Thiết kế công trình phụ trợ trong thi công cầu
Thiết kế công trình phụ trợ trong thi công cầu
Design of temporary works and auxiliary equipments for Bridge construction
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu thiết kế xây dựng mới, sửa chữa các công trình phụ
trợ trong thi công cầu đường sắt và cầu đường bộ khi thiết kế theo trạng thái giới hạn.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng các tiêu chuẩn. Đối với các tài
liệu viện dẫn ghi năm ban hành thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn
không ghi năm ban hành thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả sửa đổi.
TCVN 10309 : 2014 Hàn cầu thép – Quy định kỹ thuật;
TCVN 9686 : 2013 Tiêu chuẩn quốc gia về cọc ván thép;
TCVN 9859: Tiêu chuẩn quốc gia về bến phà cầu phao;
TCVN 9394 : 2012 - Thi công và nghiệm thu đóng và ép cọc.
3 Thuật ngữ và định nghĩa
3.1 Công trình phụ trợ (Auxiliary Structure)
Tên gọi chung cho những kết cấu hoặc công trình được dựng lên trong thời gian thi công và
được tháo dỡ sau khi công trình đã hoàn thành.
3.2 Trạng thái giới hạn (Limit State)
Điều kiện mà vượt qua nó cấu kiện ngừng thỏa mãn các quy định đã được thiết kế.
4 Quy định chung
4.1 Yêu cầu thiết kế công trình phụ trợ
4.1.1 Nguyên tắc thiết kế công trình phụ trợ là đảm bảo an toàn tuyệt đối trong quá trình thi
công công trình, đảm bảo bố trí cấu tạo và tính toán các công trình phụ trợ đối với công tác
thiết kế và thi công cầu trong ngành giao thông vận tải.
4.1.2 Việc thiết kế các kết cấu, thiết bị và các công trình phụ trợ phải thực hiện khi lập thiết
kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công cầu.
Các kết cấu, thiết bị và công trình phụ trợ khi lập thiết kế kỹ thuật công trình cầu, bao
gồm:
a) Các phương án về những giải pháp kết cấu của các công trình phụ trợ đồng bộ với
thiết kế cầu và thiết kế tổ chức thi công. Các phương án đáp ứng đủ kết cấu cần thiết của
công trình về mặt khối lượng, định mức dự toán.
b) Phù hợp các giải pháp kết cấu kinh tế - kỹ thuật cơ bản của những công trình định
làm.
Những kết cấu, thiết bị và công trình chuyên dụng ở giai đoạn bản vẽ thi công phải bao
gồm:TCVN 11815:2017
10
1. Những bản vẽ chi tiết cần cho việc chế tạo và thi công của kết cấu những công trình
phụ trợ phải kèm theo chỉ dẫn kỹ thuật về chất lượng của vật liệu được sử dụng phù hợp với
những tiêu chuẩn quốc gia.
2. Những yêu cầu về công nghệ chế tạo ở trong nhà máy hoặc trong các phân xưởng
của đơn vị thi công.
3. Những chỉ dẫn về khả năng sử dụng ở những vùng khí hậu khác nhau và trong
trường hợp cần thiết bao gồm cả yêu cầu thí nghiệm.
