Tính toán thiết kế giá búa đóng cọc dezel, treo quả búa 5 (T) lắp trên máy cơ sở bánh xích

Thông tin tài liệu

Tài liệu tham khảo Tính toán thiết kế giá búa đóng cọc dezel, treo quả búa 5 (T) lắp trên máy cơ sở bánh xích

Mục Lục Lời NóI ĐầU 2 Chơng 1: LựA CHọN PHƯƠNG PHƯƠNG áN THIếT Kế 3 1. Giới thiệu các phơng án thiết kế 7 2. Lựa chọn phơng án .16 Chơng II: tính toán cơ cấu nâng hạ búa và cơ cấu nâng hạ cọc . .20 1. Tính toán cơ cấu nâng hạ búa.21 1.1. Chọn loại cáp . 21 1.2. Sơ đồ mắc cáp . .21 1.3. Tính chọn kích thớc dây cáp . .24 1.4. Tính chọn kích thớc cơ bản của tang và ròng rọc 25 1.5. công suất dẫn động 27 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích 2. Tính toán cơ cấu nâng hạ cọc . 28 Chơng IIi: tính toán cột dẫn h- ớng .30 3.1.Tính tải trọng tác dụng và vẽ biểu đồ mô men các trờng hợp làm việc của giá búa . .31 3.2. Tính chọn diện tích mặt cắt cột . 48 3.3. Tính kết cấu cột dẫn . .55 Chơng Iv: tính ổn định giá búa .67 Chơng V: quy trình lắp dựng và vận hành Giá búa .91 5.1. Quy trình lắp dựng.91 5.2. Quy trình thử tải. .96 Chơng VI: quy trình công nghệ gia công chi tiết 101 Tài liệu tham khảo 104 Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích Lời nói đầu Với mục tiêu đề ra của đảng và nhà nớc ta là đến năm 2020 đa nớc ta trở thành một nớc công nghiệp. Do vậy vấn đề ra đó là phải xây dựng cơ sở hạ tầng sao cho phù hợp với tình hình phát triển chung của đất n- ớc. Nên trong những năm vừa qua cùng với sự phát triển của các công trình xây dựng giao thông và các công trình xây dựng dân dụng. Thì trang thiết bị máy móc cũng đợc nhập vào nớc ta với một số lợng lớn. Nhng chỉ với một số ít là ở dạng mới còn đa số là dới dạng máy cũ đã qua sử dụng hoặc đã lỗi thời, nên chất lợng của chúng trong khai thác cha cao trong khi đó giá thành của các loại máy này lại quá đắt so với chất lợng của chúng mà có nhiều loại máy có khả năng chế tạo trong nớc với chất lợng không thua kém máy móc nhập ngoại nhng giá thành rẻ hơn. Nh: Giá búa Diezel, Máy ép bấc thấm, Máy khoan cọc nhồi, cổng trục, trạm trộn bê tông nhựa nóng, trạm trộn bê tông xi măng, .Nhng trong số đó các loại máy phục trong xây dựng nhà dân dụng và công trình cầu, cảng là còn ít. Chính vì vậy đề tài của em có tên: (( Tính toán thiết kế giá búa đóng cọc Diezel, treo quả búa 5(T) lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích )) . Đến nay đề tài đã hoàn thành song vì thời gian và trình độ còn có những hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong các Thầy cô trong bộ môn và các bạn góp ý để đề tài đợc hoàn thiện hơn. Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích Hà nội: 5/2004. Sinh viên thực hiện. Trần Văn Hơng Chơng I. Lựa chọn phơng án thiết kế Đất nớc ta đang trong quá trình phát triển, hợp tác, và hội nhập với các nớc trong khu vực cũng nh với các nớc trên thế giới. Để có nền kinh tế ổn định, vững chắc và phát tầm với nền kinh tế đó, do đó có hàng loạt các công trình xây dựng dân dụng, quân triển nhanh cần phải có một cơ sở hạ tầng vững chắc và hiện đại ngang sự, cũng nh các công trình giao thông hiện đại đã, đang và sắp đợc xây dựng. Trong các công trình lớn cũng nh nhỏ thì việc xử lý nền móng là yếu tố hết sức quan trọng vì nó quyết định đến chất lợng cũng nh tuổi thọ của công trình. Việc xử lý nền móng đã có từ rất lâu, nhất là xử lý nền móng bằng các loại cọc, ban đầu là từ các loại cọc nguyên thuỷ có sẵn nh cọc tre, cọc gỗ với phơng pháp đóng thủ công. Theo dòng phát triển của lịch sử thì quy mô của các công trình ngày càng lớn và đợc xây dựng trên các nền đất khác nhau, nên các loại cọc ngày càng có nhiều và phơng pháp thi công phải thay đổi để đáp ứng đợc các yêu cầu của công trình. Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích Tuỳ thuộc vào quy mô, thời hạn phục vụ của công trình, điều kiện tự nhiên của đất xây dựng mà ngời ta áp dụng các biện pháp khác nhau để gia cố nền móng cho phù hợp. Với những công trình xây dựng nhà ở thuộc loại nhỏ của các hộ gia đình thờng áp dụng biện pháp làm móng bè bê tông, móng cọc tre, Hiện nay trong thực tế xây dựng nền móng cho các công trình lớn, thời hạn phục vụ lâu dài ngời ta áp dụng các loại móng cọc. Đây là loại móng đảm bảo khả năng xây dựng nhà và công trình trên các loại đất có sức chịu tải nhỏ, trên các vùng đất đóng băng, . Chính việc áp dụng móng cọc đã thúc đẩy việc ứng dụng các phơng pháp công nghiệp hoá xây dựng cũng nh việc trang bị cho các cơ quan xây dựng những máy hạ cọc chuyên dùng gọn nhẹ và có năng suất cao. Những u điểm cơ bản của việc áp dụng móng cọc là rút ngắn thời gian thi công, giảm bớt công tác nặng nhọc cho công nhân, giảm bớt khối lợng thép, bê tông, giảm khối lợng công tác làm đất và tăng chất lợng công trình,; Phơng pháp thi công móng cọc ít nhạy cảm với sự thay đổi trạng thái của đất nền; Có thể đào những hố sâu, thi công móng cọc mới ngay sát cạnh các móng cọc mà không gây nguy cơ phá hỏng công trình; Cọc đợc hạ trong móng bằng nhiều loại máy thi công khác nhau. Ngoài phơng pháp gia cố nền bằng móng cọc ra ngời ta còn dùng nhiều phơng pháp khác nh: * Để gia cố nền có các loại đất to hạt có nhiều lỗ rỗng và vết nứt, ngời ta dùng biện pháp xi măng hoá, đây là biện pháp hiệu quả và đợc sử dụng rộng rãi. * Để gia cố, xử lý nền mà bên dới có các túi nớc, túi bùn ngầm ngời ta dùng phơng pháp ép bấc thấm. Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 5 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích Công tác gia cố nền móng hiện nay có rất nhiều ph- ơng pháp khác nhau, mỗi phơng pháp có tính u việt riêng và phù hợp với từng yêu cầu công trình khác nhau. Các phơng pháp hiện nay hay đợc sử dụng là: * Phơng pháp khoan cọc nhồi. Cọc nhồi đợc chế tạo bằng cách rót trực tiếp vậy liệu (bê tông, bê tông cốt thép, cát) vào những lỗ cọc làm sẳn trong lòng đất ngay tại mặt bằng thi công công trình. Theo phơng pháp tạo lỗ cọc khoan nhồi, thi công cọc nhồi đợc chia thành hai loại cơ bản sau: + Tạo lỗ cọc bằng cách đóng ống kim loại, đầu dới bịt đế cọc vào lòng đất, sau đó rót vật liệu tạo cọc vào lòng ống. ống kim loại có thể để nguyên với vai trò là thành ống hoặc rút khỏi lòng đất trong quá trình rót vật liệu bằng thiết bị chuyên dùng, còn đế cọc nằm lại trong lòng đất. + Tạo lỗ cọc bằng phơng pháp khoan chuyên dùng. Các thiết bị khoan rất đa dạng, nh tạo lỗ bằng phơng pháp cơ học, phơng pháp vật lý, hay là theo cách đa đất từ lỗ khoan lên theo dạng liên tục hay chu kỳ, Đặc điểm của phơng pháp này là: + Ưu điểm: - Cọc