Giáo trình Thử nghiệm cầu bê tông và cầu thép (Nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ Trình độ cao đẳng)

Trang 1

BỘ.GIAOTHÔNG VẬN TẢI

‘TRUUNG CAO BANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG VUNG i

GIAO TRINH MO DUN

THU NGHIEM CAU BE TONG vA chu THÉP

Trang 3

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

‘TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG 1

GIAO TRINH

Mô đun: Kiểm tra kết cấu

cơng trình cầu

NGHE: THÍ NGHIỆM VÀ KIÊM TRA

CHÁT LƯỢNG CÀU ĐƯỜNG BỘ

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐĂNG

Trang 4

TUYEN BO BAN QUYEN

„Tải liệu này thuộc loại sách giáo trình nội bộ nên các nguồn thông tin

có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dẫn dùng cho các mục đích về

.đảo tạo và tham kháo

Moi mye ích khác mang tinh ich bo sử dọn với mục ch kính cdoanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm

Trang 5

LỜI GIỚI THIỆU

“Chương trình khung quốc gia nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu

đường bộ đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phân tích công việc theo

phương pháp DACUM Chương trình đã được ban hành năm 2009, tuy nhiên từ đồ đến nay vẫn chưa có tà liệu chính thức nào ban hành về các tà liệu, giáo trình cho nghề này Đề tạo điều kiện thuận lợi cho các giáo viên giảng dạy và học sinh, sinh viên có tài liệu học tập, tham khảo.việc biên soạn giáo tình kỹ

thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghẻ là cấp thiết hiệ

nội bộ " Thử nghiệm cầu bê tông và cầu thép” được bị

cương chương trình mô đun 30 - Thử nghiệm cầu bê tông và cẩu thép trong

chương trình khung nghề Thí nghiệm và kiếm tra chất lượng cầu đường bộ

Mặc dù đã rất cổ gắng song không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, táo giả mong nhận được những góp Ý cả về nội dung lẫn hình thức của bạn đọc để ải iệu ngày cảng hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2016 “Tham gia biên soạn

1 Chủ biên: Phủng Ngọc Trung 2 Lê Ngọc Chính

Trang 6

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU

BAL 1: XAC DINH DQ VUNG, DO VONG CUA DAM VA DAN KHI THU VOLTATTRONG TINE song 1, Bồ trí xe thir tai, _ 9 3 Các sơ đồ ta trong 3 Nguyên lý đo dộ võng 4, Các loại máy đo 5 Bồ trí điểm đo 6 Xử lý số lệ '7 Phân tích kết quá đo độ võng, BÀI 2: XÁC ĐỊNH ĐỘ LÚN CỦA MÓ, TRỤ VÀ GÓI KHI THỮ 20 VỚI TẢI TRỌNG TĨNH

1.Giới thiệu chung

2 Các giải pháp đo đạc chuyển +j se<ecceceeeeeeeee.22 3 Quan trắc chuyển vị

Trang 7

1 Biến dạng và phương pháp đo biến đạng c-s+seeec' 49 1.1, Khi niệm « esesssssssssseeeeeererererrrrrrerrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrros4)

1.2 Phương pháp đo biến đạng -s+ssceserrrrrrrrrre BÀI §:XÁC ĐỊNH ĐỘ VÕNG, ĐỘ VÒNG CỦA DÀM VÀ ĐÀN KHI THỨ VỚI TẢI TRỌNG ĐỘNG S5- 1 Bố trí xe thử tải 3 Nguyên lý đo độ võng 3 Thiết bị đo 4 Bé trí điểm đo 5 Đánh giá kết quả đo BÀI 6: XÁC ĐỊNH ĐỘ LÚN CUA MO, TRỤ VÀ GÓI KHI THỮ 6 'VỚI TẢI TRỌNG ĐỌNG

1 Giới thiệu chung -e-c-c-cecececece

2 Các giải pháp đo đạc chuyển v,

BÀI 7: XÁC ĐỊNH ỨNG SUAT LON NHAT 6 CAC MAT CAT CAN

KIEM TRA KHI THỨ VỚI TẢI TRỌNG ĐỘNG

1 Nguyên lý đo ứng suất 3 Các sơ đồ tải trọng 3 Thiết bị đo ứng suất 4 Bố trí điểm đo 5 Xử lý số liệu 6 Phân tích số liệu 7 Đánh giá kết quả đo

BÀI 8: XÁC ĐỊNH BIÊN ĐỘ VÀ TÂN SỐ DAO ĐỘNG TỰ DO KHI THỨ VỚI TÁI TRỌNG ĐỘNG -ecccecrrrerrrrrrrrrrrre ĐỂ

Trang 8

1 Các loại máy đo đao động «ss-ssssexeeerrrrrerrrrrrrrrrerre 93

.3, Bồ trí điểm đo =ceerrrrreeerrrrerrrrrrrrreỂ

4Ä acne 5 Đánh giá kết quả đo -s-secececcereererzrrrrcrrrrrrreeoee TU

BÀI 9: XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG ĐÀN HÔI VÀ BIẾN DẠNG DƯ KHI

THU VOI TAI TRONG DONG 105

1 Biến dạng và phương pháp đo biến dạng cccccc-e= IÚS 1.1 Khái niệm c« sss-s5Sssseeeeeeeereerererrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrree TU

Trang 9

BAL I: XAC DINH DO VONG, DO VONG CUA DAM VA DAN KHI THU VỚI TAI TRONG TINH

1 Bố trí xe thir tai

~ Tuỳ theo mục đích của việc xe tải lực cắt lớn nhất hay mô men lớn nhất hoặc mục đích nào khác mà bố trí xe thử tải cho phù hợp ~ Nội chung đối với cầu ôtô, ứng với mỗi sơ đồ xếp xe theo hướng đọc cầu đều phải xÉtt nhất 2 trường hợp xắp se ngàng cầu là các trường hợp xếp mọi xe

lệch về thượng lưu hoặc về hạ lưu

~ Các xe có thé quay đầu cùng về một hướng để tiện việc ra vào cầu nhưng cũng

có thể quay đuôi vào nhau nhằm tạo ra nội lực mô men bay lực cất lớn nhất ở

mặt cắt nào đó cẳn xét

~ Để chọn sơ đỗ xếp xe dọc cầu cẳn xét đường ánh hưởng phản lực gối Khi điều

xe trên cầu phải cử người chuyên trách và đánh dẫu bằng sơn từ trước lên cầu

ứng với từng sơ đồ xe s

~ Nếu cầu đài, cản nhiễu xe phải quy định đánh số thứ tự cho từng xe dé dé điều

khiển xe ra vào cầu Với mỗi cấp tải trọng (mỗi sơ đỏ xếp xe) phải do 3 lần vậy

phải có kế hoạch điều xe ra vào sao cho nhanh chóng, thuận lợi và an toàn

"Ngoài ta thường có I lần xếp thử đầu tiên để chỉnh lại các máy đo Như vậy cần

dy tri do lắp 4 lan, 4 %⁄°Ÿ

~ Khi thử tải các câu cũ việc xếp tải phái theo nguyễn tắc tăng dẫn bằng 50% „

75% , 100% tải trọng thử cầu đề đảm bảo an toàn với mỗi cắp tải cần tiễn hành đo đạc để sơ bộ đánh giá năng lực chịu ải thực tế của cầu trước khi xếp cấp tải lớn hơn

2, Các sơ đồ tải trọng

~ Sơ đồ tải trọng là một cách xếp xe tải trên cầu để đại lượng đo có giá trị bắt lợi

nhất Như vậy trong mỗi sơ đỗ tải trọng cần phải xét cách xếp xe theo chiều đọc

cầu và xếp xe theo chiểu ngang cẩu

~ Điều 3.6 Quy trình thử nghiệm cầu quy định "Việc bổ trí tải trọng dọc và

ngang công trình, bố trí lệch tâm hay đúng tâm phải xuất phát từ điều kiện làm

việc bắt lợi nhất cho công trình vả các bộ phận cầu cần thử nghiệm của nó và

phái được quy định chặt chẽ trong đề cương thử nghiệm cẳu” Cũng trong quy trình này điều 3.19 còn quy định "Thường có hai phương án xếp xe để thử theo

phương ngang cầu: xếp xe chính tâm cầu vả xếp xe lệnh tâm cầu Trong trưởng

hợp nào cũng phải thử theo phương án xếp xe chính tâm cẩu, còn tủy theo tằm

quan trọng của kết cấu có thể thử theo cả phương án thứ hai Đỗi với cầu treo,

cầu dây văng, cầu có bai làn xe trở lên nhất thiết phải thử theo cả hai phương án XẾp xế”,

~ Căn cứ vào các quy định trên nhận thấy để có một sơ đỗ ải trọng cằn tiền hin

Trang 10

+ V8 đường ảnh hưởng của đại lượng cần đo, chẳng bạn để đo ứng suất pháp tại

một mặt cắt nào đó cằn vẽ đường ảnh hưởng mômen uốn của mặt cắt đó, để đo

‘ang suất trên một thanh din cần vẽ đường ảnh hưởng nội lực cña thanh vv “+ Trên đường ảnh hưởng đã vẽ xếp xe ở vị tr bắt lợi nhất Nếu tải trọng thử có

“kích thước và tải trọng xe xắp xỉ tải trọng tiêu chuẩn thì xếp như đồn xe tiêu

chuẩn Thơng thường các xe thử không giống xe tiêu chuẩn khi đó cần điều

chỉnh khoảng cách giữa các xe sao cho đại lượng đo do đoàn xe thử sinh ra xắp

xi bằng đại lượng đo do đoàn xe tiêu chuẩn sinh ra

~ Chú ý là với dằm giản đơn, tải trọng thử là tải trọng tập trung tại các trục xe

khi đồ mặt cắt có mômen uốn lớn nhất không phải là mặt cắt giữa nhịp mà là

mặt cắt dưới một tải trọng tập trung nảo đó đặt đối xứng với điểm đặt của các

"hợp lựo qua điểm giữa nhịp: Ở mặt cất này mdmen wha do hoạt tải sinh s lớa

nhất nhưng mômen uốn do tĩnh tải sinh ra lại nhỏ hơn mặt cắt giữa nến người ta

thường đo ứng suất pháp tại mặt cắt giữa để cùng với mặt cắt đo độ võng

~ Sau khi đã xếp xe ở vị trí bắt lợi nhất trên đường ảnh hưởng tính được số xe

theo chigu dọc cầu, đem số xe này nhân với số làn xe được số xe cần thiết cho

một sơ đồ tải trọng

+ Theo chiều ngang cầu nhất thiết phái xếp xe đủng tâm, sau đó xếp một sơ đồ

lệch tâm về thượng lưu hoặc hạ lưu hoặc lệch tâm cá thượng lưu vả hạ lưu

Hình 1-1: Sơ đồ xếp tải lệch tâm (hình a) vả đúng tâm (hình b) cho cẳu có

bể rộng đường xe chạy 4m, ải trọng là xe H~ 10

Trang 11

Hình 1-2: Sơ đỗ xếp tải lệch tâm và đúng tâm cho cầu có bẻ rộng đường

xe chạy 8m, tái trong li xe H ~ 30, 3 Nguyên lý đo độ võng

~ Để đo độ võng của kết cấu nhịp cằn đo chênh lệch cao độ ở thời điểm chưa có tậi C và thời điểm có tải C' Chênh lệch cao độ (CC) là chuyển vị đứng của

điểmC

~ Nếu dằm có gối cứng thi CC" chính là độ võng của điểm C

~ Nếu dầm đàn hồi ( Hình 2 _!7b) độ võng của điểm C(C'"C') được tính bằng hiệu số giữa chuyển vị đứng đo được(CC") và chuyển vị đứng của điểm C do

chuyển vị gối sinh ra khi xem như dằm là tuyệt đối cứng Như vậy nếu dằm có

gối đàn hồi, để đo độ võng ở một mặt cắt nào đó cẳn phải lắp dụng cụ đo ở mặt

cắt đo và cả ở các gỗi mà chuyển vị của nó ảnh hưởng đến chuyển vị của mặt cắt

đo

Hình 1-3: Sơ đồ độ võng

4, Các loại máy đo

Trang 12

~ Có nhiều dụng cụ để đo độ võng, ở đây ta nghiên cứu 3 loại thông dụng đang dùng nhiều ở Việt Nam

4.1 Võng kế maximốp

~ Võng kế maxiốp gồm: đồng hỗ (1) nối với (2) thang chia va hai kim, thang

chia lớn ứng với kim dải, thang chia nhỏ ứng với kim ngắn Khi kim đải quay

được một vòng (100 vạch trên thang chia lớn) thì kim ngắn quay được một vạch, do vay khi đọc kim ngắn đọc đến hàng trăm còn kim dai đọc đến hàng chục và đơn vị, thí dụ khi kim ngắn nằm giữa hai số 15 và 16 kim dài nằm ở số 32 thi

đọc là 1532 (cũng có thể đọc là 15.32 khi lấy vạch trên kim ngắn làm chuẩn)

'Thông thường một vạch trên thang chia lớn tương ứng với chuyển vị là 0.1mm,

khi đó (1) vạch trên thang chia nhỏ tương ứng với chuyển vị 10mm Trồng quay

2) liên hệ với kim thông qua hệ thống bánh răng nên khi trồng quay (2) quay thì

các kim đồng hồ cũng quay theo Trên trồng (2) quấn một sợi dây không din

(thường quấn từ 2 đến 3 vòng) một đầu dây buộc vật nặng A(chừng 20kg) thả

xuống đáy sông tạo thành điểm cố định Cũng có thể thay vat nặng A bằng cách 'buộc đầu dây vào cọc ở phía đưới, tuy nhiễn dủ là vật nặng hay cọc thì vẫn phải

đảm bảo cho dây theo phương thẳng đứng, đầu còn lại buộc vào vật nặng B

(chừng 0.4 đến 0.5kg) ,vật B treo lơ lửng trên không, mục đích để kéo căng sợi

dây từ A đến B (hình 1-4)

Hình 1-4: Dụng cụ đo võng Maxximốp

~ Khi đo chuyển vị ở một điểm nào thì dụng cụ đo được gắn tại điểm đó Tại mỗi

điểm đo đọc không tải trước và sau Lúc có tải điểm đo chuyển vị thẳng đứng

Trang 13

lên hoặc xuống, vì A cổ định nên B cũng lên hoặc xuống lâm trồng quay và kim

quay theo, khí kim ổn định đọc được giá trị có tải Số vạch chênh lệch A V được tính theo cơng thức: Avsv,- «+1 Trong đó: ,- số đọc có tải lần ¡ Vot va Vos là số đọc không tải trước và sau lẫn ¡ ~ Từ AV đễ dàng tỉnh được chuyển vị thẳng đứng

= Vong kế Macximốp có ưu điểm thao tác dễ dàng, kết quả đo chính xác, tuy

nhiên chỉ dùng được trong trường hợp sông không sâu, nước cháy không lớn và

thuyền bè qua lại không va chạm vào dây thả vit A

442 Indieator (còn gọi là đồng hỗ so)

~ Indieator (hình 1-5) gồm đồng hồ (1) có hai thang chia va hai kim tương ứng

giống như macximop Giá trị một vạch trên thang chia lớn cho sẵn trên mặt đồng

hồ, thường có hai loại: giá trị một vạch 0.01mm (còn gọi là bách phân kế) và giá

trị một vạch là 0.001mm (còn gọi à thiên phân kế) Khi đo cầu ta thường dùng

loại bách phân kế vi vin dim bio chính xác và phạm vỉ đo rộng hơn (đối đa đến

100mm), trong khi đỏ thiên phân kế phạm vi đo tối đa thường từ 10mm đến

20mm Trục (2) có thể chuyển động lên xuống Trục 2 liên hệ với kim qua hệ

thống bánh răng, khi trục lên hoặc xuống hệ thống bánh răng sẽ chuyển chuyển

động làm kim quay thuận hoặc ngược chiều kim đồng hỗ Khi do, indicator gắn

trên vật đo đầu trục tì vào điểm cổ định, lúc vật đo có chuyển vị xuống hoặc lên

trục sẽ có chuyển động tương đối đi lên hoặc đi xuống Để đơn giản, khi đo,

"người ta đã chế tạo ra bộ gá, vật nặng (chừng 20kg) buộc vào sợi dây không dãn

treo trên móc gá thay cho điểm cổ định

~ Tại mỗi lần đo cần đọc không tải trước và sau Lúc có tải vật đo có chuyển vị

làm trục có chuyển động tương đối, do đó kim quay, khi kim đã ốn định, đọc

được giá trị có tải Từ những số đọc này dễ dàng tỉnh được số vạch chênh theo

công thức (2-10), sau đỏ căn cứ vào giá trị một vạch đã cho trên đồng hỗ để tính ra được chuyển vị thẳng đứng

~ Cũng như võng kế Maximôp, Indicator dễ thao tác, độ chính xác cao tuy nhiên

không dùng được khi sông có nước chảy mạnh hoặc vị tri thả vật A có nhiều

thuyền bề qua lại

Trang 14

Hình 1-5: Indicator

43 Méy toi đạc điện tử

~ Máy được đặt ở vị trí cỗ định trên bờ ở vị trí có thể nhìn được điểm đo Tại

điểm đo gắn giấy phản quang hoặc gương, khi gắn giấy phản quang thì trên giấy

phải có thập tự tuyến dé làm chuẩn lúc ngắm Ở thời điểm không tải và ở thời

điểm có tải ngắm vào gương hoặc giấy phản quang sẽ có cao độ tương ứng

Hiệu số cao độ khi có tải và khi không tải trung bình chính là chuyển vị thẳng

đứng của điểm đo

~ Máy toàn đạc điện tử có thể đo được cả khí sông sâu, nước chảy mạnh, cầu cao, sông có thông thuyỂn tuy nhiên độ chính xác không cao (đến mm) nên

thường chí dùng khí không đo được bằng võng kế Maximép hay Indicator

~ Khi điều kiện cho phép có thể dùng máy thủy bình để đo chuyển vị, lúc đó tốt

nhất là nên gắn imis (hoặc thước kẻ có dến mm) vào điểm đo, nếu không phải

đánh dấu điểm đo cần thận để các lần đọc khác nhau mia vẫn được đặt ở cùng một vị trí

5 Bé trí điểm đo

~ Để bổ trí điểm do mặt cắt đo và điểm đo có thế tham khảo các quy định trong cquy trình Thử nghiệm cầu Điều 3.11 quy định * Thông thuờng nên bổ trì điểm

đo tại các mặt cắt có độ võng lớn nhất, tại các vị trí bị suy giảm hay tiết diện

thay đổi đột ngột Số lượng điểm đo nhiều hay ít tủy thuộc vào khẩu độ cầu, nếu

phải xây dựng biểu đổ độ võng công trình thì phải đo nhiễu điểm dọc theo tìm

cầu

~ Để cho việc chuẩn bị đà giáo đơn giản vả tiết kiệm nhân lực, trong điều kiện

cho phép có thể bổ trí điểm đo độ võng gần điểm đo ứng suất „`

Trang 15

~ Cũng trong quy trình này điều 3.12 quy định” Trong trường hợp nhịp giản đơn

mà không thể bố trí thiết bị đo tại điểm giữa nhịp được thì có thể bổ trí điểm đo

tại tết điện lân cận rồi sau đó tính ra độ võng tại giữa nhịp

~ Khi độ lún của mồ, trụ đáng kể, phái bố trí điểm đo độ võng nhịp dầm tại hai gối Trong trường hợp này nếu không thể bổ trí thiết bị do tại gối được thi bố trí tại tiết điện lân cận của hai gối (cách gối khoảng 0.5 đến 1m) rồi sau đó tính ra

độ võng tại giữa nhịp.”

~ Căn cứ vào các quy định ở trên, trong thực tẾ người ta thường bố trí điểm đo độ võng như sau

$.1.Với cầu dim

= Theo chiều đọc càu đo ở những mặt cắt có độ võng lớn (hình 1-6)

Hình !-6: Mặt cất bố tí điểm đo độ võng của cầu dằm ( nấu gỗi đàn hồi thì

phải đo cả ở hai mặt cắt g6i)

~ _ Trên mặt cắt ngang đo ở tất cả các dầm hoặc sườn dằm ( hình 1-7)

Trang 16

Hinh 1

:: Bố trí điểm đo độ võng trên mặt cắt ngang cầu dằm

5.2 Với cầu dân

~ Theo chiễu dọc cầu đo tại nút có độ võng lớn ( hinh 1-8)

Hình 1-8: Bố trí điểm đo độ võng trong cầu dàn

~ Theo chiễu ngang cầu đo ở tắt cả các dân chủ ( hình 2-23)

Hình 1-9: Bồ trí điểm đo độ võng trên mặt cắt ngang cầu dàn 3) Dàn chạy dưới

b) Dân chạy trên

Trang 17

6 Xử lý số liệu

“Cách xứ lý số liệu đo độ võng tương tự như xử lý số liệu đo ứng suất khi

đo bằng Tenoôcnét cơ học, tuy nhiên nến gối cầu là đản hỗi th kết quả đo mới là chuyển vị thẳng đứng, từ các chuyển vị thẳng dứng đo được cần tính ra độ võng

của điểm đo Thí dụ trên cẳu dằm gián đơn có gối cao su kết quả đo tại ba điểm

cho trong bảng 2-3 trong đó

‘Vi strén gối trấi _Ý; : ở giữa nhịp 'V; : trên gối phải cho trong bảng 2-3 xử lý số liệu do va tính ra độ võng ở giữa nhịp Bing 2-3 Cầu: Ngày đo: "Người đo:

Dung cy do: Indicator, Gi tri một vạch 0.01mm

Trang 18

Vi | 17 |175| 175 A 0.173 tea 1 | v2 | 708 | 713 7125) °° | 7.112 | 0217 | 6.95 |“? Vi} 27/25) 4 | 4, | 0260

7 Phin tich kết quả đo độ võng

.a Kiểm tra điều kiên đô cứng

Độ võng đo được (f) là độ võng do hoạt tái thử đặt tĩnh sinh ra (nếu đo

động thì trong độ võng đo đã có tác dụng động của tải trọng) Điều kiện độ cứng

là /<[Z] Trong quy trình 1979 quy định f là độ võng do hoạt ti tiêu chuẩn sinh ra, còn trong quy trình 2001 đó là độ võng có xét xung kích Do vậy tùy theo tải trọng và quy trình áp dụng mà có thể nhân thêm hoặc chia cho (1+)

vào độ võng đo

Ð) Tỉnh bê số phân bố ngang thực đo

'Trên một mặt cắt ngang khi đo độ võng của tắt cả các dằm có thé tính được

'hệ số phân bố ngang thực đo cho các dằm ở một mặt cắt ứng với từng sơ đồ tải

trọng:

Sh

"Trong đó: f: 46 vong cia dim k

IA: ting 6 ving cia cde dim

Khi cdc dim cé mémen quan tinh khéc nhau trong công thức tính hệ số phân bồ ngang có xét đến mômen quán tính của mặt cắt dằm đổi với trục vuông góc với mặt phẳng uốn

ake

Zz]

“Trong đó: J,: mémen quán tính của dằm k

Ths, tổng các tích giữa độ võng với mômen quán tính

'Khi có độ võng và hệ số phân bố ngang thực đo cho các dằm vẽ được biểu

đồ độ võng và phân bổ ngang ở một mặt cắt

“Trên hình 2-24 giới thiệu biểu đồ độ võng và phân bố ngang thực đo một

mặt cất ngang

Trang 19

yf 7 3 7 72 f J Jy JF F FTF ä vn ra) sar} n| 100 se nợ sss súp oven ove Hình 1-10: Biểu đỗ độ võng và hệ số phân bỗ ngang Sơ đồ mặt cắt ngang;

Biểu 43 46 võng khi xếp tái đúng tâm

đỗ phân bố ngang khi xếp tải đúng tâm Š độ võng khi xếp tá lệch tâm a b « a

« đề phân bố ngang khi xếp tải lệch tâm

e Đánh giá xem cầu có võng dư không,

~ Ở mỗi điểm đo ít nhất phải cho tải vào cầu 3 lần do vậy sẽ có bốn lằn đọc

không tì Nếu số đọc không tải sau xắp xỉ số đọc không tả trước thì không có độ võng dư, ngược lại khí số đọc không tái sau chênh với số đọc không tải trước

thì mỗi lần xe ra hoặc vào cầu phải đợi ít nhất 5 phút mới đọc số liệu và nếu

chênh lệch vẫn tồn tại thì kết luận dẫm có độ võng dư, trong trường hợp này vật

liệu đã làm việc ra ngoài miễn đản hồi

Trang 20

BÀI 2: XÁC ĐỊNH ĐỘ LÚN CỦA MO, TRU VA GOI KHI THU VỚI TẢI TRỌNG TĨNH

1 Giới thiệu chung

1,1 Mồ cầu

~ Như chúng ta đã biết mồ cầu được xây dựng ở vị trí tiếp giáp giữa đường

‘vb cdo, ngoài nhiệm vụ kê đỡ kết cấu nhập dố cồn có vai tò của một trồng

chiin đảm bảo én định cho nền đường đầu cẳu Do đó ngoài các phản lực truyền 'từ kết cấu nhịp, mố còn chịu tác dụng của áp lực đắt Là kết cấu nối tiếp giữa

.đường và cầu nên muỗ phải được cha tgo sao cho:

+ Không xây ra hiện tượng thay đổi độ cứng của tuyến đường một cách đột

ngột,

+ Đảm bảo xe chạy êm thuận khi qua edu,

+ Đắt đắp có tác dụng hướng dòng cháy đượcêm thuận, tránh xói lỡ bờ sơng ~ Ngồi ra mỗ cầu phải đảm bảo:

+ Chịu được các tải trọng ngang từ áp lực đắt đắp sau mỗ, tải trọng bản

thân, hoạt tải chất

thêm cũng như các tải trọng khác từ kết cấu phẪn trên truyền xuống bệ mổ

và lên móng

+ Ôn định cho kết cấu phần trên làm việc, cho phép kết cấu phần trên biển đạng

một cách thích hợp dưới tác động của các ải trọng khai thác

+ Đảm bảo êm thuận chuyển động của xe khi xe d chuyển từ phần đường lên cầu và ngược lại

+Mồ cầu trực tiếp chịu các tổ hợp tai trọng từ kết cấu phần trên xuống kết cấu

móng Công tác thiết kế móng sẽ bắt đầu từ bước khảo sát địa chất để xác

định các tính chat địa vật lý của đất nền Nhưng từ thực tế cho thấy, có rit

nhiều sai sót trong quá trình khảo sát tới thiết kế và thi công mố cầu, dẫn

đến nhiều hư hại hay sự cổ trong quá trình khai thác (Rymar Š.) Các loại tái

Trang 21

ena Leah he ocd ch

Bang Dead # & I " Ẫ

Horio Lom’: se BR (babe) Gere + x ` CRierep) Si sage) “TỪ tenpenese) -maz— - ` 4 in tị La Soma"? i

Hình 2-1 Sơ đỗ tải trọng tác động lên mồ cầu (TCVN 272-05) 1.2 Các chuyển vị của mổ cầu

~ Trong phân tích hình học của mổ cầu các loại chuyển vị của mồ cầu có thể

chia làm hai loại: sự dịch chuyển và xoay Đối với các kết cấu không giam

3 chiều như mồ cầu thì có 3 dang dịch chuyển và 3 dạng xoay (Ba2yñski 1 etall,

1999)

+ Chuyển vị thẳng đứng đều do lún đều của bệ mồ

-+ Chuyển vị thẳng đứng không đều do lún không đều của bệ mồ theo phương

ngang cầu

-+ Chuyển vị thẳng đứng không đều do lún không đều của bệ mồ theo phương

dọc cầu

+ Chuyén vị ngang của mồ theo phương dọc cầu + Chuyến vi ngàng của mố (bơ phương vựng cầu,

-+ Chuyển vị đứng không đều kết hợp chuyển vị ngang không đều theo phương,

dọc cầu

-+ Chuyển vị đứng không đều kết hợp chuyển vị ngang không đều theo phương

ngang cầu

~ Theo cơ cấu làm việc của mỗ cẩu thì ta có thể phân ra các loại chuyển vị

©ơ bản như sau, bao gồm (Lyszkowicz A):

Trang 22

Mình 2-2 Chuyển vị góc của mồ clu tạo bởi tổng hợp các chuyển vị Loại chuyển vị Chuyển vị theo phương thẳng đứng (lún đều) —_

Chuyển vị góc theo hai phương - sang bên

cạnh và đổ về phá|

trước mỗi

Nguyên nhân dẫn đến chuyển vị -

do bệ mô lún và dẫn đến thay đổi cao độ trắc dọc của

cầu, tạo nên các giv khi xe lên cầu

.do lún không đều của bệ mồ, dẫn đến thay đổi cao độ của

trắc dọc và làm thay đổi điều kiện làm việc của gỗi trên mỗ (hình 1.3)

Chuyển vị đọc theo

phương dọc của cầu

xong song với trắc đạc

do áp lực của đất đắp sau mỗ tác động lên tường thin mo, dẫn đến thay đổi cao độ của trắc dọc cầu, tạo nên gờ ở khu,

"vực khe co din và làm khép các khe co dân lại

lún không đều của mố theo phương ngang của cầu, dẫn đến thay đổi trắc dọc của cầu, và làm thay đổi vị trị của

sồi cũng như điều kiện làm việc của gỗi cầu

Chuyển vị tổng hợp Chuyển vị của mồ tạo bởi tổ hợp các chuyển vị khác

2 Cie giải pháp đo đạc chuyển vị

2.1 Đo đạc lún đều của mồ

~ Giá trị lớn trong quá trình đo đạc mồ là một trong những thông tin quan trong

nhất, Có rất nhiều cách đo đạc độ lún của mồ cầu, về cơ bản thì được chia thành

cách nhóm sau (Bazyfiski J.ctall, 1999):

+ Phương pháp địa kỹ thuật,

+ Phương pháp trắc dọc;

+ Phương pháp đồng hồ;

-+ Phương pháp áp dụng chênh lệch áp suất;

¬+ Phương pháp quét laser

Trang 23

~ Một trong những nhóm phương pháp đo đạc độ lún của công trình hay được ấp dụng nhất là phương pháp địa kỹ thuật Công tác khảo sát địa kỹ thuật được

thực hiện với các công trình bắt đầu từ buức khảo sá, thiết kẻ, để nắm được các chỉ số cơ lý của đắt nn nhẩm tính toán mức độ lún của công trình Có rắt nhiều phương pháp địa kỹ địt được ép ding, nhưng về cơ bản được cha

làm hai dạng: thực hiện trong phòng thí nghiệm và tại hiện trường 2.1.2 Phương pháp trắc dọc

~ Nhóm phương pháp thứ hai là nhóm đo cao độ trắc dọc cũng là nhóm được

ấp dụng nhiều trong đo đạc lún của công trình Phương pháp này cho phép

xác định cao độ của các điểm đo

đạc, nên phương pháp này cho phép áp dụng cả trong đo đạc và quan trắc Chúng

ta có thể chỉa nhóm này như sau (Muszyóski Z Rybak 1 201 1) + Phuong phip hinh hoc (geometric method),

+ Phuong phap lugng gidc (trigometric method), + Phuong phap khi dp (barometric method), + Phuong phip vé tinh (satelite method) * Phuong phap hinh hoc (geometric method)

~ Phương pháp này ứng dụng một cách thie do rit don gin, đó là xác định cao

độ trên các ma cắm bảng các máy thủy binh (hinh 2.1) Có rất nhiều loại máy

Trang 24

DT-205, laser DT-207L Su t Sah Hinh 2-5, da flag ee ke Bg sey ode Sef Laken TOD thấu kính GRZ 122 20

Hình 2-6 Một số hình ảnh các loại máy thủy bình, (nh từ trấi sang): máy, thủy bình quang học HP 132, máy thủy bình laser Topcon RL- SV25, may

thủy bình điện tử Leica DNA 03

~ Phương pháp này cho phép nhận được các kết quả chính xác, nhưng cần được chuẩn bị rất kỹ lưỡng trước khi thực hiện đo đạc, để đảm bảo độ chính

xác

* Phương pháp lượng giác (tigometric method) ề

~ Phương pháp lượng giác cho phép đo đạc cao độ các điểm không cần các

ma Trong trường hợp này cần phải 4p dụng máy kinh vĩ tích hợp chức năng

đo khoảng cách và đo góc - hay còn gọi là máy toàn đạc (hình 2.4) Phương thức đo được thể hiện ở sơ đồ hình 2.3 (Muszy6ski Z-Rybak J., 2011) * Phương pháp khi dp (barometric method)

-Đây là một phương pháp rất ít được áp đụng vì công tác chuẩn bị và thao tác khó khăn, phức tạp Phương phấp này áp dụng nguyên lý giám áp suất khi độ cao tăng lên Nhưng các điều kiện giả thuyết cho phương

24

Trang 25

pháp này thường không được đáp ứng, khi tỉ số thay đổi của cột thủy ngân đối với sự thay đổi của cao độ là 0.01% (Karsznia K 2014)

* Phương pháp thủy tĩnh (hydrostatic method)

Phương pháp này được ứng dụng khá rộng rãi trên thể giới nhằm xác

định cao độ - đỏ chính là nguyên tắc bình thông nhau - xác định sự chênh lệch về thé tích của bai bình thông nhau qua một ống nối ở hai cao độ khác nhau (hình 2.5) (Karsznia K., 2014) „ÔNG MHƯAPCV G50) lấn nàn ate LÔNG NHƯAPCY (25mm) Hình 2-7 Tees site Gtr 9h Oo Ok cảm biến dây rung va các phao thép nằm trong ống chất lồn

* Phương chính xác hơn đố là áp đụng các phao tiếp treo uên các dây thép nhỏ, khi mực nước thay đổi thì áp suất tác động lên phao thép sẽ

thay đổi, dẫn đến lực căng của các đây thép nhỏ thay đổi làm thay đổi tằn số

rung của các dây thép đó Và tin số rung này dùng để đo sự thay đổi của cao

độ Trong biện pháp này cần phải có một vị trí so sánh với cao độ không

thay đổi (hình 26) Bằng phương pháp này chúng ta có thể áp dụng cả

trong quan trắc lún các mồ cầu

* Phương pháp vệ tỉnh (satelite method)

~ Phương pháp này áp dụng các hệ thống định vị toàn cầu GPS hay GLONASS

để xác định độ lún của công trình Trong phương pháp này ta phải đặt ở vị trị

cần đo đạc các thiết bị thu tín hiệu vệ tỉnh gọi la tram lưu động (để đo đạc)

over station, goal ra cổng cần thiết lập trạm thu tỉn hiệu so sánh ở vĩ bí không bj anh hưởng lún gọi là trạm cổ định (để so sánh) — reference station Đo đạc bằng phương pháp này cho phép chúng ta thực hiện trong mọi điều kiện thôi

tiết và mọi thời điểm trong ngày và có thể áp dụng được trong quan trắc liên

tục Nhưng phương pháp này đòi hỏi phải mua những thiết bị đặc biệt và đất

Trang 26

st MB

Hình 2-8 Đo chuyển vị bằng hệ thống GPS và các thiết bị thu tín hiệu

GNSS cia Leica

2.1.3 Phuong phap cam bién dong hd

~ Phương pháp này áp dụng các cảm biển đồng hỗ cơ hoặc cảm biến đồng hồ

điện tử, Để ấp dụng biện pháp này ta cần phải thiết lập một tắm thép

móng bằng phẳng gần mặt đất, sau đồ lấp cảm biển đồng hồ vào qua một

thanh nam châm Trên bề mặt đất cần phải thiết lập một vị trí so sánh cũng

bằng một tắm thép và một đầu đo của cảm biến đồng hỖ sẽ phải chạm vào tắm

thép ở vị trí so sánh đó Mọi sự chuyển dịch theo phương thắng đứng của mố

cầu sẽ được thể hiện qua kim chỉ của cảm biến đồng hồ (hình 2.7)

Hình 2.9 Cảm bién đồng hỗ

2.14 Phương pháp đo áp dụng chênh lệch áp suất

~ Phương pháp này cho phép đo lún của n

hệ thống cảm đo áp suất kết nối với một bình chất lỏng được lấp đặt

trên nền đất ôn định Cảm biễn được lắp với bình chất lông bằng hai ống song

song Sự thay đổi áp suất trong ống sẽ được cảm biến xác nhận và thể hiện

bằng sự chênh lệch cao độ giữa điểm đo đạc và điểm so sánh (hình 2.8) (Karsznia K 2014)

Hình 2-10 Sơ đỗ do đạc lún áp dụng phương pháp chênh lệch áp suất

Trang 27

2.1.5 Phương pháp quết laser

= Phương pháp này dựa trên cơ sở thu thập các tín hiệu laser phản lại từ điểm phát Thiết bị sẽ thu thập cá thời gian phản lại của tín hiệu laser cũng như góc

phan lại của tín hiệu đề xác định khoảng cách cũng như vị trí của kết cấu trong

không gian Phương pháp này có một ưu điểm rất lớn đó là độ chính xác cao, thực bành nhanh và rất hiện qoả Phương pháp quét lascr rit don giản và tự động bằng thiết bị như hình 29, nhưng công tác chuẩn bị ban đầu và hiệu chinh kết quả sau khỉ quất mới mắt nhiều thời gian Cũng vì lý do này mà gii pháp Ít được áp dụng trong quan tắc mỗ trụ câu, khi mà cơng suất tính tốn của hệ thống máy tính hiện đại chưa đạt được tốc độ cằn thiết Đây cũng là một

trong những phương pháp tốn kém nhất (Karxznia K, 2014)

22 Lún không đều của mổ

-Các chuyển vị cia mé theo phương thẳng đứng khác nhau ở các vị dẫn đến mố bị lún không đều Điểu này có thể xây ra theo hai phương: theo

phương đọc còn cầu (theo hướng dĩ chuyển của xe) hoặc theo phương ngang

của cầu (vuông góc với hưởng dĩ chuyển của xe) Để gián tiếp xác định lún

không đều của mỖ ta có thổ áp dụng những phương pháp tương tự như

trong xác định lún đều của mỗ Nhưng khi đó công tác đo đạc phải được

thực hiện ở các vị tí khác nhao, quanh bệ mổ để xác định gốc xoay của cả mố, Ngoài ra cũng có một số biện pháp trực tiếp xác định chuyển vị góc

của mồ cầu bằng hai dạng thiết bị, đó là: bằng cảm biến góc nghiêng hay các inclinometer (Godlewski T.), (Karsznia K., 2014)

2.2.1 Do đạc ứng dụng cảm biển góc nghiêng

~ Cảm biến góc nghiêng là thiết bị để đo góc nghiêng của kết cấu/ công trình,

phương thức đo dựa trên cơ sở lực hấp dẫn của trấi đất Hiện nay trên thị

trường có rất nhiều dạng thiết bị loại này, từ những dạng đơn giản nhất

tới những thiết bị điện tử phức tạp được ding trong quân sự, 06 dly đủ khá năng đã ứng đụng vào trong hệ thống quan trắc cơng tiiah Ngồi rà gần đây

Trang 28

2015) (hình 2.10)

Hình 2-12 Cảm biến góc nghiêng Sisgeo MEMS

tiltmeter SSMA

222 Đo đạc bằng các cảm biến do độ nghiêng (inclinometer) ~ Inelinometer được áp dụng rất rộng rãi trong

địa kỹ thuậc Phần lớn các thiết bị đo độ nghiêng (inclinometer) yêu cầu

phải đo tại chỗ bên trong công trình (in sit) bing các thiết bị chuyên đọng “Các thiẾt bj inctinometer o6 thd mg dụng được vào trong hệ thống quan trắc liên tục của công trình cầu bằng cách đặt các thiết bị này vào trong một

ống quan trắc và kết nỗi với thiết bị thu thập dữ liệu của hệ thống (Muszyäski

Hình 2-13 Sơ đỗ hoạt động của inclinometer va cách thức đọc dữ liệu từ inclinometer

2.3 Đo đạc chuyển vị ngang

~ Một trong những nhiệm vụ của mỗ cầu là kháng lại áp lực của đất đấp

seu mổ, tránh cho đất tràn vio dim cla Chính vì thế mổ cầu chịu áp lực

ngang của đất sau mé, 6p lực của hoạt tải chất thêm sau mổ Nếu như mỗ cầu có chuyển vị ngang lớu về phía đấm tầu sẽ-làm- giảm độ trở của khó cọ giãn, đồng thời tạo một góc xoay với trục xoay ở khe co giãn Để sớm phát

hiện và có thời gian để xử lý các hiện tượng trên ta có thể áp dụng các thiết

bị như: cảm biến đo độ mỡ của khe co giãn hay cảm biển đo áp lực của đắt đắp

lên kếtcấu - 2.3.1 Cam biển đo độ mớ khe co giãn

~ Là cảm biển được lắp ở giữa mỗ và kết cầu phần trên của cầu (dầm cẳu) và có khả năng đo được độ mở của khoảng cách giữa hai kết cấu này KẾt quả đo

được cần phải tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ, vì dưới tác động của sự thay

Trang 29

đổi nhiệt độ trong ngày kết cầu phần trên của cầu cũng có sự biển dạng làm thay đổi độ mở của khe co giãn (hình 2.12) (Karsznia K., 2011)

2.3.2 Đo đạc áp lực của đất đắp lên kết cầu

~ Để giám sát và đo đạc các tải trọng ngang tác động lên mỗ ta có thể áp dụng,

một loại liết bị chuyên dụng đo đạc áp lực của đất đắp sau mồ lên kết cấu

mổ, Thiết bị này cần được lắp đột trong qué tinh thí công mồ ở một sau của tường thân mố Sau khi lấp đầy đất dip sau mỗ sẽ không còn khả năng

tác động hay thay thé khi thiết bị có sự cố vì vậy công tác lấp đặt và

chuẩn bị cân được thực hiện hết sức chặt chẽ bởi các nhân sự chuyên

nghiệp (Godlewski T), (Karsenia K., 2014) wut Hình 2-14 Thiết bị đo độ mở khe co giãn 3 Quan trắc chuyển vị 3.1 Quan trắc và đo đạc định kỳ

~ Những phương pháp đo đạc được nêu ở phẫn trên có thể phân làm thành hai nhóm, một là nhóm áp dụng trong công tác đo đạc định kỳ, các phương

pháp nêu ở mục 2.2 có thể được áp dụng trong hệ thống quan trắc cầu liên

tục (BHMS - Bridge Health Monitoring System) Cần phải hiểu rõ hai khái niệm "đo đạc định kỳ" và “quan tric liên tục”, trong 46 “quan rắc liên tye" 6 thể hiểu là các công tác nhắm tới mục tiêu phát hiện các mỗi đe dọa đến công trình Sự khác biệt giữ quan rắc liên tục và đo đạc kiểm tra định kỳ được thể hiện ở hình 3.1

~ Cần phải xác định trước các mỗi đe dọa có thể xay ra dé thiết lập hệ thống

quan trắc thích ứng Vì thể hệ thống quan trắc cần phải có hai cấu phần chính

~ hệ thống thiết bị giám sát và hệ thống cảnh báo (Lương Minh Chính, 2015) Hệ thống quan trắc vé ca bản có nhiệm vụ xác định trạng thái nguy hiểm trước

khi xây ra các hư hại không muốn và không có nhiệm vụ giám sát các hư

hại đã xây ra mà có nhiệm vụ phát hiện, cảnh báo khi các nguy cơ hư hại vượt quá các ngường đã được thiết lập thiết lập để sớm có các biện pháp

phòng ngừa hữu hiệu (Lương Minh Chính, 2013)

Trang 30

‘nore

Hình 2-15 Sự khác biệt giữa quan trắc liên tục và đo đạc đỉnh kỳ

3.2 Các tiêu chí lựa chọn phương pháp đo đạc phục vụ hệ thống quan

~ Hệ thống quan trắc như nêu ở mục 3.1 phải

đạt được các tiêu chí cơ bản sau đây:

-+ Tự động thu thập dữ liệu Không lệ thuộc vào phương pháp đo đạc chuyển vị

mỗ cầu, các thiết bị cảm biển phải đo đạc một cách liên tục vả tự động trong

những khoảng thời gian nhất định

-+ Lm trữ dữ liệu và cho phép truy cập on- line, Một phần không thể thiểu của

"hệ thống là khả năng thu thập và lưu trữ dữ liệu tử các thiết bị cảm biến vả cho

phép truy cập on-line vào dữ liệu thông qua một giao diện phần mềm riêng

+ Cảnh báo khi các dữ liệu thu thập vượt ngường cho phép Hệ thống phải tự

động cảnh báo khi các ngưỡng đã được thiết lập trước cho từng thiết bị bị vượt quá

4 Kết luận

~Mồ cầu là một kết cấu phức tạp, trực tiếp chịu các tổ hợp tải trọng lớn tử kết cấu phần trên trong quá trình khai thác cũng như tải trọng đo áp lực của

đất đắp sau mỗ Do đồ công tác quan trắc mổ cầu trong quá tình khai thác là

"hết sức cần thiết, nhằm sớm phát hiện các chuyển vị và biển dạng có thể dẫn đến giảm khả năng làm việc của kết cấu mỗ nói riêng và cả công trình cầu

nói chung, Trong bài báo tác giá thống kê, giới thiệu các phương pháp đo đạc

quan trắc chuyển vị của mố cẳu nhằm đưa ra các giải pháp hữu hiệu có thể áp

đụng trong hệ thống quan mắc công trình cầu BHMS (Bridge HeaHh

Monitoring System) phục vụ công tác quan trắc, giám sát và khai thác công

trình cầu một cách hiệu quả, giảm thiểu tối đa các rủi ro có thể xÂy ra đồng thời tổi ưu hóa công tác duy tu bảo trình công trình một cách hợp lý, kéo đài

Trang 31

BÀI 3: XÁC ĐỊNH ỨNG SUÁT LỚN NHẤT 6 CAC MAT CAT CAN KIEM ‘TRA KHI THU VỚI TRỌNG TĨNH

1 Nguyên lý đo ứng suất

~ Trong trạng thái ứng suất đường người ta đo ứng suất pháp thông qua đo

biến dạng dài AI trên chiều dải I (hay cồn gọi là chuẩn đo ) từ đó tính được biển dang tương đối e =(eqMIAI; I)} Khi đã có biển dạng tương đối ø, theo định luật

Hooke dé dang tính đựợc ứng suất pháp s = E.e, trong đỏ E là môđun đàn hồi

của vật liệu

~ Trong trạng thải ứng suất phẳng sẽ xây ra bai trường hợp: biết phương chính 1, II và không biết phương chính

+ Khi đã biết phương chính I, II theo các phương này đo được Ai, và AI,

từ đó tính được biến dạng tương đối e;, e; và các ứng suất chính sạ, s; theo công thức: (e+ ne) en %“ LÊY (6; + Hai) me “Trong đó ụ là hệ sé Poisson, hệ số này phụ thuộc vào vật liệu, thi dụ đối với thép = 030 +0,33

+ Khi chưa biết phương chính I, II Trường hợp này cần phải đo biên dạng

dai theo ba phuong Al,, Als, Al; dé tính ra e,, e:, z Thông thường người ta đo

theo phương 0!, 45° và 907, khi đó có co, e, Và, hoặc đo theo phương 0), 60°

và 120” khi đó cố #s gạo, e;z; „ từ đó tỉnh được các biến đạng tương đổi theo

phương chính I, Ia 6, va es:

ee £ Veta ree ers aere

+46, Eitatte st

Sttett 4 fp Stati Ne a Eom ie, — FoF Bim tin)?

Khi đã có eị và e tỉnh được các ứng suất chính s, và s; theo công thức (2 ~ 1), đây là các ứng suất cực tị của một trạng thái ứng suất

Trang 32

6-9

(Cin cứ vào các ứng suất chính cực trị, dễ dàng tính được các ứng suất tiếp

cực trị của trạng thái ứng suất này

t= 2S @-4)

rong d6 $; 1 Sous 80 $318 Soin 4 Các sơ đồ tải trạng

~ Sơ đỗ tải trong là một cách xếp xe tai trên cầu để đại lượng đo có giá trị bắt lợi

nhất Như vậy trong mỗi sơ đồ tải trọng cần phải xét cách xếp xe theo chiều dọc cầu và xếp xe theo chiều ngang cầu

~ Điều 3.6 Quy trình thử nghiệm cầu quy định "Việc bố trí ải trọng dọc và

ngang công trình, bổ trí lệch tâm hay đúng tâm phải xuất phát từ điều kiện làm

việc bất lợi nhất cho công trình và các bộ phận cầu cần thử nghiệm của nó và

phải được quy định chặt chế trong đề cương thữ nghiệm cẩu" Cũng trong quy

trình này điều 3.19 còn quy định "Thường có bai phương án xếp xe để thử theo

phương ngang cẩu: xếp xe chính tâm cầu và xếp xe lệnh tâm cẩu Trong trường

hợp nào cũng phải thử theo phương án xếp xe chính tim cầu, còn tùy theo tim

quan trọng của kết cầu có thể thử theo cả phương án thứ hai Đối với cẩu treo, cầu dây văng, cầu có hai làn xe trở lên nhất thiết phải thử theo cả hai phương án

xÉp xe”

~ Căn cứ vào các quy định trên nhận thấy để có một sơ đồ tải trọng cẩn tiền hành

heo trình tự sau:

+ Vé đường ảnh hưởng của đại lung cin do, chẳng hạn để đo ứng suất pháp tại

một mặt cắt nào đó cần vẽ đường ảnh hưởng mômen uốn của mặt cắt đó, để đo

ứng suất trên một thanh dàn cần vẽ đường ảnh hưởng nội lọc của thanh vv + Trên đường ánh hưởng đã vẽ xếp xe ở vị trí bất lợi nhất Nếu tải trọng thử có

kích thước và tải trọng xe xắp xỉ tải trọng tiêu chuẩn thì xếp như đồn xe tiêu chuẩn Thơng thường các xe thử không giống xe tiêu chuẩn khi đó cần điều

Trang 33

chỉnh khoảng cách giữa các xe sao cho đại lượng đo do đoàn xe thử sinh ra xắp,

xi bằng đại lượng đo do đoàn xe tiêu chuẩn sinh ra

~ Chú ý là với dằm giản đơn, ải trọng thử là tải trọng tập trung tại cấc trục xe khi đó mặt cắt cỏ mômen uốn lớn nhất không phải là mặt cắt giữa nhịp mà là

mặt cất dưới một tải trọng tập trung nảo đó đặt đối xứng với điểm đặt của các

hợp lực qua điểm giữa nhịp Ở mặt cắt này mômen uốn do hoạt tải sinh ra lớn

nhất nhưng mômen uốn do tĩnh tải sinh ra lại nhỏ hơn mặt cắt giữa nên người ta

thường đo ứng suất pháp tại mặt cắt giữa để cùng với mặt cắt đo độ võng

= Sau khi đã xếp xe ở vị trí bắt lợi nhất trên đường ảnh hướng tính được số xe

theo chiều dọc cầu, đem số xe này nhân với số làn xe được số xe cẩn thiết cho

"một sơ đỗ tải trọng

+ Theo chiéu ngang cầu nhất thiết phải xếp xe đúng tâm, sau đó xếp một sơ đỏ

Tệch tâm về thượng lưu hoặc hạ lưu hoặc lệch tâm cả thượng lưu và hạ lưu

~ Trên hình 2 - 1 giới thiệu sơ đồ đặt tải để đo ứng suất pháp trên các mặt cắt E

(mặt cắt có mômen tuyệt đối lóa nhất) và mặt cất C ở giữa nhịp khi tải trọng thử là đoàn xe tiêu chuẩn H 10 với khẩu độ tính toán của nhịp gin dom | = 18m, ~ Trên hình 2 - 2 giới thiệu sơ đỗ tải trong để đo ứng suất các thanh 3X; và D; khi tải rọng thử là đoàn tầu theo TCVN

Hình 3.1: So dé tai trong (theo chiều dọc cẩu) để đo ứng suất pháp ở mặt

Trang 34

Hình 3-2: So dé tai trong để đo ứng suất thanh X: và Dụ

a Sơ đỗ đàn;

b Đường ảnh hưởng thanh X;;

e Sơ đồ đoàn tàu để đo ứng suất thanh X;: d Đường ảnh hưởng thanh Dị;

e Sơ đồ đoàn tàu để do ứng suất thanh Dị

Trang 35

.d Đường ảnh hưởng phản lực gối A và sơ đồ tải trọng để đo độ lún

gối A

Hình 3 ~4: Sơ đỗ tải trong đo ứng suất các mặt cắt B, C và D khi tải trọng thử là đoàn xe H- 30

Hình 3 - 5: Sơ đồ xếp tải lệch tâm (hình a) và đúng tâm (hình b) cho cầu

Trang 36

Hình 3 -6: Sơ đồ xếp tải lệch tâm và đúng tâm cho cầu có bể rộng

.đường xe chạy 8m, ti trong la xe H - 30

3 Các loại máy đo ứng suất

~ Cô nhiều loại máy móc để đo ứng suất, các máy này đều đo AI đỗ suy ra ø và

từ đó tính được s do vay người ta thưởng gọi là máy đo biển dạng Sau đây ta nghiên cứu hai loại chính

3.1 Tenzômet cơ học

- Tenzômet cơ học còn gọi là tenzômet đồn vì nó cẫu tạo trên nguyên tắc đòn

'bẩy, sơ đồ cấu tạo của tenzômet cơ học như trên hình 2- 7, trong đó có: chân cổ định 1 gắn liền với khung máy 6, chân đi động 2 gắn liền với đòn 3 Khoảng

cách giữa hai chân (1) còn gọi là chuẩn của máy đo, hiện tại thường có các chuẩn đo 20mm; 50mm; 100mm; 200mm (3) là hệ thống đòn để truyền chuyển động

đến kim (4), kim và hệ thống đòn còn có tác dụng là để khuyếch đại chuyển

Trang 37

k Ja Hình 3 ~ 7: Tenzômet cơ học

~ Khi đo, hai chân của Tenzömet đòn gắn chặt vào vật đo, nếu vật đo din dai ra

hay co ngắn lại quả trám ở chân di động sẽ nghiêng đi làm đòn 3 nghiêng theo

và đấy cho kim lệch đi (đường đức nét trên hình vẽ) Khi vật đo ngắn lại quả

trấm sẽ nghiêng theo chiều ngược lại, đẩy kim lệch di theo chiéu ngược lại

~ Thang chia 5 được chia theo Imm nên nếu hệ số phóng đại k = 1000 một vạch

trên thang chỉa sẽ tương ứng với biển dạng dài tuyệt dỗi ở đầu của chân đi dộng

là Emee= 10 mm Do hệ số phóng đại có thể sai lệch nên với mỗi máy còn có một hệ số điều chỉnh k, (hệ số nảy do nhà chế tạo cho sẵn trên từng máy) vả khi

số vạch chênh là s ta có công thức để tính biến dạng đài AI như sau: AI=kss {eq (13K) (mm) @-5) “rong đó:

k- độ phóng đại của máy đo, thường là 1000

kịc hệ số điều chính của máy, thường k, = 0,98 +1,02

rạch chênh lệch trên thang chia là hiệu số của số đọc khi không có

tải và số đọc không tải trung bình (tổng của số đọc không tải trước và sau khi có

tii chia cho 2),

- Tenzômet ơ học có ưu điểm là cấu tạo đơn gidn d& thao tác, ít chịu ánh

hưởng của nhiệt độ, độ âm nhưng có nhược điểm không đo được khi tải trọng

động Để đảm bảo chính xác khi lắp mũi nhọn của hai chân phải gắn chặt vào

Trang 38

‘Vit do sao cho mũi nhọn không bị trượt trên vật do và lúc đọc số mắt phải ở vị

trí sao cho kim và ảnh của kim trên gương trùng nhau 3.2 Tenzômet điện

~ Một tenzômet hiện đại thường có hai bộ phận chính: bộ cảm biến gắn trên vật

cần đo và máy đo, máy đo nổi với máy tính và nỗi với cảm biến bằng dây do đó

hệ máy đo và máy tính có thể đặt xa cảm biến và củng một lúc có thể đo được

với nhiều cảm biến gắn ở nhiều chỗ khác nhau trên vật đo

4 Bộ cảm biển Cảm biển thường dùng là lá điện trở, gồm một dây dẫn ép trong

"ai lớp giấy cách điện hoặc chất đèo để chống ẩm và cách điện (hình 2 - 8),

chiều dài gọi là chuẳn đo của tắm điện trở, thường các điện trở một phương có

chuẩn đo 10, 20, 50, 100 và 120mm, với điện trở từ 100 đến 300

Hình 3 - 8: Lá điện trở

~ Nguyên tắc của phương pháp đo bằng điện trở là dựa trên nguyên lý sự thay

đối điện trở của dây dẫn tỷ lệ bậc nhất đối với sự thay đổi của chiều dài dây dẫn

"Điện trở của dây dẫn xác định theo công thức:

1 REE

Trong đỏ: § - dign tro suat cia vat ligu day din 1 - chiều dai day dẫn

' - diện tích tiết điện đây

Tir d6 06: InR = Ine + Inl— In

Trang 39

~ Đối với mỗi loại vật liệu thì 1 +2 là một hằng số, ký hiệu k = 1 + 2 và gọi là

độ nhạy của dây điện trở Vậy:

(eq MAR:R)}= ke

~ Cé nghia sy thay đổi của diện trở tỷ lệ bậc nhất với biến dạng dải tương đối

Áp dụng nguyên lý trên cho tắm điện trở ta có:

(sa VIAR:R)]= Ke

~ Trong đó K là độ nhạy cảm của tắm điện trở, K phụ thuộc vào độ nhạy cảm

của dây k, cách bố trí dây điện trở trong tắm điện trở và cách liên kết tắm điện

trở vào vật đo

~ Sự thay đổi của điện trở dẫn đến sự thay đổi điện thé và dòng điện trong mạch

của thiết bị đo nên có thể thiết lập được quan hệ tương ứng giữa sự thay đổi điện

thé hay cường độ dòng điện với biến dạng dài tương đối e, xuất phát từ đó máy

đo sự thay đổi điện thế hay cường độ dòng điện để từ đó có biến dạng dài tương

đối

~ Như ở trên đã biết ngoài trang thai img suất đường, trong trạng thái ứng suất

phẳng khi đã biết phương của ứng suit chin cin đo zvà e; (hai phương này

vuông góc với nhau) còn khí chưa biết phương của ứng suất chính cần đo sa

tesVà eạ hoặc o, e, eps„ từ đó người ta đã chế tạo ra các tắm điện trở tương ứng gọi chung là điện trở hoa thị (hình 2 - 9)

Hình 3 - 9: Các loại điện trở hoa thị b Miy do

~ Dé do sự thay đổi điện trở người ta ding cầu điện trở, cầu điện trở thường

Trang 40

Hình 3 -10

'R, - điện trở đo (gắn trên vật đo)

R, - điện trớ bù, đó là tắm điện trở không gắn chặt vào vật đo nhưng ở

cạnh lá điện trở đo và gắn lên vật liệu giống vật liệu đo để giảm tác động của

mỗi trường như nhiệt độ, độ m đến sự cân bằng côa cầu điện trở,

*, - Điện trở trong của máy, điện trở này ghép với con chạy C Khi thay

đổi vị trí con chạy C cầu điện trở sẽ cân bằng, điện áp giữa A và B bằng không

đồng thời cường độ dòng điện giữa A và B cũng bằng không

`Y - Bộ khuyéch đại điện áp và cường độ dòng điện

'Ð- Bộ phận hiển thị kết quả

~ Khi chưa có tải ding con chạy để cân bằng điện trở Khi có tải tắm điện trở đồ

'R, có điện trở thay đổi, xuất hiện điện áp và dòng điện giữa A và B, kim sẽ lệch

khỏi vị trí không Hiệu số số đọc khi cỏ tải va khi không tái cho biển dạng tương

đối e của vật đo tại điểm đo

~ Máy đo thường được nối với máy tính, trong máy tính có chương trình xử lý,

nếu nhập môđun đàn hồi của vật liệu từ e đo được máy sẽ cho s, tuỳ theo

chương tình mà mấy có thể sắp xếp kết quả (hành bing hoặc vẽ biểo đồ,

~ Tenzômet điện có ưu điểm: Có thể đo nhiều điểm đồng thời, đo được biến

dạng do tải trọng tinh va cả do tải trọng động, đo được biến dạng ở những chỉ

tiết phức tạp, tuy nhiên nhược điểm của nó là chịu tác động của mỗi trường như

độ ẩm, nhiệt độ

4 Bồ trí điểm đo

~ Việc chọn nhịp đo trên cẩu, mặt cắt đo và bố trí điểm đo điều 2.23, quy trình

'Thở nghiệm cầu quy định như sau: "Đối với cầu nhiễu nhịp, việc xác định nhịp