CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA CẦU BTCT CŨ TRÊN ĐƯỜNG SẮT

GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA CẦU BTCT CŨ TRÊN ĐƯỜNG SẮT MỞ ĐẦU Việc tăng cường sửa chữa kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép cũ áp dụng đơn lẻ kết hợp nhiều phương pháp khác sau: Thay đổi sơ đồ tĩnh học kết cấu, đặt thêm cốt thép đổ bêtông bổ sung, đặt hệ thống tăng gông Gần số phương pháp coi mới, chưa áp dụng bắt đầu áp dụng nước ta dùng bêtông phun, đặt thêm cốt thép dư ứng lực ngoàI, tiêm vữa keo vào vết nứt, dùng bê tông polymer, dán thêm thép ngoàI, dán thêm CFRP v.v Lựa chọn giải pháp công nghệ sửa chữa, tăng cường cầu BTCT cũ Đường sắt Việt nam (ĐSVN) trước tiên cần thiết phải lưu ý số điều kiện quan trọng sau đây: • Quá trình tiến hành sửa chữa, tăng cường cầu phải đảm bảo an toàn cho tầu chậy bình thường theo biểu đồ quy định chung ĐSVN • Các cầu BTCT đường sắt cầu nhỏ, nhịp giản đơn có độ từ - 16 m, mặt cắt ngang gồm phiến Trong chủ yếu cầu có độ nhịp từ - 13 m • Giải pháp công nghệ đưa phải giải đồng thời “căn bệnh” tồn nhịp dầm “bị bệnh”: Một sửa chữa tầng phòng nước bị thấm nước; hai bịt vết nứt có độ mở rộng > 0,2 mm; ba tăng cường khả bảo vệ lớp bê tông bảo hộ mỏng; bốn khôi phục lại mặt cắt ban đầu dầm bị phong hoá, tróc vỡ long lở bê tông đáy bầu dầm làm lộ cốt thép; năm tăng cường khả chịu tải dầm đạt tải trọng cấp T-14 không hạn chế tốc độ • Giải pháp công nghệ gia cố dầm phải khả thi, phù hợp với lực thực bảo dưỡng sau gia cố đội ngũ đông đảo người thợ cầu có sẵn khắp cung cầu mạng lưới ĐSVN • Giá thành sửa chữa, tăng cường phải thấp 30% giá thành thay dầm Giải pháp sử dụng bê tông polymer dán thép bên dầm áp dụng thí điểm lần Việt nam cầu BTCT cũ ĐSVN (1993-1994) đạt kết tốt, thỏa mãn điều kiện đặt lại kết hợp chữa trị “căn bệnh” khác cầu lần GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải gia cố Tư tưởng giải pháp chọn sử dụng vật liệu polymer thay phận BT bị suy thoái dán thép vào mặt chịu kéo dầm để tăng cường khả chịu tải Vật liệu polymer loại vật liệu có sức bám dính tuyệt vời BTCT điều chỉnh thời gian cho tham gia chịu lực với kết cấu gia cố theo ý muốn người thiết kế Nội dung giải pháp công nghệ thực cầu ĐSVN vừa qua sau: • Tráng lên mặt máng ballast mặt cầu lớp vữa polymer có đặt cốt vải, chiều dầy trung bình - mm để thay tầng phòng nước cũ bị hỏng • Bơm vữa polymer vào tất vết nứt phát dầm máy bơm áp lực cao (tối đa đến 100 atmosphere) • Loại bỏ lớp bê tông bị phong hoá đáy bầu dầm, chải gỉ cốt thép đổ bê tông polymer bảo vệ, đồng thời tạo trước bề mặt phẳng cho việc dán thép • Dán thép dầy từ - 10 mm đáy phiến dầm Tuỳ theo khả chịu tải cầu mà dán lớp hay nhiều lớp thép Ví dụ cầu Km 995 dán lớp thép lớp dầy mm, cầu Km 410, Km 411, Km 983 dán lớp thép dầy mm Thay dán thép dán CFRP v.v • Quét sơn polymer (chọn loại sơn dung môi) bảo vệ toàn nhịp dầm (cầu Km 983 & cầu Km 995) để ngăn ngừa tác nhân xâm thực môi trường, đặc biệt xâm nhập ion CL - vào bê tông Lớp sơn có ý nghĩa tạI hầu hết dầm cầu BTCT tuyến có lớp phòng hộ mỏng • Kết kiểm tra sau năm khai thác sử dụng cầu BTCT đường sắt sửa chữa, tăng cường giải pháp sử dụng bê tông polymer dán thép cho thấy: vết nứt trước gia cố dầm đến không thấy xuất trở lại; thép bám chặt chẽ với đáy dầm BTCT lúc gia cố, không thấy xuất vết nứt bong tách; ứng suất thép tăng cường cầu có hoạt tải đạt trung bình 125 kg/cm ; tầng phòng nước làm việc tốt, không thấy có dấu hiệu dột thấm nước; lớp sơn phủ bảo vệ dầm BTCT tốt Nội dung chuyên đề bao gồm: • Giới thiệu công nghệ bê tông polymer dán thép • Trình bầy nghiên cứu thực nghiệm ngoàI nước nước công nghệ GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải CHƯƠNG SỬ DỤNG VẬT LIỆU POLYMER ĐỂ SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG DẦM CẦU BTCT CŨ 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Các phương pháp để sửa chữa cầu BTCT phân loại theo mục đích chúng sau: • Sửa chữa để nâng cao tuổi thọ độ tin cậy kết cấu • Sửa chữa để khôi phục khả chịu tải kết cấu Các phương pháp dùng vữa xi măng thường dùng bêtông thường cốt liệu nhỏ để lấp vết nứt, chỗ nứt vỡ bêtông thường hiệu Do co ngót dính bám không đủ lớp bêtông cũ lớp áo bêtông nên lớp áo bị bong ra, nước mưa ẩm tụ lại khe hở hai lớp bêtông cũ, gây tác hại xấu đến bêtông cũ cốt thép Đối với cầu có xe tầu qua lại gây rung động biến dạng biện pháp sửa chữa hiệu Hiện nhiều nước trám lấp vết nứt nhỏ loại sơn, vết nứt lớn cần trám trước vữa xi măng sơn phủ Nhưng biện pháp hiệu Để lựa chọn phương pháp (Công nghệ, vật liệu) sửa chữa phải vào đặc điểm hư hỏng 1.2 PHÂN LOẠI HƯ HỎNG ĐỂ SỬA CHỮA Có thể phân loại hư hỏng thành loại: 1.2.1 Loại Gồm hư hỏng mà không làm giảm cường độ chịu nén thực tế tuổi thọ kết cấu (Ví dụ kết cấu có vết rỗ bề mặt nhỏ, vết nứt chưa rộng 0,2mm, sứt vỡ mà