TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKHOA CÔNG TRÌNH TS LƯƠNG MINH CHÍNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH (ACOUSTIC EMISSION) TRONG QUAN TRẦC VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG KẾT CÃU CÔNG TRÌNH NHÃ XUẤT BẢN BÁC[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠNG TRÌNH TS LƯƠNG MINH CHÍNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP SĨNG ÂM THANH (ACOUSTIC EMISSION) TRONG QUAN TRẦC VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG KẾT CÃU CƠNG TRÌNH NHÃ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI LỜI NÓI ĐẦU Cuốn sách “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sóng âm (Acoustic Emission) quan trắc kiếm định chất lượng kết cấu cơng trình ” tác giả giới thiệu khái niệm, phương pháp kiếm định cơng trình dựa phương pháp không phá hủy (NDT) phương pháp mới, phát triến quan tâm nhiều tới thời gian qua phương pháp tán xạ sóng âm (Acoustic Emission) Phương pháp tản xạ sóng âm (Acoustic Emission) dựa nghiên cứu sóng âm (Acoustic Emission - AE) loại sóng đàn hồi dần, hình thành tượng giải phóng đột ngột lượng dơn ứ vật liệu quy tụ mở rộng hư hại siêu nhỏ vật liệu Sự dần sóng tượng hấp thụ - chuyển đổi từ cơng sang nhiệt vật liệu Vì việc xuất tín hiệu sóng âm AE dắu hiệu xuống câp vật liệu so với lúc trước khỉ xt tín hiệu Hiện tượng sỏng âm AE hư hại vật liệu, đồng thời xuống câp kêt câu làm từ vật liệu Có thê nói, mơi tượng xảy vật liệu gây thay đôi lượng bên vật liệu hình thành tín hiệu sóng âm Các thông tin hư hại (nứt) tượng khác tạo tín hiệu AE, đặc biệt vị trỉ tạo tín hiệu, hướng phát triên hư hại đêu có thê áp dụng phương pháp sóng âm Cuôn sách tài liệu chuyên sâu nhăm phục vụ cho học viên cao học, sinh viên đại học thuộc khối ngành kỹ thuật, cảc cản kỹ thuật bạn đọc có quan tâm đến lĩnh vực kiêm tra, kiếm định cơng trình Tác giả xin trân trọng cảm ơn nhân tập đọc góp ỷ cho thảo cn sách đê cuôn sách sớm măt bạn đọc Sách biên soạn lần đầu, có nhiều cố gắng, song khó tránh khỏi thiếu sót Tác giả rắt mong nhận ỷ kiến đóng góp, phê bình bạn đơng nghiệp, sinh viên, học viên bạn đọc đê sách hoàn thiện lần xuất sau Mọi ỷ kiến đóng góp xỉn gửi địa email: chỉnhlm@tlu.edu.vn Tác giả đinh, quan trãc báo tri còng trinh câu yêu hêt sức cân thick Hộ thông quan trãc loại cân phai lập trung vào hai yểu tơ: • Sự biền đỏi cùa lai trọng q trinh khai thác • Sự tích lùy hư hại bén kết cấu Việc quan trãc kiêm định hợp lý cơng trình câu hỏ trọ quan chức nâng quán lý khai thác cơng trình hiệu q kéo dài tuỏi thọ cua cõng trinh, tối ưu hỏa cõng lác tu bao dường sữa chừa, sữ dụng nguồn vốn bão tri cách hụp lý II HIỆN TRẠNG CÁC CÀU YẾU TRÊN HỆ THỚNG CÁC QUỐC Lộ Theo số liệu quán lý vã thống kê cũa Tồng cục Đường bộ, dền thời diem năm 2014 tuycn quòc lộ cã nước van tịn 343 vị trí câu yêu tông sỏ 4239 vị tri câu Hâu hẽt câu dược xây dựng trước năm 1975 két câu thượng hạ đà bị xuống cap, rung lắc mạnh độ vịng lớn số cầu khơng đáp ứng nhu cầu thoải lù, khỗ cầu hẹp Một số cẩu dầu tư sau năm 1975, nhiên có tài trọng thict kê thâp bãt đâu cỏ dâu hiệu xũng càp khơng dam bão lù diễn biên bâl thưởng cua khí hậu Các vị tri câu dèu có tai trọng khai thác khơng đồng với tuyển Dựa mật độ giao thõng, tinh chẩt tuyến đường (độc đạo cố đường song hành), trạng cũa lũng cầu, Bộ Giao thòng Vận lái phàn danh mục câu yêu thành nhỏm cụ thê sau (theo Báo cáo nãm 2012): • Nhóm ưu tiên I: Bao gồm 79 cầu yếu nằm trẽn tuyến có mật dộ giao thơng lờn, đường độc dạo, giãi pháp sứa chừa khơng thi • Nhóm ưu tiên 2: Bao gốm 264 cầu yếu nằm trẽn quốc lộ có mật độ giao thơng thâp có đường song hành Trong trường hợp nguồn lực khó khăn cỏ thê sứa chừa đê tri tinh trạng khai thác nhu Chương KIẾM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG CƠNG TRÌNH 1.1 KIÊM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG CỊNG TRĨNH LÀ GÌ ? Cơ sở cua kiêm dịnh chât lượng công trinh công tác kiêm tra công trinh, duợc tiên hành thực bơi dội ngũ kỹ sư chuyên gia có kinh nghiệm, nhăm đánh giá chât lượng công trinh khai thác xuông càp đê có kè hoạch khai thác, tu bao tri cách hợp lý nhâm kéo dài tuôi thọ cùa cịng trinh Trcn sờ sơ liệu kicm tra (chân đốn kỹ thuật cơng trinh) ta có thê dánh giá dược: - Hiện trụng chài Itrụng công trinh; - Xác định khả chịu lãi cùa còng trinh; - Khá nâng tièp tục sir dụng cùa công trinh; - Đề xuất giãi pháp kỹ thuật nhảm nâng cao độ tin cậy tuổi thụ công trinh; - Đưa chế độ thay đối khai thác công trinh Nội dung kiểm định băn gồm phần; quản lỷ cầu thừ nghiệm cầu sữa chừa lâng cường cầu 1.1.1 Quản lý cầu Quán lý cầu nghiên cứu nội dung vả phương pháp quán lý Nội dung quán lý bao gồm quàn lý hồ sơ cầu vã quan trọng quán lý tinh trạng kỳ thuật cùa cầu Người quan lý cằn năm đầy đu thõng tin cầu, nhừng hư hóng có, nguyên nhân cùa cảc hư hóng tử đề chế độ khai thác (chàng hạn quy định khoáng cách tối thiểu giừa xe, tốc độ tối đa cùa xe cầu, ), chế độ báo dường, tiền hành sứa chừa nhó hư hóng xuất theo kinh phi quán lý hàng năm lập kế hoạch xin sưa chừa lởn tăng cường cầu Phương pháp quán lý đề cập đến hình thức kiểm tra đe năm đầy đú kip thời tình trạng kỳ thuật cùa cầu trẽn sở tiến hành phân loại cẩu để trình tự ưu tiên sứa chừa, tăng cường thay the băng câu đê nâng cao hiệu qua kinh tê vả dám bao tuôi thọ cùa câu 1.1.2 Thìr nghiệm câu Thử nghiệm câu nghiên cứu đánh giá kha nâng chịu lực cua câu bâng thục nghiện» VỚI nội dung chinh sau: - Đo ứng suất, độ võng, dao động cùa phận cầu, xú lỷ số liệu đo dùng kêt đo dê đánh giá khả chịu lực cùa càu - Thi nghiệm vặt liệu dê xác dinh dặc trưng học cua vật liệu cầu thép, bê tông - Kiểm loan cầu theo đặc trưng học vả hĩnh học thực cùa cãc phận cầu Kêt hợp kcl quà đo kicm toán đê dành giá khà chiu lực cùa câu Trong thử nghiệm cáu cỏn có nội dung chưa đe cập dên tài liệu nghiên cứu làm việc cua cầu phận cầu thi nghiệm dạng mơ hĩnh, bạn dọc tim hiểu tải liệu khác 1.1.3 Sứa chữa cầu Sưa chữa càu nhăm khãc phục hư hóng xuât câu đề dưa câu trơ lại làn» việc đà thiểt kể mã không làn» thay đói chế độ lảm việc chung cua tồn hộ cơng trình Sửa chữa câu cỏ thê lã nhũng cơng việc ràt nhị trám vá chị vỡ bẽ tơng, bơm kco vào vet nứt, có thề sưa chữa lớn thay the thanh, nút dàn Trong sữa chừa cầu lông cốt thép, vật liệu đế sứa chừa có ảnh hường lớn đến chất lượng giá thành sữa chừa (ở đày có dề cập đến vật liệu vữa epoxy, bê tông polymc v.v ) Các sưa chừa chia thành nhùng sưa chìra thơng thường có the thực ỡ cơng trường, sứa chùa dõi hói phái có trinh độ chuyên môn đinh nản cong, vênh bâng gia còng nhiệt 1.1.4 Tăng cường cầu Táng cường cầu khơng phái sứa chừa cầu mà cịng việc dược tiến hành dế nâng cao chịu tái cua cẩu so VỚI so với thiết kế ban dâu Tăng cường càu có thẻ khơng có làm thay đỏi so dỏ làm việc cua câu vi dụ dàn gian dơn chi thèm vật liệu cho dàn sau tàng cường van dãn gian dơn nhung ncu them trụ dị tùy theo cách dặt gơi mà dàn trơ thành sicu tĩnh chịu hoạt tai hay chịu ca tình tái hoạt tai Trên cáu dược tảng cường có hư hỏng, trước tăng cưởng lúc tăng cường người ta thường kct hợp sửa chữa hư hơng Kiêm định câu cơng tác có tinh thục nghiệm, ngối việc nghicn cứu, năm vũng lý thuyêt thông qua tải liệu chuyên môn người học cân tham gia thực hành phòng thi nghiêm đê bict sú dụng thict bị đo tôt nhàt tham gia thứ nghiệm tnrởng, đõ ngưởi học học tập cách bố tri điếm đo cách tô chức đo đục lây sô liệu, thu thập sô liệu xứ lý sô liệu Cuối cúng cần lưu ý kiếm định cầu thực chất lả "khâm sức khoe, khám bệnh" cho câu nên người học chi nãm dược dây du kiên thức cùa công tác ncu tnrởc họ đă cỏ cãc kiến thức thiết kế vã thi cơng cầu 1.2 MỌT SỊ KHẢI NIỆM TRONG KIÊM ĐỊNH CƠNG TRÌNH 1.2.1 Phân loại chất lượng cầu Phân loại chài lượng câu còng việc ràl cân thiêl đê phục vụ cho việc khai thác tu sứa chừa cầu Việc phân loại cầu cỏn giúp cho co quan quán lý có kè hoạch dũng dãn VC sửa chữa, tãng cưởng xây dựng câu thay thè cho câu cù đà hư hỏng, nhâm dam bào khai thác có hiệu tuyển đường cá mạng lưới giao thơng nói chưng Đề phân loại cảu cần phái có tiêu chuẩn phân loại Hiện nước ta chưa có quy định hướng dan thòng nhât vê phàn loại chát lượng câu dây xin giới thiệu cách phân loại cũa ESCAP (ủy ban Kinh tế vã Xà hội Châu Á - Thái Bình Dương) Theo lài liệu tiêu chuân dê phàn loại câu lả: - Biên độ biến dạng; - Mức dộ ánh hường đen an toàn vận tai; - Sự cấp thiết phái tiến hãnh biện pháp đế trì chức nâng làm việc bình thưởng cùa cõng trinh Theo tiêu chuẩn người ta phân cầu lãm loại chinh sau: - Loại A: Bao gồm nhừng cầu có chất lượng cịn lót khơng có khuyết tật hay hư hỏng có khơng đáng kẽ không cân sứa chữa Các khuyêt lậl hay hư hóng nêu có chưa anh hương đen chức náng làm việc cua phận ket cau cầu khai thác an toàn với tài trọng thièt ke; - Loại B: Bao gồm cầu cỏ hư hỏng hay khuyết tật nhung mức độ nhẹ, phát triên cùa hư hông hay khuyêt tật chưa rõ ràng không đáng lo ngại Các hư hóng hay khut tật khơng ánh hưởng đen an toàn khai thàc nên cỏ thè sứa chữa không, nêu sưa chữa thi cỏ thê tiên hành vào thời diêm tùy ý; - Loại C: Trên cảc cầu thuộc loại cỏ nhừng khuyết lật hay hư hóng mà chưa anh hương ánh hương không đãng kê dến chịu lực cùa cầu nhiên hu hóng, khuyết tật phát triển thi sô lãm suy giám chịu lực cùa cầu; - Loại D: Cơng trình thuộc loại D lã cơng trình có hư hóng đáng ke, đà sỗ làm suy giám chức nâng chiu lực cùa cầu Người ta cỏn phân loại D thành loại nhó làDl.