Luận văn này được bố cục chia làm 6 chương, bao gồm các vấn đề cần thiết để đầu tư cho nhà máy sản xuất cấu kiện dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực. Từ đánh giá thị trường tiêu thụ, nguồn nguyên vật liệu, nhân công tay nghề, chính sách địa phương, để lựa chọn vị trí, địa điểm đặt nhà máy thuận lợi nhất sao cho sản xuất và phân phối sản phẩm dễ dàng. Tiếp theo là đề cập đến các đặc tính của dầm hộp, thành phần nguyên vật liệu chế tạo, công nghệ sản xuất và cách kiểm tra chất lượng sản phẩm. Ngoài ra còn giới thiệu cơ bản một vài phương pháp thi công ghép nối các phân đoạn dầm hộp tiên tiến trên thế giới.Dưới đây là các nội dung chính:•Chương 1: Tổng quan•Chương 2: Kết cấu sản phẩm•Chương 3: Công nghệ sản xuất•Chương 4: Kiểm tra chất lượng sản phẩm•Chương 5: Kỹ thuật thi công dầm hộp•Chương 6: An toàn lao động trong sản xuấtLuận văn gồm 102 trang thuyết minh và 16 bản vẽ Autocad đính kèm.(file đính kèm)
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG
MSSV : 81300358
TP Hồ Chí Minh, Tháng 12-2017
Trang 2TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
****** ******
KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN: VẬT LIỆU XÂY DỰNG
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: MAI BẢO CHÂU MSSV: 81300358 NGÀNH: VẬT LIỆU VÀ CẤU KIỆN XÂY DỰNG LỚP: XD13VL
1 Đầu đề luận văn:
THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP
DỰ ỨNG LỰC, CÔNG SUẤT 30000 M 3 BÊ TÔNG/ NĂM
2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
- Quy cách và mác bê tông đốt dầm chọn theo tiêu chuẩn hoặc tài liệu kỹ thuật hiện hành
- Thuyết minh luận văn yêu cầu ≤ 100 trang bao gồm các phần: công nghệ (70%), kết cấu đốt dầm (10%), kiểm tra chất lượng và thi công đốt dầm (15%) và các phần còn lại (5%)
- Bản vẽ LVTN yêu cầu ≥ 12 bản A1
3 Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 11/09/2017
4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 29/12/2017
5 Họ và tên người hướng dẫn: GVC.ThS CÙ KHẮC TRÚC
Nội dung và yêu cầu luận văn đã được thông báo qua Bộ Môn
Ngày……tháng 12 năm 2017
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN GVC.ThS CÙ KHẮC TRÚC
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):
Trang 3- -
Giảng viên hướng dẫn
ThS CÙ KHẮC TRÚC
Trang 4NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
- -
Giảng viên phản biện
Trang 5- -
Sau hơn 4 năm học tập và tích lũy kiến thức dưới mái trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, giờ đây em đang đứng trước cánh cửa cuối cùng của đời sinh viên: Luận văn tốt nghiệp Đây là lần “kiểm tra” sau cùng để em có thể nhận được những chỉ dẫn quý báu của thầy cô trước khi bước vào những bài kiểm tra lớn hơn trong cuộc đời
và sự nghiệp của mình
Để có thể đi đến được ngày hôm nay, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô của khoa Kỹ thuật Xây Dựng và bộ môn Vật liệu Xây Dựng trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh
Đặc biệt, em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Th.S Cù Khắc Trúc – Giáo viên hướng dẫn Thầy đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn tốt nghiệp
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và những người bạn là chỗ dựa vững chắc để em có thêm niềm tin, nỗ lực vượt qua khó khăn trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp
Trong luận văn này, tuy em đã cố gắng hết sức nhưng không thể tránh khỏi các thiếu sót Em kính mong thầy cô có thể hướng dẫn thêm về những thiếu sót đó của em Xin chúc tất cả mọi người sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong cuộc sống!