không lộ cốt thép) 1.2.2 LoạI Gồm hư hỏng làm giảm tuổi thọ kết cấu Ví dụ kết cấu có vết nứt rộng 0,2mm, vết nứt vỡ lộ cốt thép, vết ăn mòn bêtông v.v GS.TS Nguyễn viết Trung, 1.2.3 Đại học Giao thông vận tải LoạI Gồm hư hỏng làm giảm khả chịu lực kết cấu (Ví dụ: kết cấu có vết nứt nghiêng sườn dầm, vết nứt nằm ngang chỗ tiếp giáp phần sườn dầm với phần cánh, vết sứt vỡ rỗ lớn vùng bêtông chịu nén mặt cắt v.v ) Những hư hỏng LoạI không đòi hỏi biện pháp đặc biệt nên khắc phục sớm, tu bảo dưỡng định kỳ Các hư hỏng LoạI cần sửa chữa để tăng tuổi thọ, vật liệu dùng để sửa chữa cấn có tính chất bảo vệ cao Đối với hư hỏng Loại cần phải tìm cách khôi phục khả chịu lực kết cấu theo dấu hiệu cụ thể, vật liệu công nghệ sửa chữa cần phải đảm bảo có cường độ tốt Theo tiêu chuẩn nay, vật liệu công nghệ để sửa chữa chủ yếu nhằm loại bỏ hư hỏng Loại LoạI 2, muốn loại bỏ hư hỏng Loại phải có đồ án thiết kế cá biệt sửa chữa cụ thể 1.3 PHÂN LOẠI VẬT LIỆU SỬA CHỮA Có thể phân thành nhóm vật liệu: 1.3.1 Nhóm I: Các vật liệu mà sau bám vào bêtông cũ kết cấu tạo lớp áo cứng có tính chất gần giống đá xi măng Chúng dùng để sửa chữa hư hỏng đoạn kết cấu có biến dạng nhỏ, kể vết nứt có độ rộng biến đổi tác động hoạt tải đến mức 0,1mm, vết nứt dầm dự ứng lực dọc theo cốt thép thường vết nứt co ngót Để sửa chữa kết cấu cầu nên dùng vữa xi măng - cát, vữa xi măng polymer (Vữa sơn), chất kết dính sở keo tổng hợp hữu 1.3.2 Nhóm II: Gồm chất có thành phần cao su, có tính dẻo, không bị phá hoại bị biến dạng lớn Loại vật liệu chủ yếu dùng để trám vá vết nứt có độ rộng biến đổi lớn hay 0,2mm Ví dụ vật liệu kết hợp cao su - bitum Các kết cấu nhịp chịu môi trường xâm thực nên bảo vệ chống rỉ chất sở êpôxy, keo peclovinyl sơn silíc hữu Để tăng cường khả bảo vệ làm đẹp bề kết cấu cầu BTCT nên dùng loại sơn đặc biệt sở chất polivinyl axetat sơn tổng hợp Các chất thẩm thấu vào mao quản lớp bê tông bảo vệ dùng để trám bịt vết nứt nhỏ 1.4 BẢO VỆ BÊ TÔNG BẰNG LỚP PHỦ POLYMER 1.4.1 Khả áp dụng lớp phủ polymer Trong kết cấu xây dựng đại (Cầu, nhà, công trình thuỷ lợi) lớp phủ pôlyme thường sử dụng để bảo vệ kết cấu BTCT làm việc GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải môi trường ăn mòn nhằm tăng cường tính ổn định hoá học, tính ổn định không khí, ổn định với nước, v.v Để giảm nhẹ giá thành loại pôlyme êpôxy thông thường người ta trộn êpôxy với nhựa rẻ như: Nhựa phuranic Ở Mỹ thường dùng nhựa êpôxy trộn với phuranic theo tỷ lệ 50 - 52% (theo khối lượng) Ở Đức thường dùng hỗn hơp êpôxy, phuranic (FAFĐ8) trộn với phenolfocmadêhyt 2FP-1 Theo số liệu nghiên cứu Anh sử dụng nhiên liệu sơn caosu clo hoá, chất phủ áp dụng số công trình móng, kết cấu BTCT vùng ven biển kết cấu làm việc môi trường có tác dụng vật lý học cao Lớp phủ sở cao su clo hoá bền, kinh tế có ý nghĩa thực tế Ở Nga chủ yếu sử dụng lớp phủ sở polyme bản: Polieste, phuranic, nhựa phenol epôxy Tuy nhiên trường hợp thông thường dùng lớp phủ hỗn hợp cao su êpôxy (Tỷ lệ cao su 5%) Khi sử dụng lớp phủ kể cần lưu ý vấn đề: • Hệ số giãn nở nhiệt lớn (0,0005-0,0007) so với BTCT 0,000011 Như sử dụng lớp phủ xuất ứng suất nhiệt • Độ bền polymer điều kiện nhiệt đới ẩm xác định đảm bảo, xong với loại nhựa cụ thể cần kiểm tra kỹ giới hạn bền khí hậu Ở Việt nam lần vào năm 1993 sử dụng sơn polymer dung môi quét phủ bảo vệ toàn nhịp dầm BTCT cầu Km 983 & cầu Km 995 tuyến ĐSTN để ngăn ngừa tác nhân xâm thực môi trường, đặc biệt xâm nhập ion CL - vào bê tông Lớp sơn có ý nghĩa tạI hầu hết dầm cầu BTCT tuyến có lớp phòng hộ mỏng Qua thời gian sử dụng lớp phủ sơn polymer tỏ hiệu 1.5 PHÂN LOẠI LỚP PHỦ POLYMER BẢO VỆ KẾT CẤU BTCT 1.5.1 Các dạng lớp phủ polymer bêtông BTCT Hiện lớp phủ polymer kết cấu bêtông BTCT chia loại sau: • Các loại sơn, lớp màng mỏng, lớp phủ matít, lớp polymer, xi măng, bêtông lớp phủ bêtông polymer • Lớp sơn phủ bảo vệ hình thành cách phủ lên bề mặt kết cấu BTCT lớp sơn rắn nhiệt độ thường nhiệt độ cao Lớp sơn bảo vệ chiều dày từ 0,1 - 1mm GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải • Lớp màng bảo vệ cấu tạo từ lớp keo, băng đặc biệt dán lên bề mặt kết cấu BTCT Chiều dày chúng xác định từ loại kết cấu chất lượng cuộn băng keo • Lớp matít bảo vệ cấu tạo gồm thành phần: chất độn nhỏ polyme Thành phần chất độn chiếm 40 - 400% theo trọng lượng nhựa polyme Chiều dày lớp phủ matít từ 0,5 ¸ 3mm • Lớp phủ polymer xi măng bêtông polymer tốt lớp phủ matít với thành phần bao gồm: Cát, đá, xi măng polyme Chiều dày lớp phủ loại từ ¸ cm xác định tuỳ theo yêu cầu kết cấu, cốt liệu môi trường ăn mòn 1.5.2 Các loại polymer dùng cho lớp phủ bảo vệ Polietilen: Có khả chống thấm nước ổn định hoá học cao Polietilen sản phẩm lỏng, nguyên liệu chủ yếu để chế tạo cuộn băng keo bảo vệ, làm việc tốt nhiệt độ đến 150 o C Nhựa phenolfocmadehyt chế tạo từ phenol focmadahyt sử dụng chế tạo sơn bảo vệ Nhựa epoxy loại keo đặc biệt thành phần có chất gốc epoxy Tốt nên dùng loại epoxy lỏng ED-6, ED-16, ED-20, ED-22 (GOOCT 10587-76) hỗn hợp epoxy với cao su, phurano loại nhựa khác Nhựa Polieste: Có ký hiệu PM1-PN4; PN1-C đến PM10, PM100 1.5.3 Các loại sơn polymer Hiện sử dụng rộng rãi loại sơn bảo vệ kết cấu bêtông làm việc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm Sơn polivinilaxetat (BL) chế tạo từ polivinilaxetat với phụ gia epoxy Sơn BL có độ ổn định cường độ, thể tích môi trường nước, dầu dung môi hữu khác BL dùng nhiều cho kết cấu BTCT khai thác môi trường khô ẩm luân hồi Sơn peclovinyl (PXB) có mác PXB-18, PXB-23, PXB-14 Lớp sơn loại loại lớp bảo vệ tốt có triển vọng cho kết cấu BTCT làm việc điều kiện khí hậu ven biển khí hậu nhiệt đới ẩm Sơn silic hữu cơ, có độ ổn định cao môi trườngkhông khí, nước Hiện dang sử dụng rộng rãi loại sơn silic GK 10, GK 11, GK 94 Sơn phenolfocmadehyt đặc biệt tốt bảo vệ bê tông làm việc môi trường nước môi trường axít loãng môi trường phóng xạ GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Vật liệu sơn epoxy (ELM) sử dụng làm lớp phủ bê tông BTCT Tính chất quí giá loại sơn chống ăn mòn tốt bê tông ẩm ELM sở nhựa epoxy bịt kín vết nứt BT BTCT Các loại sơn gia nhiệt bịt kín vết sâu bê tông Ở Nga có loại sơn epoxy làm lớp phủ mác '-4100, '-4001, '4021, '07-4173, '56, P'-200, P'-300 Sơn nairitto (NLM) có thành phần sau: Naitito 15%, oxytitan 7,5, bột cao lanh 7,5% số chất khác Các loại sơn kể làm việc tốt nhiệt độ -30 o C đến +70 o C Theo kinh nghiệm Việt nam nước khác, sử dụng lớp sơn phủ bảo vệ tốt nên dùng sơn phenolfocmadehyt sơn epoxy 1.6 KEO EPOXY 1.6.1 Giới thiệu thành phần keo epoxy Keo epoxy vật liệu hỗn hợp bao gồm thành phần chính: • Nhựa epoxy • Chất hoá dẻo • Chất độn • Chất hoá rắn Ngoài số chất khác thêm vào hỗn hợp lúc chưa hoá cứng để cải thiện số tính chất tùy theo yêu cầu thiết kế đặc biệt chất phòng lão hoá Trên thị trường thường bán sẵn hỗn hợp keo chế sẵn chưa pha chất hoá rắn trước dùng trộn thành phần với sử dụng để dán 1.6.2 Nhựa epoxy Ở Việt nam thường dùng loại nhựa epoxy Nga sản xuất với ký hiệu ED-20, ED-16, ED-5, ED-6 lĩnh vực bảo vệ kết cấu chống ăn mòn Nhựa epoxy có hai liên kết hoá học liên kết Các bon - Các bon (C- C) ete (-C-0-C-) hai nhóm đặc trưng hyđroxin (OH) etylen oxyt ( -C-C-) hay gọi nhóm epoxy O Nhìn vào cấu trúc hoá học nhựa epoxy nhận thấy cấu trúc phân cực Chính cấu trúc mà nhựa epoxy có tính bám dính tốt với vật liệu có tính phân cực, nhựa epoxy phản ứng hoá học với chất hoá rắn có độ bền lý, độ bền nhiệt cao Những tính chất đáng ý nhựa epoxy là: GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Có thể pha trộn với số chất khác để tạo loại keo dán vật liệu dính bám tốt có tính đặc biệt dính bám với nhiều loại vật liệu khác ( gỗ, thép, bê tông, đá, v.v ) Việc pha trộn trước lúc sử dụng điều kiện nhà xưởng trời không đòi hỏi thiết bị phức tạp Trong trình tác động hoá học với chất hoá rắn không sinh nước hay chất bay làm yếu vật liệu hoá cứng mặt độ bền học hay độ bền nhiệt Vật liệu sau hoá cứng có tính đồng cao Có thể hoá cứng nhiệt độ bình thường (8 - 35 ) Nếu có biện pháp gia nhiệt đến 100 o C hoá cứng nhanh bị dòn Có độ co ngót nhỏ sau hoá rắn (0,15% - 0,40%) Chống thấm tốt Có độ bền hoá học, chống nhiều loại hoá chất ăn mòn, loại axít v.v Khi sử dụng nhựa epoxy cần quan tâm đến số epoxy nhựa Đó đặc trưng cấu tạo tính tỷ lệ phần trăm trọng lượng nhóm epoxy so với trọng lượng phân tử loại nhựa Tính số keo epoxy xem bảng Bảng STT Mác nhựa epoxy 1.6.3 ' ' ' ' ' ' ' ' -5 -6 - 40 - 13 - 15 - 16 - 20 - 22 Trọng lượng phân tử (đ.v.o) 400 500 600 1500 2500 500 420 400 Chỉ số epoxy 25 - 27 14 - 18 16 - 21 - 10 5-7 16 - 18 19,9 - 22 22,9 - 23,5 Chất hoá dẻo Khi trộn chất hoá dẻo với nhựa epoxy có tác dụng làm tăng tính dẻo, giảm độ co ngót, tăng khả chịu rung, chịu va đập, giảm độ nhớt kéo dài thời gian thi công hỗn hợp keo Cũng có nhiều trường hợp mục đích sử dụng mà không dùng chất hoá dẻo Cần lưu ý việc trộn chất hoá dẻo vào loại nhựa epoxy độ nhớt cao làm cho hỗn hợp keo có tính lý tốt Ngược lại, trộn GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải chất hoá dẻo với loại nhựa epoxy độ nhớt thấp lại làm giảm tính lý keo Về thành phần hoá học, chất hoá dẻo hợp chất cac buahyđro chất dẫn xuất chúng có trọng lượng phân tử thấp Thông dụng chất polyeste peclorovinyl thiorel, dibutia-phtalat Riêng chất dibutin phatalat loại chất hoá dẻo trơ không phản ứng hoá học với nhựa epoxy mà trộn với nhựa epoxy làm giảm độ nhớt hỗn hợp keo 1.6.4 Chất hoá rắn Tác dụng chất hoá rắn trộn với nhựa epoxy phản ứng hoá học với nhựa epoxy tạo hợp chất cứng rắn nhanh Những chất hoá rắn đòi hỏi có nhiệt độ cao để phản ứng hoá học với nhựa epoxy gọi chất hoá rắn nóng Đó anhydrit axit anhydrit maleic v.v