4. Các bản tính chủ yếu, bao gồm những kết quả tính toán.
5. Những chỉ dẫn về kỹ thuật an toàn phù hợp với những nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật
Tóm tắt nội dung tài liệu: Thiết kế công trình phụ trợ trong thi công cầu
. TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11815:2017 Xuất bản lần 1 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ TRONG THI CÔNG CẦU Design of temporary works and auxiliary equipments for Bridge construction HÀ NỘI - 2017 TCVN 11815:2017 2 TCVN 11815:2017 3 Mục lục 1. Phạm vi áp dụng ................................................................................................................ 9 2. Tài liệu viện dẫn ................................................................................................................. 9 3. Thuật ngữ và định nghĩa .................................................................................................... 9 4. Quy định chung .................................................................................................................. 9 4.1. Yêu cầu thiết kế công trình phụ trợ .............................................................................. 9 4.2. Yêu cầu về khổ giới hạn ............................................................................................ 10 4.3. Những chỉ dẫn về tính toán kết cấu và nền ............................................................... 11 5. Tải trọng và hệ số tải trọng .............................................................................................. 15 6. Những công trình phụ trợ chuyên dùng – Các thiết bị máy móc và các dụng cụ .............. 29 6.1. Cầu dùng cho cần cẩu đi lại. ..................................................................................... 29 6.1.1. Những yêu cầu chung ......................................................................................... 29 6.1.2. Kết cấu nhịp ........................................................................................................ 30 6.1.3. Mố, trụ ................................................................................................................ 30 6.1.4. Tính toán............................................................................................................. 31 6.2. Cầu tạm thi công ....................................................................................................... 33 6.2.1. Những yêu cầu chung ......................................................................................... 33 6.2.2. Tính toán............................................................................................................. 34 6.2.3. Đối với cầu tạm dùng cho thiết bị thi công bánh sắt ............................................ 35 6.3. Bến tạm ..................................................................................................................... 36 6.3.1. Những yêu cầu chung ......................................................................................... 36 6.3.2. Tính toán............................................................................................................. 37 6.4. Triền tàu .................................................................................................................... 37 6.4.1 Những yêu cầu chung: ......................................................................................... 37 6.4.2 Tính toán ............................................................................................................. 38 6.4.3 Phương pháp hạ thủy .......................................................................................... 39 6.5. Kết cấu chống va trôi ................................................................................................. 39 6.6. Neo trong đất ............................................................................................................ 39 6.6.1 Phân loại neo ....................................................................................................... 39 6.6.2 Tính toán neo ....................................................................................................... 40 6.7. Đà giáo thi công, giá treo, giá đỡ, sàn công tác ......................................................... 