Tp Hồ Chí Minh, 29 tháng 12 năm 2017
Sinh viên
Mai Bảo Châu
Trang 6- -
Đề tài:
THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP
DỰ ỨNG LỰC, CÔNG SUẤT 30000M3 BÊ TÔNG/NĂM
Bố cục luận văn
Luận văn này được bố cục chia làm 6 chương, bao gồm các vấn đề cần thiết để đầu tư cho nhà máy sản xuất cấu kiện dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực Từ đánh giá thị trường tiêu thụ, nguồn nguyên vật liệu, nhân công tay nghề, chính sách địa phương, để lựa chọn vị trí, địa điểm đặt nhà máy thuận lợi nhất sao cho sản xuất và phân phối sản phẩm dễ dàng Tiếp theo là đề cập đến các đặc tính của dầm hộp, thành phần nguyên vật liệu chế tạo, công nghệ sản xuất và cách kiểm tra chất lượng sản phẩm Ngoài ra còn giới thiệu cơ bản một vài phương pháp thi công ghép nối các phân đoạn dầm hộp tiên tiến trên thế giới
Dưới đây là các nội dung chính:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Kết cấu sản phẩm
Chương 3: Công nghệ sản xuất
Chương 4: Kiểm tra chất lượng sản phẩm
Chương 5: Kỹ thuật thi công dầm hộp
Chương 6: An toàn lao động trong sản xuất
Luận văn gồm 102 trang thuyết minh và 16 bản vẽ Autocad đính kèm
Trang 7NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iv
LỜI CÁM ƠN v
TÓM TẮT LUẬN VĂN vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU xi
DANH SÁCH HÌNH ẢNH xiii
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 1
1.1 BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI 1
1.2 BIỆN LUẬN ĐỊA ĐIỂM ĐẶT NHÀ MÁY 2
1.2.1 Vị trí 2
1.2.2 Điều kiện tự nhiên 3
1.2.3 Cơ Sở Hạ Tầng 4
1.2.4 Nguồn nhân lực: 6
1.2.5 Nguồn cung cấp nguyên liệu: 6
1.2.6 Nguồn tiêu thụ 7
1.3 BIỆN LUẬN CÔNG SUẤT THIẾT KẾ NHÀ MÁY 7
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU SẢN PHẨM 8
2.1 GIỚI THIỆU DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 8
2.1.1 Lịch sử ra đời và tình hình phát triển dầm hộp trên thế giới 8
2.1.2 Ưu nhược điểm của dầm hộp trong cầu đường 8
2.1.3 Các công trình ứng dụng dầm hộp ở Việt Nam 9
2.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT DẦM HỘP DỰ ỨNG LỰC ĐÚC SẴN 12
2.2.1 Đặc điểm cấu tạo của loại dầm hộp 12
2.2.2 Kích thước dầm hộp 12
2.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU 14
2.3.1 Các thông số cơ bản phục vụ tính toán 14
2.3.2 Xác định nội lực dầm chủ 15
2.3.3 Tính toán cáp DƯL : 24
CHƯƠNG 3:CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 25
Trang 83.1.1 Nguyên vật liệu sản xuất 25
3.1.2 Tính cấp phối 29
3.1.3 Kế hoạch sản xuất 32
3.2 KHO CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN NGUYÊN VẬT LIỆU 35
3.2.1 Xi măng 35
3.2.2 Kho cốt liệu 40
3.2.3 Kho thép 44
3.2.4 Bãi chứa sản phẩm 47
3.3 PHÂN XƯỞNG CHẾ TẠO HỖN HỢP BÊ TÔNG 48
3.3.1 Lựa chọn quy trình công nghệ 48
3.3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm trộn bê tông 50
3.3.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 51
3.3.4 Tính toán thiết bị trong trạm trộn bê tông 52
3.3.5 Thống kê thiết bị sử dụng trong trạm trộn bê tông 58
3.4 PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG CHẾ TẠO CỐT THÉP 59
3.4.1 Sơ đồ dây chuyền công nghê phân xưởng thép 59
3.4.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 60
3.4.3 Tính toán chọn thiết bị trong phân xưởng thép 61
3.4.4 Thống kê thiết bị sử dụng cho phân xưởng thép 68
3.4.5 Tính toán diện tích phân xưởng thép 69
3.5 Phân xưởng tạo hình dầm hộp 69
3.5.1 Tổng quan công nghệ 69
3.5.2 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH DẦM HỘP 71
3.5.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ tạo hình dầm hộp 72
3.5.4 Tính toán chọn thiết bị cho phân xưởng tạo hình 78
3.5.5 Tính toán chi phí nhiệt và hơi nước dưỡng hộ [9] 82
3.5.6 Thống kê thiết bị sử dụng cho phân xưởng tạo hình 85
3.5.7 Kiểm tra sản phẩm 86
CHƯƠNG 4:KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 87
4.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỖN HỢP BÊ TÔNG 87
4.1.1 Xi măng 87
Trang 94.1.3 Nước 87
4.1.4 Tổng hàm lượng lon clo 87
4.1.5 Hỗn hợp bê tông 87
