Đồ án Thiết kế cốp pha trượt đổ bê tông hầm điều áp nước nhà máy Thuỷ điện A Vương

chuẩn hoá, thông dụng hoá. Nhược điểm là tính linh hoạt kém, chỉ thích hợp khi làm nhà cao tầng tiêu chuẩn định hình thi công hàng loạt. Ván khuôn tuynen: Trên cơ sở thi công bằng ván khuôn lớn, đem ván khuôn thân tường đổ tại chỗ và ván khuôn sàn đổ tại chỗ kết hợp làm một, để có thể ghép ván khuôn một lần, buộc cốt thép một lần và đổ bêtông một lần. Phương pháp này có ưu điểm tính toàn khối tốt, tốc độ thi công nhanh. Nhưng có nhược điểm là tính linh hoạt kém, đầu tư một lần khá nhiều, chỉ thích hợp khi làm nhà cao tầng tiêu chuẩn định hình thi công hàng loạt. Tất cả các phương án không sử dụng cốp pha trượt đều cho thấy rất nhiều nhược điểm mà khó có thể khắc phục được trong khi sử dụng công nghệ cốp pha trượt thì lại hoàn toàn có thể dễ dàng có được những ưu điểm vượt trội. Đó cũng chính là nguyên nhân để em lựa chọn phương án thi công là sử dụng hệ thống ván khuôn trượt cho công tác thi công bê tông giếng điều áp Nhà máy thuỷ điện A Vương. 2.2 Đặc điểm của công nghệ thi công sử dụng cốp pha trượt. Phương pháp thi công sử dụng công nghệ cốp pha trượt là một phương pháp được thực hiện theo một quy trình công nghệ rất chặt chẽ và có tổ chức cao, thể hiện đầy đủ và rõ nét các đặc trưng của phương pháp thi công theo dây chuyền trong xây dựng. Ưu điểm của thi công bằng cốp pha trượt là tính chỉnh thể tốt, tốc độ thi công nhanh. Đối với loại nhà cao tầng là rất thích hợp. Hơn nữa, việc thi công bằng ván khuôn trượt được áp dụng rất nhiều vào thi công silô, bể chứa, đài phun nước, đập và thậm chí cả cầu và đường cao tốc. Sử dụng cốp pha trượt đạt được hiệu quả cao theo xu hướng công nghiệp hoá, bởi vì nó đã tổ chức được dây chuyền liên hoàn tốc độ cao, tương tự như dây chuyền công nghệ trong các phân xưởng của nhà máy. Cốp pha trượt là loại cốp pha di chuyển lên cao. Đặc trưng cơ bản của cốp pha loại này là việc nâng chuyển cốp pha việc thi công cốt thép và việc đổ bê tông được tiến hành liên tục theo một trình tự nhất định của công nghệ. Thi công sử dụng cốp pha trượt không cho phép sử dụng đồng thời với bất kỳ một loại ván khuôn cố định hay luân lưu nào khác. Cốp pha trượt là một thiết bị hoàn chỉnh, cấu trúc phức tạp, khi trượt phải tuân thủ nghiêm ngặt tốc độ nâng để đảm bảo cho bê tông thực hiện quá trình đông cứng trong ván khuôn theo yêu cầu quy định, không để cho bê tông bị tách lớp đồng thời cũng không để bê tông sụt xuống gây nguy hại và phá hang công trình. Tuy có những đòi hỏi về kỹ thuật và tổ chức cao như vậy nhưng do phương pháp thi công này tiết kiệm được rất nhiều giàn giáo và ván khuôn, cột chống nên công nghệ này đã được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực của ngành xây dựng ở khắp mọi châu lục. Mặt khác nó còn khắc phục được nhược điểm không thể khắc phục được của các phương pháp thi công khác đối với những công trình đặc biệt như: tháp cao, ống khói, xiclon, tường, vách cứng lõi cầu thang, cột. Trong bản thân công nghệ thi công bằng cốp pha trượt cũng có nhiều dạng thi công khác nhau: *Phương án 1: Cốp pha được trượt