đợc chế tạo tại chỗ, có kích thớc và chiều dài tuỳ ý, không mất công vận chuyển hay phải làm các công tác phụ khác nh ca, cắt, nối cọc sau khi đóng cọc. - Thi công cọc nhồi trên các máy khoan tạo lỗ tránh đợc các lực xung kích gây ảnh hởng xấu đến các công trình xung quanh, không gây tiếng ồn lớn. Vì vậy trong những năm gần đây thi công cọc nhồi đã Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích nhanh chóng xâm nhập vào các công trình trong thành phố. - Có thể thi công trên các công trờng có điều kiện mà không thể thi công bằng phơng pháp đóng cọc khác. + Tuy nhiên phơng pháp này cũng có các nhợc điểm: - Chi phí đầu t máy móc thiết bị ban đầu lớn nên giá thành của nó cũng khá cao. - Khó kiểm tra chính xác chất lợng cọc sau khi thi công. - Gây ô nhiễm môi trờng do có chất thải là dung dịch bentonít. - Phải xây dựng trạm trộn bê tông tại công trờng hoặc phụ thuộc địa điểm của trạm trộn bê tông khác và công suất của trạm đó (do phu thuộc thời gian bê tông đông cứng từ lúc trộn bê tông đến lúc đổ xong cọc), * Phơng pháp ép cọc tĩnh: Đây là phơng pháp cơ học dùng lực ép cọc xuống lòng đất, phơng pháp này chỉ đóng đợc các loại cọc có chiều dài ngắn hoặc đối với cọc dài, lớn thì phải dùng máy có công suất lớn . ép cọc tĩnh có các đặc điểm sau: + Ưu điểm: - Không gây chấn động đến các công trình xung quanh, không tạo ra tiếng ồn. Do u điểm này mà phơng pháp ép tĩnh đợc sử dụng nhiều trong các công trình trong khu dân c, trong các thành phố, thi trấn, nơi đông ngời. - Giá thành rẻ. Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 7 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích + Nhng nó cũng có nhợc điểm là: Chỉ đóng đợc các loại cọc nhỏ có khẩu độ không dài lắm, hoặc nếu ép cọc lớn thì chi phí mua máy ban đầu rất lớn mà khối lợng thi công ít do ở nớc ta cha có nhiều công trình lớn, nên hiệu quả kinh tế khi sử dụng loại máy này thấp . * Phơng pháp dùng lực va đập + Búa Hơi Quả búa hơi đợc chia làm hai loại: Quả búa tác dộng đơn và Quả búa tác động kép. ở quả búa tác động đơn, cọc đợc nhấn vào nền do năng lợng rơi t do của đầu búa tác dụng trực tiếp lên cọc, năng lợng của hơi nớc hoặc không khí nén chỉ dùng để nâng đầu quả búa lên cao. Trong quả búa tác động kép năng lợng của hơi nớc hoặc không khí nén không những dùng để nâng đầu quả búa lên cao mà còn có tác dụng đẩy nhanh chúng rơi xuống đầu cọc. + Búa Diezel Búa Diezel làm việc theo nguyên lý động cơ đốt trong hai kỳ vì vậy khi đóng cọc gây ra lực chấn động làm ảnh hởng tới các công trình xung quanh, đồng thời nó còn tạo ra tiếng ồn. Do nhợc điểm này mà phơng pháp chỉ đợc áp dụng với các công trình xa khu dân c. Đóng cọc bằng búa Diezel có giá thành rẻ, dễ thay đổi chiều dài cọc, dễ thi công và có thể làm việc ở những điều kiện khắc nghiệt nh: ở trên sông, ở đầm lầy, ở các vùng cao mà các phơng pháp khác không làm đợc. * Phơng pháp dùng lực rung động_ Búa rung Quả búa rung đợc sử dụng phổ biến trong thi công đóng cọc, đặc biệt chúng làm việc rất hiệu quả trên nền đất cát tơi, xốp, ở những địa hình chật hẹp, Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích chen cấy, nhất là khi đóng cọc gia cố nền. Khi làm việc, quả búa liên tục truyền len cọc dao động có tần số, biên độ và hớng nhất định, làm giảm đáng kể lực ma sát giữa đất và cọc. Nhợc điểm của phơng pháp này so với phơng pháp dùng quả búa Diezel là có kết cấu lớn, làm việc ồn hơn, máy kém ổn định hơn, * Phơng pháp ép cọc bấc thấm Bấc thấm là các băng có lõi bằng prôliprôpilen có tiết diện hình răng bánh xe, bên ngoài đợc bọc áo lọc. Bấc thấm là một phơng pháp nhân tạo, nhằm cải tạo nền đất bằng thiết bị tiêu nớc thẳng đứng để xử lý đât yếu đợc dùng để thay thế cọc cát làm phơng tiện dẫn n- ớc cố kết từ dới nền đất yếu lên tầng đệm cát phía trên và thoát ra ngoài, nhờ đó tăng tốc độ lún của nền đất trên đất yếu, tăng tốc độ cố kết của bản thân. + Ưu điểm: - Tăng nhanh quá trình cố kết của đất yếu, rút ngắn thời gian lún. - ít làm xáo động các lớp đất tự nhiên. - Thoát nớc một cách đảm bảo và chủ động. - Thao tác nhanh. - Chiều sâu sử dụng bấc có thể đạt đến 40 m. - Hoạt động thoát nớc tốt trong các điều kiện khác nhau. + Nhợc điểm: - Với nền đất quá yếu thì xử lý bằng bấc thấm không hiệu quả. I/ các phơng án thiết kế Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 9 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích Búa đóng cọc Diezel là loại búa hoạt động theo nguyên lý va đập, nó đợc cấu tạo từ hai bộ phận chính là: Quả búa và giá búa. Khi đóng cọc quả búa đợc đặt ngồi trực tiếp lên đầu cọc tạo xung lực nhấn cọc xuống nền. Giá búa có nhiệm vụ dẫn hớng cọc, quả búa và thực hiện các thao tác khác nh: Cẩu búa, cẩu cọc, đa chỉnh cọc về vị trí đóng. Trên một giá búa có thể sử dụng nhiều quả búa khác nhau. ở đây ta chỉ xét tới quả búa Diezel. * Quả búa Diezel: Quả búa Diezel làm việc theo nguyên lý động cơ đốt trong hai kỳ. Theo cấu tạo nó đợc chia làm hai loại: ống dẫn và cột dẫn. - Loại ống dẫn dùng để đóng cọc thép và cọc bê tông cốt thép loại lớn, do cấu tạo đặc biệt: Tỷ số nén thấp ( = 15) hành trình của piston lớn lên khả năng tạo ra lực xung kích khi đóng cọc lớn, ngoài ra quá trình cháy hỗn hợp xảy ra ngay sau khi đầu piston đập vào đầu búa do đó quá trình cháy sẽ tạo thêm xung lực lớn đóng cọc vào nền. - Loại cột dẫn, loại này có tỷ số nén cao ( = 30) sử dụng bơm nhiên liệu áp lực cao, dùng để đóng các loại cọc gỗ và bê tông cốt thép loại nhỏ. * Giá búa: Là thiết bị dùng để phục vụ các thao tác đóng cọc: Cẩu cọc, chỉnh cọc, cẩu và dẫn hớng quả búa khi đóng cọc. Trên thực tế giá búa đợc sử dụng rất đa dạng, tuỳ thuộc vào công nghệ đóng cọc. a/ Giá búa lắp trên máy cơ sở ( kiểu treo) Sinh Viên: Trần Văn Hơng Lớp: Máy Xây Dựng K40 10 [...]... án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích Thiết bị đợc lắp thêm vào một máy cơ sở sẵn có nào đó, thờng là cần trục bánh xích hoặc cần trục bánh lốp, thiết bị lắp thêm vào là phần dẫn hớng quả búa khi cần đóng cọc Sử dụng giá búa loại này rất tiện lợi, tiết kiệm đầu t do có thể sử dụng máy cơ sở có chi phí mua sắm nhỏ Máy cơ sở đợc chọn thờng... 