4.2 YÊU CẦU ĐỐI VỚI PHỤ GIA DÙNG CHO HỖN HỢP BÊ TÔNG 87
4.3 YÊU CẦU CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG 87
4.4 YÊU CẦU ĐỐI VỚI THÉP CỐT TRONG BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC 89
4.5 YÊU CẦU ĐỐI VỚI NEO THÉP 89
4.6 YÊU CẦU KHỐNG CHẾ ỨNG SUẤT KÉO CĂNG 89
4.7 KIỂM TRA VỀ SAI LỆCH KÍCH THƯỚC CỦA SẢN PHẨM 89
4.7.1 Thiết bị, dụng cụ 89
4.7.2 Cách tiến hành 89
4.7.3 Đánh giá kết quả 90
4.8 KIỂM TRA VỀ NGOẠI QUAN VÀ KHUYẾT TẬT SẢN PHẨM 90
4.8.1 Yêu cầu 90
4.8.2 Thiết bị, dụng cụ 91
4.8.3 Cách tiến hành 91
4.8.4 Đánh giá kết quả 91
4.9 GHI NHÃN VÀ VẬN CHUYỂN SẢN PHẨM 92
4.9.1 Ghi nhãn 92
4.9.2 Vận chuyển: 92
CHƯƠNG 5:KỸ THUẬT THI CÔNG DẦM HỘP 93
5.1 TỔNG QUAN KỸ THUẬT THI CÔNG 93
5.2 LỰA CHỌN KỸ THUẬT THI CÔNG DẦM HỘP 94
5.2.1 Hệ đà giáo chạy dưới (Underslung): 95
5.2.2 Hệ đà giáo chạy trên (Overhead): 96
5.3 TRÌNH TỰ THI CÔNG 96
5.3.1 Lắp đặt đà giáo trên nhịp đầu tiên 97
5.3.2 Lao lắp các phân đoạn dầm 98
5.3.3 Căng cáp ứng lực liên kết các phân đoạn dầm 99
5.3.4 Lao dọc đà giáo tới nhịp tiếp theo 100
CHƯƠNG 6:AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG SẢN XUẤT 101
Trang 106.1.1 Nguyên nhân do kỹ thuật: 101
6.1.2 Nguyên nhân do con người: 101
6.1.3 Nguyên nhân do môi trường: 101
6.2 Các biện pháp đề phòng: 101
6.2.1 Về mặt tổ chức: 101
6.2.2 Về phòng cháy chữa cháy: 102
6.2.3 Về môi trường: 102
6.2.4 Về điện, nước: 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO 103
PHỤ LỤC 105
PHỤ LỤC 1: ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA PCB 40 105
PHỤ LỤC 2: ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA CÁP DỰ ỨNG LỰC 107
PHỤ LỤC 3: ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA PHỤ GIA HV297 108
PHỤ LỤC 4: ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA THÉP THƯỜNG 110
PHỤ LỤC 5: DUNG SAI CHO PHÉP CỦA DẦM HỘP 111
Trang 11Bảng 2.1: Bảng số liệu thiết kế 14
Bảng 2.2: Bảng tổng hợp nội lực do Mô men : 17
Bảng 2.3: Bảng tổng hợp nội lực do Lực cắt : 18
Bảng 2.4: Bảng tổng hợp Mômen do hoạt tải 20
Bảng 2.5 Tổng hợp lực cắt do xe tải thiết kế 21
Bảng 2.6: Tổng hợp lực cắt do xe hai trục thiết kế 22
Bảng 2.7: Tổng hợp lực cắt do tải trọng làn 22
Bảng 2.8: Tổng hợp lực cắt do tải trọng người đi bộ 22
Bảng 2.9: Bảng tổng hợp nội lực do hoạt tải (xe tải HL-93+Người+TTL) 23
Bảng 2.10: Bảng tổng hợp nội lực do tĩnh tải 23
Bảng 2.11: Bảng tổng kết nội lực trong dầm chủ 24
Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ lí của các thành phần nguyên vật liệu 29
Bảng 3.3: Thành phần nguyên vật liệu cho 1 m3 bê tông 31
Bảng 3.4: Thành phần nguyên vật liệu cho 1 m3 bê tông sau diều chỉnh 32
Bảng 3.5: Công suất lý thuyết 33
Bảng 3.6: Công suất thực tế 33
Bảng 3.7: Nguyên vật liệu theo lý thuyết chưa tính hao hụt 33
Bảng 3.8: Nguyên vật liệu thực tế đã tính hao hụt 33
Bảng 3.9: Thống kê cốt thép sử dụng cho 1 dầm 34
Bảng 3.10: Thống kê chiều dài cốt thép sử dụng 34
Bảng 3.11: Thống kê khối lượng cốt thép sử dụng 34
Bảng 3.12: Các thông số kho chứa 43
Bảng 3.13: Kế hoạch dự trữ thép 46
Bảng 3.14: Lượng cốt liệu dùng trong 1h 52
Bảng 3.15: Bảng thống kê các thiết bị trong trạm trộn bê tông 58
Bảng 3.16: Thông số điểm uốn cốt thép một giờ 62
Bảng 3.17: Thông số kỹ thuật máy uốn SPECIAL 32S của PENDAX 63
Bảng 3.18: Quy cách ống nối coupler 65
Bảng 3.19: Tính năng cơ lý của ống nối 66
Bảng 3.20: Bảng thống kê thiết bị phân xưởng thép 68
Trang 12Bảng 3.23: Bảng thống kê thiết bị phân xưởng tạo hình 85
Trang 13Hình 1.1: Khu công nghiệp Biên Hoà 2
Hình 1.2: Bản đồ khu công nghiệp Biên Hòa 2 6
Hình 2.1 : Cầu Kiền (Hải Phòng) 10
Hình 2.2 : Cầu Thanh Trì (Hà Nội) 11
Hình 2.3: Cầu Bình Triệu 2 (TP Hồ Chí Minh) 11
Hình 2.4: Cầu Bến Lức (Long An) 11
Hình 2.5 : Series 2400-2 của tiêu chuẩn ASBI-AASHTO 13
Hình 3.1: Máy nén khí thông thoáng PXX –5 36
Hình 3.2: Xe autostec chở xi măng Dongfeng 38
Hình 3.3 : Kích thước silo 39
Hình 3.4: Silo xi măng 40
Hình 3.5 : Xe tải ben DEAWOO vận chuyển đá, cát 41
Hình 3.6: Mặt cắt kho cốt liệu 44