di chuyển liên tục trên bề mặt của bê tông với vận tốc rất thấp từ 8 đến 20 cm/s. Trong quá trình cốp pha trượt thì bê tông được đổ theo từng đoạn với chiều cao khoảng 10 đến 20 cm. Công việc lắp dựng cốt thép cũng được tiến hành liên tục trong khi cốp pha trượt trên bề mặt thi công. Phương pháp này đang được sử dụng nhiều trong thực tế. * Phương án 2: Cốp pha được di chuyển lên theo chu kỳ mỗi đoạn đổ bê tông. Thường thì mỗi đoạn đổ bê tông trong trường hợp này là lớn hơn nhiều so với phương án 1, tức là vào khoảng 1,5 đến 2 m. Khi lắp dựng xong cốt thép cho một chu kỳ đổ bê tông thì cốp pha được di chuyển đến và được xi lanh thủy lực đưa vào đúng vị trí sau đó đổ bê tông đầy vào khuôn và đầm. Thời gian chờ đợi cho bê tông ninh kết sẽ để phục vụ công tác cốt thép cho giai đoạn sau. Sau khi đông kết bê tông tới cường độ nhất định cho phép thì xi lanh thuỷ lực sẽ kéo các tấm cốp pha rời khỏi bê tông theo phương ngang để thu nhỏ hệ cốp pha, sau đó sẽ được tời kéo lên để tiếp tục thực hiện chu kỳ đổ bê tông mới. 2.3 Chọn phương án thiết kế hệ cốp pha phục vụ thi công. Như phân tích ở trên ta đã thấy rõ ràng là phương án thi công bằng cốp pha trượt là hợp lý hơn cả do vậy ở phần dưới này ta chỉ xem xét ưu nhược điểm của hai phương án thi công cốp pha trượt như đã trình bày ở trên. Đối với phương án 1 thì ta có thể thấy rõ ràng rằng công việc tính toán để thi công gặp rất nhiều khó khăn bởi vì khi đó bê tông chưa đạt được độ liên kết cần thiết mà luôn luôn bị cốp pha trượt qua với vận tốc mặc dù là không lớn. Trong khi đó thì với phương án 2 ta không phải quan tâm nhiều đến tốc độ nâng cốp pha bởi vì khi đó cốp pha không còn bám dính vào bê tông nữa. Ở phương án 1 trong khi chất lượng bê tông được chia làm 4 lớp rõ rệt, cụ thể như sau: +Lớp thứ I: Đó là lớp vữa bê tông dẻo mới đổ(bê tông tươi) được bám dính chặt vào ván thành. Lực dính bám giữa ván thành và lớp bê tông này khá lớn. Khi nâng cốp pha thì lớp bê tông giáp với ván thành có thể bị đẩy trượt lên trên. Sự trượt này phụ thuộc vào lực ma sát của khối bê tông với thành vách. Mặt ngoài bê tông chõ tiếp xúc với ván thành là lớp màng vữa xi măng có lẫn bọt khí. +Lớp thứ II: Sau khi đã đổ bê tông được từ 2-4 giờ sự tiếp xúc giữa ván thành vàlớp vữa bê tông đã bị phá vỡ do cốp pha đã trượt qua và vữa bê tông đã bắt đầu đông kết nên thể tích bị co lại, lúc này vữa bê tông có tính đàn hồi dẻo. Do chịu trọng lượng của lớp 1 nén xuống nên lớp này bị phình ra chin ép vào thành ván khuôn làm xuất hiện lực ma sát ngoài (ma sát khô) gây cản trở nhiều cho việc nâng cốp pha. + Lớp thứ III: ở lớp này hoàn toàn không có sự tiếp xúc giữa ván thành và bê tông do bê tông đã ninh kết xong và do cốp pha có cấu tạo hình côn vát vị thế giữa cốp pha và bê tông đã tạo ra khe hở. Ván thành lúc này chỉ là để bảo vệ bê tông ngăn ngừa các tác động của môI trường xung quanh ảnh hưởng đến sự đông kết và phát triển của cường độ bê tông cũng như các tác động cơ học ngẫu nhiên khác. +Lớp thứ IV: là lớp bê tông đã ra khỏi cốp pha trượt cường độ bê tông đã đạt từ 4-8 daN/cm2. Nó hoàn toàn đủ khả năng tự mang được