11 Lớp: Máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích loại giá búa này rất tiện lợi và kinh tế, vì vậy mà hầu hết các công trình xây dng thờng sử dụng loại giá búa này để thi công nền móng c/ Giá búa chuyên dùng: Là thiết bị đợc thiết kế chế tạo chuyên dùng để đóng cọc Giá búa đơn giản nhất là giá búa cố định, tháo lắp nhanh Giá búa điện... 11 10 9 15 8 16 16 7 6 5 4 3 2 1 Hì nh 1 - ph ươn g án 1 1 Sinh Viên: Trần Văn H ơng Xây Dựng K40 15 Lớp: Máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích 1.1.2.Phơng án 2: Giá búa dạng đơn giản, có cấu tạo nh sau: Cột dẫn hớng đợc chế tạo từ tổ hợp thép hình lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích D308-85M do Nhật Bản chế tạo, trên giá bố... việc của tang 1_ Động cơ Diezel; 2 _ Phanh; 3 _ Khớp nối Sinh Viên: Trần Văn H ơng Xây Dựng K40 27 Lớp: Máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích 4 _Hộp giảm tốc; 5_ Khớp răng; 6:_Tang tời búa I Tính toán cơ cấu nâng hạ búa 1 Chọn loại cáp Thông thờng thì ở các giá búa đóng cọc để kéo búa và cọc ngời ta dùng cáp cho cơ cấu nâng hạ, do... (m) Chọn l = 340 (mm) 5 công suất dẫn động Do giá búa đợc lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích D308-85M, loại máy cơ sở này có động cơ dẫn động là động cơ Diezel- B 100 có công suất thiết kế là106 cv, nên trong quá trình tính toán thiết kế giá búa thì việc lựa chọn nguồn động lực cho các cơ cấu nâng búa và nâng cọc và cơ cấu tự dựng cột đợc sử dung nguồn động lực của máy cơ sở thông qua bộ trích... L 50 x 450 x 16000 - Dung tích két, l: Sinh Viên: Trần Văn H ơng Xây Dựng K40 22 Lớp: Máy = Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích + két dầu: két nớc: 9 + 20,6 2 Đối với cọc đóng: Chọn cọc bê tông cốt thép loại cọc có tiết diện vuông, có kích thớc: a x a x L = 450 ì 450 ì 16000 mm Trọng lợng của cọc là: GC = x VC = x 0, 45 x 0, 45 x... Lớp: Máy Đồ án tốt nghiệp a/ Xét trờng Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích hợp cơ cấu kéo búa khi cột dẫn thẳng đứng Sơ đồ tính toán, hình vẽ 2.2 Do búa trợt trơn trên thanh trợt nên lực cản ma sát là nhỏ vậy ta có thể bỏ qua, nh vậy lực tác dụng lên dây cáp kéo GI chỉ do trọng lợng của búa Gb Do đó: GI = Gb = 1 058 40 (N) b/ Xét trờng hợp cơ cấu kéo búa. .. đóng cọc xuyên âm 50 và xuyên dơng 18 ,50 đợc tiến hành nhờ bộ truyền động thuỷ lực, với một bộ nguồn chung của máy cơ sở, Hình vẽ :1.1 Kiểu giá búa này ta thờng gặp do Liên Xô (cũ) chế tạo, tiêu biểu là: Sinh Viên: Trần Văn H ơng Xây Dựng K40 12 Lớp: Máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích SP-49, S-870, S 878S, S-878K, Thông số cơ. .. búa: S-996 Đặc điểm của loại giá búa này là: * Ưu điểm: Trọng lợng của giá búa nhỏ, tính cơ động cao, kết cấu dàn cột có thể chế tạo đợc Sinh Viên: Trần Văn H ơng Xây Dựng K40 13 Lớp: Máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích * Nhợc điểm: Độ ổn định không cao, kết cấu cồng kềnh, chế tạo khó, phức tạp nên giá thành đắt Sinh Viên: Trần... nâng cọc 13 C nâ ngb úa áp 1 4 Xà đỉ nh 15 C ột chết ạo t ừ t ép ống t ròn h 16 Pul y đổi hư ớng cáp 17 C áp t ựd ựng 13 12 11 10 9 15 8 16 16 7 6 5 4 3 2 1 H ì h1 4- ph ương ánt hi ết kế n Sinh Viên: Trần Văn H ơng Xây Dựng K40 24 Lớp: Máy Đồ án tốt nghiệp Thiết kế giá búa đóng cọc diesel, treo quả búa 5T lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích 3 Vận tốc các cơ cấu của giá búa - Vận tốc nâng búa: -

Ngày đăng: 26/04/2013, 17:32

Xem thêm: Tính toán thiết kế giá búa đóng cọc dezel, treo quả búa 5 (T) lắp trên máy cơ sở bánh xích, Tính toán thiết kế giá búa đóng cọc dezel, treo quả búa 5 (T) lắp trên máy cơ sở bánh xích