43 6.7.1 Những yêu cầu chung .......................................................................................... 43 6.7.2 Những yêu cầu về cấu tạo các bộ phận ............................................................... 43 6.7.3 Tính toán ............................................................................................................. 44 7 Các công trình phụ tạm để thi công nền móng .................................................................. 44 7.1. Vòng vây hố móng .................................................................................................... 44 7.2. Vòng vây đất (Đê quai) .............................................................................................. 44 TCVN 11815:2017 4 7.2.1. Phân loại vòng vây đất và phạm vi áp dụng ........................................................ 44 7.2.2. Yêu cầu khi thi công ............................................................................................ 46 7.2.3. Tính toán............................................................................................................. 46 7.3. Khung vây cọc ván thép ............................................................................................ 47 7.3.1. Những yêu cầu về cấu tạo. ................................................................................. 47 7.3.2. Những nguyên tắc chung tính toán vòng vây cọc ván của hố móng.................... 50 7.3.3. Tính toán vòng vây cọc ván không có các thanh chống ngang ........................... 53 7.3.4. Tính toán vòng vây cọc ván có một tầng giằng chống ......................................... 55 7.3.5. Tính toán vòng vây cọc ván có từ 2 tầng khung chống trở lên ............................ 58 7.3.6. Các trường hợp tính toán đặc biệt ...................................................................... 59 7.4. Vòng vây cọc ván gỗ ................................................................................................. 60 7.4.1. Những yêu cầu về cấu tạo .................................................................................. 60 7.4.2. Tính toán............................................................................................................. 61 7.5. Văng chống vách ....................................................................................................... 61 7.5.1. Những yêu cầu về cấu tạo .................................................................................. 61 7.5.2. Tính toán............................................................................................................. 62 7.6. Thùng chụp ngăn nước ............................................................................................. 62 7.6.1. Yêu cầu về cấu tạo ............................................................................................. 63 7.6.2. Tính toán............................................................................................................. 64 7.7. Đảo nhân tạo ............................................................................................................. 64 7.7.1. Những yêu cầu chung đối với đảo nhân tạo ........................................................ 64 7.7.2. Những dạng đảo nhân tạo thường được áp dụng trong thi công ........................ 65 7.8. Khung dẫn hướng ..................................................................................................... 67 7.8.1. Những yêu cầu về cấu tạo .................................................................................. 68 7.8.2. Tính toán............................................................................................................. 69 7.9. Các thiết bị phụ trợ để đổ bê tông dưới nước ............................................................ 69 7.9.1. Những yêu cầu về thiết kế và cấu tạo ................................................................. 69 7.9.2. Tính toán............................................................................................................. 72 7.10. Những công trình phụ trợ cho việc hạ cọc, hạ ống .................................................. 72 7.10.1. Yêu cầu chung .................................................................................................. 72 7.10.2. Tính toán ........................................................................................................... 72 8 Ván khuôn của kết cấu toàn khối ...................................................................................... 73 8.1. Những chỉ dẫn chung ................................................................................................ 72 8.2. Tính toán các bộ phận của ván khuôn ....................................................................... 72 8.3. Những yêu cầu đối với việc thiết kế ván khuôn trượt ................................................. 72 9 Những công trình phụ trợ chuyên dùng để lắp ráp những nhịp cầu thép, bê tông cốt thép, thép bê tông liên hợp. .......................................................................................................... 81 TCVN 11815:2017 5 9.1. Đà giáo và trụ tạm ..................................................................................................... 81 9.1.1. Cấu tạo đà giáo cố định ...................................................................................... 83 9.1.2. Cấu tạo đà giáo lắp ráp ....................................................................................... 83 9.1.3. Cấu tạo trụ tạm ................................................................................................... 84 9.1.4. Cấu tạo trụ tạm trung gian và kết cấu mở rộng trụ chính để lắp hẫng và nửa hẫng .......................................................................................................................... 86 9.1.5. Tính toán những đà giáo và trụ giữa để lắp ráp nửa hẫng và hẫng các nhịp cầu 86 9.2. Những trụ để lao cầu ................................................................................................. 89 9.2.1. Cấu tạo trụ để lao cầu ......................................................................................... 89 9.2.2. Tính toán............................................................................................................. 90 9.3. Sàn đạo lắp ráp ......................................................................................................... 93 9.3.1. Cấu tạo chung .................................................................................................... 93 9.3.2. Tính toán............................................................................................................. 94 9.4. Đường trượt và các thiết bị trượt ............................................................................... 96 9.4.1. Những yêu cầu chung ......................................................................................... 96 9.4.2. Những thiết bị trượt ............................................................................................ 97 9.4.3. Đường trượt ..................................................................................................... 100 9.4.4. Mũi dẫn, các giá đón và kết cấu neo: ................................................................ 101 9.5. Thiết bị kéo (đẩy) và hãm ........................................................................................ 102 9.5.1. Cấu tạo ............................................................................................................. 102 9.5.2. Tính toán........................................................................................................... 103 9.6. Những thiết bị để nâng hạ nhịp cầu ......................................................................... 104 9.6.1. Cấu tạo ............................................................................................................. 104 9.6.2. Tính toán hộp cát và thiết bị để nâng (hạ) nhịp cầu ........................................... 105 9.7. Những trụ nổi và thiết bị để di chuyển chúng ........................................................... 105 9.7.1. Nguyên tắc chung ............................................................................................. 105 9.7.2. Tính toán........................................................................................................... 108 9.8. Những sà lan (tàu đáy bằng, hoặc hệ phao) để đặt cần cẩu: Giá búa, chuyên chở vật liệu kết cấu thi công. ....................................................................................................... 