trọng lượng bê tông ở phía trên và đủ khả năng giữ cho thanh trụ kích làm việc bình thường không bị biến dạng. Bê tông ở lớp này cần phải được bảo dưỡng theo chế độ nhiệt ẩm thích hợp. Ở phương án 2 thì lại hoàn toàn đơn giản bởi vì bê tông sau khi đã đạt được cường độ nhất định thì mới được tách ra khỏi ván khuôn do vậy chất lượng của bê tông theo chiều cao của một đoạn thi công là được đảm bảo đều. Trong khi đó công việc triển khai thi công cũng hết sức đơn giản mà lại không phí phạm thời gian. Bởi vì sau khi đổ bê tông xong đoạn thi công thì trong lúc đợi cho bê tông đạt cường độ tháo khuôn thì người công nhân thực hiện công tác cốt thép cho đoạn thi công tiếp theo. Nếu làm đúng qui trình thì có thể phương pháp này đạt hiệu quả cao hơn nhiều so với phương pháp 1. Một hạn chế duy nhất mà phương án 2 mắc phải đó là việc phải sử dụng các xi lanh thuỷ lực để thu nhỏ cốp pha khi đưa cốp pha đi lên. Tuy nhiên khi đã khắc phục được hạn chế này thì chính bê tông lại được đảm bảo tuyệt đối về mặt cường độ ra khuôn bởi vì không bị chịu lực xô ép do ma sát như ở phương án 1. Sau khi đã phân tích những ưu nhược điểm của từng phương pháp trên em đi đến quyết định lựa chọn phương án 2 để thi công công tác bê tông giếng điều áp Nhà máy thuỷ điện A Vương. Chương 3:Mô tả thiết bị cốp pha trượt đổ bê tông hầm điều áp. 3.1 Các bộ phận chính của cốp pha: *Dầm miệng giếng và cụm tời nâng: Cụm dầm miệng giếng vào gồm hai dầm đặt song song gối lên bốn trụ cao 4 m. Mỗi dầm được kết cấu từ hai thanh thép I500 có chiều dài 17000 mm. Cụm tời nâng gồm hai tời điện và 8 sợi cáp, treo ở tám góc khung cốp pha. Nhờ 8 puli di động đổi hướng cáp tại tám góc khung cốp pha và 8 puli cố định ở trên dầm miệng giếng. Cáp nâng đấu vòng qua ròng rọc này. Tại đầu nối xuống hệ vật treo trong lòng giếng có bộ phận khoá cáp nâng vào cụm dầm miệng giếng. Bộ khoá cáp đuôi có nhiệm vụ giữ chặt nhánh cáp từ puli về tang cuốn cáp. Hình 3.1: Mặt cắt tiết diện làm dầm *Cốp pha: Hình 3.2: Kết cấu vỏ cốp pha Cốp pha được làm từ 16 mảnh có khối lượng và kích thước không lớn( khối lượng <1 tấn, kích thước bao 1800x3500x500mm) Hình 3.3: Kết cấu tấm cốp pha Vỏ cốp pha được lốc tròn từ thép 4 mm và chia thành 16 cung tròn. Mỗi cung chắn góc 22o5, chiều cao theo đường sinh là 1800 mm. Các mảnh cốp pha được tăng cứng nhờ các gân chạy dọc theo đường sinh. Cùng các gân vuông góc với đường sinh. Gân vuông góc với đường sinh gồm 3 tấm, một tấm ở giữa có hình chữ I, hai tấm hai đầu có hình chữ U làm từ thép tấm10 mm; Trong lòng I và U có các tấm thép nhỏ tăng cứng. Trên vỏ cốp pha còn có các vị trí lắp chốt để liên kết các tấm cốp pha với nhau. Khung cốp pha được làm từ các thân thép U200, tạo thành dạng hộp vuông. Khung có kết cấu hai tầng, sàn của tai tầng là nơi bố trí đường ray di chuyển. Xung quanh khung sàn là các vị trí lắp xi lanh thuỷ lực để đóng mở cốp pha. Có tổng cộng tất cả là 14 xi lanh tham gia vào quá trình thu nhỏ hệ cốp pha trong đó 4 xi lanh có nhiệm vụ mở khoá của hệ cốp pha. Hình 1.4: Cách liên kết giữa các tấm cốp pha với nhau Nóc khung cốp pha là bề mặt tựa của sàn thi công