Thiết kê môn học xây dựng cầu

Ván khuôn được bố trí như sau: trong là ván lát ghép đứng, ngoài nẹp ngang, ngoài cùng là nẹp đứng.. Tính, chọn khoảng cách thanh nẹp ngang.. Tính, chọn khoảng cách giữa các nẹp đứng.. K

THIẾT KÊ MÔN HỌC XÂY DỰNG CẦU

A ĐỀ BÀI Cho trụ cầu mặt căt như hình vẽ:

A - A

a R1.50

b c

Dùng máy bơm bê tông để đổ, đầm bê tông bằng đầm dùi

Yêu cầu :

1 - Tính toán khối lượng bê tông kết cấu đã cho

2 - Tính toán lựa chọn máy trộn bê tông

3 - Tính toán bố trí ván khuôn kết cấu đã cho ( có hình vẽ)

4 - Trình bày trình tự thi công

Cho biết khối lượng cốt thép có trung bình bằng 150kg/m3 bê tông

B THUYẾT MINH

I Tính khối lượng bê tông kết cấu:

Thể tích toàn kết cấu:

V kc=[4.5 2,5+(3 6+3

2 π

4 ).8]=260 , 5m3

Ta có :

3 3

1875 /

150 /

t tb t

kg m

kg m









Vậy khối lượng bê tông cần cho kết cấu:

V b=Vkc−

γ t tb

γ V kc=260 , 5−150

1875 260 , 5=239 , 66m

3

II Tính toán lựa chọn số máy trộn:

1.Lựa chọn sơ bộ:

- Chiều dày mỗi lớp đổ là: d

- Công suất máy trộn:  e

- Thời gian ninh kết của bê tông: t  n 90phút

- Thời gian vận chuyển bê tông: t  vc 15phút

2 Tính và chọn số máy trộn:

a Tính cho phần bệ trụ

- Tốc độ đổ bê tông trong 1 giờ:

Q= 1,25 a F

t n−t vc =

1 ,25 0,2.( 4 5 ) 90−15 60

=4 m3/h

Trong đó: - a: chiều cao mỗi lớp đổ

- F: diện tích bề mặt ngang khối đổ

- Số máy trộn cần thiết:

n=

Q

ω=

4

5=0,8

Ta chọn n = 1 máy

Công suất trộn thực tế trong 1 giờ: Q=1.5=5m3/h

b Tính cho phần thân trụ

- Tốc độ đổ bê tông trong 1 giờ:

Q= 1,25 a F

t n−tvc =

1,25.0,2.(3.6+32 π

4 )

90−15 60

=5,01m3/h

Trong đó: - a: chiều cao mỗi lớp đổ

- F: diện tích bề mặt ngang khối đổ

- Số máy trộn cần thiết:

n=

Q

ω=

5, 01

5 =1, 002

Ta chọn n = 2 máy

Công suất trộn thực tế trong 1 giờ: Q=2.5=10m3/h

III Tính toán ván khuôn.

Ván khuôn được bố trí như sau: trong là ván lát ghép đứng, ngoài nẹp ngang, ngoài cùng là nẹp đứng

Ván khuôn làm bằng gỗ có cường độ chịu uốn R u 160kg cm/ 2

Môđuyn đàn hồi của ván khuôn E= 105kg cm/ 2

Độ võng cho phép của ván và nẹp là

1 400

f l

 



 

 

1 Lựa chọn sơ bộ kích thước ván khuôn.

a Ván lát:

b Thanh nẹp ngang có tiết diện hình vuông b  = 12x12 cm

c Thanh nẹp đứng có tiết diện hình vuông b . = 10x10 cm

2 Tính toán ván khuôn phần bệ trụ

Chiều cao bê tông đổ được trong 4 giờ thực tế:

h=4 h0=4 (ω.N F )=4 (5 45 2 )=2 m

- Áp lực ngang của vữa bê tông mới đổ vào thành ván khuôn:

Do h= 1,6m >R t= 0,75 m (bán kính tác dụng của đầm dùi)

2

- Áp lực ngang do chấn động phát sinh khi đổ bê tông vào ván thành: Do đổ bê tông bằng máy bơm, tra bảng 3.2 ta có:

P xk 200Kg m/ 2

a Tính, chọn khoảng cách thanh nẹp ngang

- Áp lực ngang rải đều của bê tông tác dụng lên mặt ván thành:

+ Áp lực ngang tiêu chuẩn, áp dụng công thức:

P td

tc

=[2h−R t

2 ] p b

h =

[2 2−0 , 752 ] 1875

2 =1523 , 43 Kg/m

2 + Áp lực ngang tính toán, áp dụng công thức:

P td tt=n [P td tc+P xk]=1,3 [1523 , 43+200] =2240 , 459 Kg/m2

Trong đó: n: hệ số tải trọng

- Theo điều kiện cường độ:

σ = 3 P td

tt l2

5 δ2 ≤R u

⇒l≤√R u .5 δ2

3 p td tt =√160 104 5 (0 , 05)2

- Theo điều kiện độ cứng:

f

l =

P td tc .l3

8 E δ3≤[l f ]

⇒l≤

3

√8 E δ3.[l f ]

p td tc =

3

√8 105 104.(0 , 05)3.[1400]

Từ điều kiện cường độ và độ cứng ta chọn nhịp tính toán của ván lát l = 0,83 m

b Tính, chọn khoảng cách giữa các nẹp đứng

Khoảng cách giữa các nẹp đứng chính là nhịp tính toán của nẹp ngang Như vậy ta cần xác định nhịp tính toán giữa các nẹp ngang, chính là a

- Tải trọng rải đều tác dụng lên nẹp ngang :

+ Tải trọng tiêu chuẩn, áp dụng công thức:

P n

tc

=P td tc.h.(1−0,25.h)

2.(1−0,25.2)

+ Tải trọng tính toán, áp dụng công thức:

P n

tt=P td tt.h.(1−0,25h)

2.(1−0 ,25 2)

- Khoảng cách giữa các nẹp đứng:

+ Theo điều kiện cường độ

σ = M n

W n=

3 P n tt a2

5 b δ n2 ≤R u

⇒a≤√5 b δ n2 R u

3 P n tt =√5 0 , 12.(012 )2.160 104

3 2699 , 44 =1 , 30 m

+ Theo điều kiện độ cứng

f

l =

P n tc a3

8 E b δ n3≤[l f ]

3

√8 E b δ n3 [f l ]

3

√8 105.104 0 , 12 0 , 123.1

400

Từ điều kiện cường độ và độ cứng ta chọn khoảng cách giữa các thanh nẹp đứng a = 1,00 m

3 Tính toán ván khuôn phần thân trụ

- Chiều cao bê tông đổ được trong 4 giờ thực tế:

h=4.h0=4 ( ω.N F ) =4.

( 5.4+ 5.2 32.π

4 ) = 1,47 m

- Áp lực ngang tĩnh của vữa bê tông mới đổ vào thành ván thành:

Do h = 1,47m >R t 0,75m( bán kính tác dụng của đầm dùi)

 P b 2500.R t 2500.0,75 1875 Kg m/ 2

- Áp lực ngang do chấn động phát sinh khi đổ bê tông vào ván thành Do đổ bê tông bằng máy bơm, tra bảng 3.2 ta có:

P xk 200Kg m/ 2

a Tính, chọn khoảng cách thanh nẹp ngang

- Áp lực ngang rải đều của bê tông tác dụng lên mặt ván thành + Áp lực ngang tiêu chuẩn, áp dụng công thức:

P td

tc=[2h−R t

2 ] P b

h =

[2 1 , 47−0 , 752 ] 1875

1 , 47 =13996 , 68 Kg/m

2

+ Áp lực ngang tính toán, áp dụng công thức:

P td tt=n [P td tc+P xk]=1,3 [ 1396 , 68+200 ]=2075 , 68 Kg/m2

Trong đó: n: hệ số tải trọng

- Theo điều kiện cường độ:

σ =

3 p

tdtt

5 δ2 <R U

=>l≤√R U .5 δ2

3 P td tt =√160 10 4 5 (0 05 ) 2

- Theo điều kiện độ cứng:

f

l =

P td tt l3

8 E δ3 ≤[l f ]

=>l≤

3

√8 E δ3.[l f ]

P td tt =

3

√8 105.104.(0 05)3.[1400]

Từ điều kiện cường độ và độ cứng ta chọn nhịp tính toán của ván lát l = 1,00 m

b Tính, chọn khoảng cách giữa các nẹp đứng

Khoảng cách giữa các nẹp đứng chính là nhịp tính toán của nẹp ngang Như vậy ta cần xác định nhịp tính toán giữa các nẹp ngang, chính là a

- Tải trọng rải đều tác dụng lên nẹp ngang :

+ Tải trọng tiêu chuẩn, áp dụng công thức:

P n tc=P td tc.h.(1−0.25h)

2(1−0,25.2)

+ Tải trọng tính toán, áp dụng công thức:

P n tt=P td tt h(1−0.25h)

2240,459.2.(1−0.25.2)

Khoảng cách giữa các nẹp đứng:

+ Theo điều kiện cường độ

σ = M m

W n =

3 P n tt a2

5 b δ n2 ≤R u

=> a≤√5 b δ n2 R u

3 P n tt ≤√5 0 12.(0 12) 2 160 10 4

+ Theo điều kiện độ cứng

f

l =

P n tc .a3

8 E b δ3≤[l f ]

=>

3

√8 E b.δ n3.[f l ]

P n tc =

3

√8 105.104 0, 12.( 0 12)3.1

400

Từ điều kiện cường độ và độ cứng ta chọn khoảng cách giữa các thanh nẹp đứng a = 1,00 m

IV Kiểm toán ván khuôn.

1 Kiểm toán ván khuôn phần bệ trụ.

a.Ván lát

- Theo điều kiện cường độ:

σ = 3 P td

tt l2

5 δ2 =

3 2075 , 68 0 822

5 0 , 052 =334964 , 9 kg/m

2

<R u=160 104kg/m2

- Theo điều kiện độ cứng:

l: khoảng cách giữa các nẹp ngang

b Thanh nẹp ngang

- Theo điều kiện cường độ:

2 2

n

3 3.2753, 78.1

W 5 . 5.0,12 0,12

tt

u n

M P a

Kg m R Kg m b





-Theo điều kiện độ cứng:

f

l=

P n tc a3

8 E b δ n3=

2240 , 459 13

8 105 104.0 , 12 (0 ,12 )3=1 , 35 10

−3

<[f l]= 1 400

a: Khoảng cách giữa các thanh nẹp đứng

c Thanh nẹp đứng

Nẹp đứng trong ván khuôn có ván lát dọc chỉ tính trong trường hợp bu lông giằng bố trí cách nút Nên trong trường hợp này không phải kiểm toán

2 Kiểm toán ván khuôn phần thân trụ.

a Ván lát

- Theo điều kiện cường độ:

σ = 3 P td

tt

l2

5 δ2 =

3 2075 , 68 12

5 (0 05 )2 =498163 , 2 kg/m

2

- Theo điều kiện độ cứng:

f

l=

p td tc l3

8 E δ3=

1396 , 34 (0 , 82)3

8 105 104.(0 05 )3=7 ,69 10

− 4

<[f l]= 1 400

l: khoảng cách giữa các nẹp ngang

b Thanh nẹp ngang

- Theo điều kiện cường độ:

σ = M N

3 P n tt a2

5 b δ n2 =

.3 2699 ,34 13

5 0 , 12.(0 , 12)2=937270 , 833 kg/m

2

<R u=160 104kg/m2

-Theo điều kiện độ cứng:

f

l =

Pn tc.a3

8.E.b.3=

1523,43.13

8.105.104.0,12.(0.12)3= 9,18.10

−4

< [ f l ] =1 ¿ 400 ¿

¿ ¿

a: Khoảng cách giữa các thanh nẹp đứng

c Thanh nẹp đứng

Nẹp đứng trong ván khuôn có ván lát dọc chỉ tính trong trường hợp bu lông giằng bố trí cách nút Nên trong trường hợp này không phải kiểm toán

V Trình tự thi công.

1 Công tác chuẩn bị trước khi đổ bê tông:

2 Sản xuất bê tông.

a Chọn thành phần bê tông

b Tính toán khối lượng và sản xuất bê tông

Công suất máy trộn 4m h3/

Chiều dày mỗi lớp đổ 50cm

Thời gian vận chuyển bê tông 15 phút

C

ninh kết của bê tông la 90 phút

Số máy trộn phần bệ trụ là 5 máy

Số máy trộn phần thân trụ là 3 máy

3 Vận chuyển, phân phối và san đầm bê tông.

a Vận chuyển bê tông

Quá trình vận chuyển bê tông không được phân tầng, mất nước vữa xi măng hay thay đổi tỷ lệ nước xi măng, thùng chứa kín khít và có bộ phận che mưa nắng

Phương pháp vận chuyển:

- Nếu thi công trụ ngoài sông

- Nếu thi công trong bờ

b Phân phối vữa bê tông

c Đầm bê tông

4 Bảo dưỡng bê tông.

5 Tháo dỡ ván khuôn.