737:1995, TCVN 5574:2018 hay TCVN
9342:2012 cũng đã có các nội dung liên quan. Để Đề tài có tính thực

tiễn và áp dụng cao hơn, tác giả kiến nghị cần xây dựng quy trình
hướng dẫn tính tốn cụ thể cho kết cấu vỏ ống khói BTCT NMNĐ,
làm cơ sở để lựa chọn các giải pháp kết cấu và biện pháp thi cơng phù
hợp cho kết cấu vỏ ống khói NMNĐ.

D

C
C
R
UT.L