cốt thép. Gần đáy cốp pha có các cửa sổ là nơi các kích tỳ luồn qua đó chống trực tiếp vào bê tông thành giếng mỗi khi cần kéo các tấm cốp pha đỉnh ra khổi khối đúc. Trong quá trình đổ bê tông các cửa này được đóng lại. Sàn thao tác được dùng để buộc cốt thép cũng như đổ bê tông. Sàn được kết cấu từ các thanh thép U100 và thép góc 50x50x5. Sàn cao 1600 mm, trên mặt sàn lát các tấm thép lưới mắc võng. *Bộ phận chống quay cốp pha có kết cáu kiểu cáp, bao gồm hai sợi cáp treo và các ống dẫn hướng. Cáp này có đường kính bằng đường kính cáp nâng. Một đầu cáp có các tăng đơ căng cáp. *Ống dẫn hướng được gắn cứng với khung cốp pha và có hệ khoá nêm bảo hiểm, đảm bảo vỏ cốp pha hoàn toàn ổn định khi đổ bê tông. *Bộ phận bảo hiểm lắp phía dưới cốp pha là lưới thép treo trên các thanh thép. 3.2 Lắp ráp và tháo dỡ cốp pha: Hình 3.1 Thi công cốp pha trượt giếng điều áp Việc lắp ráp cốp pha được tiến hành ở đáy giếng, bằng cách thả dần các bộ phận xuống bằng cần cẩu. Phương pháp lắp ráp tiến hành giống như khi lắp ráp kiểm tra tại nhà máy. Việc tháo dỡ cốp pha thực hiện khi đã đổ xong luồng bê tông cuối cùng trên miệng giếng. Các thiết bị phục vụ việc tháo gồm cần cẩu 30 tấn, dụng cụ tháo lắp (cờ lê) và máy cắt kim loại cầm tay để cắt các mối hàn. Cốp pha được kê đỡ chắc chắn tại bề mặt đã đổ bê tông trên miệng giếng. Quá trình tháo tiến hành tuần tự như sau: Tháo sàn thao tác: Sau khi tháo dỡ các tấm lưới lát sàn, lần lượt dỡ các thanh thép U100 và các thanh chống. Tháo dỡ cốp pha: Móc cẩu giữ vỏ cốp pha, tháo các kích ren, nhấc vỏ cốp pha ra và tiến hành tháo nhỏ các tấm. Tháo khung cốp pha: Móc cẩu nhấc toàn bộ khung cốp pha ra khỏi giếng và tiến hành tháo nhỏ các mảnh. 3.3 Nguyên lý làm việc Chiều cao cốp pha cho một đốt thi công được tính toán theo công thức: Lcp = (1.1) Trong đó: Lcp : Chiều cao tấm cốp pha (m). H : Chiều cao giếng đã cho :H = 90m. Tcp: Thờigian cho phép của quá trình thi công Tcp =60 ngày Tck:Thời gian một chu kỳ. Với giếng điều áp đường kính 9m sử dụng chất phụ gia đông cứng nhanh hoàn toàn có thể tiến hành một khối đổ trong một ngày do vậy lấy Tck= 1ngày . Hđv: Chiều cao đoạn cốp pha nằm trong phần bê tông đã đổ dùng để định vị cốp pha , ở đây ta chọn Hđv = 0,3m. Thay số vào công thức (1.1) ta có : Lcp = Khi bắt đầu luồng đầu tiên dưới đáy giếng: Căn chỉnh vỏ cốp pha tròn đều, khung cốp pha nằm ngang, thành cốp pha thẳng đứng, đáy giếng hơi nghiêng vào tâm, các dây cáp nâng căng đều. Khoá chặt vỏ cốp pha nhờ các chốt trên các tấm cốp pha quay. Tiến hành đổ bê tông. Sauk hi đổ bê tông xong tiến hành công tác làm cốt thép chuẩn bị cho chu kỳ đổ bê tông tiếp theo. Lúc bê tông đã đông cứng tiến hành chuyển luồng bằng cách quay các tấm cốp pha hông, dịch chuyển các tấm cốp pha thành bên nhờ việc quay các kích ren của các bộ phận. Khi này khung cốp pha được định vị nhờ trọng lượng bản thân đặt trên đáy giếng nên việc quay các tấm cốp pha là ổn định, vỏ cốp pha được thu lại nhỏ hơn đường kính giếng. Co các kích tỳ lại và kéo khung cốp pha lên bằng cách khởi động 2 động cơ của tời điện cùng một lúc kéo cáp lên cao do đó kéo cốp