ỊÍ, D3: Báng i.l Phân loại câu Loại A B Tinh trạng câu Cầu cỏn tổt Ánh hương đen an toàn vận tai Mức độ hư hóng Thịi diem tiền hành sưa chữa Khơng ánh hương Khơng hu hóng cảu cịn tốt hu hịng hay khuyết tật nhẹ phái triển cua hu hóng Hiện tai không cỏ hay khuyết tật khùng rõ ràng anh hường khơng đáng lo ngựi Nhẹ Có thê sứa chừa không Sứa chừa vào Mức độ hư hong vã khuyết lật cua Hiện tựi chưa ánh thời điếm thích cõng trinh tương lai sè phát Hư hóng vã hương khuyết tật cỏ the hợp, khơng c triền, cầu trờ thánh loại DI, tương lai có thề phái phơng ngừa đé diều đõ không cẩu trớ thành phát triẽn anh hương xãy loại DI Hư hơng khuyết lật Hư hịng vâ phát triền, cần thực De dợa đen an loàn khuyết tật Sùa chừa vào biện pháp ngân ngừa để DI vặn lai tương phát triển thời điếm thích khịng anh hướng đền an toàn dần đền suy yếu lai hợp chức cùa cầu cùa cơng trình tương lai D De dọa đèn an tồn Hư hịng, khuyết Hư hịng vả khuyct tỏi đá ánh vận tát tương hường đền chức nàng làm lit sư suy giam Cẩn liền hành lai gan, nguy D2 việc cùa cảu kha nâng chiu chức cùa cầu sứa chữa sớm kh) có ngoại lực tai cùa cầu bị anh hương phát triển khơng binh thướng Hư hóng, khuyết tit lien quan tới chức nàng yểu cùa D3 cơng trình, anh hưởng đến an toàn cùa cấu Nguy hiểm xảy Nghiêm Cẩn liền hành sứa chữa ' Loại DI: Công trinh thuộc loại D2 lã cơng trinh đà có nhừng hư hóng, nhiên lụi cơng trinh khơng có vân đê vê an lồn chức làm việc cứa chúng cỏ thê bị ành hường bat lợi tương lai vi phài ticn hành sưa chữa hư hỏng thời điềm thích hợp chủng hạn sưa chìra mõ trụ vào múa khỏ : + Loại D2: Công trinh thuộc loại D2 trẽn cõng trinh có hư hóng, cơng trinh chưa có vân de vê an lồn chức làm việc chúng dã bãt đầu bị ánh hưởng, đỏ cần lien hành sưa chừa sớm 10 KÉT LUẬN Trạng thái kèt câu cùa còng trình thcp cân phương pháp kiêm tra kiêm định nhăm đánh giá xác vị trì hư hại nguyên nhàn hu hại mà không ánh hương đèn trinh khai thác cùa công trinh Các phương pháp kiếm tra, kiếm định áp dụng công trinh cầu thép: - Chú yêu dựa trẽn phân tích trực quan vài phương pháp kiêm định bơ sung khác, khó xác định chinh xác vị tri hư hại bẽn kết cấu nguyên nhân gày hư hại; - Không cho phcp đánh giá mức độ ảnh hường tác động cùa càu kiện kct càu ánh hương cùa hư hại với ben kct cấu; - Gặp khó khán việc kiểm tra, kiếm định nhùng kết cấu lớn điều kiện thực tê tác động cùa tài trọng khai thác; - Áp dụng phương pháp tniyền thống chi cho phcp xác dịnh vị tri hư hỏng khơng gian (thề tích) nhơ so vói tồn cóng trình; - Khơng cho phép xác định cảc trình gây hư hại kết cấu theo dõi cường độ phát triền hư Phương pháp Ún hiệu sóng AE cho phép thực kiêm tra càu kiện toàn kết cấu thơi diem, thực kiềm tra hư hại hĩnh thành kết cấu, xác định vị tri hư hại, nhưng: - Đèn vây cỏn gặp nhiêu khó khăn trinh triẽn khai công trinh lớn việc lựa chọn vị tri xung yêu dê láp dặt cám biên, khoáng cách giũa cám biến độ nhạy cùa cám biên; - Cảc tham số đơn lè cứa tin hiệu sóng AE cho phép xác định mức độ tác động cùa trình phá hoại, không xác định nguyên nhãn gây hư hại dó; - Các tiêu chi phân loại hư hại hai quy trình Mỹ Nhật cịn có nhiều yếu diem, diều ánh hương nhiều đen kết đo đạc, đồng thời hạn chế việc áp dụng chúng trcn cơng trình thực tè; 96 - Cảc tiêu chí quy trinh Mỹ Nhật dựa cư sờ xác định chinh xác tài trọng tác dộng lèn kềt câu (hiệu ứng Kaiscr hiệu ửng Felicity) chi có thê áp dụng thi nghiệm, khơ có thè áp dụng mơi trường thực tê, tai trọng thực tề phụ thuộc vảo nhiều yếu lỗ cấu thành; - Thiêu quy trình chi liet rị ràng vê cách thúc Iriẽn khai công tác đo đạc kiềm tra kêl càu phân tích sơ liệu; - Các tiêu chuẩn quy trinh hành chi tập trung chủ yếu vào việc hiệu chinh cãc cảm hiến đo đạc cách thức láp, khái niệm bán vã yêu cầu nhân Trong tâi liệu giới thiệu cách thức kiêm tra bâng phương pháp sóng âm AE dựa trẽn sớ phân tích nhiều tham số cua tín hiệu sóng, đồng thơi phân tích tương quan giùa tham số đỏ Trong phân lích phải tricn vả xác định vị tri cùa hư hại ốp dụng khái niệm trình hư hại CƯ sớ liệu mau Băng việc sử dụng phương pháp sóng âm AE, cho phép chúng ta: - Phải vã xảc định vị tri quã ninh hư hại diễn tồn kết cắu; - Thực cịng tác đo đạc thời gian dài dê đánh giá dicn biến hư hại lác dộng cua tái trọng khai thác có xem xét dên u lơ thời liet khí hậu mơi trưởng xung quanh; - Quan trắc hạ tầng giao thông lác động cùa tái trọng lớn múc chơ phép (quá lãi); - Đánh giá diễn