114 9.8.1. Nguyên tắc chung ............................................................................................. 114 9.8.2. Tính toán........................................................................................................... 115 10 Nền và móng ................................................................................................................ 117 10.1. Những chỉ dẫn chung ............................................................................................ 117 10.2. Vật liệu và chế phẩm ............................................................................................. 117 10.3. Cường độ tính toán của nền đất và khả năng chịu lực tính toán của cọc .............. 117 10.4. Cấu tạo .................................................................................................................. 124 TCVN 11815:2017 6 10.5. Tính toán móng ..................................................................................................... 128 11 Kết cấu gỗ .................................................................................................................... 134 11.1. Những yêu cầu chung ........................................................................................... 134 11.2. Những yêu cầu bổ sung đối với các trụ gỗ của cầu cho cẩu, cầu công tác và đà giáo thi công. ...................................................................................................................... 135 12 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép .............................................................................. 136 13 Kết cấu kim loại ............................................................................................................ 137 14 Một số biện pháp thi công khác đã có tiêu chuẩn có thể tham áp dụng khi thi công: ..... 139 Phụ lục A (Quy định): Bảng kê các thiết bị, công trình phụ trợ cần tính toán theo yêu cầu của công trình này .................................................................................................................... 141 Phụ lục B (Quy định): Trọng lượng đơn vị và hệ số ma sát của vật liệu ............................. 142 Phụ lục C (Quy định): Trị số tiêu chuẩn cuả dung trọng (T/m3) lực đỉnh C (Kg/cm2), góc nội ma sát ................................................................ ... lực cắt Q trong trụ nổi do tải trọng sóng gây ra Mômen uốn phụ do sóng gây ra ΔM (tính theo Tm được xác định theo công thức): M = k0k1k2k3BL 2h (G-1) trong đó: k3 là hệ số toàn phần lượng choán nước; L là chiều dài của sà lan ở mức mớn nuớc (m); B là chiều rộng của sà lan ở mức mớn nước tính theo mặt cắt giữa sà lan (m); h là chiều cao tính toán của sóng, trong thời gian chở kết cấu nhịp (m). Chiều cao tính toán của sóng phải lấy trên cơ sở các tài liệu của đường thuỷ địa phương có liên quan đến vùng đi lại của trụ nổi khi xây dựng cầu, và không lấy nhỏ hơn 0,6 m. Hệ số k0 được tính theo công thức: (G-2) Hệ số k1 phụ thuộc vào chiều dài L của tàu, lấy bằng: 0,012 3 khi tàu dài 20 m 0,010 1 khi tàu dài 40 m 0,008 5 khi tàu dài 60 m 0,000 61 khi tàu dài 100 m Khi chiều dài tàu nằm giữa các khoảng trên thì giá trị của k1 xác định theo nội suy: Hệ số k2 tính theo công thức: (G-3) TH là độ chìm mũi tàu (m). Biểu đồ mômen uốn phụ do sóng ΔM lấy theo Hình G.1. Hình G.1 - Biểu đồ mômen ΔM do tải trọng sóng Hình G.2 - Biểu đồ lực cắt ΔQ do tải trọng sóng Lực cắt phụ do sóng gây ra ΔQ (T) xác định theo công thức: (G-4) Biểu đồ của lực cắt phụ ΔQ do sóng gây ra lấy theo Hình G.2. TCVN 11815: 2017 157 Phụ lục H (tham khảo) Quy định tạm ứng suất cho phép của gỗ dùng trong công trình giao thông vận tải Gỗ được chia thành 8 nhóm, trong đó lấy nhóm VI làm nhóm cơ bản. Nhóm I: lát II: trắc, lim, táu, nghiến III: vàng tâm, chò chỉ, săng lẻ IV: giối, mít V: dẻ, thông, vài, xà cừ, phi lao VI: xoan, sấu, sổi VII: ngát, sui, trám, táo VIII: sung, gạo, bố kết, núc nác, bồ đề Ứng suất cho phép của nhóm gỗ cơ bản: a) Ép dọc thớ 120 kg/cm2 b) Uốn tĩnh 120 kg/cm2 c) Kéo dọc thớ 100 kg/cm2 d) Cắt dọc thuận thớ 19 kg/cm2 đ) Cắt ngang thuận