Chúng không ứng dụng để sửa chữa kết cấu xây dựng Những chất hoá rắn có phản ứng hoá học với nhựa epoxy nhiệt độ thường (8 o - 35 o ) gọi chất hoá rắn nguội Chúng thường amin với hay nhiều nhóm amin, Ví dụ như: etylen diamin, tetraetylen pentamin, dietylen triamin, dimetyl amin Thông dụng chất polyetylen polyamin thể lỏng, màu vàng nâu, dễ bay độc hại sức khoẻ Khi sửa chữa cầu bê tông BTCT thời gian thi công hạn chế điều kiện thông xe cần làm cho keo epoxy hoá rắn nhanh cách chọn liều lượng pha trộn chất hoá rắn điều kiện gia nhiệt thích hợp Do phải làm thí nghiệm cụ thể cho tình trường Nói chung, thời gian hoá rắn tốt 20 oC 70-150 80 oC 3-4 Nếu không muốn gia nhiệt cho keo hoá rắn nhanh trộn thêm vào keo số chất đặc biệt khác mà theo thí nghiệm định 1.6.5 Chất độn: Việc cho thêm chất độn vào hỗn hợp keo tiết kiệm nhựa epoxy sử dụng keo với khối lượng lớn Tác dụng chất độn ( có tính chất gần giống với tính chất vật liệu kết cấu cần dán keo) làm tăng khả dính bám keo với bề mặt vật liệu kết cấu Có dạng chất độn: Dạng bột dạng sợi Trộn chất độn sợi amiăng vào hỗn hợp keo epõy làm tăng độ bền học keo Sử dụng chất độn dạng bột graphit làm tăng khả chịu mài mòn tự bôi trơn keo epoxy sau hoá cứng Để sửa chữa kết cấu bê tông BTCT thường dùng chất độn bột xi măng khô có mác cao Các chất độn dạng bột phân thành nhóm: Nhóm làm tăng độ bền keo bột sắt, đồng, kẽm, graphit, gang, mica nhóm bột độn trơ bột tale, cao lanh, nhôm, cát hạt mịn GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Liều lượng bột độn vào keo thí nghiệm định tuỳ theo yêu cầu cụ thể phẩm chất keo, điều kiện chế tạo sử dụng Nói chung, bột độn cần phải mịn, khô không lẫn tạp chất để đảm bảo chất lượng keo 1.7 NHỮNG ĐIỀU KIỆN ĐỂ SỬ DỤNG KEO EPOXY CÓ HIỆU QUẢ 1.7.1 Tình trạng bề mặt bê tông vết nứt Bề mặt bê tông bên khe nứt phải khô Vì công tác chuẩn bị bề mặt quan trọng Muốn cho keo dính bám chặt với bề mặt bê tông bịt chặt khe nứt cần phải tẩy bỏ lớp bê tông bị phong hoá rửa bụi phấn vãi bề mặt bê tông Nếu độ ẩm bề mặt bê tông lớn 6% keo dính bám với bê tông bị bong sớm Do thiết phải sấy khô bề mặt bê tông đến độ ẩm thấp 5% trước bôi keo 1.7.2 Độ ẩm bột xi măng độn Xi măng ẩm tốc độ hoá cứng keo chậm cường độ keo thấp Vì phải làm khô độn xi măng trước trộn vào hỗn hợp keo Kết thí nghiệm ảnh hưởng độ ẩm xi măng chất lượng keo ghi bảng Bảng Quan hệ độ ẩm bột độn xi măng với cường độ keo epoxy Số TT 1.7.3 Độ ẩm bột độn xi măng mịn ( %) Cường độ chịu nén trung bình keo epoxy (kg/cm2) ngày Xi măng 1% 315 450 736 Xi măng ẩm 0,5% 417 550 863 Xi măng ẩm 0,1% 825 908 993 Nhiệt độ trình hoá rắn keo Sau trộn với nhựa epoxy chất hoá rắn nóng đòi hỏi phải trì nhiệt độ chừng 15 o C khoảng liên tục để phản ứng hoá học xảy hoàn toàn vật liệu keo hoá cứng có tính chất tốt Tuy nhiên để sửa chữa kết cấu bê tông BTCT thường dùng chất hoá rắn nguội polyetylen polyamin Ở nhiệt độ 20 o C tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà keo epoxy hoá cứng sau 60 - 150 phút có đủ thời gian thi công Nếu gia nhiệt đến 80 o C keo hoá cứng nhanh sau 5- 10 phút lúc thực điều chỉnh Trong điều kiện thi công mùa hè, có ánh nắng trực tiếp, nhiệt độ bề mặt bôi keo đạt đến 40 o C, keo hoá cứng 10 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải • Tình trạng bề mặt phải khô chuẩn bị theo nội dung mục • Nếu có điều kiện nên quét lớp dung dịch chuẩn bị để polime hoá lớp mỏng bề mặt tạo điều kiện cho kéo dính bám tốt 2.3.2 Công tác chuẩn bị kết cấu bê tông Các yêu cầu bề mặt bê tông trước dán keo khô (1) Làm bề mặt bê tông: Có thể phun cát khô, dùng hoá chất axeton để lau sạch, dùng khí ép để làm khô bề mặt, kết hợp với biện pháp thủ công sau: Dùng chổi quét bụi cát toàn bề mặt kết cấu (kể chỗ không bôi keo) Dùng bàn chải sắt cọ mạnh chỗ để bỏ hết lớp vữa xi măng yếu bám Dội nước kết hợp bàn chải lông để cọ rửa trôi bụi phấn, cát bẩn Cần dùng nước sạch, tốt dùng máy bơm để xói rửa Nếu bề mặt bê tông có dính dầu mỡ sau dùng bàn chải sắt để làm hết lớp bám bề mặt cần dùng dung dịch xà phòng 5% đun nóng nhiệt độ 80 o C bàn chải để cọ rửa bề mặt Sau dùng máy bơm bước xói rửa nhiều lần vết dầu mỡ, bề mặt bê tông thấm nước có mầu sắc đồng chất Cuối dùng khí ép đèn khò vòi ga thổi khô bề mặt bê tông lau axetôn lần cuối trước bôi keo (2) Làm khô bề mặt bê tông khe nứt: Sau làm bề mặt, nhiệt độ không khí lớn 15 C, độ ẩm không khí 80% - 90%, có gió nhẹ bề mặt bê tông khô cách tự nhiên đến độ ẩm bề mặt bê tông thấp 5% Sau phải bôi keo để tránh bề mặt bê tông khỏi bẩn lại Có thể chủ động làm khô bề mặt bê tông khe nứt nhiệt, đặc biệt vùng đáy dầm Có thể dùng loại đèn xì lướt từ từ bề mặt bê tông bề mặt khe nứt với tốc độ - 2m/s lướt khắp bề mặt để không bỏ sót Sấy khô bề mặt bê tông đạt độ ẩm thấp 5% Tốt dùng dụng cụ điện, tạo gió nóng Các dụng cụ vừa làm làm khô bề mặt bê