pha đi lên, quãng đường đi được giữ cố định cho mỗi lần là 1500mm. Khi cốp pha đến vị trí mới thì cho dừng động cơ tời điện, khoá ngay đầu cáp nâng bằng bộ khoá cáp nâng. Sau đó mới được tiến hành đẩy các tấm vỏ cốp pha ra để tạo vòng cốp pha mới. Một phần vỏ cốp pha bên dưới tựa vào bề mặt bê tông mới đổ để định vị tâm giếng. Nó có chiều cao khoảng 30 cm. Các chu kỳ tiếp theo: Sau khi khối bê tông đã đông cứng và đã làm xong cốt thép của luồng đổ mới được tiến hành di chuyển cốp pha. Khi này tiến hành quay các tấm cốp pha hông bằng cách vặn các kích ren tương ứng. Sau đó lần lượt kéo các tấm cốp pha thành bên ra khỏi bề mặt khối bê tông bằng cách vặn sáu kích ren tương ứng , lực đẩy của kích ren làm bánh xe của cốp pha lăn trên đường ray. Toàn bộ chu vi của cốp pha được thu hẹp nhỏ hơn đường kính giếng một khe hở hợp lý để có thể nâng cốp pha lên vị trí mới. Tiến hành thu ngắn các kích tỳ. Cố định nhánh cáp không tải, nhả nhánh cáp có tải. Đẩy ròng rọc kéo cáp đi lên để nhánh cáp có tải kéo cốp pha đi lên. Trên miệng giếng tiến hành cố định nhánh cáp có tải. Tiếp theo thu ngắn xi lanh thuỷ lực, kéo căng cáp đuôi và cố định nhánh cáp không tải. Kiểm tra chất lượng siết chặt của các bu lông trên toàn bộ các khoá cáp. Sau đó thu hồi lệnh cấm người vào khu vực cốp pha và sàn công tác trong lòng giếng. Đẩy các kích tỳ ép sát vào thành giếng, đẩy các tấm vỏ cốp pha ép sát vào thành bê tông của giếng và định tâm cốp pha cho trùng tâm giếng. Thực hiện các công tác chuẩn bị để đổ tiếp luồng bê tông mới. PHẦN II: TÍNH TOÁN CHƯƠNG 1:TÍNH VỎ CỐP PHA. 1.1Xác định kích thước hình học ( chu vi…). 1.1.1Tính toán chiều dày tối thiểu của kết cấu khi sử dụng phương pháp thi công bằng cốp pha trượt. Khi thi công theo phương án 2 này tức là không trượt cốp pha trên bề mặt bê tông mà khi bê tông đã đạt cường độ nhất định thì tiến hành dùng xi lanh thuỷ lực hoặc vit me để tách cốp pha ra khỏi bê tông. 1.2Xác định lực tác dụng lên vở cốp pha(lực nén bên cạnh). Các tải trọng tác dụng lên hệ cốp pha trượt bao gồm: tải trọng bản thân của cốp pha, áp lực ngang của vữa bê tông khi đổ và đầm, lực sinh ra khi tách cốp pha khỏi bê tông đã bị đông cứng. Ngoài ra còn rất nhiều các tải trọng khác có liên quan đến quá trình làm việc của hệ cốp pha tuy nhiên do nó quá bé so với các thành phần lực trên cho nên bỏ qua không tính vào đây. Ví dụ như: tải trọng sinh ra do người và dụng cụ, tải trong do máy móc thiết bị, hay tải trọng động khi bốc xếp vật liệu. 1.2.1Tính toán áp lực ngang của vữa bê tông lên cốp pha Việc tính toán đại lượng này rất phức tạp bởi nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: Độ linh động và nhiệt độ của vữa bê tông Chiều dày của mỗi lớp đổ Loại xi măng và thời gian đông kết của vữa xi măng Chiều dày kết cấu Tuỳ theo mỗi loại công trình, mỗi loại cốp pha và tong giai đoạn thi công những yếu tố trên thay đổi trong một phạm vi khá rộng nên việc xác định chính xác các giá trị này là rất khó khăn. Áp dụng tính toán áp lực ngang của vữa bê tông lên ván khuôn trượt của Nenning ta có: áp lực ngang tối đa hay còn gọi là áp lực ngang đơn vị nhỏ nhất: pmax=550daN/m2 Lực đẩy ngang tổng cộng: PH=(2/3).a2. g=(2/3).2400.1,52 =3600 (daN/m) Trong đó: g : dung trọng của bê tông đã được đầm chặt(g= 2400kg/m3) a: chiều cao phần đổ bê tông đang đông kết CHƯƠNG 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN THAO TÁC VÀ CÁC BỘ PHẬN LIÊN KẾT VỚI VỎ CỐP PHA. 2.1 Sàn công tác, giàn giáo treo: Hình 2.1: Khung sàn nâng hệ cốp pha 2.1.1. Sàn công tác: Hệ thống sàn nâng dùng để thực hiện các thao tác trong quá trình thi công. Nó thường được bố trí ở 2 cao trình: Cao trình trên liên kết trực tiếp vào mảng cốp pha và được gọi là sàn thao tác; còn cao trình dưới được liên kết với sàn thao tác trên bởi xích hoặc dây treo và gọi là sàn treo. Sàn thao tác dùng để chứa vật liệu, lắp dung cốt thép, vận chuyển và đổ bê tông, lắp khuôn cửa hoặc dịch chuyển cốp pha nếu cần; còn sàn treo thì dùng để kiểm tra chất lượng bê tông, hoàn thiện mặt ngoài và tháo dỡ hộp khuôn các lỗ nếu có. Các chi tiết của sàn công tác cần được chế tạo theo đúng thiết kế ở dạng điển hình, thông dụng, dễ liên kết với khung giá nâng, dễ tháo lắp theo từng cụm hoặc theo từng chi tiết. Tổng thể thì sàn công tác có dạng hình tròn, gồm nhiều thanh thép được hàn lại với nhau. Sàn công tác được đặt lên hệ giá đỡ có dạng là hình vuông. Hệ giá đỡ có các thanh tăng cứng hàn theo hình thoi đều ở bên trong của hệ giá đỡ. Các thanh thép được tính toán sơ bộ sau đó được kiểm tra lại để bảo đảm an toàn không bị xô lệch khi chịu lực trong quá trình thi công chịu tải trọng lớn nhất có thể. Ở đây sàn công tác có thể được chọn sơ bộ thép theo kinh nghiệm sau đó tính kiểm tra để nếu có dư thừa về mặt chịu lực thì có thể giảm bớt tiết diện thép cho có lợi nhất về mặt kinh tế. Còn nếu như chưa đảm bảo khả năng chịu lực của công trình khi thi công thì phải chọn tiết diện thép tăng lên đảm bảo chịu lực và có hệ số an toàn cần thiết và hợp lý. Chọn kết cấu sàn công tác phải tuân thủ theo các nguyên tắc sau: - Đối với công trình có chiều dày thành (tường, vách) thay đổi liên tục nên sử dụng kiểu dầm toả nan quạt, dầm vòng trong, dầm vòng ngoài cùng với vòng kéo dưới và thanh căng để tạo thành kết cấu sàn công tác. - Đối với công trình có chiều dày thành (tường, vách) không đổi có thể sử dụng kiểu dầm dàn, dầm nhỏ và thanh chống để chế tạo thành kết cấu sàn công tác. Hoặc có thể dùng giá treo tam giác, vòng trung tâm, thanh căng và thanh chống để tạo thành kết cấu sàn công tác. - Đối với tường (vách) có thể dùng kiểu dàn khung giữa các tường, dầm và thanh chống cùng với vành gông của các tường (vách) để tạo thành kết cấu sàn công tác kiểu dàn khung. Tuỳ theo thực tế công trình cụ thể mà đưa ra sàn công tác đạt hiệu quả nhất. Sàn công tác còn đóng vai trò quan trọng tạo độ cứng vững tổng thể chống xoắn cho toàn bộ hệ thống thiết bị ván khuôn, kích trong quá trình trượt lên. Sàn công tác được cấu tạo bởi dàn khung (hoặc dầm), giá tam giác và ván lát cần được liên kết thành một khối hoàn chỉnh, chắc chắn và ổn định với khung khung giá nâng hoặc vành gông. Giữa các dàn khung (hoặc dầm) nên có các thanh chống đứng và chống ngang để giữ ổn định và tăng