thớ 9,5 kg/cm2 e) Cắt ngang ngang thô 24 kg/cm2 g) Ép ngang toàn bộ 24 kg/cm2 h) Ép ngang thớ cục bộ khi chiều dài tự do không nhỏ hơn chiều dài chịu ép và chiều dày của cấu kiện 8 kg/cm2 i) Môđun đàn hồi uốn tĩnh 100 000 kg/cm2 k) Môđun đàn hối theo dọc thớ,về kéo lớn hơn về ép, trong tính toán có thể lấy bằng trị số môđun đàn hồi uốn tĩnh 100 000 kg/cm2 l) Môđun đàn hồi theo ngang thớ Kéo 10 000 kg/cm2 Ép 8 000 kg/cm2 Xoắn 4 000 kg/cm2 Bảng H.1 - Hệ số chỉnh ứng suất cho thép tương ứng của các nhóm gỗ khác STT Nhóm gỗ Hệ số điều chỉnh của các loại ứng suất Ép dọc thớ uốn tĩnh kéo dọc thớ Cắt dọc, cắt ngang thuận thớ cắt ngang thớ Ép ngang thớ toàn bộ, ép ngang thớ cục bộ Mođun đàn hồi uốn tĩnh, môđun đàn hồi theo dọc thớ, ngang thớ 1 Nhóm II 1,7 1,5 2,3 1,2 2 III 1,5 1,4 2,0 1,2 3 IV 1,3 1,3 1,7 1,2 4 V 1,1 1,2 1,4 1,2 5 VI 1,0 1,0 1,0 1,0 6 VII 0,8 0,9 0,8 0,8 7 VIII 0,5 0,6 0,5 0,5 TCVN 11815:2017 158 Bảng H.2 - Hệ số điều chỉnh ứng suất cho phép của gỗ theo điều kiện sử dụng công trình Số thứ tự Điều kiện sử dụng của công trình Hệ số Ứng suất Môđun đàn hồi 1 Lúc khô, lúc ướt liên tục xen kẽ nhau 0,85 0,85 2 Luôn luôn ngâm trong nước 0,75 0,75 3 Kết cấu làm việc trong môi trường luôn luôn có nhiệt độ từ 350 đến 500 0,80 0,80 4 Khi kết cấu chịu lực tác dụng của tải trọng tĩnh là chủ yếu 0,80 0,80 5 Khi chịu lực tạm thời trong quá trình lắp ráp, thi công thì: a) Ép dọc thớ 1,30 - b) Cường độ khác 1,10 - 6 Công trình tạm thời 1,20 - 7 Công trình đảm bảo giao thông thời chiến của đường sắt (cầu phà) 1,20 - 8 Công trình đảm bảo giao thông thời chiến của đường bộ (cầu, phao, phà) 1,50 - TCVN 11815: 2017 159 Phụ lục I (Quy định) Tính toán móng cọc 1. Tính toán móng cọc không có khung tăng cường. Để tính toán móng cọc, người ta sử dụng hệ tọa độ vuông góc xoz (Hình I.1a). Góc tọa độ trùng với điểm 0, điểm nằm ở mặt dưới của kết cấu liên kết các đầu cọc. Trong trường hợp sơ đố tính toán phằng của móng là đối xứng thì điểm đó nằm trên trục đứng đối xứng của hệ. Trong trường hợp sơ đồ bài toán phẳng của móng không đối xứng và móng có một số cọc thẳng đứng thì điểm đó nằm trên đường thẳng đứng đi qua trọng tâm của các tiết diện ngang của tất cả các cọc. Những trường hợp còn lại thì không bó buộc. Trục x là trục nằm ngang hướng về bên phải. Trục z là trục thẳng đứng hướng xuống dưới. Hình I.1 - Để tính toán móng cọc không có khung tăng cường a) Sơ đồ bài toán phẳng của móng b) Lực tác dụng lên cọc móng 2. Vị trí của cọc thứ i trong sơ đồ bài toán phẳng được xác định bởi toạ độ xi là giao điểm của trục cọc với trục x, và góc i, là góc giữa trục cọc với đường thẳng đứng. Góc i là dương khi trục cọc nằm bên phải của đường thẳng đứng đi qua đầu cọc của nó (xem Hình I.1a). 3. Ngoại lực tác dụng lên móng được đặt vào điểm 0 và phân thành các lực Hx hướng theo trục x, Pz hướng theo trục z và mômen M0 đối với điểm 0. Các lực Hx và Pz là dương khi chiều của chúng trùng với chiều dương của các trục x và z, còn mômen M0 là dương khi nó tác dụng theo chiều kim đồng hồ (xem Hình I.1a). 4. Trong trường hợp chung, những chuyển vị a và c dưới đáy bệ cọc theo hướng x và z, và góc quay của nó đối với điểm 0, sẽ được xác định qua việc giải hệ phương trình chính tắc: } trong đó: là hệ số của phương trình chính tắc và được xác định theo mục 5. Trong trường hợp sơ đồ bài toán phẳng đối xứng cũng như không đối xứng, nhưng gồm toàn cọc thẳng đứng (đầu trên và dưới của cọc liên kết bằng bất kì hình thức nào) thì hệ phương trình (I.1) được đơn giản hóa và bài toán của nó có thể biểu thị dưới dạng: } TCVN 11815:2017 160 Trong đó: Chuyển vị a và c là dương khi hướng của nó trùng với hướng dương của trục x và z. Góc là dương khi kết cấu liên kết các đầu cọc quay quanh điểm 0 theo chiều kim đồng hồ. 5. Giá trị trong trường hợp tính toán tổng quát được xác định theo các công thức: { ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ trong đó: (I.5) là đặc trưng độ cứng của cọc, được xác định theo mục 6 và 7; là số cọc trong hàng, mà trong sơ đồ bài toán phẳng coi hàng đó như một cọc thứ i; là tổng số cọc trong móng. Trong công thức (I.4) dấu có nghĩa là tổng của tất cả các hàng cọc (là tổng của tất cả các cọc n trong sơ đồ bài toán phẳng). Trong trường hợp riêng, khi tính móng gồm toàn cọc thẳng đứng, thì công thức (I.4) được giản hoá là dùng dạng: ∑ } 6. Giá trị (xem mục 5) sẽ xác định theo công thức: a) Trong các trường hợp cọc tựa lên lớp đất đá, đất hạt lớn: b) Trong các trường hợp khác: trong đó: EF là độ cứng của mặt cắt ngang cua cọc khị nén. là chiều dài đoạn cọc nằm trên mặt đất tính toán (l0 có thể lấy là khoảng cách theo đường thẳng đứng từ mặt đất tính toán đến đáy kết cấu liên kết các đầu cọc). h là chiều sâu hạ cọc, tính từ mặt đất tính toán xuống. P là khả năng chịu lực của cọc đơn khi nén. Trong công thức (I.8) lấy EF và P theo đơn vị tấn, theo mét, khi đó ρ1 có đơn vị là T/m. 7. Giá trị 2, 3, 4 (xem mục 5) được xác định theo công thức nêu trong bảng I.1 và nó phụ thuộc vào loại liên kết các đầu trên và dưới của cọc. Trong những công thức này: EI là độ cứng tiết diện ngang thân cọc khi uốn; LM là chiều dài uốn của cọc, lấy theo 10.5.18 của quy trình. 8. Lực dọc N, lực cắt Q và mômen uốn M tác dụng ở đầu cọc hàng thứ i được xác định theo công thức: [ ] [ ] } TCVN 11815: 2017 161 Bảng I.1 – Công thức xác định đặc trưng độ cứng của cọc Giá trị Công thức để xác định giá trị 2, 3, 4 ứng với các dạng liên kết của cọc Đầu trên và dưới đầu ngàm Trên khớp dưới ngàm Trên và dưới đều khớp Trên ngàm dưới khớp 2 0 3 0 0 4 0 0 Đối với các cọc thẳng đứng sin = 0; cos = 1 do đó: } Chiều dương của lực H, Q và M chỉ trên Hình I.1.b. 9. Nếu khi tính toán móng cọc có đầu dưới là ngàm cứng (xem 10.5.10 của tiêu chuẩn) thì mômen cuốn lớn nhất M, tác dụng trong mặt cắt ngang của đoạn cọc nằm trong đất có thể xác định theo công thức: Mt = M + Q (l0 + 1 x d) (I.11) trong đó: , , η và d là các giá trị đã nói ở 10.5.12, 10.5.15 và 10.5.16 của tiêu chuẩn. Tính toán móng cọc có khung tăng cường 10. Để tính toán móng cọc có khung tăng cường, người ta sử dụng hệ toạ độ xoz với gốc toạ độ là điểm 0, trọng tâm của các tiết diện ngang của các cọc ở độ cao đáy bệ hoặc biên dưới của dầm xà ngang. Trục x nằm ngang, trục z thẳng đứng (Hình I.2a) chuyển ngoại lực về điểm 0, phân tích ngoại lực thành các thành phần Hx, Pz và Mo. Các chuyển vị chưa biết a và B của bản hoặc xà ngang và quy tắc vê dấu của tất cả các đại lượng đó đều lấy giống như khi tính toán móng cọc không có khung tăng cường (xem điểm 3 và 4). Chuyển vị thẳng đứng c và điểm 0 của bản hoặc dầm ngang có thể không cần xác định. 11. Các chuyển vị a và B được xác định theo công thức (I.2) và (I.3). Người ta sẽ xác định các đại lượng đưa vào trong những công thức đó, đồng thời với việc sử dụng các biểu thức: ̅̅̅ ̅̅̅ ̅ ̅̅̅ ∑ ̅̅ ̅̅ ̅̅̅ } TCVN 11815:2017 162 Hình I.2 - Để tính toán móng cọc có khung tăng cường a) Sơ đồ bài toán phẳng của móng; 1 - Bản hoặc dầm xà ngang b) Lực tác dụng lên cọc móng 2 - Lưới tăng cường trong đó: là tổng số cọc trong móng B là khoảng cách từ đáy bản hoặc biên dưới của dầm xà đến hệ thanh giằng của khung (chiều cao khung) k1 là số cọc trong hàng, mà với sơ đồ bài toán phẳng hàng đó được coi như cọc thứ i. S1 là đại lượng được xác định theo điều 6. S2, S3, S4, S5 và S6 là các đại lượng được xác định theo công thức đưa vào trong Bảng I.2 và những đại lượng ấy khác nhau là do các dạng liên kết đầu trên và dưới của cọc xác định. Các dạng liên kết đầu cọc sử dụng theo 10.5.9 và 10.5.10 của tiêu chuẩn. Trong các công thức đưa vào Bảng I.2, thì EJ là độ cứng của mặt cắt ngang thân cọc khi uốn; LM là chiều dài chịu uốn của cọc được xác định theo 10.5.18 của tiêu chuẩn. 12. Lực dọc N, lực cắt Q, và mômen uốn M tác dụng từ bản hoặc dầm xà lên đầu cọc hàng thứ i, cũng như lực H được truyền từ các thanh giằng của khung lên cọc, thì được xác định theo các công thức: ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ } Chiều dương của các lực N, Q, M và H tác dụng lên cọc chỉ rõ trên Hình I.2b. 13. Nếu khi tính toán móng, mà các cọc có ngàm cứng ở phía dưới (xem trong 10.5.10) thì mômen uốn nhất M1, tác dụng trong mặt cắt ngang của cọc ở đoạn nằm trong đất có thể xác định theo công thức: M1 = M + QL0 + H (L0 - b) + (Q + H) 1b; (I.14) trong đó: d, , và đã nói rõ trong 10.5.12, 10.5.15 và 10.5.16 của tiêu chuẩn. Những đại lượng còn lại đã nói ở mục 11 và 12. 14. Người ta lấy chiều dài tự do của cọc Lc là đại lượng nhỏ nhất trong các đại lượng nhận được từ công thức: a) Nếu theo 10.5.10 của tiêu chuẩn, mà dùng cọc có phần dưới là ngàm cứng thì: Lc = LM – 0,8b và Lc = 0,9b b) Nếu theo 10.5.10 tiêu chuẩn, mà dùng cọc liên kết khớp với đất thì: Lc = 2LM – 1,6b; Lc = 0,9b TCVN 11815: 2017 163 Bảng I.2 – Công thức tính các đại lượng S2, S3, S4, S5 và S6 TRONG ĐÓ: LM và b là chiều dài chịu uốn của cọc và chiều cao của khung. Ghi chú: Trong các công thức của phụ lục này các chữ b được in là B, các chữ được in là S. TCVN 11815:2017 164 Phụ lục J (Quy định) Xác định lưu lượng nước ngầm ngấm qua đáy hố móng trong vòng vây cọc ván thép Lưu lượng Q m3/s được xác định gần đúng theo công thức: ∑ trong đó: k là hệ số thấm của đất (xem Bảng J.1) (m/s); H là độ chênh cao mực nước ngoài và trong hố móng (m); ∑ là chu vi của vòng vây (m); qr là hệ số hiệu chỉnh. Bảng J.1 - Hệ số thấm của đất Loại đất Hệ số thấm của đất Cát mịn pha sét và cát bụi 2.10-5 + 5.10-5 Cát nhỏ 5.10-5 + 10-4 Cát trung 10–1 + 10-3 Cát sỏi 10–3 + 5.10-3 Sỏi 5.10–3 + 10-2 GHI CHÚ: Giá trị nhỏ của hệ số tương ứng với đất có độ rỗng nhỏ. Đối với trường hợp dưới đáy của vòng vây cọc ván không có lớp đất thấm nước nằm cạnh, thì qr được xác định đồ thị Hình J.1 và phụ thuộc vào tỉ số: và t là chiều sâu hố móng, tính từ đáy hố móng; S là chiều sâu cắm cọc ván, tính từ đáy hố móng; b là một nửa chiều rộng hố móng (chiều rộng hố móng ở đây là cạnh lớn nhất của hố móng hình chữ nhật và đường kính của hố móng hình tròn). Với trường hợp gần chân cọc có lớp đất không thấm nước, đại lượng qr được xác định theo biểu đồ J.2 (Hình J.2) phụ thuộc với tỉ số: và trong đó: S1 là độ chôn sâu của cọc ván kể từ đáy lớp đất thấm nước; S2 là độ chôn sâu của cọc ván kể từ đáy hố móng; T1 là khoảng cách từ đáy hố móng đến cao độ không thấm nước; T2 là khoảng cách từ đáy hố móng đến cao độ không thấm nước. Trong khi xác định công suất của các thiết bị hút nước phải tính thêm lượng nước chảy qua các khe vòng vây. Lượng thêm đó thường tính bằng 20 % lượng nước thấm tính được. Hình J.1 - Biểu đồ xác định qr = f ( ) trong đất thấm nước TCVN 11815: 2017 165 Hình J.2 - Biểu đồ xác định qr( ) được xác định trong hàm số được xác định trong hàm số TCVN 11815:2017 166 Phụ lục K (Quy định) Quy đổi đơn vị của một số đại lượng cơ bản Chiều dài 1 in = 0,025 4 m 1 ft = 0,304 8 m 1 yard = 0,914 m 1 mile = 1609,35 m Thể tích, lưu lượng thể tích 1 cu.in = 16,39.10-6 m3 1 cu.ft = 0,028 32.106 m3 1 imp.gallon = 4,546.10-3 m3 1 USA gallon (chất lỏng) = 3,785.10-3 m3 1 USA gallon (chất khô) = 4,405.10-3 m3 1 bushel (chất khô) = 0,035 2 m3 1 cu.ft/lb = 0,062 43 m3/kg 1 cfm(cu.ft/min) = 4,72.10-4 m3/s Tốc độ 1 mph (miles per hour) = 0,447 m/s 1 ft/min (fpm) = 0,005 1 m/s 1 km/h = 0,278 m/s Diện tích 1 s.in = 0,465.10-3 m2 1 sq.ft = 0,929 m2 Khối lượng 1 lb (pound) = 0,453 6 kg 1 Zentner = 50 kg 1 grain = 64,8.10-6 kg 1 ton (long) = 1 016 kg 1 ton (short) = 907 kg Công Nhiệt lượng 1 kWh = 3 600 kJ 1 kGm = 9,81 J 1 kcal = 4 187 J 1 Btu = 1 055 J 1 Btu/lb = 2 326 J/kg Lực 1 dyn = 10-5 N 1 kG = 9,81 N Công suất dòng nhiệt 1 kGm/s = 9,81 W = 9,81 J/s Ứng suất 1 kG/cm2 = 1 at = 98 100 N/m2 = 0,981 bar 1 bar = 105 N/m2 1 mbar = 100 N/m2 1 atm = 1,013 bar 10 mH2O = 1 at = 0,981 bar 760 mmHg = 1 atm = 1,013 bar 750 mmHg = 1 bar 735,5 mmHg = 1 at = 0,981 bar 1 mmHg = 1 Torr = 133,2 N/m2 1 Pa = 1 N/m2 1 psi (lb/in2) = 0,068 95 bar 1 in Hg = 3 387 N/m2 1 inWS = 3 387 Pa 1 mã lực PS = 735,5 W 1 mã lực HP = 745,5 W 1 kcal/h = 1,163 W 1 Btu/h = 0,293 W 1 USRT (tấn lạnh Mỹ) = 12 000 Btu/h = 3 024 kcal/h = 3 561 W 1 IRT (tấn lạnh Anh) = 4 186 W 1 IKT (tấn lạnh Nhật) = 3 860 W Nhiệt độ t oC = 9/5(t oF - 32) t oF = 9/5t oC + 32 t oK = t oC + 273,15 Độ nhớt động 1 cSt (centistokes) = 10-6 m2/s 1 ft2/h = 25,8.10-6 m2/s 1 ft2/s = 0,0929 m2/s TCVN 11815: 2017 167 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 22 TCN 272 : 05, Tiêu chuẩn thiết kế cầu. [2] TCCS 05 : 2012 TCĐBVN, Cầu cống – TC thi công và nghiệm thu. [3] 22 TCN 257 : 2000, Quy định kỹ thuật thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi. [4] 22 TCN 18 : 79, Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn. [5] NXB Xây dựng : 2004, Tính toán thiết kế các công trình phụ tạm để thi công Cầu. [6] NXB Xây dựng : 2006, Tính toán thiết kế thi công Cầu.
File đính kèm:
- thiet_ke_cong_trinh_phu_tro_trong_thi_cong_cau.pdf