biên hư hại két câu trinh thử tái; - Quan trắc cịng trình cầu cỏ trạng thãi kct cấu chưa the sứa chừa xây vi thiếu kinh phí, nhăm kéo dài thời gian khai thác cùa cõng trinh (vời tài trọng hạn chế); • Quan trãc liên tục băng phương pháp sóng âm AE có thê cung càp dù só liệu nhăm đánh giá tuỏi thọ kha nâng chịu lai lại cua công trinh, dề lên ke hoạch khai thác, tu, bão tri cách họp lý vả hiệu 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Acoustic Emission Testing Nondestructive Testing Handbook 3rd edition Vol American Society for Nondestructive Testing Columbus OH (2005) Ajzerman M.A., Brawennan E.M., Rozonoer L.I.: Rozpoznawanie obrazów Mctoda funkeji potcncjalnych, WNT, Warszawa (1976) Almussallam T.H.: Analytical Prcdiclional of Flexural Behaviour of Concrete Beams Reinforced by FRP Bars Journal of Composite Materials 31 (1997), pp 640-657 American Concrete Institute Committee 215: Consideration for Design of AS I M E 650: Standard Guide for Mounting Piezoelectric Acoustic Emission Concrete Structures ACI215R-74/94 (1994) Transducers ASTM International, West Conshohocken (2002) American Society of Nondestructive Testing: Recommended Practice for Acoustic Emission Evaluation of Fiber Reinforced Plastic Tanks and Pressure Vessels Committee on Acoustic Emission from Reinforced Plastics Drat) I October (1999) American Society of Testing and Materials: Standard Terminology of Nondestructive Examinations ASTM E1316-94 (1994) Anaslasopoulos A.A., Philippidis T.P.: Clastcring Methodologies for the Evaluation of AE from Composites, Journal of Acoustic Emission, Vol 13, No ’/2, Los Angeles (1995), pp 11 -21 A Procedure for acoustic emission monitoring of prestressed concrete girdcs Draft B The Ferguson Structural Engineering Laboratory The University of Texas at Austin and Texas Department of Transportation, Austin TX (2001), pp 1-28 10 Bamcs C.A Fowler T.J.: Acoustic Emission Monitoring of Reinforced Concrete Structures Proceedings of the Sixth International Symposium on Acoustic Emission from Composite Materials (AECM-6) San Antonio Texas, American Society of Nondestructive Testing, June (1998) pp 183-191 11 Baron J.A Ying S.P.: Acoustic Emission Source Location Nondestructive Testing Handbook Vol Acoustic Emission Testing American Society for Nondestructive Testing (1987), pp 135-154 98 12 BD 63/07, Design Manual for Roads and Bridges: Vol Highway Structures: Inspection and Maintenance, Highway Agency February (2008) 13 Beck I' Bradshaw T.P Lark R.J Holford K.M.: A quantitative study of the relationship between concrete crack parameters and Acoustic Emission released during failure Proc 5th International Conference on Damage Assessment of Structures Key Engineering Material Vols 245-246, ISSN 1013-9826 (2003), pp 462-466 14 15 Bien J.: Uszkodzenia obiektóvv mostowych, WKiL, Warszawa (2010) Blanch M.J., Anastassopoulos A.A., Proust A., Vionis p DRV van Delft T.p Philippidis T.P.: Damage Classification of Acoustic Emission using Aegis Pattern Recognition Software from Ten Small Wind Turbine Blade Tests Proceeding of Global Windpower Paris April (2002) 16 Boenig A.: Bridges with Premature Concrete Deterioration: Field Observations and Large-Scale Structural Testing M.S Thesis, University of Texas at Austin, May (2000) 17 Brandt A.M.: o trwalosci konstrukeji inzynicrskich International Conference "Durable bridge structures in the environment'’- EKOMOST 2006 maj (2006), s 31-43 18 Brandt A.M., Kasperkiewicz i inni: Melody diagnozowania betonow i betonow wysokowartosciowych na podstawie badan strukturalnych, IPPT PAN, North Atlantic Treaty Organization Scientic Affairs Division Warszawa (2003) s 13-218 19 BRIME: Bridge Management in Europe, Final Raport 4th Framework Programme (2001) 20 Chan W.Y., Hay D.R., Sucn C.Y Schwelb o.: Application of Pattern Recognition Techniques in the Identification of Acoustic Emission Signals, Proceedigs of Fifth International Conference on Pattern Recognition Institute of Electrical and Electronics Engineers New York (December 1980) pp 108-111 21 Chen B Liu J.: Experimental study on AE characteristics of thrcc-point-bcnding concrete beams Cement and Concrete Research 34 (2004), pp 391-397 22 Davis A.G.: Review of Nondestructive Evaluation Techniques of Civil Infrastructure, Discussion, Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE, Vol 11 No (1999) p 47 23 Dicdcrichs u Schneider u., Terrien M.: Formation and Propagation ofCracks and Acoustic Emission Development in Civil Engineering 7: Fracture Mechanics ofConcrete (1983) 99 24 Drobiec