tông Các vết nứt rộng 1mm soi rộng đường nứt thành rãnh tam giác với góc 45 o - 60 o rãnh hình chữ nhật sâu 10- 30mm đến sát cốt thép Ở chỗ sứt vỡ lớn bê tông lộ cốt thép cần đặt lưới gồm sợi thép đường kính 0,5 - 5mm (kích thước ô lưới 2,5- 10cm) liên kết chúng với cốt thép chủ, cốt thép bị lộ tẩy rỉ 18 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải bàn chải sắt cách phun cát Ở vùng có số vết nứt gần phải đục rộng vùng để xử lý bê tông Polymer 2.3.3 Chuẩn bị thép Bản thép cắt kích thước thiết kế, hàn nối xưởng Phun cát bảo quản nơi khô Trước bôi keo trường phải phun cát lại làm lộ ánh kim bề mặt bôi keo thủ công Áp sát thử thép vào bề mặt bêtông dùng kích ép tăng để ép thử cho thép áp sát vào bề mặt bê tông Nếu sai sót khó khăn phải tìm biện pháp giải Sau áp thử tốt tháo thép đặt cách bề mặt bê tông chừng 50 - 60cm Dùng axeton tẩm vào giẻ mềm để lau bề mặt thép Đảm bảo khô bề mặt Sau phải bôi keo 2.3.4 Bôi keo Bôi keo lên bề mặt bê tông thành lớp dày 1~1,5mm làm trình bày mục 1.8.2 Dùng bánh lược để trải keo epoxy trộn lên bề mặt thép thành lớp dày 1,5 + 3mm 2.3.5 Áp thép vào bêtông Khi áp thép vào bêtông phải tạo lực ép dàn keo làm cho thép áp sát theo dạng bề mặt bêtông Nếu thép có chiều rộng 300mm dày 3mm lực ép cần thiết khoảng 1,5-4 kg/cm Nếu thép rộng 400mm phải khoét lỗ để thoát keo lúc nén ép Các lỗ có đường kính F8 - 10mm, cách chừng 150 200mm Trong lúc dán cố gắng tránh rung động Nếu điều kiện thông xe mà không tránh rung phải làm thí nghiệm chất lượng công tác dán điều kiện 2.3.6 Kiểm tra, kết dán, sơn phủ Sự polime hoá keo kiểm tra cách đo độ cứng với máy đo độ cứng mẫu keo Kiểm tra mức độ đồng màng kéo máy siêu âm Nếu phát có chỗ khuyết keo khoan lỗ qua thép, trộn thêm keo trát bổ sung vào Vì lớp thép mỏng (dày trung bình - mm) nên thiết phải sơn phủ bảo vệ lớp sơn lựa chọn theo điều kiện cụ thể khu vực cầu Nên dùng sơn dung môi sở keo epoxy 19 GS.TS Nguyễn viết Trung, 2.4 Đại học Giao thông vận tải VỮA POLYMER Hỗn hợp polime ximăng (Vữa, sơn, bột nhão) để sửa chữa kết cấu nhịp cầu chế tạo xi măng pooclan mác cao Thành phần (lít): Nhũ tương polivinyl axetat với 50% nước: 2,5 ¸ 3; xi măng: 10; cát 3,5 ¸ 16,5; nước (Cùng với nước thành phần nhũ tương): 4,5 ¸ Sơn bột nhão polyme xi măng có thành phần vữa không chứa cát Những hư hỏng nhỏ trám vá vữa Polime xi măng Cứ 10 lít xi măng có 3,5 ¸ 10 lít cát Khi sửa chữa hư hỏng lớn dùng loại vữa đặc hơn: Cứ 10 lít xi măng có 10 + 16,5 lít cát Trong sơn polyme xi măng cần cho thêm + 10% thể tích xi măng chất bột tạo mầu ôxyt crôm v.v Sau kể từ lúc tạo lớp áo vữa xong phải rửa nước, rắc bột xi măng Nếu nhiệt độ không khí cao +30 o C khí hậu khô phải tưới ẩm kết cấu 2- lần ngày đêm Các phương pháp dùng máy để sửa hư hỏng cầu BTCT máy phun bê tông, máy bơm vữa v.v có hiệu suất cao Vật liệu phun làm từ vữa polyme xi măng, chứa 10% - 12% nước, chiều dày lớp bê tông phun 2,0cm Nếu dùng vữa polymer xi măng để trát vá cứng sau giờ, sau cần sơn lên lớp sơn polymer xi măng Trình tự pha trộn vữa polymer xi măng sau: • Đong xi măng cát cho vào thùng trộn • Đong nhũ tương polyviny axetat thêm nước vào cho tổng lượng nước vữa 4,5 - 5,0 lít ứng với 10 lít xi măng • Trộn tất hỗn hợp dẻo đồng Chú ý phải dùng loại xi măng hoá cứng nhanh xi măng pooclan mác 500, cát thạch anh hạt vừa, lọt qua mắt sàng 3mm Nếu dùng máy phun vữa để phun nên dùng ống mềm F18-32mm Máy nén khí có công suất 5~6m /phút, tạo áp lực phun 4kg/cm 2.5 DÙNG VỮA EPOXY ĐỂ TRÁM VÁ CÁC CHỖ HƯ HỎNG Loại vật liệu sở keo epoxy có ưu điểm lâu bền phủ bịt vết nứt, chỗ hư hỏng bề mặt bê tông, đặc biệt điều kiện môi trường xâm thực, điều kiện độ ẩm cao không khí Các lớp phủ gồm: Một lớp lớp phủ mặt keo epoxy (xem bảng 6) để tăng tính chất bảo vệ cho thêm vào thành phần lớp phủ chất độn dạng bột: ôxyt titan, minium sắt, xi măng với tỷ lệ 1:1 so với khối lượng keo epoxy Lớp phủ sở keo epoxy quét chổi sơn máy phun sơn Phải chuẩn bị keo epoxy không sớm - trước lúc sử dụng Trong trình sơn phải luôn khấu trộn 20 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Bảng Chất Khối lượng tính theo % Thành phần lớn phủ epoxy - Keo ( ED- 20, ED- 16) 100 - Chất hoà tan (axetat, 4, tolyol) 60- 100 - Chất hoá dẻo (dibutylftatat) - 10 - Chất hoá cứng ( Polyetylen polyamin) 12 Thành phần lớn phủ mặt - Keo (ED- 20, ED-15) 100 - Chất hoà tan ( axeton) 20-25 - Chất hoá dẻo ( dibutilftalat) 5-10 - Chất hoá cứng 12 - Chất độn 100 Tốt có lớp nền, lớp phủ mặt lớp sơn Trong điều kiện xâm thực mạnh, để bảo vệ kết cấu nên dùng sơn perclovinyl tường đối rẻ Khi gồm lớp: Lớp nền, lớp có pha xi măng ( 1: 1; 1- 3), lớp phủ mặt Thời hạn làm khô lớp chừng 0,5 - 1giờ Trong điều kiện bình thường (không xâm thực) làm lớp phủ men perclovinyl sơn Silicát Sơn Silicát hỗn hợp thuỷ tinh Kaly lỏng, bột mầu chất độn, nước hoà tan Để khôi phục khả chịu lực mặt cắt cấu kiện kết cấu nhịp BTCT bị hư hỏng rỗng, nứt, v.v Có thể dùng chất trám vá độ bền cao: Thành phần theo bảng sau Chất không co ngót, chống thấm tốt, dính chặt với BT có độ bền cao Thời hạn đủ để polymer hoá hỗn hợp sở keo êpoxy ngày đêm Trong thời hạn nên tránh tác động lực lên kết cấu, đặc biệt tránh rung Như vậy, kết cấu nhịp sửa lúc vắng tầu phải giảm tốc độ tầu đến 5km/giờ Keo epoxy có chất polyetylen amin độc hại bay phải bảo vệ da, mắt cho công nhân Bảng Chất Khối lượng tính theo % nhiệt độ 100- 150C 20o - 25oC - Keo epoxy 100 100 - Chất hoà tan (pokyephir) 20 20-10 - Chất hoá cứng (polyetylen poliamin) 15 10 - Chất độn ( Xi măng pooclan M400- M500) 200 100-125 21 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Để tham khảo chọn thành phần bê tông polymer, bảng nêu hai công thức thành phần bê tông polymer áp dụng để vá cọc BTCT bị vỡ nối đốt cọc BTCT để đóng xuống đất (thay cho việc nối cọc hàn) Hỗn hợp dùng nhiệt độ 20 O C, sau hoá cứng đạt đến cường độ 60MPa Bảng Hai công thức thành phần bê tông polyme để tham khảo Thành phần Tỷ lệ theo trọng lượng % Công thức - Nhựa epoxy ' 40 Công thức 70 - Nhựa epoxy ' 20 - Hỗn hợp phenol 30 23 10-20 - Xi măng 200-400 48 - Đá dăm 100-200 - Polyetylen polyamin 2.6 23 BỊT KÍN VẾT NỨT BẰNG VẬT LIỆU CÓ ĐỘ LINH ĐỘNG CAO Dùng chất cao su-bitum, tiokol (cao su polysulfit) thành phần tiokol lỏng có thêm vào chất tăng cứng nhanh chất hoá dẻo Vài tỷ lệ thành phần chất tiokol theo tài liệu tham khảo Nga ghi bảng sau: Một loại để sơn lên bảo vệ bề mặt bê tông, loại để tiêm vết nứt Chất tiokol hoá cứng sau 2- chế tạo chỗ trước lúc dùng Trong bình kim loại trước tiên cho chất hoà tan (axetôn, etyaxe tat), cho bột nhão vào khuấy tan đều, sau cho bột nhão số N o dipheny lguanid vào khuấy 3-5 phút cho Đổ keo epoxy vào sau Bảng 22 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Chất Khối lượng theo % Để vá Để tiêm 100 - - 100 - Bột nhão No9 7-11 10 - Chất tăng cứng 0,3-1 - 5-10 - Bột trám vá Y-30, M' C-50 - Bột YT34 - Keo epoxy - Axêtôn (Chất hoà tan) 25 5-10 - Etyl axetat (Chất hoà tan) 25 - Bởi khối lượng chất bịt nứt nên dùng bơm tay để tiêm (xyranh) Nếu dùng máy bơm khí nén cần áp lực khí nén 0,2 -1,0Kg/cm 2.7 TIÊM KEO EPOXY VÀO SÂU TRONG VẾT NỨT BÊ TÔNG 2.7.1 Giới thiệu: Để keo epoxy thấm vào vết nứt sâu cần phải tiêm keo qua đầu tiêm Đối với vết nứt có độ rộng bề mặt 0,2- 0,3mm nên dùng loại đầu tiêm đặt bề mặt: Gồm thép có lỗ giữa, đệm cao su, đoạn ống thép hàn vào thép đó, ống nối với ống cao su mềm dẫn keo từ máy bơm keo đến Sơ đồ hình vẽ: Hình 2.1: Sơ đồ đặt đầu tiêm bề mặt Kích vít ống nối với máy bơm keo Bản thép đầu tiêm Vết nứt rộng 0,2 - , m m Đệm cao su Loại đặt bề mặt bầu dùng với áp suất tiêm không lớn (p » 0,5 MPa) Nếu vết nứt có độ rỗng lớn 0,5mm dùng loại đầu tiêm đặt sâu Đầu tiêm thép, đặt vào lỗ khoan bê tông Sơ đồ đặt mũi tiêm hình vẽ: 23 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Hình 2.2 Sơ đồ đầu tiêm đặt sâu Vết nứt Keo gắn Đầu tiêm thép Số lượng khoảng cách chúng phụ thuộc vào đặc điểm vết nứt (chiều dài, độ rộng) vào phương pháp tiêm (bằng tay hay máy) Nói chung nên bố trí cách không 50cm Đầu tiêm cắm sâu vào bê tông từ 5cm~10cm lỗ khoan sẵn vết nứt gắn keo epoxy Đoạn dài vết nứt đầu tiêm trám kín bề mặt keo epoxy dán sợi thuỷ tinh Đối với vết nứt xuyên nên đặt bề mặt bê tông để tiên đồng thời Cần lưu ý không cần tiên tất vết nứt Những vết nứt mà xét thấy không nguy hiểm mặt độ bền học, nguy rỉ cốt thép bên không cần tiêm Nguyên tắc chuẩn bị bề mặt giống trình bày mục Phải tẩy vết bẩn bề mặt vết nứt Dùng nước áp lực để xói rửa, dùng khí nén để thổi làm khô 2.7.2 Chuẩn bị keo máy bơm keo: Trước tiêm phải kiểm tra nhiệt độ bề mặt bê tông kiểm tra thời gian hoá cứng thực tế keo Mỗi lần trộn keo trộn 0,5 lít keo Trộn xong phải tiêm Dụng cụ máy móc để tiêm phải lau rửa dung môi axeton trước tiêm 24 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Sơ đồ máy bơm hình vẽ Hình 2.3: Sơ đồ đặt máy bơm keo 2.7.3 Công tác bơm keo Thoạt tiên phải bơm vào đầu tiêm thấp vết nứt tiêm, theo dõi đường keo tiêm vào Phải tiêm liên tục không ngừng keo phòi khỏi bịt chỗ xa vết nứt Sau đậy bịt cuối phải giữ áp lực tiêm vài phút để đảm bảo lấp đầy vết nứt Sau bơm xong (trong vòng 2-3 giờ) phải dùng axeton rửa máy ống dẫn keo, bơm cao su bỏ (chỉ dùng lần) CHƯƠNG SỬA CHỮA BẢN MẶT CẦU VÀ GỐI CẦU 25 GS.TS Nguyễn viết Trung, 3.1 Đại học Giao thông vận tải GIỚI THIỆU CHUNG Các cầu BTCT tuyến Đường sắt Thống có mặt cắt ngang dầm kiểu chữ P Đặc trưng cấu tạo kết cấu nhịp bao gồm phần xe chạy có máng ba lát hai sườn dầm Giữa sườn dầm có dầm ngang đặt cách quãng Ngay từ xây dựng cầu có tồn nhiều khuyết tật thi công để lại lớp bê tông bảo vệ có chiều dầy mỏng, bố trí cốt thép chủ có khoảng cách không Mặt khác trình sử dụng cầu chịu nhiều biến động chế độ khai thác, tác động chiến tranh Và đặc biệt cầu thường xuyên chịu xâm thực khí hậu vùng ven biển Đến cầu BTCT đường sắt Thống Nhất bộc lộ hư hỏng với nhiều dạng loại khác hầu hết phận kết cấu cầu, có phần mặt cầu Phần viết sâu nghiên cứu đánh giá phần xe chạy có máng ba lát gối cầu, từ đề xuất giải pháp sửa chữa, tăng cường chúng để bảo đảm an toàn chạy tầu 3.2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG GỐI VÀ BẢN MẶT CẦU Kết khảo sát 18 cầu đoạn tuyến Quảng ngài- Diêu trì tháng 61998 cho biết: (1) Về tầng phòng nước: Có 18 cầu tầng phòng nước không tác dụng nữa, nước thấm qua tầng phòng nước, qua mặt cầu nhỏ nước mọc nhũ; mặt cầu khoảng sườn dầm luôn ẩm ướt 18 cầu tầng phòng nước hỏng xong mức độ nhẹ so với cầu mặt cầu khoảng hai sườn dầm chủ ẩm thấp, rêu mọc hầu hết cầu (2) Về hệ thống thoát nước: Nhiều cầu không nhìn thấy ống thoát nước Nghĩa bị rỉ cụt sát BTCT mặt cầu Vì nước mưa chảy xuống loang vào thân dầm phía thượng, hạ lưu tạo thành vệt rêu gây cho sườn dầm ẩm ướt phong hoá BTCT mạnh mẽ (3) Về gối cầu: Có 18 cầu gối bị cập kênh, gây hư hỏng cho dầm mặt cầu 3.3 CÁC YÊU CẦU VẾ SỬA CHỮA ĐỐI VỚI GỐI VÀ BẢN MẶT CẦU Ta biết mặt cầu tiếp thu toàn tải trọng từ ba lát truyền xuống bị uốn theo hướng ngang cầu, thành phần mặt cắt dầm chủ nên với sườn dầm chịu uốn theo hướng dọc cầu Vì yêu cầu kỹ thuật sửa chữa mặt cầu đòi hỏi không sườn dầm Đối với gối cầu phận đòi hỏi phải làm việc êm thuận, ổn định để đảm bảo làm việc thống với sơ đồ tính toán 26 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải mặt cầu sườn dầm; Nếu gối có cập kênh dẫn đến phân bố tải trọng cho sườn dầm không bình thường làm xoắn dầm tạo hư hỏng nguy hiểm dầm cầu 3.4 CÁC PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA BẢN MẶT CẦU Một điều kiện đặt có tính nguyên tắc ảnh hưởng trực tiếp đến toàn phương án sửa chữa tăng cường phận kết cấu cầu BTCT đường sắt phải đảm bảo vừa thi công vừa chạy tàu an toàn phép phong toả Vì phương án nêu bị chi phối triệt để nguyên tắc 3.4.1 Sửa chữa bề mặt máng ba lát 3.4.1.1 Hiện trạng kết cấu lớp phủ máng ba lát: Bề mặt máng ba lát thường phủ lớp láng mặt lớp cách nước lớp bảo vệ Nghiên cứu hồ sơ thiết kế đIển hình cũ Pháp dầm cầu BTCT thấy chất bề mặt máng ba lát dầm cầu BTCT phủ lớp: • Lớp láng mặt dầy trung bình 0,75cm gồm thành phần: Mastic nguyên chất pha thêm 7% trọng lượng bi tum • Lớp cách nước lấy trung bình 0,75cm gồm thành phần: 1/2 phần cát + 1/2 phần Mastic với 7% trọng lượng bi tum • Lớp bảo vệ dầy trung bình 4cm bê tông nghèo xi măng (100kg xi măng 1m sỏi cát) Các lớp phủ bề mặt hư hỏng Mục tiêu phương án sửa chữa bề mặt máng ba lát thay toàn lớp phủ lớp phủ đảm đương chức cách nước đủ tạo dốc mui luyện để thoát nước 3.4.1.2 Lựa chọn vật liệu thay Về nguyên tắc để thay lớp phủ máng ba lát lựa chọn loại vật liệu sử dụng từ trước đến nay.Tuy nhiên điều kiện thi công sửa chữa đảm bảo chạy tàu, đường sử dụng vật liệu polime tỏ hiệu lẽ: Thời gian đông cứng để chịu tải nhanh sau từ - 4giờ tuỳ tỷ lệ pha trộn hỗn hợp polime xi măng Thành phần công thức pha trộn hỗn hợp polime xi măng nghiên cứu phần "sử dụng keo epoxi để sửa chữa tăng cường cầu BTCT Ngoài lớp cách nước máng ba lát dùng vải sợi amiăng Tuy nhiên amiăng loạI hoá chất độc hạI công 27 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải nhân Đồng thời trường hợp vừa thi công vừa đảm bảo chạy tầu việc dùng vải sợi amiăng phủ khắp mặt máng ba lát khó thực khó đảm bảo chất lượng phòng nước 3.4.1.3 Phương án thi công thay lớp phủ mặt cầu: Phương án thi công thay lớp phủ mặt cầu hư hỏng lớp phủ điều kiện trình thi công đảm bảo an toàn chạy tàu đòi hỏi khoảng thời gian tương đối dài hàng chục hoàn thành Bởi lẽ điều kiện thiết bị, máy móc thi công thủ công Xuất phát từ trình tự công việc phải làm là: • Tháo ray cầu ( ray chính, ray phụ) • Chuyển tà vẹt khỏi mặt cầu • Vét toàn đá ba lát cũ khỏi máng balát • Vệ sinh đất, cát, bụi bề mặt lớp phủ cũ • Đục bỏ lớp phủ cũ mặt cầu • Dùng chải sắt cọ mạnh khắp bề mặt để tẩy hết lớp vữa xi măng yếu bám BTCT • Dùng nước để cọ rửa trôi bụi, bẩn lại mặt cầu • Làm khô bề mặt bê tông • Lau axêtôn lần cuối bề mặt bê tông trước láng vữa polime- xi măng • Tạo dốc ngang, dọc để dồn nước mưa vào vị trí có ống thoát nước • Thay ống thoát nước (sẽ trình bày sau) • Chờ thời gian đông cứng lớp vữa polime ximăng • Rải đá ba lát • Rải tà vẹt đặt ray trở lại mặt cầu Tất thao tác thực điều kiện mặt thi công, mặt tập kết vật liệu eo hẹp làm dụng cụ, thiết bị thủ công Vì để hoàn thành đảm bảo chất lượng thời gian phải kéo dài vượt thời gian phong toả cho phép nhiều Để phương án có tính khả thi nội dung phương án phải đề suất biện pháp kết cấu mặt cầu tạm, đan xen công việc để vừa chạy tàu vừa thi công phận mặt cầu hết 28 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Kết cấu mặt cầu tạm cấu tạo sau: • Dùng thép I24 đặt nằm ngang chạy dọc đáy ray P43 vượt liên tục tà vẹt gỗ đặc biệt với độ từ ( 2,0 - 2,5)m Giải pháp kết cấu mặt cầu tạm đưa nhằm tạo khoảng trống cần thiết đế ray tà vẹt đặc biệt Như diện tích khoảng trống lớn dễ thi công, thuận lợi cho việc tạo dốc tập trung nước ống thoát nước cầu Điều có nghĩa giải pháp mặt cầu phải đưa kết cấu để có khoảng cách tà vẹt đặc biệt lớn mà đảm bảo thi công dễ ràng an toàn chạy tàu thi công Phương án thi công thay lớp phủ mặt cầu tiến hành theo trình tự sau: • Tháo ray cầu (ray chính, phụ) • Chuyển ray tà vẹt khỏi mặt cầu • Vét toàn đá ba lát cũ khỏi mặt cầu • Vệ sinh đất, cát, bụi bề mặt lớp phủ cũ • Lắp đặt mặt cầu tạm để chạy tầu • Đục bỏ lớp phủ cũ • Tiếp tục bước nêu • Khi lớp phủ đủ cường độ chịu tải (sau 2- giờ) tiếp tục dịch tà vẹt khỏi vị trí để thi công nốt cách làm nêu • Cuối rải đá ba lát trở lại đặt ray, tà vẹt chạy tàu 3.4.2 Sửa chữa ống thoát nước Ta biết cầu giai đoạn khai thác nước mưa rơi vào mặt cầu theo độ dốc ngang máng ba lát chảy mép gờ chắn đá ba lát chẩy theo độ dốc dọc miệng ống thoát nước Do điều kiện khí hậu Việt nam thường có mưa nhiều mưa tập trung nên ống thoát nước phải có đường kính 150mm làm vật liệu bền, chịu ăn mòn khí Trên mặt ống phải có nắp chắn rác Cần bố trí ống thoát nước cho nước mưa thoát nhanh không ngấm, thấm vào mặt sườn dầm Tuy ống thoát nước chi tiết nhỏ cầu, giá thành không đáng kể so với giá thành công trình thiết kế chúng không hợp lý thi công sai sót làm giảm nhanh tuổi thọ cầu 29 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Cần thi công tốt chỗ tiếp giáp miệng ống lớp phủ mặt cầu Phải đảm bảo cho nước mưa chảy từ bề mặt lớp phủ mặt cầu vào thẳng ống Ống thoát nước làm gang đúc tôn dầy uốn cong hàn lại, ống thép tráng kẽm, ống chất dẻo Bên bên ống cần sơn nhựa đường sơn polime 3.5 SỬA CHỮA GỐI CẦU CẬP KÊNH Theo tài liệu thiết kế đIển hình cũ Pháp để lại gối cầu cầu BTCT cũ gối thép phẳng cấu tạo gồm thớt thớt chiều dầy thép 15mm, không thấy phân biệt gối di đông gối cố định Trong thực tiễn thiết kế thường phải thiết kế hai loại gối kết cấu nhịp: Gối cố định gối di động Cấu tạo gối di động phải dảm bảo yêu cầu sau: • Bảo đảm chuyển vị dọc tự kết cấu nhịp khì có tác động tải trọng hay nhiệt độ • Bảo đảm chuyển vị quay mặt cắt gối dầm • Cản trở chuyển vị ngang kết cấu nhịp Đối với gối cố định yêu cầu cấu tạo khác với gối di động phải cản trở chuyển vị dọc kết cấu nhịp Như kết nhịp lớn dẫn đến tải trọng lớn nghĩa phản lực gối lớn chuyển vị thẳng chuyển vị góc xoay lớn phải có cấu tạo gối tương ứng Thông thường gối di động gồm hai thép trượt tương đối so với mặt tiếp xúc chúng mài nhẵn bôi trơn Bản thép gối thớt liên kết chặt vào đáy dầm BTCT Bản thép gối thớt liên kết chặt vào bệ kê gối mũ mố mũ trụ nhờ cốt thép treo bu lông neo Với tính chất làm việc cấu tạo gối cầu vậy, nghiên cứu nêu hai phương án sửa chữa sau: 3.5.1 Phương án thay gối Đây phương án sửa chữa triệt để nghĩa gối hỏng, rỉ mòn làm hao hụt chiều dầy thớt “đá kê” , phá hoại lớp bê tông Nguyên tắc phương án dùng trụ tạm bố trí sát tường trước mố trụ có gối hỏng kích toàn đầu kết cấu nhịp lên để thay thớt gối hư hỏng khác mặt đặt gối 30 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải Tất nhiên lúc thi công sửa gối nên kết hợp thời gian sau thay lớp phủ mặt cầu nêu để giảm bớt tĩnh tải dầm kích nâng toàn đầu kết cấu nhịp Vì kết cấu nhịp mặt cắt chữ P nên ý phải bố trí kích cho đồng thời hai phiến sườn dầm nâng lên hạ xuống, tránh bị vặn dầm tổng số thời gian thi công từ lúc kích dầm, thay thớt gối, phép tối đa khoảng Quá trình thi công sửa gối cầu theo phương án cần phải xác định xác chiều dầy gối bị hao hụt để chuẩn bị sẵn thớt gối cho phù hợp Mặt khác trình kích dầm kết hợp khảo sát lại tình trạng gối để có định thay gối phù hợp Điều quan trọng thi công đảm bảo an toàn kích dầm bị sập kích bất thường Vì phải chèn, kê liên tiếp trình kích dầm 3.5.2 Phương án tiêm vữa polime - xi măng Phương án đưa nhằm mục đích kích dầm để khôi phục lại chiều cao kê thớt gối Như phân tích nguyên nhân dẫn đến gối cầu cập kênh lớp BT " đá kê" bị phá hoại bị phong hoá chất lượng BT không đảm bảo yêu cầu chịu lực Vì phương án đề xuất giải pháp tiêm vữa polime - xi măng vào khu vực đá kê gối mũ mố mũ trụ để lấp đầy lỗ rỗng, hổng hoá rắn lớp BT bị phong hoá đá kê Trong lúc hoạt tải cầu, áp lực máy bơm vữa yêu cầu, vữa polime - xi măng đến hết khu vực rỗng, xốp sau vài tiếng đồng hồ tuỳ tỷ lệ pha trộn vữa polime- xi măng cường độ phần vữa bơm vào chịu lực Trước tiến hành phương án cần phải đo đạc lại cao độ đỉnh đá kê gối hoạt tải xem có chênh lệch không, chênh lệch tương đối nhiều dùng phương án Đồng thời khảo sát xác minh lạI gối cập kênh để xử lý bệnh 31 GS.TS Nguyễn viết Trung, Đại học Giao thông vận tải 32