cứng cho sàn. Nếu khoảng cách giữa các khung giá nâng lớn hơn 1200 mm thì dùng dầm đỡ để chịu tải trọng của sàn công tác và để liên kết các khung khung giá nâng với nhau, phía trên dầm đỡ nên bố trí các đà ngang để đỡ ván lát mặt sàn. Nếu khoảng cách giữa các khung giá nâng nhỏ hơn 1200 mm thì nên dùng thép tròn hoặc thép hình để liên kết các khung khung giá nâng với nhau trong mặt phẳng sàn công tác. Ván lát mặt sàn có thể đặt gối trực tiếp lên khung khung giá nâng. Chương 3:Tính cơ cấu dẫn động nâng cốp pha. *Các số liệu tính toán ban đầu: Tải trọng nâng tính toán Q = 48 (tấn) Chiều cao nâng H = 90 (m) Tốc độ nâng vn = 6 (m/phút) Chế độ làm việc của cơ cấu: Bình thường 3.1Chọn phương án nâng Có rất nhiều phương án để nâng toàn bộ hệ cốp pha và sàn công tác đi lên tuy nhiên ở đây em trình bày 3 phương án được coi là tối ưu nhất và có khả năng thiết thi công dễ dàng nhất: Phương án 1: Đưa toàn bộ hệ cốp pha và sàn công tác lên cao bằng 4 sợi cáp, 4 sợi cáp này được đội lên bằng cách sử dụng kích thuỷ lực. Hình3.1 : Phương án đưa sàn nâng lên cao bằng kích thuỷ lực Phương án 2: Đưa toàn bộ hệ cốp pha và sàn công tác lên cao bằng hệ thống tời và puly trong đó sử dụng 1bộ tời điện dẫn động làm việc cùng với 4 puly cho bội suất pa lăng a = 8 Phương án 3: Đưa toàn bộ hệ cốp pha và sàn công tác lên cao bằng hệ thống tời và puly trong đó sử dụng 2 bộ tời điện dẫn động có công suất bằng nhau và mỗi bộ tời mắc với 2 puly và 1 tang quấn cáp. Bội suất pa lăng a= 8. * Ưu nhược điểm của từng phương án trên là: Với phương án 1 thì phải dùng hệ kích thuỷ lực để nâng đội cáp đi lên, do vậy thì mỗi bước đẩy phải tính toán bởi vì 1 chu kỳ của pit tông xi lanh thuỷ lực có chiều cao nâng không lớn. Ở đây ta phải giải quyết bài toán nâng cả hệ cốp pha lên với 1 chu kỳ nâng là 1800mm. Do vậy phương án dùng kích thuỷ lực để đội cáp lên là không hợp lý. Phương án này chỉ phù hợp với thi công cốp pha trượt liên tục mỗi đoạn chỉ cao khoảng 20 đến 30 mm. Với phương án 2 thì có thể nâng được toàn bộ hệ cốp pha lên với chiều cao bất kỳ của một chu kỳ, tuy nhiên do để 1 bộ tời do đó công suất của bộ tời phải lớn, mặt khác do bội suất pa lăng của phương án này lớn do đó số lượng cáp cuốn trên tang là nhiều và vì vậy phương án này vẫn chưa phải là tối ưu. Với phương án 3 ta hoàn toàn thấy nó có khả năng đáp ứng toàn bộ yêu cầu đặt ra của bài toán với việc khắc phục được cả hai nhược điểm của 2 phương án trên. Do vậy trong đề tài này em thiết kế thì em chọn phương án này để thi công công việc nâng hệ cốp pha lên. Sau đây là phần tính toán để thiết kế theo phương án này. 3.2 Tính chọn bộ tời. 3.2.1 Tính chọn cáp. Theo sơ đồ mắc cáp ta có thể tính ngay được bội số palăng:: a = = =4 Trong đó : a : bội suất pa lăng m: số nhánh cáp treo vào sàn nâng (m = 4) k : số nhánh cáp cuốn lên tang (k = 1) Lực căng cáp lớn nhất: Trong đó : Q : Tải trọng nâng lớn nhất. Q = 24 (tấn) (Vì tính cho một bộ tời) p: Hiệu suất của pa lăng : Hiệu suất của một pu li . Chọn =0,97 r : Số pu li đổi hướng . r=0 Smaxc (kN) Chọn loại dây cáp theo lực căng đứt của cáp theo công thức: Sđc= n.Smaxc= 9.61,57 = 554,13 (kN). n : Hệ số an toàn . Chọn n=9 (Bảng 9-HDĐAMN) . Chọn cáp 30,5-I-200-GOCT 3079-69. Có kết cấu 6x37(1+6+15+15)+1.o.c Khối lượng một mét cáp : 3,405(kg) 3.2.2 Tính chọn đường kính tang, puly. Đường kính tang được tính theo công thức: Dt dcc(e-1) =30,5.