L., Jasinski R„ Pickarczyk A.: Diagnostyka konstrukcji zelbetowych, Metodologia badania polowe, badania laboratoryjne betonu stall, t 1, Wydawnictwo Naukowc PWN Warszawa (2010) 25 Enright M.P., Frangopol DM.: Survey and Evaluation of Damaged Concrete Bridges, Journal of Bridge Engineering ASCE 5(1), (2000), pp 31-38 26 Ferrier E Lagarde G., Hamelin p.: Durability of reinforced concrete bAEms, Abst DURACOSYS’99 Brussels (1999), pp 184-189 27 Fausctt L.V.: Fundamentals of Neural Networks: Architectures, Algorthms and Applications Prentice Hall New York (1994) pp 328-330 28 Flaga K.: Diagnostyka, modemizaeja i rewitalizaeja obiektow mostowych z betonu 56 Konferencja Naukowa KILiW PAN oraz Komitetu Nauki PZ1TB, Kiclcc-Krynica (2010), s 123-156 29 Federal Highway Administration: Recording and Coding Guide for the StructureInventory and Appraisal of the Nation's Bridges (Coding Guide), FHWA-PD-96-001, McLean (1996) 30 Federal Highway Administration: Reliability of Visual Inspection for Highway Bridges FHWA-RD-01-020 Vol.I McLean June (2001) 31 Fukunaga K.: Introduction to Statistical Pattern Recognition Academic Press Orlando (1990) 32 Garbacz A.: Nicniszczqcc badania bclonopodobnych kompozytow polimerowych za poinociỊ fal spr?zystych - ocena skutecznosci napraw Peace naukowe Budownictwo z 147, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskicj (2007) 33 Glinicki M„ Ciesla J Fordonski K.: Zagadnienia tnvaloốci mostow betonowych w normach curopejskich International Conference Durable bridge structures in the environment - EKOMOST 2006 maj (2006) s 115-124 34 Golaski I Gẹbski P., Ono K.: Diagnostic of reinforced concrete structures by acoustic emission EWGAE 25th European Conference on Acoustic Emission Testing Prague (2002) pp 1/207-1/215 35 Golaski I Swit G.: Acoustic Non Destructive Techniques as a new Method for Evaluation of Damages in Prestressed Concrete Structures: Failure of Concrete Structures, Workshop of COST 534 on NTD Assessment and New Systems in prestressed Concrete Structures, Brussel (2005), pp 151-159 36 Golaski L„ ẳwit G Ono K Kalicka G.: Acoustic Emission Behaviour of Prestressed Concrete Girder During Proof Loading", Journal of Acoustic Emission, Vol 24 (2006) pp 187-195 100 37 Golaski L Goszczynska B„ Goszczynski s., Swit G Tqmpczynski w.: Zastosowanic metody cmisji akustyczncj w diagnostycc zclbetowych konstnikcji budowlanych, X Konferencja Naukowo-Techniczna "Problem}' Rzeczoznawstwa Budowlanego", Warszawa-Miedzeszyn (2008), s 193-206 38 Golaski L Goszczynska B., Swit G Trqmpczynski w.: System for the global monitoring and evaluation of damage processes developing within concrete structures under service loads, rhe Baltic Journal of Road and Bridge Engineering 39 Granger s Loukili A Pijaudier-Cabot G Chanvillard G.: “Experimential characterization on the self-healing of cracks in an ultra high performance cementitious material: Mechanical test and acoustic emission analysis" Cement and Concrete Research 37, (2007), pp 519-527 40 Hopwood T„ McGogney C.: Acoustic Emission Applications in Civil Engineering Nondestructive Testing Handbook Vol Acoustic Emission Testing American Society for Nondestructive Testing (1987), pp 311-345 41 Ilubele N.F Ilwarng I LB.: A Neural Network Model and Multiple Linear Regression, Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Network Vol New York (1994) pp 328-330 42 lida T Watanabe H., Tomoda Y., Ohtsu M.: Damage Estimation of Concrete Core by AE Rate Process Analysis, Proc, of the Japan Concrete Institute, Vol 22(1), (2000) pp 271-276 43 Ing M.J.: Repair or Not to Repair - Let Your Structure Do the Talking Concrete Engineering International Vol No Camberley Surrey (2004) pp 47-48 44 Ing M.J., Kells D.G., Austin S.A., Lyons R.: Determining the Corrosion State of Steel Reinforcement in Concrete, Coưosion Management, Leighton, May- June (2004) pp 12-15 45 Ishibashi, A., Matsuyama K Ohtsu M.: AE Application for Diagnosis of Deteriorated Concrete of Harbor Structures, Proc 6th Int Sym on AE from Composite Materials (1998) pp 145-152 46 Iwanami M„ Kamada T., Nagataki s.: Application of AE Technique for Crack monitoring In RC Beams JCI Proceedings of Cement and Concrete (1997), p 51 47 Kalicka M.: Acoustic emission as a monitoring method in prestressed concrete bridges health condition evaluation Journal of Acoustic Emission Vol 27 (2009) pp 18-26 101 48 Kamada T Iwanami M Nagataki s., Yuyama s Ohtsuki N.: Application of Acoustic Emission Evaluation of Stnictural Integrity in Marine Concrete Structures Progress in AE VIII (JSNDI), Proc 13th Inter AE Symp Nara Japan, November (1996) pp 355-360 49 Kamada T., Nagalaki s., Iwanami M.: Evaluation of Material Deterioration in Concrete by Nondestructive Testing Methods International Conference on Engineering Materials Ottawa Canada (1997) pp 453-466 50 Kim B., Weiss J.W.: Using acoustic emission to quantify damage in restrained fiberreinforced cement mortars Cement and Concrete Research 33 (2003), pp 207-214 51 Klingner R.E Fowler T.J: Structural Assessment of In-Service Bridges with Premature Concrete Deterioration, Project Proposal for TxDot Project 0-1857, Submitted (1998) 52 Koch G.H Brongcrs M.P.H Thompson N.G.: Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States FIIMA-RD-01-156 A Suplemnet to Materials Performance, Katy (2002) 53 Laura P.A.A.: Evaluation of Structural Integrity of Cables Using Acoustic Emission Materials Evaluation Vol 44 No Columbus January (1980) p 38 54 Lavrov A.: The Kaiser effect in rocks: principles and stress estimation techniques, Int J Rock Meeh Min Sci 40 (2003), pp 151-171 55 Leung C.K.Y.: Modeling of Concrete Cracking Induced by Steel Expansion, Journal of Materials in Civil Engineering ASCE 13(3 ) (2001) pp 169-175 56 Lewinowski Cz.: Matematyczna analiza wynikow badan przeprowadzonych w lahoratoriach drogowych, Prace COBiRTD Warszawa (1968), s 26-34 59-67 57 Li Z.W., Yuyama s Osawa ỉ., Kimpara I., Kageyama K„ Yamaguchi K.: Fracture Mechanics Study of Concrete Beams Reinforced with FRP Sheets by a Mômen Tensor Analysis of Acoustic Emission Proceedings of Fracture Mechanics of Concrete Structures (FRAMCOS-3), Freiburg (1998), pp 18631872 58 Loland, K.E.: Continuous Damage Model for Load - Response Estimation of Concrete Cement and Concrete Research Vol 10 (1989) pp 395-402 59 Lyons R., Ing M.J., Austin S.A.: Correlation of Corrosion Rate of Steel in Concrete with Acoustic Emission in Response to Diurnal and Seasonal Temperature Variations Corrosion Science Vol 47, Amsterdam (2005), pp 413-433 102 60 Main I.G., Forde M.C., Halliady J.: Acoustic emission on bridges: experiments on concrete beams EWGAE 25th European Conference on Acoustic Emission Testing, Prague (2002), pp 1/127-1/134 61 Malhort V.M Carino NJ.: Handbook on nondestructive testing of concrete, 62 Malecki 1.: charakterystyka i klasyfikacja sygnalow AE Emisja akustyezna, CRC Press (2004) zrodla metody, zastosowanic, red I Malccki i J Ranachowski, Polska Akadeinia Nauk, Instytui Podstawowych Problcinow Techniki, Warszawa (1994), s 19-33 63 Mamlouk M.S., Zaniewski J.P.: Materials for Civil and Construction Engineers Addison Wesley Longman Menlo Park California (1999) 64 Masi A.K., Sahu R.: Acoustic Emissions from Reinforced Concrete, Experimental Mechanics December (1994) pp 379-388 65 Mayrosh J., Pcssiki s.: Experimental Study of the Attenuation of Acoustic Emission Signals in Welded Steel Structures, Report No 01-11, Center for Advanced 66 Technology for Large Structural Systems Lehigh University, July (2001), p 141 113 Mays G.: Durability of Concrete Structures: Investigation, Repair Protection, Chapman Hall, London (1992) 67 Mohamed O.A Rens K.L., Stalnaker J.J.: Factors /Xffecting Resistance of Concrete to Freezing and Thawing Damage, Journal of Materials in Civil Engineering ASCE, 12( I) (2000) pp 26-32 68 Munwam M.C., Othsu M.: Stress Intensity Factors in Concrete by Mômcn Tensor Analysis of Acoustic Emission Materials Evaluation Vol 57 No 11, Columbus November (1999) pp 1178-1182 69 Murakami, Y., Yuyama, s.: Acoustic Emission Evaluation of Structural Integrity in Reinforced Concrete Beams due to Corrosion of Reinforcement Progress in AE VIII (JSNDI), Proc 13th Inter AE Sytnp., Nara Japan, November (1996) pp 217-244 70 Nair A., Cai C.S.: Acoustic emission monitoring of bridges: Review and case 71 Niseki s Satakc M., Gohke M.: Quick Detection of Alkali-Aggregate studies Engineering Structures 32 (2010) pp 1704-1714 Reaction by Acoustic Emission Monitoring Progress in /Xcoustic Emission V, The Japanese Society of NDI (1990) p 529 103 72 Ono K : Aplicalion of acoustic emission for structure diagnostic, 56 Konfcrencja Naukowa KILiW PAN oraz Komitctu Nauki PZITB KiclccKrynica (2010), S.317- 342 73 Ohtsu M.: Basics of Acoustic Emission and Applications to Concrete Engineering Material Science Research International, Vol No (1998) pp 131-140 74 Ohtsu M., Okamoto T., Yuyama s.: Mòmen Tensor Analysis of Acoustic Emission for Cracking Mechanisms in Concrete, ACI Structural Journal, March-April (1998) pp 87-95 75 Peng - Ycng Y., Ling - Hwci Ch.: A new non-iterative approach for clustering Pattern Recognition Letters, No (1994) pp 125-133 76 Pessiki S Derrah s.: Acoustic Emission Monitoring of Fatigue Crack Growth in IISLA-80 Steel Box Beams Proceedings Structures Congress XII, American Society of Civil Engineers Vol (1994) pp 1334-1339 77 Prine D.W.: Application of Acoustic Emission and Strain Gage Monitoring to Bridge Retrofit Evaluation, Topics on Nondestructive Testing and Evaluation of infrastructure Columbus (1998) pp 3-12 78 Recommended Practice for In-Situ Monitoring of Concrete Structures by Acoustic Emission NDIS 2421 Japanese Society for Non-Destructive Inspection (2000) 79 Roca Y„ Octavio L.: Acoustic Emission Examination of High Strength Prestressed Concrete Girders Thesis presented to The University of Texas at Austin August (1997) 80 Shiotani T Li z., Yuyama S., Ohtsu M.: Aplication of the AE Improved b- Value to Quantitative Evaluation of Fracture Process in Concrete Materials Journal of Acoustic Emission Vol 19, Los Angeles (2004) pp 118-133 81 Schumacher: AE techniques applied to conventionally reinforced concrete bridge girders, Oregon DOT Report SPR633 (2008), 199 p (www.oregon.gOv/ODOT/TD/TP_RES/ReportsbyYAEr.shtml#2008) 82 Suzuki T., Watanabe H Ohtsu M.: Damage Evaluation in concrete Using Acoustic Emission Method The 6th Far-AEst Conference on Non-Destnictive Testing (2002) pp 111-116 83 Swil G: Durability of composite GRP under stress corrosion condition by acoustic emission 5th International Conference on Durability Analysis of Composite Systems ‘‘DURACOSYS'Or’, Japan Tokyo (2001) pp 323-326 104 84 Swil G Balcerek B.: Diagnoslyka obiektow mostowych z wykorzystaniem cmisji akustycznej Polskic Drogi Nr (115) wrzcsicn (2004) s 27-31 85 Swit G.: New materials, systems, methods and concepts for durable prestressed concrete structures - stress corrosion GFRP and CHRP tendons COST European Science Foundation - Final Raport Part I Brussel (2007) pp 33-55 86 Swit G.: "Diagnostic of presterssed concrete structures by means of acoustic emission", 8th ICRM’S 2009, Proceeding of IEEE, Chengdu, China (2009), pp 958-962 87 Swit G.: Zastosowanic cmisji akustyczncj w badaniach obicktow mostowych - weryfikacja procedury japonskiej I amerykanskiej, 56 Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZITB Kielce-Krynica (2010), s 771-778 88 Swit G., Goszczynska B„ Krainpikowska A., Bryla J., Tworzewski p.: "Zastosowanic mctody cmisji akustycznej occny wykonawstwa przyczolka wiaduktu", MOSTY 4/2011 nr (2011) s 60 89 Swit G.: Zastosowanie emisji akustycznej w badaniach obiektow mostowych - weryfikacja proccdury japonskiej i amcrykahskicj, Obiekty Inzynierskie Mosty Wiadukty, Tunclc nr (2011) 90 Tinkey B.V Fowler T.J Klingner R.E.: Nondestructive Testing of Prestressed Bridge Girders with Distributed Damage, Research Raport 1857-2, Center for Transportation Research the University of Texas at Austin (2002) 91 Tsimogiannis A Gcargali B and Anastasopoulos A.A.: Acoustic Emission.'AcoustoUltrasonic Data Fusion for Damage Evaluation in Concrete Journal of Acoustic Emission Vol 18 Los Angeles (2000) pp 21-28 92 Uoinoto Taketo: Application of Acoustic Emission to the Field of Concrete Engineering Journal of Acoustic Emission Vol No (1987) pp 137-144 93 Watanabe IL, Ichinose M., Tomoda Y„ Ohtsu M.: Quantitative Estimation of Damage in Concrete by AE, Proc, of the Japan Concrete Institute, Vol 23 (1), (2001) pp 493-498 94 Watson J.R.: Advanced Acoustic Emission Monitoring of Concrete Structures Proceedings of the first workshop of COST 534 on NDT Assessment and New Systems in Prestressed Concrete Structures, Swiss Federal Institute of Technology F.TII Zurich, Switzerland (2004) 95 Wlodarczyk M Swit G Intensity' of cracking process of bending reinforced concrete beams Monograph Technical University of Radom Faculty of 105 Transport "Computer systems aided science and engineering work in transport, mechanics and electrical enginering" (2008) pp 597-603 96 Wlodarczyk M Swit G.: Diagnostyka konstrukeji strunobetonowych metodq emisji akustyeznej na przykladzie dzwigara mostowego T27 Logistyka, Nr (2008), s 383-389 97 Yuyama s Okamoto T., Shigeiski M Ohtsu M: Acoustic Emission Generated in Comers of Reinforced Concrete Rigid Frame under Cyclic Loading Materials Evaluation, Vol 53 No Columbus, March (1995), pp 409-412 98 Yuyama s., Okamoto T Shigciski M Ohtsu M: Quantitative Evaluation and Visualization of Cracking Process in Reinforced Concrete Specimen by Mômen Tensor Analysis of Acoustic Emission, Progress in Acoustic Emission VII Tokyo (1994) pp 347-354 99 Yuyama s., Okamoto T Shigciski M Ohtsu M: Quantitative Evaluation and Visualization of Cracking Process in Reinforced Concrete by a Mỏmen Tensor Analysis of Acoustic Emission Materials Evaluation, Columbus, June (1995) pp 751-756 100 Yuyama s Okamoto T„ Shigciski M Ohtsu M Kisi T: A Proposed Standard for Evaluating Integrity of Reinforced Concrete Beams by AE AE VIII, Japanese Society for Non Destructive Inspection, Tokio (1996) pp 295-304 101 Yuyama s., Okamoto T„ Shigeiski M„ Ohtsu M„ Kisi T.: A Proposed Standard for Evaluating Integrity of Reinforced Concrete Beams by Acoustic Emission: Standard and Technology Update, ASTM STP 1353, American Society for Testing and Matrials, West Conshohocken (1999) 106 MỤC LỰC Trang LỞI NÔI ĐÀU MỜ ĐÀU CHƯƠNG KIẼM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG CƠNG TRÌNH 1.1 KIẾM Đ|NH CHÁT LƯỢNG CỊNG TRĨNH LÀ GÌ 1.1.1 Quán lý cẩu 1.1.2 Thử nghiệm cầu 1.1.3 Sửa chừa cầu 1.1.4 Tăng cường cầu 1.2 MỌT Sớ KHÁI NIẸM TRONG KIÉM ĐỊNH CÒNG TRĨNH 1.2.1 Phân loại chất lượng cầu 1.2.2 Phân loại cõng tác kiềm tra 13 1.3 TIÊM NĂNG PHÁT TRIẼN CÙA PHƯƠNG PHÁP SÓNG ẢM THANH VIỆT NAM 13 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KIÉM ĐỊNH KHÔNG PHÁ HỦY 16 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIÊM TRA BÊ MẬT 20 2.1.1 Phương pháp kiêm tra trục quan (Visual testing - VT) 20 2.1.2 Phương pháp kiêm tra thâm thâu chât lóng (Liquid Penetrant Testing - PT) 22 2.1.3 Phương pháp kiểm tra bột tữ tính (Magnetic Particle Testing - MT) 24 2.1.4 Phương pháp kiêm tra dỏng xoáy (Eddy Current Testing - ET) 28 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIÊM TRA SÂU 30 2.2.1 Phương pháp chụp ánh phóng xạ (Radiographic Testing - RT) 30 2.2.2 Phương pháp kiêm tra siêu àm (Ultrasonic Testing - UT) 33 CHƯƠNG SÓNG ÂM THANH AE TRONG KIÊM ĐỊNH KÊT CẢƯTHÉP 36 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 36 107 3.2 NÈN TANG CÚA PHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH (AE) 37 3.2.1 Các khái niệm ứng dụng kiêm đinh băng sóng âm AE 37 3.2.2 Ngn gơc cùa sóng âm AE két câu công trinh 43 3.2.3 Các thiết bị áp dụng phương pháp sóng âm 47 3.3 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH TRONG KIÊM ĐỊNH CƠNG TRÌNH 52 CHƯƠNG DÁMI GIÁ XÁC ĐỊNH HƯ HẠI TRONG KÉT CÁU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH 55 4.1 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HƯ HẠI BÀNG SĨNG ÂM THANH CỦA NHẬT BÁN 55 4.2 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HƯ HẠI BÀNG SĨNG ẤM THANH CỦA MỲ 58 4.3 PHƯƠNG PHÁP IADP VẢ SÓNG ÂM THANH AE TRONG KIÊM ĐỊNH VẢ QUAN TRẢC 61 4.3.1 Xác định trinh hir hóng 65 4.3.2 Xãc dinh theo vùng quan trãc .66 4.3.3 Xác định theo mặt phảng 66 4.3.4 Quy trinh đo đạc kicm định quan trăc 67 CHƯƠNG MỌT SĨ vi DỤ THÍ NGHIỆM KIÊM TRA TRẠNG THÁI KÉT CÁU CƠNG TRÌNH 69 5.1 THÍ NGHIÊM KIÊM TRA TRỤ THÉP CÁP TREO VẬN CHUYÊN THAN ĐÃ NHÀ MÁY NHIỆT DIỆN 69 5.1.1 Mục tiêu đỗi tượng cúa thi nghiệm 69 5.1.2 Kết quà thi nghiệm 70 5.1.3 Đảnh giá kết quà thi nghiệm 72 5.2 THÍ NGHIỆM KIÊM TRA BẼ CHỬA NHIÊN LIỆU BÀNG KÉT CÁU TH ÉP 73 5.2.1 Mục tiêu đổi tượng thi nghiệm 73 5.2.2 Ket thi nghiệm 75 5.2.3 Đánh giá kêt thi nghiệm 77 5.3 THÍ NGHIỆM K1ÉM TRA QUÁ TRÌNH ÁN MĨN ĐƯỞNG ỎNG DÀN KHÍ BÀNG THÉP DƯỚI ÁP SUÁT 78 108 5.3.1 Mục tiêu đơi tượng thí nghiệm 78 5.3.2 Kết qua thí nghiệm 79 5.3.3 Đánh giá kết thi nghiệm 80 5.4 THÍ NGHIỆM KIÊM TRA TRẠNG THÁI KẺTCẢU CỬA ĐẢM BÊ TÒNG TRONG Đ1ỀƯ KIỆN VIỆT NAM 81 5.4.1 Sơ dơ thí nghiệm kiêm tra dâm bê lịng cơt thép 81 5.4.2 Quả trinh triển khai đo đạc thi nghiệm 81 5.4.3 Phàn lích kết đo đạc .83 5.4.4 Bước I - lải trọng ban đẩu: 2.5 KN 84 5.4.5 Bước - tái trọng gia tái: KN 87 5.4.6 Bước - tái trọng gia tái: 7.5 KN 90 5.4.7 Bước - lãi trọng gia tài: 10 KN 93 KÉT LUẬN .96 TÀI LIỆU THAM KHÁO 98 109 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG ÂM THANH (ACOUSTIC EMISSION) TRONG QUAN TRAC VÀ KIẾM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG KẾT CẤU CỊNG TRÌNH NHÀ XƯÁT BÁN BÁCH KHOA HÀ NỘI Trụ sở: Ngõ 17, Tạ Quang Bửu, Quận Hai Bà Tnmg, Hà Nội Điện thoại: 024.38684569; Fax: 024.38684570 Email: http://www.nxbbk.hust.edu.vn ('hịu trách nhiệm xuẩt han Giám đốc: TS BÙI DỬC HÚNG Biên tập: NGỤY THI LIÊU ĐINH THỊ PHƯỢNG Sữa bán in: NGUYÊN PHƯƠNG ANH Thiết ké bìa: ĐINH XUÂN DŨNG In 100 cuồn, khố 19 X 27 cm Công ty TNHH Bao bi Sao Phuong Bắc, số 59 Phố Mới thị trấn Như Quỳnh, huyện van Lảm, tinh Hưng Yên Số xuất ban: 2342-2020/CXBIPH/02-45/BKHN; ISBN: 978-604-9982-30-9 Quyết định số: 143/QD-DHBK-BKHN ngày 23/06/2020 In xong vã nộp lưu chiêu năm 2020 110