Hình 3.7: Xe tải Hino chở thép 45
Hình 3.8: Sơ đồ pakte 48
Hình 3.9: Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm trộn bê tông 50
Hình 3.10 : Bunke chứa cốt liệu 53
Hình 3.11: Băng tải 54
Hình 3.12: Xe xúc Changlin 955N 55
Hình 3.13: Máy trộn MP 1500/1000 57
Hình 3.14: Sơ đồ công nghệ phân xưởng thép 59
Hình 3.15: Máy cắt thép PEDAX 61
Hình 3.16: Máy uốn thép PENDAX 63
Hình 3.17: Máy hàn hồ quang Hồng Ký 64
Hình 3.18: Mối nối couple 65
Hình 3.19: Máy tiện ren JBG – 40K 67
Hình 3.20: Cầu trục dầm đôi 68
Hình 3.21: Dây chuyền công nghệ tạo hình 71
Hình 3.22: Đặt khung thép vào khuôn 72
Trang 14Hình 3.24 : Quá trình tạo hình 75
Hình 3.25: Biểu đồ chế độ nhiệt dưỡng hộ dầm hộp 77
Hình 3.26: Máy đầm dùi 78
Hình 3.27: Máy đầm bàn 79
Hình 3.28: Máy đầm cạnh 80
Hình 3.29: Cổng trục dầm đôi VNID 82
Hình 3.30: Nồi hơi phục vụ nhà máy 85
Hình 4.1: Khuôn lấy mẫu 88
Hình 4.2: Súng bật nảy 88
Hình 4.3: Máy siêu âm bê tông 88
Hình 5.1: Kỹ thuật thi công lắp hẫng cầu 93
Hình 5.2: Kỹ thuật thi công span – by – span 94
Hình 5.3: Kỹ thuật thi công theo underslung 95
Hình 5.4: Kỹ thuật thi công theo overhead 96
Hình 5.5: Mặt cắt ngang sơ đồ đà giáo underslung 97
Hình 5.6: Mặt cắt ngang sơ đồ đà giáo Overhead 98
Trang 15CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN 1.1 BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI
Trên thế giới, những thành tựu nghiên cứu về lý luận cũng như về phương pháp tính toán bê tông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện
bê tông cốt thép phát triển Đặc biệt là thành công của việc nghiên cứu bêtông dự ứng lực được áp dụng vào sản xuất cấu kiện đúc sẵn là một thành tựu có ý nghĩa to lớn:
- Công nghiệp hóa ngành xây dựng với thi công lắp ghép cơ giới hóa, đẩy nhanh
tốc độ xây dựng, giảm sử dụng sức lao động thủ công
- Bảo đảm kế hoạch sản xuất và chất lượng sản phẩm cũng như công trình xây
dựng
- Tiết kiệm được nguyên vật liệu bê tông, sắt thép, gỗ Tránh được hao hụt
- Cải thiện điều kiện làm việc của công nhân xây dựng, hạn chế lao động thi
công nặng nhọc, giảm lao động ngoài trời và do có cơ giới hóa các khâu của dây chuyền sản xuất mà năng suất được nâng cao
- Sử dụng cấu kiện đúc sẵn góp phần giảm giá thành công trình xây dựng
Ngày nay ở những nước phát triển, cùng với việc công nghiệp hoá ngành xây dựng,
cơ giới hoá thi công với phương pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bê tông dự ứng lực được sử dụng hết sức rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng Đối với ngành xây dựng cầu đường cũng vậy Cùng với việc luôn nghiên cứu các công nghệ thi công mới nhất, các kết cấu hợp lý và bền vững nhất, ngành xây dựng cầu đường đang dần hoàn thiện mình hơn Từ việc thay đổi tiết diện dầm như dầm I đơn giản, dầm T đơn giản đến dầm I cải tiến, dầm super – T, dầm bản rỗng … mỗi tiết diện mới được nghiên cứu
và áp dụng mới đều cải thiện và nâng cao các tính chất về chống uốn, chống xoắn, giảm tải bản thân trong sử dụng Hay như việc áp dụng công nghệ căng thép tạo ứng suất trước nhằm tăng khả năng chịu lực cho kết cấu v.v… Hiện nay, thế giới đã áp dụng thành công và rộng rãi dầm cầu mặt cắt hình hộp đi cùng với các công nghệ chế tạo và thi công tiên tiến, nâng cao đáng kể chất lượng, quy mô cũng như mặt thẩm
mỹ của nhiều công trình cầu đường
Và cũng ngay tại đất nước Việt Nam chúng ta cũng là một nước đang phát triển có tốc độ tăng trưởng một cách mạnh mẽ Đặc biệt với ngành xây dựng nước ta, một ngành cần thiết cho một đất nước đang phát triển, với một địa hình như nước ta, các
Trang 16trung tâm kinh tế đang phát triển thường là ở các tỉnh có địa hình đồng bằng có nhiều sông ngòi, kênh rạch vì vậy nhu cầu sử dụng các dầm cầu, các cấu kiện bê tông đúc sẵn rất cần thiết
Vậy chính vì những tính năng vượt trội của sản phẩm bê tông dự ứng lực đúc sẵn với các sản phẩm dầm cầu, cũng như việc nâng cao chất lượng đường xá giao thông đã
tạo nguồn hứng khởi để em quyết định chọn đề tài luận văn là: Thiết kế công nghệ sản xuất dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực Đây là đề tài mang nhiều tính chất
thực tiễn hứa hẹn tương lai tươi sáng cho hiện trạng cầu đường ở Việt Nam
1.2 BIỆN LUẬN ĐỊA ĐIỂM ĐẶT NHÀ MÁY [1]
Nhà máy sản xuất sản xuất dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực công suất 30.000m 3
bê tông/năm được chọn đặt tại Khu công nghiệp Biên Hòa 2 – quốc Lộ 1A thuộc Phường Long Bình - Tp Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai
Hình 1.1: Khu công nghiệp Biên Hoà Qua khảo sát thực tế và phân tích điều kiện tự nhiên và xã hội, nhận thấy việc chọn địa điểm để xây dưng nhà máy ở trên là hợp lý và thuận lợi vì :
1.2.1 Vị trí [1]
- KCN Biên Hòa 2 được thành lập vào năm 1995, tọa lạc ngay tại vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, nằm trên trục Quốc lộ 1A và Quốc lộ 51, gần các trung tâm thành phố lớn, các cảng biển, cảng hàng không rất thuận lợi cho việc giao thương và vận chuyển hàng hóa bằng đường bộ, đường biển và đường hàng không
- Khoảng cách đến thành phố lớn
Trang 17 Cách trung tâm Thành phố Biên Hòa 5 km
Cách trung tâm TP Hồ Chí Minh khoảng 25 km
Cách Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất: 35 km
Cách sân bay Quốc tế Long Thành: 33 km
Trang 18có thể giao lưu kinh tế với tất cả các vùng trong cả nước
- Đường giao thông và đường nội bộ hoàn chỉnh, mặt đường thảm bê tông nhựa với tải trọng (H30); hệ thống biển báo, gờ giảm tốc, vạch sơn đường, chiếu sáng dọc các tuyến đường đạt tiêu chuẩn
1.2.3.2 Điện
- Hệ thống cấp điện đã xây dựng đạt 100% tại các tuyến đường giao thông theo quy hoạch với trạm điện 110 KV công suất 126 MVA Nguồn điện cung cấp
Trang 19ổn định từ Công ty Điện lực Đồng Nai, đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng KCN Biên Hòa 2
1.2.3.3 Nước
- Nguồn nước dồi dào từ Nhà máy nước Thiện Tân cùng 03 bể chứa với tổng thể tích 12.000 m3 và 02 Trạm bơm tăng áp có công suất 15.000 m3/ngày và 10.000 m3/ngày, đảm bảo cung cấp nước đầy đủ về áp lực và lưu lượng với công suất cung cấp khoảng 25.000 m3/ngày
1.2.3.4 Thông tin liên lạc
- Hệ thống cáp điện thoại lắp đặt tới ranh giới các lô đất và cung cấp đầy đủ theo nhu cầu khách hàng, không giới hạn số lượng Hệ thống cáp quang có thể nối kết với các ứng dụng viễn thông và hệ thống kênh thuê riêng Tổng đài điện thoại IDD, VoIP, ADSL
m3/ngày đêm
1.2.3.7 Tiện ích công cộng
- Ngân hàng: Ngoại thương (trong KCN), Công thương, Nông nghiệp & Phát triển nông thôn (cách KCN 500 m)
- Ban Quản lý các KCN tỉnh Đồng Nai trong KCN
- Bưu điện trong KCN
- Hải quan trong KCN
- Trạm PCCC KCN (Công an PCCC)
- Đồn Công an KCN
- Trường dạy nghề (Trường Cao đẳng và Quản trị Sonadezi)
Trang 20- Bãi đậu xe (Bãi đậu xe của Công ty Vĩnh Phú, Bãi đậu xe của Ôtô Trường Hải)
1.2.5 Nguồn cung cấp nguyên liệu:
- Xi măng: Sử dụng xi măng Nghi Sơn PCB40, vận chuyển về bằng autotec
Cách nhà máy khoảng 47 km
- Thép thường và cáp dự ứng lực: Sử dụng thép của nhà máy thép Sun Steel
(Tân Đông Hiệp, Dĩ An, Bình Dương) được mua và vận chuyển 13 km về nhà máy bằng xe tải
Trang 21- Nước: Sử dụng nước ở nhà máy cấp nước khu Công Nghiệp Biên Hòa 2 cung
cấp
- Cốt liệu nhỏ (cát): chọn tại mỏ cát phía Bắc cầu Đồng Nai cách nhà máy 34
km, kéo dàix từ Bến Trâu (Tân Uyên) đến cầu Đồng Nai, nơi sông Đồng Nai chảy trên đồng bằng ngập lụt Các thân cát có dạng kéo dài, dày 5-15 m Kích thước hạt cát trung bình đến thô, cát rất sạch, có màu vàng, xám vàng, không
bị nhiễm mặn, ít lần tạp chất được mua và vận chuyển bằng xe ben về kho chứa
- Cốt liệu lớn (đá): chọn tại mỏ đá Hóa An (một trong những mỏ đá có chất
lượng tốt nhất hiện nay ở phía Nam) thuộc Công ty Cổ Phần Hóa An, cách nhà máy khoảng 10km, gần trục lộ chính, gần sông Đồng Nai, thuận tiện cho việc vận chuyển sản phẩm bằng đường bộ, đường sông
- Phụ gia: sử dụng phụ gia Bifi HV297, nhập hàng tại đại lý Tòa Nhà Ipc, 1489
Nguyễn Văn Linh, Quận 7, Hồ Chí Minh cách nhà máy 34 km
1.2.6 Nguồn tiêu thụ
- Khu vực công nghiệp Biên Hòa 2 và các huyện trong tỉnh Đồng Nai như Long Khánh, Cẩm Mỹ, Long Thành, Xuân Lộc, Định Quán nơi có con sông Đồng Nai chảy qua
- Các huyện của tỉnh Bình Dương
- Tp Hồ Chí Minh
- Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu
- Các tỉnh miền Tây
1.3 BIỆN LUẬN CÔNG SUẤT THIẾT KẾ NHÀ MÁY
Trước sự phát triển nhanh chóng về cơ sở hạ tầng giao thông của miền Nam nói riêng
và cả nước nói chung thì việc đáp ứng kịp thời về nguồn vật tư và những cấu kiện đúc sẵn đảm bảo chất lượng là vấn đề khá cấp bách
Cụ thể, những dự án đường cao tốc trong tương lai nối liền các tỉnh lại với nhau, những cầu vượt trong đô thị… đang thi nhau mọc lên nhằm đảm bảo nhu cầu đi lại,
do đó việc mở nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn sản xuất dầm hộp
là hoàn toàn cần thiết Vì đặc thù thi công cầu đường tốn thời gian khá lâu so với những công trình dân dụng khác nên nhà máy chọn công suất không cần lớn lắm là
đủ để đáp ứng nhu cầu Chính vì vậy chọn công suất nhà máy là 30000 m3 BT/năm
và có thể tăng năng suất khi cần thiết sau này
Trang 22CHƯƠNG 2:
KẾT CẤU SẢN PHẨM 2.1 GIỚI THIỆU DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
2.1.1 Lịch sử ra đời và tình hình phát triển dầm hộp trên thế giới
Trong những năm gần đây, sự tiến bộ vượt bậc về khoa học kỹ thuật đã ảnh hưởng rất lớn đến với ngành xây dựng cơ bản Ngành khoa học cầu đường Việt Nam đang trên đường hội nhập với khu vực và thế giới Sự cải tiến không ngừng công nghệ trong nước với việc tiếp thu và chuyển giao công nghệ mới trong thiết kế và xây dựng các công trình giao thông trong những năm qua đã phát triển rực rỡ Quá trình phát triển đó là sự biến đổi về hình thức kết cấu nhằm đạt được những hiệu quả tiết kiệm
về vật liệu và công nghệ thi công đơn giản cơ giới hóa Đó là sự biến đổi về kết cấu sau:
- Kết cấu bản trực giao
- Kết cấu thép – bê tông cốt thép liên hợp
- Kết cấu ứng suất trước – nhịp đơn giản (tiết diện I, T, Super-T )
- Kết cấu tiết diện hộp đúc sẵn
- Các sơ đồ cầu treo kết hợp dây văng – kết cấu ứng suất trước
Dầm hộp hiện đang là loại dầm được phát triển thiết kế và thi công rất nhiều trong vài năm trở lại đây Ưu nhược điểm của loại dầm hộp này sẽ xem xét kỹ ở phần dưới Dầm hộp nhịp giản đơn được phát triển với các nhịp có chiều dài từ 30 45m
2.1.2 Ưu nhược điểm của dầm hộp trong cầu đường
2.1.2.1 Ưu điểm
- Rút ngắn thời gian thi công đáng kể
- Mặt cắt hộp có bản đáy rộng nên diện tích bản bê tông hoàn toàn cần bằng với
khả năng chịu lức của cáo UST, vì giá trị cánh tay đòn lớn
- Đặc trưng cấu tạo hình học của dầm hộp giúp dầm chịu uốn và xoắn tốt hơn
hẳn so với dầm T hay super T
- Tải trọng bản thân của dầm cũng giảm đi đáng kể, nhờ đó mà chiều dài nhịp
cầu được tăng lên Với dầm hộp, nhịp cầu có thể từ 35 – 200 m tùy vào phương pháp thi công, chiều cao dầm…
Trang 23Chính khả năng vượt nhịp lớn sẽ tạo được không gian dưới cầu lớn, thuận tiện cho khả năng di chuyển của tàu bè hay tại các nút giao thông trong đô thị Ngoài ra còn phù hợp cho việc thiết kế đường cao tốc, cung đường qua núi, đèo… nhằm tránh sạt
lở Cùng với tính thẩm mỹ và khả năng thi công nhanh chóng, công trình sử dụng dầm hộp đang là xu hướng thiết kế phổ biến cho những công trình cầu vượt trong đô thị vì khả năng đáp ứng được tiến độ thi công nhanh, giảm nguy cơ ùn tắt giao thông
2.1.2.2 Khuyết điểm :
- Vì đặc trưng về hình dạng nên việc thiết kế và tạo hình sản phẩm cũng phức
tạp hơn, yêu cầu sự nghiêm ngặt về dây chuyền công nghệ
- Việc tạo hình đỏi hỏi sự chính xác cao, đồng thời quá trình lắp ráp sản phẩm
vào công trình khá phức tạp nên đòi hỏi đội ngũ kĩ thuật có tay nghề cao và kỉ luật
- Đòi hỏi quá trình khảo sát địa chất, thiết kế chống lún kĩ càng vì tính chính
xác hình học yêu cầu cao, không chấp nhận bất cứ sai lệch nào quá phạm vi cho phép
2.1.3 Các công trình ứng dụng dầm hộp ở Việt Nam
Công nghê chế tạo, lắp đặt dầm hộp dự ứng lực đúc sẵn là công nghệ hàng đầu được
áp dụng tại các nước có kỹ thuật xây dựng cầu đường cao Tại Việt Nam, công trình cầu Kiền (Hải Phòng) thuộc dự án cải tạo nâng cấp QL 10, là công trình đầu tiên áp dụng phương pháp này thành công Công nghệ này mang đến nhiều ưu điểm, trong
đó nổi bật nhất là rút ngắn thời gian thi công, việc quản lí chất lượng thi công tốt hơn
và giảm chi phí cho công trình
Trang 24Hình 2.1 : Cầu Kiền (Hải Phòng) Cầu Kiền là gói thầu cuối cùng được đấu thầu trong số 11 gói thầu xây lắp của QL
10 Vì vậy thời gian thi công dự tính ban đầu là 30 tháng phải giảm xuống còn 24 tháng để toàn bộ dự án QL 10 có thể hoàn thành trước khi hết hiệu lực Hiệp định vay vốn tháng 7/2003 Trong khoảng thời gian bị khống chế đó, thi công kết cấu phần dưới lại còn bị chậm 9 tháng so với tiến độ, nên áp lực rất nặng nề
Tuy nhiên với phương pháp dầm hộp đúc sẵn thì việc chế tạo dầm có thể tiến hành đồng thời với việc thi công kết cấu phần dưới, ngay khi chưa triển khai thi công trụ tháp dây văng, do đó thời gian thi công có thể tiết kiệm được đáng kể Tổng thời gian lắp dầm chỉ mất 115 ngày
Từ thành công của cầu Kiền, việc sử dụng dầm hộp dự ứng lực trong xây dựng đã được áp dụng rộng rãi ở một số công trình:
- Cầu Phú Lương (Hải Dương)
- Cầu Thanh Trì (Hà Nội)
- Cầu Bến Lức (Long An)
- Cầu Bình Triệu 2 (TP HCM)
- Cầu Cát Lái 2 (Đồng Nai)
Trang 25Hình 2.2 : Cầu Thanh Trì (Hà Nội)
Hình 2.3: Cầu Bình Triệu 2 (TP Hồ Chí Minh)
Hình 2.4: Cầu Bến Lức (Long An)
Trang 26- Vật liệu thép ứng suất trước dùng các bó cáp 12 tao đường kính 12.7mm, hoặc
15.2mm có cường độ kéo đứt 1860 MPa.[2]
2.2.2 Kích thước dầm hộp [3]:
Được lấy theo tiêu chuẩn ASBI-AASHTO Để đa dạng hoá về mặt sản phẩm nhà máy chấp nhận sản xuất theo kích thước mà đơn vị thiết kế yêu cầu, nhà máy chỉ chủ động sản xuất một module phổ biến hiện nay là series 2400-2 cho cho nhịp từ 30.5 – 61m
Trang 27Hình 2.5 : Series 2400-2 của tiêu chuẩn ASBI-AASHTO
Trang 282.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU
2.3.1 Các thông số cơ bản phục vụ tính toán
2.3.1.1 Số liệu thiết kế
10 Công nghệ tạo DƯL cho dầm chủ Kéo sau
Bảng 2.1: Bảng số liệu thiết kế
2.3.1.2 Thông số vật liệu
a) Bê tông:
- Tỷ trọng của bêtông c = 25 kN/m3
- Cường độ chịu nén quy định ở tuổi 28 ngày fc’ = 50 Mpa
- Cường độ chịu nén của bê tông tạo ứng suất trước fci’ = 45 Mpa
- Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông fr = 4,455 Mpa
Trang 29- Mô đun đàn hồi Ec = 38007 Mpa
- Thép có độ chùng thấp của hãng VSL: ASTM A416 Grade 270
- Cáp 12.7 mm theo tiêu chuấn ASTM
- Ứng suất trong cốt thép DƯL khi kích: f
- Cấp của thép: 270
- Giới hạn chảy của cốt thép DƯL: fpy=1674 Mpa
- Diện tích một tao cáp danh định 7 sợi là: S = 98.7 mm
- Giới hạn bền tối thiểu của thép thanh fb = 600 Mpa
- Giới hạn chảy tối thiểu của thép thanh fy = 400 Mpa
- Mô đun đàn hồi của thép Es = 200000 Mpa
043
Trang 30gDC1 = cA = 25 x 6.597=164.925 kN/m Trong đó :
c : Trọng lượng riêng bêtông (25kN/m3)A: Diện tích mặt cắt ngang dầm tại các mặt cắt (m2)
- Tải trọng do lan can
Ta sử dụng loại lan can theo tiêu chuẩn AASHTO :
:Diện tích đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt đang xét
+ :Diện tích đường ảnh hưởng lực cắt dương tại mặt cắt đang xét
- :Diện tích đường ảnh hưởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét
:Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d và tầm quan trọng khai thác xác định theo TCN 1.3.2, = i D R ≥0,95
Trang 31Trong đó
D : Hệ số liên quan đến tính dẻo (theo TCN 1.3.3)
R : Hệ số liên quan đến tính dư (theo TCN 1.3.4)
i : Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác (theo TCN 1.3.3)
Trang 32Đường ảnh hưởng Lực cắt tai các mặt cắt :
Trang 332.3.2.3 Xác định nội lực dầm chủ do hoạt tải :
2.3.2.3.1 Hoạt tải xe ôtô và qui tắc xếp tải [11, 3.6.1.3]
Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cự ly trục bánh thay đổi
- Với hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế
Tải trọng người đi bộ (PL) là 3kN/m2 phân bố trên 1,5m nên tải trọng rải đều của người đi bộ là : 3 x 1.5=4.5 kN/m và phải tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế
- Sơ đồ tính : Sơ đồ tính của dầm chủ là dầm giản đơn nên khoảng cách giữa các trục của xe tải thiết kế trong đa số các trường hợp đều lấy =4.3m
- Cách xếp tải xe lên đường ảnh hưởng: Xếp xe sao cho hợp lực của các trục xe
và trục xe gần nhất cách đều tung độ lớn nhất của đường ảnh hưởng
Trang 36Bảng 2.7: Tổng hợp lực cắt do tải trọng lànMặt cắt wi (m2) Pi (KN/m) V (KN)
MLL: Mômen do hoạt tải tác dụng lên 1 dầm chủ (đã tính hệ số phân bố ngang)
MU: Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa
VU: Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa
Bảng 2.6: Tổng hợp lực cắt do xe hai trục thiết kế Mặt cắt y1 (m) y2 (m) P1 (KN) P2 (KN) V (KN)
Trang 37P : Xác định ở mục 1.3.2
: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác
định theo Điều 1.3.2 :=iDR 0.95
Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0.95 (theo Điều 1.3.3)
Hệ số liên quan đến tính dư R = 0.95(theo Điều 1.3.4)
Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác i = 1.05 (theo Điều 1.3.5) = 0.95
IM = Hệ số xung kích IM = 25% Theo Điều 3.4.1-1
- Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng:
MU=M DC1 + M DC2 + M DW +MLL+IM + MDN
VU= VDC1 + V DC2 + V DW +VLL+IM + VDN Bảng 2.9: Bảng tổng hợp nội lực do hoạt tải (xe tải HL-93+Người+TTL)
Trang 38Aps : diện tích mặt cắt ngang cốt thép DƯL
Apsg : diện tích mặt cắt ngang cốt thép DƯL tính theo kinh nghiệm
- Có thể tính gần đúng diện tích cốt thép theo công thức kinh nghiệm sau :
Trang 39CHƯƠNG 3:
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 3.1 CẤP PHỐI BÊ TÔNG VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1.1 Nguyên vật liệu sản xuất
3.1.1.1 Cốt liệu nhỏ (cát):
Ta dùng cát thô thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 7570 – 2006 : “Cốt liệu cho
bê tông và vữa-Yêu cầu kỹ thuật” Cát dùng trong sản xuất phải đảm bảo các yêu cầu sau
- Lượng bụi, bùn sét trong cát ≤ 1.5% (vì cấp độ bền BT là B40)
3.1.1.2 Cốt liệu lớn (đá):
Ta sử dụng đá dăm kích thước 1x2 cm, thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN
7570 – 2006: “Cốt liệu cho bê tông và vữa-Yêu cầu kỹ thuật” Đá dùng trong sản xuất phải đảm bảo các yêu cầu sau
- Đường kính Dmax = 20 mm
- Hàm lượng bụi, bùn sét ≤ 1% (cấp bê tông cao hơn B30)
- Mác đá dăm gốc có độ nén dập trong xi lanh không nhỏ hơn 2 lần mác bê tông
- Hàm lượng hạt thoi dẹt không được lớn hơn 15% (cấp bê tông cao hơn B30)
- Thành phần hạt nằm trong vùng phạm vi cho phép
Đá dăm trước khi đưa vào sử dụng được lấy mẫu thí nghiệm hàng ngày và theo từng lô
đá được giao Nếu có thay đổi hay kết quả không phù hợp chỉ tiêu nêu trên thì không được dùng để trộn bê tông mà phải báo ngay cho nhà cung cấp để kịp thời điều chỉnh và
xử lý hoặc đổi nhà cung cấp
Trang 403.1.1.3 Xi măng:
Xi măng sử dụng là loại xi măng portland hỗn hợp(PCB) và phải thỏa mãn tiêu chuẩn TCVN 6260 – 2009: “Xi măng poóc lăng hỗn hợp -Yêu cầu kỹ thuật” Chủng loại và mác xi măng sử dụng phải phù hợp với thiết kế các điều kiện, tính chất, đặc điểm môi trường làm việc của kết cấu công trình
Việc lựa chọn xi măng phụ thuộc vào:
Trước khi sử dụng phải kiểm tra chứng chỉ của nhà sản xuất các lô sản phẩm mang đến nhà máy phải có giấy tờ xuất, nhập rõ ràng
Xi măng trộn vào bê tông phải cùng loại, cùng mác Nghiêm cấm việc trộn xi măng khác loại với nhau Trên mỗi dầm chỉ được phép dùng bê tông được trộn từ một loại xi măng
Xi măng đưa vào trộn không được vón hòn, không bị xuống cấp Trước khi đưa vào sử dụng phải lấy mẫu thí nghiệm theo từng ngày và từng lô hàng nhập về Xi măng đưa vào trong kho, phải xác định các tiêu chí:
- Lượng nước tiêu chuẩn
- Thời gian ninh kết
Trong đó việc xác định về lượng nước tiêu chuẩn, khối lượng riêng, khối lượng thể tích
và mác xi măng rất quan trọng, cần phải thực hiện kỹ càng và chính xác vì những yếu
tố này sẽ ảnh hưởng đến việc tính toán cấp phối cho bê tông Nếu không đạt yêu cầu của TCVN 6260:2009, người kỹ sư cần phải nghiên cứu và điều chỉnh cấp phối cho hợp lý