(25-1) = 732 (mm). e : Hệ số tính toán đường kính tang . Chọn e=25 (Theo Bảng 10 _ HDĐAMN). Chọn đường kính tang kể đến tâm lớp cáp thứ nhất của cơ cấu nâng chính Dt= 740 (mm). Đường kính puli cân bằng. Dp=0,6.Dt=0,6.732=439,2 (mm). Chọn Dp=440 (mm). 3.2.3.Tính chọn động cơ điện. Công suất động cơ khi nâng đủ tải tiêu chuẩn. (kW) hC : Hiệu suất bộ truyền. Chọn hC = 0,8 Với chế độ làm việc trung bình chọn động cơ điện ký hiệu MTB 412-6 với thông số kỹ thuật sau: Công suất : Nđc=30 kW Tốc độ quay: nđc=970 v/ph. Hệ số : cosj=0,77 Mômen sinh ra lớn nhất : Mmax=85 daN.m Mômen quán tính của rôto động cơ : J* = 0,7 kg.m2 Khối lượng động cơ : mđc=345 kg 3.2.4 Chọn hộp giảm tốc Tỷ số truyền cơ cấu nâng: Tốc độ của động cơ : nđ=970 (v/ph). Số vòng quay của tang trong một phút thoả mãn điều kiện nâng với vận tốc 6 m/phút : (vg/ph). i Do có tỉ số truyền lớn nên ở đây ta chọn hộp giảm tốc trước sau đó chọn bộ truyền bánh răng ngoài để thoả mãn tỷ số truyền là 94. Chọn hộp giảm tốc: Ký hiệu : Ц2-500 . Tỷ số truyền : igt=50,94. Tốc độ cho phép quay của trục nhanh : ngt=1000(v/ph). Công suất hộp giảm tốc có thể truyền được : Ngt=49(kW) Chọn bộ truyền bánh răng ngoài có i = 94/50,94 = 1,84 Chọn i=2 3.2.5. Chọn phanh và khớp nối Mômen phanh của động cơ: Mph= kph.Mt Trong đó : kph : Hệ số an toàn phanh .kph=1,75 [Trang 42-HDĐAMN] . Mt: Mômen trên trục phanh khi phanh . (Nm) Mph= 1,75.185,35=324,35 (N.m) Chọn phanh loại con đẩy điện thuỷ lực TT-250 D=400 Mt (max)=400 (Nm). G=37(kg). Chọn khớp nối. -Khớp giữa động cơ và hộp giảm tốc: M33 [M]x=2500Nm. G=64(kg). J=6,5kGm2. 3.2.6 Kiểm tra quá tải hộp giảm tốc trong thời kỳ mở máy. Mômen danh nghĩa của động cơ : . Trong đó : Nđ: Công suất động cơ cơ cấu nâng chính. Nđc=30 (kw) nđ: Tốc độ của động cơ . nđc=970 (v/ph) Mdn Mômen hộp giảm tốc truyền được: =1,6 : Bội suất của mômen mở máy phụ thuộc chế độ làm việc (Bảng 15-HDĐAMN ) Mômen mở máy trung bình của động cơ: Trong đó : Mômen mở máy max : Mômen mở máy min : Nhận xét :[Mgt] > Mtb .Vậy hộp giảm tốc đảm bảo điều kiện quá tải khi khởi động . 3.2.7. Kiểm tra động cơ. 3.2.7.1 Kiểm tra động cơ theo điều kiện quá tải : Mcảnmax (0,80,85)Mmax Trong đó : Mcảnmax: Mômen tải lớn nhất tác động lên đầu trục động cơ . Mcảnmax= 314,5 N.m Mmax : Mômen lớn nhất của động cơ có thể đạt được . Mmax=850 N.m (0,80,85)Mmax=680722,5 N.m > 314,5 . Vậy điều kiện quá tải thoả mãn. 3.2.7.2 Kiểm tra động cơ theo điều kiện phát nhiệt - Kiểm tra theo thời gian làm việc: Thời gian chuyển động ổn định: H1:Chiều cao một chu kỳ nâng. H1== =0,9(m) [Bảng 18- HDĐAMN] . Số chu kỳ phải nâng hệ cốp pha là: k= = 60 (chu kỳ) Tổng thời gian chuyển động ổn định: Stođ=60tođ=60.9=540(s). Thời gian chuyển động không ổn định chính là thời gian mở máy khi nâng: Tổng thời gian chuyển động không ổn định: Stm=3,06.60 = 183,6 Thời gian làm việc: