Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2Bai Giang công trình nhân tạo F2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI –CƠ SỞ BỘ MƠN CẦU HẦM -***** - MƠN HỌC CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO F2 (BÀI GIẢNG) TP.HCM, tháng 11/2011 Đề cương cơng trình nhân tạo F2 ĐỀ CƯƠNG CƠNG TRÌNH NHÂN TẠO F2 Vai trò cơng tác đo đạc? Các phương pháp định vị tim mố trụ cầu? Yêu cầu độ xác đo đạc? Vai trò cơng trình phụ trợ? Cấu tạo, phạm vi áp dụng tường ván, vòng vây cọc ván thép? Thùng chụp? Vai trò đà giáo trụ tạm? Cấu tạo kết cấu vạn (YUKM, MYK)? Các thiết bị phục vụ cho cơng tác thi cơng đóng cọc? Thế độ chối? Cách xác định độ chối theo lí thuyết? Thế độ chối giả? Thế độ sụt giả? Trình bày phương pháp thi cơng móng cọc đóng cạn? Trình bày phương pháp thi cơng móng cọc đóng điều kiện ngập nước? Trình bày phương pháp đổ bêtông nước? Xác định chiều dày lớp bêtơng bịt đáy? Trình bày phương pháp khoan tạo lỗ thi công cọc khoan nhồi? PVAD? 10 Trình bày cơng tác gia cơng cốt thép cơng tác đổ bêtơng cọc khoan nhồi? 11 Vai trò ống vách thép? Vai trò vữa sét bentonite? Các tiêu lý vữa sét? 12 Trình bày phương pháp thi cơng móng cọc khoan nhồi cạn? 13 Trình bày phương pháp thi cơng móng cọc khoan nhồi điều kiện ngập nước? 14 Trình bày công tác tổ chức thi công mố cấu? 15 Trình bày biện pháp thi cơng cầu dầm thép? 16 Trình bày biện pháp thi cơng đổ chỗ bêtông mặt cầu cầu dầm thép liên hợp bêtơng cốt thép? 17 Trình bày biện pháp thi công mối nối đinh tán bulông cường độ cao? 18 Trình bày biện pháp thi cơng cầu dàn thép? 19 Trình bày đặc điểm tổ chức thi công cầu nguyên tắc tổ chức thi cơng cầu? 20 Trình bày vai trò cơng tác lập kế hoạch tổ chức thi công cầu? 21 Trình bày cơng nghệ chế tạo dầm BTCT căng trước? 22 Trình bày cơng nghệ chế tạo dầm BTCT căng sau? Trình tự căng bó cáp? 23 Trình bày biện pháp thi công cầu dầm BTCT? Bộ môn Cầu – Hầm Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM Email: Email: sbte2@utc2.edu.vn, bmcauham2@gmail.com Trang Đề cương cơng trình nhân tạo F2 24 Trình bày cơng nghệ thi công đúc hẫng cầu dầm BTCT liên tục (trình tự thi cơng, biện pháp giữ ổn định q trình đúc hẫng, phân khối đổ bêtơng)? 25 Trình bày vai trò, nội dung cơng tác kiểm định cầu? 26 Trình bày cơng tác đo ứng suất? 27 Trình bày cơng tác đo độ võng? 28 Trình bày cơng tác đo dao động? 29 Trình bày biện pháp sửa chữa tăng cường cầu dầm BTCT? 30 Trình bày biện pháp sửa chữa tăng cường cầu dầm thép? 31 Trình bày biện pháp sửa chữa tăng cường mố trụ? Bộ môn Cầu – Hầm Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM Email: Email: sbte2@utc2.edu.vn, bmcauham2@gmail.com Trang Mục lc :Cụng trỡnh nhõn to F2 PHầN 2: THI CÔNG Và SữA CHữA CầU Chơng 1: Những vấn đề chung kỹ thuật thi công cầu 1.1 Công tác đo đạc 1.1.1 Vai trò công tác đo đạc 1.1.2 Nội dung công tác đo đạc 1.1.3 Yêu cầu công tác đo đạc 1.1.4 Hệ thống cọc mố lới khống chế tim cầu 1.1.5 Định vị tim mố, trụ 1.1.6 Yêu cầu độ xác đo đạc 1.2 Các công trình phụ trợ thi công cầu 1.2.1 Vai trò công trình phụ trợ 1.2.2 Các loại công trình phụ trợ 1.2.3 Nguyên tắc tính toán thiết kế công trình phụ trợ 1.2.4 Các công trình chắn đất 1.2.5 Các công trình ngăn nớc 1.2.6 Đà giáo trụ tạm 1.2.7 Các dạng kết cấu vạn 1.2.8 Hệ Chơng 2: Thi công móng, mố trụ, cầu 2.1 Thi công móng khối thiên nhiên 2.1.1 Thi công móng biện pháp đào trần 2.1.2 Thi công móng khối có gia cố chống vách hố móng 2.1.3 Thi công móng khối vòng vây cọc ván 2.1.4 Thi công móng khối điều kiện ngập nớc 2.2 Thi công dạng móng cọc 2.2.1 Khái niệm chung 2.2.2 Chế tạo loại cọc 2.2.3 Các thiết bị hạ cọc 2.2.4 Thi công móng cọc cạn 2.2.5 Thi công móng cọc khu vực ngập nớc 2.2.6 Lớp bê tông bịt đáy công nghệ đổ bê tông dới nớc 2.3 Thi công cọc khoan nhồi 2.3.1 Khái niệm chung 2.3.2 Thiết bị khoan tạo lỗ 2.3.3 Các thiết bị vật liệu phụ trợ 2.3.4 Vệ sinh lỗ khoan 2.3.6 Công tác đỗ bê tông 2.4 Thi công thân mố , trụ cầu 2.4.1 Ván khuôn 2.4.2 Thi công mố, trụ toàn khối đổ chỗ 2.4.3 Thi công mố trụ lắp ghép bán lắp ghép Chơng 3: Thi công kết cấu nhịp thép 3.1 Chế tạo kết cấu thép 3.2 Thực dạng liên kết kết cấu thép 3.3 Thi công cầu dầm thép 3.3.1 Lao dầm cần cẩu 3.3.2 Thi công dầm thép biện ph¸p lao kÐo däc Trang 1 1 5 6 10 10 12 14 14 14 16 17 17 18 18 19 20 21 23 25 27 27 27 28 29 30 30 30 32 33 36 36 36 37 37 38 Bộ môn Cầu – Hầm Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM Email: Email: sbte2@utc2.edu.vn, bmcauham2@gmail.com Trang Mục lục :Cơng trình nhân tạo F2 3.3.3 Thi công cầu dầm thép theo biện pháp lắp hẫng 3.4 Thi công bê tông mặt cầu 3.5 Thi công KCN dn thép 3.5.1 Lắp chỗ cầu dàn đà giáo trụ tạm 3.5.2 Thi công lắp chỗ theo sơ đồ bán hẫng hẫng 3.5.3 Thi công cầu dàn thép biện pháp lao dọc đờng trợt 3.5.4 Thi công dàn thép biện pháp lao dọc có trụ đỡ 3.5.5 Thi công dàn thép biện pháp chở 3.5.6 Thi công dàn thép biện pháp lao ngang đờng trợt Chuơng thi công kết cấu nhịp BTCT 4.1.Tổng quan ph ơng pháp thi công cầu BT 4.2.Thi công KCN cầu BTCT lắp ghép 4.2.1 Chế tạo dầm BTCT DƯL 4.2.2 Vận chuyển dầm BTCT 4.2.3 Thi công dầm BTCT biện pháp lao dọc - sàng ngang 4.2.4 Thi công dầm BTCT giá lao cầu 4.2.5 Thi công cầu BTCT theo phơng pháp lắp hẫng 4.2.6 Thi công cầu BTCT DƯL theo phơng pháp xâu táo 4.3.Thi công KCN cầu BTCT đúc chỗ 4.3.1 Đúc chỗ KCN đà giáo cố định 4.3.2 Đúc chỗ KCN đà giáo di động 4.3.3 Thi công đúc đẩy 4.3.4 Thi công cầu dầm BTCT theo công nghệ đúc hẫng Chơng 5: Tổ chức thi công cầu 5.1.Khái niệm chung công tác tổ chức thi công cầu 5.1.1 ý nghĩa 5.1.2 Các giai đoạn tổ chức xây dựng cầu 5.1.3 Những yêu cầu công tác tổ chức xây dựng 5.1.4 Nguyên tắc tổ chức xây dựng cầu 5.2.Nội dung thiết kế tổ chức thi công cầu 5.2.1 TKTCTC 5.2.2 TK thi công chi tiết 5.2.3 Tài liệu gốc để TKTCTC 5.3.Tổ chức công trờng 5.3.1 Chọn địa điểm lập quy hoạch mặt công trờng 5.3.2 Bố trí mặt công trờng 5.3.3 Xây dựng mặt công trờng 5.4.Kế hoạch, tiến độ thi công 5.4.1 Lập biểu đồ tiến độ theo sơ đồ ngang 5.4.2 Khái niệm sơ đồ mạng 5.5.An ton lao động thi công cầu Chơng Thử nghiệm cầu 6.1.Mục đích công tác thử nghiệm cầu 6.2.Nội dung công tác thử tải cầu 6.3.Tải trọng thử 6.4.Phơng pháp thiết bị đo ứng suất 6.4.1 Phơng pháp dùng ten-xơ-mét B mụn Cu Hm a ch: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM Email: Email: sbte2@utc2.edu.vn, bmcauham2@gmail.com Trang 40 40 42 42 44 46 49 49 50 52 52 52 52 54 54 55 57 58 58 58 59 59 61 66 66 66 66 67 67 68 68 69 69 70 70 70 72 72 73 75 75 76 76 76 78 79 79 Mục lục :Cơng trình nhân tạo F2 6.4.2 C¸c thiÕt bị đo ứng suất 6.5.Phơng pháp thiết bị đo chuyển vị 6.5.1 Phơng pháp đo độ võng đo chuyển vị thẳng 6.5.2 Các thiết bị đo độ võng chuyển vị 6.6.Những nội dung khác đợc tiến hành đo đạc thử tải cầu 6.6.1 Đo thử động cầu 6.6.2 Xác định đặc trng lý tính chất vật liệu 6.6.3 Phát khuyết tật h hỏng ẩn giấu 6.7.Xử lý số liệu đo đạc kết luận, đánh giá 6.7.1 Xử lý số liệu đo đạc 6.7.2 Đánh giá nhận xét kết thử tải cầu Chơng sửa chữa v tăng cờng cầu 7.1.Những h hỏng phận cầu 7.1.1 Các h háng cđa kÕt cÊu thÐp 7.1.2 C¸c h− háng cđa kết cấu nhịp BT, đá xây, BTCT 7.1.3 Các h hỏng gối cầu 7.1.4 Các h hỏng mố, trụ, móng 7.2.Sửa chữa cầu thép 7.2.1 Sửa chữa mặt cầu 7.2.2 Thay đinh tán bu lông hỏng 7.2.3 Sửa vết nứt 7.2.4 Sửa chỗ móp méo 7.2.5 Sửa cong vênh 7.2.6 Sơn lại cầu thép 7.3.Sửa chữa cầu BTCT 7.3.1 Giải pháp chung 7.3.2 Chuẩn bị kết cấu trớc sửa chữa 7.3.3 Tiêm vữa xi măng keo epoxy 7.3.4 Dùng BT polyme vữa đặc biệt để vá chỗ vỡ bịt vết nứt 7.3.5 Phun BT 7.4.Sửa chữa mố trụ cầu 7.5.Các giải pháp tăng cờng mở rộng KC cầu thép 7.5.1 Nguyên tắc chung 7.5.2 Tăng cờng phần xe chạy 7.5.3 Tăng cờng dầm chủ đặc bụng 7.5.4 Tăng cờng dàn chủ 7.6.Tăng cờng cầu BTCT 7.6.1 Thêm cốt thép 7.6.2 Dán thép bổ sung 7.6.3 Tạo DƯL bổ sung 7.7.Tăng cờng mố, trụ cầu 7.7.1 Tăng cờng trụ 7.7.2 Tăng cờng mố B mụn Cầu – Hầm Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM Email: Email: sbte2@utc2.edu.vn, bmcauham2@gmail.com Trang 80 81 81 81 82 82 83 83 83 83 84 85 85 85 85 86 86 86 86 87 87 87 87 87 88 88 89 89 89 89 90 90 90 91 91 92 92 92 93 93 94 94 94 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo PHầN thi công sửa chữa cầu Chơng vấn đề chung kỹ thuật thi công cầu 1.1 Công tác đo đạc 1.1.1 Vai trò công tác đo đạc - Định vị vị trí công trình phận thực địa cho với vẽ thiết kế Một công trình đợc chia thành nhiều phận đợc gọi hạng mục công trình Thông thờng công trình cầu gồm hạng mục sau: Móng, mố, trụ Mặt xe chạy Nền đắp đầu cầu Các công trình điều tiết dòng chảy - Xác định kích thớc phận kết cấu cho công trình đợc thi công hình dạng, kích thớc - Xác định xác khối lợng giai đoạn thi công để phục vụ cho công việc quản lý - Phục vụ cho công tác theo dõi làm việc công trình sau bàn giao đa vào sử dụng 1.1.2 Nội dung công tác đo đạc Công tác đo đạc đợc tiến hành trớc thi công; trình thi công; kết thúc xây lắp trớc tiến hành bàn giao - Tr−íc thi c«ng: LËp hƯ thèng mèc khèng chế Dựa vào lới khống chế định vị tim cầu, tim mố, trụ - Trong trình thi công: đo đạc xác định kích thớc, khối lợng phận kết cấu - Sau xây lắp: đo đạc hoàn công: đo vẽ lại phận công trình, so sánh lại phận có sai khác với vẽ thiết kế hay không 1.1.3 Yêu cầu công tác đo đạc - Công tác đo đạc phải đợc lập đề cơng chi tiết đợc thực theo đề cơng đợc lập - duyệt Trong đề cơng phải đa phơng pháp đo, thiết bị đo, nội dung đo, độ xác - Công tác đo đạc phải đợc tiến hành thờng xuyên, có hệ thống, phát sai lệch - Công tác đo đạc công trình cầu lớn phải tổ đo đạc gồm: kỹ s trắc địa phụ trách + công nhân đợc đào tạo Công trình cầu nhỏ kỹ s đạo thi công phụ trách Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm Tài liệu môn học Công trình nhân tạo 1.1.4 Hệ thống cọc mốc lới khống chế tim cầu Số lợng cọc mốc quy định loại cọc mốc phụ thuộc vào chiều dài cầu Bảng 1.1- Quy định tỉ lệ bình đồ, số lợng cọc mốc Mốc khống chế Khoảng Chiều Mốc cao độ Tỉ lệ tim cầu cách đờng dài cầu bình đồ đồng mức L (m) Số lợng Loại cọc Số lợng Loại cọc (m) 300 1:5000 1,0 2/1 bờ bê tông 2/1 bờ bê tông Lới khống chế: bờ sông, ngời ta thờng lập lới tam giác, lới tứ giác, lới đa giác Có thể lập lới hình thoi với tuyến tim cầu chạy qua bãi (hình 1.1.d) Cơ tuyến: đờng sở, đợc đo với độ xác cao A D B C 3 a) b) 3 2 c) d) Hình 1.1- Các sơ đồ lới khống chế 1- Tim cầu; 2- Cơ tuyến; 3- Cọc mốc; 4- Bãi Việc xác định sơ đồ lới khống chế phụ thuộc vào địa hình khu vực xây dựng cầu Mạng lới phải bao gồm điểm định vị tim cầu, bên bờ có điểm Đối với cầu có quy mô lớn lới khống chế phải gắn với toạ độ chuẩn Quốc gia, cầu có quy mô nhỏ không cần Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Cao độ: với cầu trung nhỏ sử dụng cao độ giả định, mốc cao độ đợc xác định xây dựng mặt công trờng Với cầu lớn phải dẫn mốc cao độ Quốc gia công trình 1.1.5 Định vị tim mố, trụ a) Phơng pháp đo trực tiếp: Dùng thớc thép kết hợp với rọi máy ngắm hớng, đo trực tiếp tõ cäc mèc gÇn nhÊt dÉn theo h−íng tim cầu Khi xác định đợc vị trí tim mố trụ, đặt máy đó, quay góc 900 xác định hớng trục dọc mố, trụ, đóng bên thợng lu hạ lu cọc định vị trục dọc cho mố, trụ Chẳng hạn sau xác định đợc tim trụ T1, đặt máy đó, ngắm H0 quay góc 900 để xác định điểm 1, 2, 1, (hình 1.2) vị trÝ mãng mè, trô Ho T1 A1 1' H1 T2 A2 2' Hình 1.2- Sơ đồ định vị tim mố, trụ cách đo trực tiếp b) Phơng pháp đo gián tiếp kéo thớc: - Dựng cầu tạm song song với cầu chính: vừa đảm bảo giao thông lại bờ, vừa phục vụ công tác đo đạc - Cạnh mép cầu tạm xác định đờng tim phụ song song với tim cầu (hình 1.3.a) Chuyển điểm mốc H0, H1 từ tim cầu sang tim phụ, đợc H0, H1 - Trên tim phụ xác định A1, T1, T2, A2 kéo thớc - Trên điểm tơng đơng đó, đặt máy quay 900 phía tim cầu chính, xác định đợc điểm 1’, 2’, 1, (n»m trªn trơc däc cđa mè, trụ) Trờng hợp bên cạnh có cầu cũ khai thác nhng tim cầu cũ không song song với tim cầu (hình 1.3.b): - Xác định tim phụ xiên góc so với tim cầu - Chuyển điểm mốc từ tim lên tim phụ: Dọc tim phụ đo khoảng cách: A1H0 = A1H0/cos, Tại A1, T1, đặt máy ngắm H0, quay góc (900 - ) phía tim cầu chính, xác định đợc A1, T1, Yêu cầu: thớc thép kéo căng (lực cân), đo từ H0 theo hớng Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Ho T1 H1 T2 A1 A2 1' 2' a) b) H'o H'o A'1 T'1 T'2 A'2 H'1 trôc phơ γ 90−γ A'1 90+γ T'2 T'1 A'2 H'1 H×nh 1.3- Sơ đồ định vị tim mố, trụ cách đo trực tiếp a) Trục cầu tạm song song với trục cầu chính; b) Không song song c) Phơng pháp đo gián tiếp giao hội tia ngắm: Phơng pháp áp dụng phải xác định vị trí tim cầu lớn nằm sông Giả sử có sơ đồ nh hình 1.4, tiến hành bớc sau: H2 a1 L1 γ Ho γ T1 A1 α1 H1 Hình 1.4- Xác định vị trí mố, trụ giao hội tia ngắm - Xác định khoảng cách H0T1 - áp dụng định lý cos, tính H1T1 - áp dụng định lý sin, tính - Đóng bè mảng neo tạm vị trí T1 Trên bè mảng vạch tạm vị trí tim trụ T1 Đặt máy H1 ngắm H0, quay góc 1, xác định đợc T1 (là giao tia ngắm với tim cầu), sau đóng cọc vị trí vừa xác định d) Phơng pháp đo xác định tim trụ cầu cong: - Phơng pháp đa giác: giao hội tia ngắm - Phơng pháp dây cung: Xác định A1, A2 Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm Tài liệu môn học Công trình nhân tạo đẩy cho kim lệch (đờng đứt nét hình vẽ) Khi vật đo ngắn lại trám nghiêng theo chiều ngợc lại, đẩy kim lệch theo chiều ngợc lại 6.5 Phơng pháp thiết bị đo chuyển vị 6.5.1 Phơng pháp đo độ võng đo chuyển vị thẳng Độ võng đo máy cao đạc, ống cao su đựng chất lỏng, loại đồng hồ đo chuyển vị có dây nối với mặt đất có đầu tì tiếp xúc trực tiếp vào kết cấu Mức độ xác máy cao đạc kỹ thuật thờng không 1mm, đo trị số độ võng lớn dùng loại máy lúc sai số 1mm không đáng kể Muốn đo trị số độ võng xác dùng loại máy cao đạc xác Nói chung máy cao đạc hợp lý tình nớc sâu, sông rộng, nớc chảy xiết mà việc thả dây nối từ đáy dầm cầu xuống mặt đất đáy sông khó khăn dây bị rung mạnh khiến cho kim đồng hồ chuyển vị dao động mạnh cho kết đo xác Máy cao đạc đợc đặt đầu cầu hay bờ sông, đỉnh mố trụ nặng, đáy KCN (dầm chủ, dàn chủ,) gắn mốc đo Nếu khoảng cách từ máy cao đạc đến mốc đo không 50m dùng máy cao đạc kỹ thuật thông thờng, khoảng cách xa phải dùng máy cao đạc xác Thông thờng đủ xác dùng đồng hồ chuyển vị ®o ®é KCN cÇu Cã rÊt nhiỊu kiĨu ®ång hồ khác với khoảng cách đo khác độ xác khác Nếu độ võng nhỏ cần đồng hồ có độ xác đến 0,01mm chí đến 0,001mm 6.5.2 Các thiết bị đo độ võng chuyển vị a) Máy đo độ võng Mắc-xi-mốp b) Đồng hồ đo chuyển vị (Indicator) Đồng hồ đo chuyển vị có tên gọi bách phân kế hay thiên phân kế tuỳ theo độ xác (đến 0,01mm 0,001mm), chúng thờng đợc dùng để đo chuyển vị nhỏ (khoảng - 10mm) Hình 6.4- Indicator Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 81 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo c) Đồng hồ đo biến dạng d) Dụng cụ đo góc xoay Hình 6.5- Các vị trí bố trí điểm đo độ võng cầu dầm Hình 6.6- Bố trí điểm đo độ võng mặt cắt ngang cầu dầm 6.6 Những nội dung khác đợc tiến hành đo đạc thử tải cầu 6.6.1 Đo thử động cầu Sử dụng xe ô tô thử đoàn tàu thử để thử động cầu Công tác cho phép xác định tần số biên độ dao động c−ìng bøc cđa KCN vµ hƯ sè xung kÝch lín nhất, phát vị trí yếu kết cấu điều kiện thông xe an toàn bất lợi cầu Các thiết bị đo động thờng dùng: - Máy đo Geiger - Các máy đo dao động kiểu dùng điện Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 82 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo 6.6.2 Xác định đặc trng lý tính chất vật liệu Khi tính toán đánh giá khả chịu tải trạng thái kỹ thuật cầu cống cũ cần có trị số đặc trng lý vật liệu kết cấu thực Việc xác định trị số nói chung khó đạt độ xác cao Thông thờng trớc tiên cần thao khảo hồ sơ thiết kế hay hồ sơ hoàn công cũ để biết đặc trng ban đầu vật liệu Các thí nghiệm vật liệu phải đợc kết hợp thực phòng thí nghiệm kết cấu thực a) Kim loại Trớc thí nghiệm cần xác định rõ loại vật liệu kim loại, ví dụ gang, sắt mềm, thép thờng, thép hợp kim thấp, Mẫu thử kim loại phải đợc gia công theo Tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu Bộ GTVT Bộ Xây dựng ban hành Tuỳ theo yêu cầu, mẫu đợc thí nghiệm giới hạn bền (cờng độ phá huỷ tức thời), giới hạn chảy, độ dãn dài (hay độ co ngắn) tơng đối, giới hạn mỏi, độ cứng, b) Bê tông Nói chung độ xác việc thí nghiệm cờng độ BT kết cấu cũ thờng không cao BT không đồng suy thoái theo thời gian cách không đồng Ngoài có ảnh hởng vết nứt, độ ẩm ớt, cốt thép BT, Để thí nghiệm phòng ph¶i khoan lÊy mÉu BT tõ kÕt cÊu thùc råi gia công thành hình trụ đờng kính 70 - 150mm Nh vậy, lỗ khoan kết cấu lớn cầu khai thác thờng không đợc phép khoan dầm Chỉ lấy từ khối x©y to lín cđa mè, trơ Do vËy ng−êi ta thờng dùng phơng pháp không phá huỷ mẫu để ®o c−êng ®é BT trªn kÕt cÊu thùc Hai phơng pháp đợc dùng phổ biến là: - Phơng pháp siêu âm - Phơng pháp dùng súng bật nảy kiểu Schmidt Ngoài số trờng hợp đặc biệt, dùng tia Gamma 6.6.3 Phát khuyết tật h hỏng ẩn giấu - Trong kÕt cÊu cò th−êng cã nh÷ng khut tËt Èn giấu mà không nhận biết đợc nh vết nứt, vết rỗng xốp bên BT, mối hàn Các loại máy dò khuyết tật ẩn giấu đợc phát triển ngày đại nhng dựa nguyên lý chung phơng pháp âm thanh, phơng pháp từ trờng, phơng pháp phóng xạ tia Rơn-ghen 6.7 Xử lý số liệu đo đạc kết luận, đánh giá 6.7.1 Xử lý số liệu đo đạc Công việc đòi hỏi trình độ kiến thức kinh nghiệm nhiều năm kỹ s tra Thờng áp dụng phơng pháp thống kê - xác suất toán học để xử lý số liệu đo đạc Các số liệu đo cần phải phân tích, xử lý: - Số liệu thử cờng độ BT (bằng phơng pháp khác nhau) Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 83 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo - Số liệu đo độ võng dầm chủ dới tác dụng hoạt tải xếp lệch để suy hệ số phân bố ngang hoạt tải - Số liệu điều tra đo độ rộng, độ dài vết nứt BT, vết nứt kết cấu thép - Số liệu đo góc xoay mối nối dầm thép - Số liệu đo biến dạng ứng suất - Số liệu đo dao động để suy trị sè cđa hƯ sè xung kÝch (1+µ) vµ chu kú dao động riêng T KCN - Số liệu thí nghiƯm vËt liƯu thÐp vµ cèt thÐp (nÕu cã) 6.7.2 Đánh giá nhận xét kết thử tải cầu Căn phân tích kết thử tải cầu nên nhận xét vấn đề sau: - Mức độ thích hợp phơng pháp tính toán áp dụng - Độ xác trình độ công nghệ chế tạo kết cấu - Đặc điểm cụ thể tác động tải trọng lên cầu - Các đặc trng thực tế trạng thái ứng suất phận mối nối - ảnh hởng yếu tố khác khuyết tật, h hỏng đến trạng thái kỹ thuật kết cấu cầu - Xác định độ an toàn thông xe qua cầu hoạt tải cụ thể hoạt tải tiêu chuẩn đó: trọng tải xe, cự ly xe, cách cho xe qua cầu, tốc độ cho phép, - Đề nghị công tác tu sửa chữa nâng cấp cầu Mức độ chênh lệch trị số tính đợc trị số đo đợc đại lợng vật lý đợc đánh giá hệ sè kÕt cÊu: Nk = Xd Xt Trong ®ã: Xd, Xt - trị số đo đợc tính đợc Các hệ số kết cấu dùng để đánh giá lực chịu tải thực tế kết cấu Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 84 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Chơng sửa chữa tăng cờng cầu 7.1 Những h hỏng phận cầu 7.1.1 Các h hỏng kết cấu thép - Sự lỏng đinh tán, đứt đầu mũ đinh tán - H hỏng mỏi, thĨ hiƯn qua c¸c vÕt nøt c¸c bé phËn - Gỉ thép - Mất ổn định cục ổn định chung phận riêng lẻ phần chúng - Các vết nứt - Cong vênh, biến dạng hình dạng phận kÕt cÊu 7.1.2 C¸c h− háng cđa c¸c kÕt cÊu nhịp BT, đá xây, BTCT Các dạng h hỏng thờng là: vết nứt rạn, sứt vỡ BT, bong lớp BT bảo hộ cốt thép, rỗng xốp BT, hỏng líp c¸ch n−íc, Trong kÕt cÊu BTCT th−êng, c¸c vÕt nøt ë vïng chÞu kÐo øng st lín cờng độ tính toán BT Độ mở rộng vết nứt cho phép 0,02 cm Các vết nứt dầm BTCT DƯL cần lu ý hơn, cấu kiện BTCT DƯL không đợc phép xt hiƯn vÕt nøt Nãi chung vÕt nøt dÇm BTCT làm giảm lực chịu tải tuổi thọ kết cấu a) Vết nứt dầm giản đơn b) Vết nứt gối Nhìn mặt bên Nhìn mặt đáy c) Vết nứt dầm bị vặn xoắn d) Vết nứt dầm liên tục trụ bị lún Dầm Dầm đeo e) Vết nứt dầm gối dầm đeo Hình 7.1- Một số dạng vết nứt dầm BTCT Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 85 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo 7.1.3 Các h hỏng gối cầu Các dạng h hỏng điển hình gối thép, gối cao su - thép: - Các bề mặt tựa không chặt khít - Sai vị trí phận chi tiết gối cầu (nghiêng lệch lăn, quay) - Gỉ mòn lăn bề mặt tiếp xóc víi chóng cđa c¸c thít gèi cđa quay - Các vết nứt phận gối cầu - Các liên kết phận gối bị yếu h hỏng - Hộp sắt che bảo vệ gối bị h hỏng 7.1.4 Các h hỏng mè, trơ, mãng - C¸c vÕt nøt (gåm: vÕt nøt bề mặt, vết nứt sâu, vết nứt xuyên) - Sứt vỡ khối xây đá - Chuyển vị biến dạng thân mố trụ nh lún, nghiêng lệch, trợt - Hiện tợng trợt sâu mố, trụ với a) Vết nứt theo đờng chéo mặt trớc mố hay tờng đầu b) Vết nứt ngang thân mố c) Vết nứt đứng thân mố, trụ d) Vết nứt thân mố Hình 7.2- Một số dạng vết nứt thân mố trụ 7.2 Sửa chữa cầu thép 7.2.1 Sửa chữa mặt cầu Công tác sửa chữa mặt cầu phải đợc thực thờng xuyên so với dạng sửa chữa khác mặt cầu phận chịu tác động trực tiếp tải trọng tác động bất lợi môi trờng Hơn nữa, h hỏng mặt cầu không đợc xử lý kịp thời dẫn đến nớc ma ngấm xuống phần kết cấu thép bên dới, gây gỉ Mặt cầu ô tô cần đợc bảo dỡng thờng xuyên, lớp phủ phần xe chạy vỉa hè bị bong bật, nứt, cần sửa chữa kịp thời, tránh chỗ h hỏng lan rộng nhanh chóng không đợc sửa Các phận khác thờng phải sửa khu vực ống thoát nớc khe biến dạng Đối với cầu đờng sắt thờng dùng loại mặt cầu trần không máng ba lát cầu thép nên công việc sửa chữa chủ yếu thay tà vẹt hỏng, bu Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 86 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo lông hỏng, ray mòn Công tác sửa chữa phải làm nhanh chóng phạm vi thời gian trống, tàu chạy áp dụng biện pháp an toàn tàu chạy cần thiết 7.2.2 Thay đinh tán bu lông hỏng Các đinh tán bị lỏng đợc phát cần phải chặt tán đinh Tuy nhiên việc tán số đinh không lợi mặt tổ chức công tác nên nhiều nớc thờng thay bu lông cờng độ cao 7.2.3 Sửa vết nứt Các vết nứt thép kết cấu không đợc hàn vá mà phải phủ lên thép đệm liên kết bu lông cờng độ cao Trớc phải khoan chặn đầu vết nứt lỗ khoan đờng kính 14-18mm để giảm ứng suất tập trung Trên thùc tÕ, vÕt nøt cã thĨ vÉn tiÕp tơc ph¸t triển, đệm phủ phải bao trùm toàn mặt cắt phủ qua vùng có vết nứt, đặc biệt cấu kiện mặt cắt hàn Diện tích tổng cộng phải lớn diện tích mặt cắt cấu kiện đợc sửa chữa Số lợng bu lông bên vết nứt tuỳ thuộc vào diện tích làm việc đệm 7.2.4 Sửa chỗ móp méo Các chỗ phồng, móp nên cắt khoét bỏ, lợn tròn mép để tránh ứng suất tập trung Sau đặt phủ bên dùng bu lông cờng độ cao để liên kết 7.2.5 Sửa cong vênh Để sửa cong vênh ngời ta thờng dùng nẹp kích ép Cần lu ý nắn nguội nh thép phát sinh biến dạng dẻo khiến cho tính chất lý thép bị thay đổi Các cầu thép cũ làm loại thép có độ dẻo thấp lúc nắn sửa xuất vết nứt Còn đốt nóng chỗ hỏng lên để dễ nắn sửa làm giảm cờng độ thép Trờng hợp đặc biệt phải kê kích kết cấu cho an toàn thay hẳn cÊu kiƯn thÐp míi H×nh 7.3- Nắn sửa cong vênh cục 7.2.6 Sơn lại cầu thép Điều kiện khí hậu Việt Nam thuận lợi cho ăn mòn kết cấu thép Các cầu thép tuyến đờng sắt đờng ven biển nh khu Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 87 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo vực công nghiệp thờng bị an mòn đe doạ nặng nề Do việc sơn cầu định kỳ kỹ thuật quan trọng Các loại sơn đặc biệt dùng cho kết cấu thép vùng ăn mòn nặng nh dàn khoan biển đợc sản xuất nớc có chất lợng cao, bền 20 năm Tuy nhiên, cầu thép nớc ta đợc sơn loại sơn thờng, sau tháng sơn bị h hỏng thép lại bị gỉ Muốn sơn tốt, trớc tiên phải chuẩn bị làm bề mặt thép cho tốt nớc ta cạo gỉ phơng pháp thủ công chất lợng công tác chuẩn bị bề mặt không cao, màng sơn dính bám mau chóng bị h hỏng Các phơng pháp tẩy rỉ: - Phun cát - Phun hạt gang nhỏ li ti công nghiệp luyện kim tạo - Phun lửa từ mỏ cắt ôxy - xêtylen - Dïng ho¸ chÊt ho¸ häc (Ýt dïng) HƯ thèng sơn thông dụng để sơn cầu nớc thờng gåm - líp Líp cïng lµ líp có tác dụng bám vào bề mặt thép làm để chống gỉ, sau lớp sơn dầu sơn pôlime Chiều dày tổng cộng lớp sơn không 100 - 200 àm số nớc, hệ thống sơn cầu thép đợc tiêu chuẩn hoá thành quy định chung cho nớc Để sơn phải dùng súng phun sơn đảm bảo chất lợng cao Nếu dùng chổi sơn nh nớc ta khó tạo đợc chiều dày đồng lớp màng sơn, sợi chổi sơn tụt dính lên bề mặt thép chỗ hỏng lớp sơn sau 7.3 Sửa chữa cầu BTCT 7.3.1 Giải pháp chung Tuỳ theo mục đích việc sửa chữa để kéo dài tuổi thọ kết cấu hay để khôi phục lại khả chịu lực nh ban đầu kết cấu mà chọn vật liệu, thiết bị phơng pháp để sửa chữa nớc ta, cầu BTCT cũ đờng sắt nh đờng bộ, nhiều nơi dùng xi măng để trám vá bịt vết nứt, chỗ sứt vỡ Biện pháp thực tế hiệu quả, sau thời gian ngắn, vết nứt lại xuất co ngót dính bám lớp BT cũ BT trát Cần thiết phải áp dụng vật liệu hữu hiệu nh loại vữa sửa chữa đặc biệt công ty Sika - Việt Nam BT pôlyme tự pha trộn sở nhựa êpôxy theo công thức Đại học GTVT, Viện KHKT GTVT nghiên cứu Nói chung, công nghệ sửa chữa (phơng pháp vật liệu, thiết bị) đợc chọn tuỳ theo đặc điểm h hỏng Các vật liệu dùng để sửa chữa cầu đợc phân loại thành nhóm: - Nhóm vật liệu thứ 1: gồm hợp chất mà sau thi công tạo lớp phủ cứng bên ngoài, có tính chất gần giống đá xi măng Các vật liệu vữa xi măng, cát, vữa pôlyme, vữa dùng keo tổng hợp - Nhóm vật liệu thứ 2: vật liệu dẻo kiểu cao su không bị hỏng có biến dạng lớn Chúng đợc dùng để trát, bị vết nứt có độ rộng biến đổi Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 88 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo 0,15 mm Các vật liệu hợp chất cao su - bitum, nhựa êpôxy, chất keo peclovynil sơn silic hữu 7.3.2 Chuẩn bị kết cấu trớc sửa chữa Cũng giống nh sơn cầu thép, việc sửa chữa cầu BTCT, công tác chuẩn bị bề mặt kết cấu quan trọng định chất lợng sửa chữa Công tác thờng gồm hay vài việc sau - Đục tẩy bỏ phần BT yếu bị suy thoái nứt vỡ nhiỊu - Cä rưa bỊ mỈt BT, phun khÝ nÐn thổi bụi đất bề mặt gia công - Cạo mép vết nứt, làm cho khô bề mặt gia công - Khoan, chôn đầu tiêm để tiêm vữa keo - Cạo gỉ, tẩy cốt thép bị lộ ra, 7.3.3 Tiêm vữa xi măng keo epoxy Phơng pháp tiêm áp dụng cho vết nứt rộng 10mm Tuy nhiên kết cấu nhịp cầu tiêm cho vết nứt 3mm nứt to phải thay kết cấu Để keo thấm sâu phải có đầu tiêm thép đợc đặt trớc vào lỗ khoan BT chỗ nứt Số lợng đầu tiêm cự ly chúng phụ thuộc vào đặc điểm vết nứt Nói chung cự ly không 50cm Đầu tiêm đợc cắm sâu - 10cm vào BT Đoạn dài vết nứt đầu tiêm đợc trám kín bề mặt keo êpôxy Trớc tiêm phải làm thí nghiệm kiểm tra nhiệt độ, thời gian hoá cứng keo Nếu dùng vữa xi măng để tiêm thời gian hoá cứng lâu, thờng phải ngừng thông xe vài ngày Tiêm keo êpôxy thực mà không cần ngừng thông xe 7.3.4 Dùng BT polyme vữa đặc biệt để vá chỗ vỡ bịt vết nứt Hiện Việt Nam có số cầu đợc sửa chữa BT polyme sở keo êpôxy Vật liệu có u điểm lâu bền, độ chịu kéo cao, dính bám tốt với BT, cứng nhanh nên không cần ngừng thông xe qua cầu lúc sửa chữa Có thể dùng chổi quét máy phun, dùng ván khuôn để đổ BT Trong thành phần BT có xi măng khô, nhựa êpôxy, chất hoá dẻo, chất hoá rắn, thêm cát khô đá dăm x 2cm chỗ vỡ to dầy Công ty Sika - Việt Nam giới thiệu nhiều loại vữa sửa chữa thích hợp cho điều kiên khác giá rẻ dùng êpôxy Cờng độ vữa sau hoá cứng đạt đến 600 kG/cm2, trát vữa tay cách đặt ván khuôn nh đổ BT thờng 7.3.5 Phun BT Để phun BT cần có thiết bị sau: - Máy bơm máy trộn Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 89 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo - Đờng ống dẫn từ máy bơm đến vòi phun - Vòi phun Có phơng pháp phun khô phun ớt a) Phun BT khô: Các cốt liệu nhỏ độ ẩm tự nhiên đợc trộn với xi măng máy trộn nhờ áp lực khí nén đa hỗn hợp đến đầu vòi phun Tại có nớc đợc đa đến từ ống khác đợc phun Tèc ®é phun nhanh ®Õn 80 - 100m/s, cã thĨ đặt vòi phun cách xa máy bơm đến 500m nằm ngang 150m thẳng đứng b) Phun BT ớt: Hỗn hợp BT trộn xong máy trộn đợc rót vào máy bơm Từ hỗn hợp đợc khí nén đẩy đến đầu vòi phun phun Tốc độ phun chậm khoảng 10 40m/s, phun với lu lợng lớn, thờng dùng thêm phụ gia hoá dẻo cho BT Nhờ phơng pháp BT phun tạo đợc lớp vữa dày bảo vệ bề mặt BT cũ tham gia chịu hoạt tải, cốt thép cũ lộ đợc che phủ bảo vệ Phơng pháp đợc dùng kết hợp với việc đặt thêm cốt thép tăng cờng đợc sức chịu tải kết cấu cũ 7.4 Sửa chữa mố trụ cầu Các mố trụ cầu đá xây lâu ngày thờng bị h hỏng mạch vữa, bị xói lở gây vỡ, bong đá xây Khi cần đục bỏ vữa xấu cũ, trát mạch xây lại vữa xi măng - cát với tỉ lệ pha trộn 1:1 đến 1:2 Các vết nứt vỡ mố trụ BT BTCT trát lại tơng tự nhng hiệu không cao dính bám BT cũ vữa Nên dùng loại vữa sửa chữa đặc biệt đợc chế sẵn cho mục đích Loại vữa không co ngót, hoá cứng nhanh đạt độ dính bám cao, cờng độ cao C¸c vÕt nøt cđa mè trơ BTCT còng cã thể đợc tiêm bịt vá BT polyme keo epoxy Trong nhiều trờng hợp, nên đặt thêm cốt thép đỡ BT tạo đai vòng quanh thân trụ đổ BT lớp dầy 12cm bọc thân trụ cũ Đối với xà mũ sưa ch÷a nh− vËy Cã thĨ dïng BT phun thay cho việc đổ BT với ván khuôn thông thờng 7.5 Các giải pháp tăng cờng mở rộng KC cầu thép 7.5.1 Nguyên tắc chung Khi cầu thép không đủ khả chịu hoạt tải phát triển nặng cầu trở nên hẹp không đáp ứng lu lợng xe qua cầu nhiều trớc cần phải tăng cờng mở rộng cầu Kết cấu cầu, đặc biệt cầu thép, gồm nhiều phận chịu lực khác nhau, phận có đồng cờng độ cần tăng cờng phận yếu Mức độ cần thiết tăng cờng cầu tuỳ theo yêu cầu phát triển giao thông quy hoạch chung tuyến đờng Phơng pháp tăng cờng có nhiều áp dụng cho tình khác tuỳ trạng thái thực tế cầu mục đích việc tăng cờng, khả vốn đầu t công nghệ sẵn có Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 90 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Các phơng pháp liệt kê nh sau: - Tăng cờng mặt cắt ngang phận kết hợp chịu lực với phận cũ - Làm thêm phËn míi hƯ thèng kÕt cÊu, vÝ dơ thªm dàn, thêm sờn tăng cờng, liên kết - Thay đổi sơ đồ tĩnh học kết cấu dàn hay dầm cách đặt hệ tăng dới đáy dầm, làm thêm biên dàn nữa, chuyển KCN giản đơn thành KCN liên tục - Làm thêm trụ tạm - Biến đổi KCN thép thành KCN liên hợp thép - BTCT - Tạo DƯL bổ sung cho KCN thép Việc tăng cờng mặt cắt cho phận KCN cách thêm thép dùng liên kết đinh tán, bu lông cờng độ cao hàn dạng thờng gặp Nếu muốn tăng cờng khả chịu mỏi phận kết cấu tán đinh nên thay đinh tán hàng liên kết bu lông cờng độ cao Cần lu ý muốn dùng liên kết hàn để tăng cờng cầu cũ phải cân nhắc kỹ gặp loại thép cũ không chịu hàn dễ xảy vết nứt ứng suất tập trung, trình độ hàn kém, Vấn đề tăng cờng phải thực theo đồ án thiết kế tăng cờng Đặc biệt ý đến việc đảm bảo an toàn giao thông lúc thi công 7.5.2 Tăng cờng phần xe chạy Thờng dùng táp để tăng cờng cánh dầm dọc dầm ngang Liên kết táp vào dầm đinh tán, bu lông cờng độ cao mối hàn Trớc ghép thép tán cần làm bề mặt tiếp xúc với cách phun cát cạo hết sơn, gỉ cũ Nếu điều kiện thông xe liên tục mà táp thêm cánh dầm táp thêm thép góc vào bên sờn dầm Phơng pháp hiệu đặt cốt thép DƯL dọc theo đáy dầm Nói chung tăng cờng dầm phải tăng cờng liên kết dầm dọc với dầm ngang liên kết dầm ngang với dàn chủ Có thể tăng cờng cách thay đinh tán liên kết bu lông cờng độ cao, đặt đinh tán to hơn, đặt thêm nhiều đinh tán bu lông cờng độ cao trớc 7.5.3 Tăng cờng dầm chủ đặc bụng Nếu mức độ tăng cờng không cần nhiều dầm làm thêm táp cánh thép góc táp nh dầm dọc dầm ngang Muốn hợp lý nên áp dụng biện pháp điều chỉnh nội lực phần thép thêm tham gia tĩnh tải Ví dụ tháo dỡ tạm hệ BTCT mặt cầu trớc lúc táp thêm thép tạo hệ tăng đáy dầm tạm thời để gây mô men ngợc dấu với mô men tĩnh tải Sau táp thêm thép tháo dỡ hệ tăng tạm thời Cũng để lại vĩnh Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 91 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo viễn hệ tăng Nh ta có hệ thống DƯL để tăng cờng dầm chủ Thanh chịu DƯL kéo hệ làm thép tròn cờng độ cao bó cáp cờng độ cao nh cầu BTCT DƯL Khó khăn liên kÕt neo vµo kÕt cÊu thÐp cò a) b) c) d) 3 2 Hình 7.4- Tăng cờng kết cấu nhịp kéo tăng 1- Tăng đơ, 2- Thanh kéo, 3- Thanh chống Để biến dầm thép có BTCT đặt thành dầm thép liên hợp, BTCT chịu lực phải tạo neo liên kết dầm thép BTCT Có thể dùng loại neo cứng, bu lông cờng độ cao Cùng với việc tăng cờng dầm chủ phải tăng cờng liên kết mối nối Biện pháp thông dụng thay đinh tán cũ bu lông cờng độ cao có đờng kính lớn 7.5.4 Tăng cờng dàn chủ Cách làm thông dụng thờng để tăng cờng dàn chủ tăng mặt cắt thép cho dàn thay đổi sơ đồ tĩnh học dàn Biện pháp điều chỉnh nội lực nhân tạo cách thay đổi sơ đồ tĩnh học, tạo DƯL ngoài, thay đổi vị trí gối tựa, thêm gối tựa, giảm bớt tĩnh tải mặt cầu tỏ hữu hiệu 7.6 Tăng cờng cầu BTCT Cầu BTCT, bê tông đá xây có tĩnh tải lớn so với hoạt tải, hoạt tải phát triển nặng thêm cầu đợc bảo dỡng tốt chịu tải mà không cần tăng cờng Trong trờng hợp phải so sánh kinh tế việc tăng cờng cầu BTCT cũ với việc phá bỏ thay kết cấu 7.6.1 Thêm cốt thép Nếu cần tăng khả chịu lực không nhiều, chừng 10% - 15%, nên đặt thêm cốt thép chủ chịu kéo đáy dầm Các cốt thép đợc hàn nối vào hàng cèt thÐp chđ cò d−íi cïng cđa dÇm Mn vËy phải đập bỏ tầng BT bảo hộ đáy dầm ®Õn lé mét nưa ®−êng kÝnh cđa cèt thÐp chđ hàng dới Đối với mối hàn liên kết cốt thép cốt thép cũ cần phải đổ BT phần đáy dầm để che phủ bảo vệ cốt thép thêm nớc ngời ta thờng dùng BT phun mà không dùng ván khuôn đổ BT kiểu thông thờng Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 92 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo Chiều cao dầm tăng lên chút làm giảm chiều cao khổ giới hạn gầm cầu Sức chịu tải dầm cầu đợc tăng lên chủ yếu nhờ cốt thép thêm, cốt thép tham gia chịu hoạt tải Nếu muốn tăng sức chịu tải KCN lên từ 15% - 35% phải tìm cách tăng chiều cao dầm kết hợp tăng thêm cốt thép chịu kéo Khi phải thêm cốt đai ngắn Những công tác cần làm: - Đục bỏ lớp BT bảo vệ cốt thép chủ hàng dới - Hàn đoạn cốt thép xiên ngắn - §ơc bá líp BT b¶o cđa mét sè cèt ®ai - Hµn ghÐp cèt ®ai nèi vµo cèt ®ai cũ cho dài xuống phía đáy dầm đủ mức cần thiết - Đặt cốt thép chủ nối thêm liên kết chúng với đai nối dài vào cốt xiên bổ sung - Gia công bề mặt BT cũ - Đổ BT phun BT tạo phần dới bổ sung thêm dầm, bao phủ cốt thép thêm Muốn sửa chữa tốt phải dùng vật liệu BT tốt có pha phụ gia hoá dẻo, phụ gia tăng cứng nhanh dùng BT polyme Để tăng dính bám BT cũ BT cần quét lên bề mặt đợc làm BT cũ lớp vữa sở nhựa epoxy Không tăng cờng cốt thép chịu kéo đáy dầm, nhiều cầu phải thêm cốt thép xiên cốt đai mở rộng sờn dầm để tăng khả chịu lực cắt 7.6.2 Dán thép bổ sung Dùng BT polyme kết hợp dán thép thêm đáy dầm, đặt thêm cốt đai bụng dầm Ưu điểm phơng pháp dán thép việc sửa chữa không ảnh hởng đến việc thông tàu qua cầu thờng xuyên Bản thép có độ dày - 10 mm đợc dán keo epoxy vào mặt đáy dầm cũ đợc gia công sửa chữa cho phẳng BT polyme Khi dán phải tạo áp lực ép 0,4 kG/m2 lúc keo hoá cứng hoàn toàn khoảng 1h Cũng dán thép vào mặt bên dầm để tăng khả chịu cắt chống nứt 7.6.3 Tạo DƯL bổ sung Cốt thép DƯL bổ sung thờng đợc đặt cho tạo DƯL nén tâm DƯL nén lệch tâm mặt cắt tuỳ theo ý đồ thiết kế Cốt thép bao gồm cáp thép xoắn sợi cờng độ cao ghép lại, đợc đặt ống bảo vệ polyetylen mật độ cao Các hãng xây dựng Quốc tế lớn có hệ thống DƯL riêng với chất lợng cao bao gồm: cáp, ống chứa cáp, mấu neo, mối nối cáp kích kéo căng cốt thép Để liên kết cốt thép vào dầm cũ cần phải tạo ụ neo bổ sung thép BTCT An toàn làm ụ neo BTCT đúc BT chỗ dính vào bề mặt BT sờn dầm đáy dầm cũ Các đặt nằm ngang Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 93 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo cầu đợc kéo căng loại kích đặc biệt vị trí chuyển hớng cáp DƯL phải làm ụ chuyển hớng có cấu tạo tơng tự ụ neo Cốt thép DƯL thờng đợc căng loại kích đặc biệt sau neo lại bơm vữa lấp lòng ống chứa cáp để bảo vệ cáp, chống gỉ Mức độ DƯL đợc tạo phụ thuộc kết tính toán chịu lực chung kết cấu cũ cốt thép Đây phơng pháp tăng cờng cầu BTCT cách hiệu đợc áp dụng rộng rãi giới nhng đòi hỏi trình độ công nghệ cao 7.7 Tăng cờng mố, trụ cầu 7.7.1 Tăng cờng trụ Trừ trờng hợp bị h hỏng bom đạn chiến tranh tai nạn cháy nổ, kết cấu trụ cũ đá xây BT khối lợng lớn thờng đủ khả chịu lực hoạt tải tăng lên Các trụ BTCT dạng thân cột có xà mũ dạng khung BTCT thờng phải đợc tăng cờng Phơng pháp chung tạo lớp áo BTCT dày 10 - 15 cm bao quanh thân trụ cũ suốt chiều cao thân trụ tạo đai BTCT bao quanh nh nói phần giới thiệu sửa chữa mố trụ Để tăng cờng xà mũ đặt cốt thép đổ BT bổ sung phần bên dới xà mũ cũ tạo xà mũ có chiều cao lớn đủ cốt thép Hình 7.5- Tăng cờng xà mũ cách đổ thêm ngang bên dới xà mũ 1- Xà mũ cũ; 2- Thanh ngang đổ thêm; 3- Cột; 4- Vết nứt xà mũ Một số trụ dạng cột đợc tăng cờng cách đổ BT tờng nối liền cột suốt chiều cao sát đáy xà mũ Nh tĩnh tải tăng móng trụ bị ảnh hởng Khó khăn tăng cờng móng trụ Có thể làm thêm cọc thợng lu hạ lu, sau đặt cốt thép đổ BT bệ cọc bao trùm bệ cọc cũ cọc bổ sung 7.7.2 Tăng cờng mố Các phơng pháp thông dụng để tăng cờng mố cầu: Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 94 Tài liệu môn học Công trình nhân tạo - Thay đất đắp cũ sau mố đá dăm, đá hộc để giảm áp lực đẩy ngang lăng thể trợt sau mố - Làm thêm làm lại độ có độ dµi - m vµ dµy 20 - 30 cm BTCT - Làm thêm kết cấu chống lực ®Èy ngang ë phÝa tr−íc mè t¹i cao ®é mãng mố - Làm thêm hệ thống neo đất thép để tăng cờng cho tờng trớc mố giữ ổn định chống lật, trợt - Kéo dài thêm nhịp cầu vào phía bờ, nh mố phía bờ - Xây mố cho to thêm dày thêm BTCT đá xây - Đối với cầu nhỏ nhịp làm thêm chống bệ móng mố BTCT chôn đất đáy sông, nh làm giảm đợc mô men uốn thân mố - Việc tăng cờng mãng mè còng cã thĨ ¸p dơng c¸c biƯn ph¸p tơng tự nh tăng cờng móng trụ Biện pháp đơn giản đóng cọc bổ sung làm bệ cọc Những trờng hợp mố đặt đất yếu bị trợt sâu, tính toán tăng cờng phải xét việc tăng cờng vùng đất lân cận mố không tăng cờng kết cấu mố Nếu điều kiện thuỷ văn thay đổi, lu lợng dòng lũ tăng lên nhiều so với trớc, có nguy xói mòn lật đổ mố phải xét khả kéo dài cầu, thêm nhịp để mở rộng độ thoát nớc biện pháp gia cố lòng suối, gia cố chống xói cho nón mố, đờng đầu cầu, làm thêm công trình điều chỉnh dòng nớc Đỗ Anh Tú Bộ môn Cầu - Hầm 95