22 TCN 243 1998 QUY TRINH KIEM DINH CAU

TI£U CHN NGµNH Céng hoµ x· héi chđ nghÜa viƯt nam Quy trình kiểm định Cầu đ|ờng ô tô Bộ Giao thông vận tải Yêu cầu kỹ thuật 22 TCN 243-98 Có hiệu lực từ: 13/2/1998 CHƯƠNG I CáC QUY ĐịNH CHUNG Điều 1.1 Quy trình bao gồm quy định kiểm tra trạng xác định lực chịu tải cầu đ|ờng ôtô (kết cấu nhịp thép, kết cấu nhịp bê tông cốt thép th|ờng (BTCT), kết cấu nhịp bê tông cốt thép dự ứng lực (DƯL) mố trụ), đồng thời đánh giá đ|ợc mức độ khai thác phận kết cấu kiểm tra nhằm đảm bảo an toàn cho xe cộ ng|ời qua cầu - gọi tắt kiểm định cầu Điều 1.2 Việc kiểm tra cầu khai thác phải đ|ợc tiến hành đặn, theo kế hoạch, với định kỳ quy định văn h|ớng dẫn hay quy chế tu, bảo d|ỡng cầu hành Việc kiểm tra tiến hành độc lập thử nghiệm (thử tải) Nội dung kiểm tra đ|ợc quy định ch|ơng II Ph|ơng pháp tính toán đ|ợc thực theo quy trình hành, kiểm toán đ|ợc giới thiệu phụ lục Đối với cầu thiết kế theo quy trình khác, kiểm toán theo quy trình Điều 1.3 Việc thử nghiệm cầu khai thác cần đ|ợc tiến hành tr|ờng hợp giải vấn đề liên quan đến khai thác cách tÝnh to¸n theo c¸c sè liƯu kiĨm tra thu thËp đ|ợc Nhu cầu thử nghiệm cầu nẩy sinh tr|ờng hợp: - Sau đại tu hay cải tạo (gia c|ờng) cầu; - Khi có h| hỏng, sai lệch phần hay chi tiết; - Khi cần khẳng định xác tải trọng tính toán; - Khi cần đánh giá hiệu biện pháp thực để bảo đảm an toàn cho tải trọng đặc biệt qua; - Các tr|ờng hợp có khác Việc cần thiết phải tiến hành thử nghiệm cầu quan quản lý cầu đề xuất đ|ợc cấp có thẩm quyền định Điều 1.4 Đề c|ơng kiểm định phải đơn vị chuyên ngành có đầy đủ t| cách pháp nhân thực đ|ợc cấp quản lý có thẩm quyền phê duyệt Trong đề c|ơng phải nêu đ|ợc đầy đủ: mục đích; nội dung; khối l|ợng công tác kiểm định; vấn đề an toàn lao động; xác định kiểu loại thành phần hồ sơ kỹ thuật báo cáo Điều 1.5 Những đơn vị thực công tác kiểm định phải có đầy đủ t| cách pháp nhân đ|ợc quan nhà n|ớc có thẩm quyền cấp giấy phép hành nghề để thực công việc Điều 1.6 Những công việc chuẩn bị có liên quan tới việc tiến hành kiểm tra thử nghiệm (nh| dựng giàn giáo tạm làm chỗ quan sát, kể phí tổn vật liệu nhân công cần thiết, tìm kiếm tải trọng thử, điều chỉnh giao thông d|ới cầu thử nghiệm v.v ) phải đ|ợc thể kế hoạch chi tiết phù hợp với đề c|ơng quy định điều 1.4 Điều 1.7 Công việc kiểm tra thử nghiệm cầu cần tiến hành điều kiện thời tiết thuận tiện để nhìn rõ chi tiết công trình, để thiết bị đo lắp đặt hoạt động tốt, tải trọng thử nghiệm di chuyển đ|ợc an toàn, thoả mãn đầy đủ nhu cầu kĩ thuật an toàn bảo hộ lao động ng|ời làm việc Điều 1.8 Khi kiểm định cầu cần phải chấp hành đầy đủ quy định hành an toàn lao động nói chung quy tắc nêu phụ lục CHƯƠNG II KIểM TRA CầU ĐANG KHAI THáC Điều 2.1 Nhiệm vụ việc kiểm tra cầu khai thác xác định trạng rà soát phận công trình để đối chiếu với yêu cầu đặt tải trọng khai thác Kiểm tra cầu khai thác đ|ợc tiến hành để giải vấn đề đặc biệt, ví dụ nh|: để đề ph|ơng án sửa chữa cải tạo (gia c|ờng) công trình, xác định xác thêm lực chịu tải, mục đích khác Điều 2.2 Các công việc chủ yếu kiểm tra cầu, bao gồm: a) Tìm hiểu, nghiên cứu hồ sơ kỹ thuật; b) Thị sát công trình; c) Đo đạc kiểm tra lập vẽ trạng cầu Điều 2.3 Tuỳ thuộc vào trạng cầu nhiệm vụ đặt kiểm tra, có thêm loại công việc sau: - Kiểm tra chất l|ợng vật liệu ph|ơng pháp không phá huỷ (ví dụ, siêu âm, đo độ cứng, ph|ơng pháp phát xạ âm v.v ); - Lấy mẫu vật liệu để tiến hành thí nghiệm phòng (khi phát không phù hợp vật liệu đ|ợc dùng với yêu cầu đặt ra); - Nghiên cứu thực trạng dòng chảy; - Tổ chức quan trắc lâu dài máy móc; - Kiểm tra lớp phủ mặt cầu; - Những công việc khác mời đơn vị chuyên ngành tham gia đảm nhiệm Ghi chú: Khi tiến hành kiểm tra chất l|ợng vật liệu ph|ơng pháp không phá huỷ, nh| lÊy mÉu vËt liƯu ®Ĩ thÝ nghiƯm phòng, cần phải đáp ứng yêu cầu tuân thủ theo tiêu chuẩn hành Việc lấy mẫu vật liệu đ|ợc tiến hành chỗ, chi tiết không quan trọng (thứ yếu) công trình Những chỗ bị lấy mẫu kết cấu phải đ|ợc bít, vá lại, cần, phải đ|ợc gia c|ờng §iỊu 2.4 Khi kiĨm tra cÇu cÇn sư dơng hƯ thống ký hiệu tính toán đ|ợc thừa nhận tài liệu kĩ thuật cho phận công trình Hệ thống phải đ|ợc sử dụng không tài liệu tr|ờng mà dùng báo cáo kiểm tra Điều 2.5 Khi kiểm tra cầu phải ghi rõ đánh giá sai sót phát đ|ợc công trình (những chỗ làm thiếu, khuyết tật, chỗ h| hỏng) Phụ lục đ|a dạng khuyết tật h| hỏng đặc tr|ng nhất, th|ờng thấy loại kết cấu khác cầu nguyên nh©n cã thĨ cđa chóng Xem XÐT, NgHi£N CøU Hå sơ Kĩ THUậT Điều 2.6 Khi tiến hành kiểm tra thử nghiệm, xuất phát từ nhiệm vụ đề đề c|ơng đ|ợc duyệt, ng|ời lãnh đạo công tác kiểm tra thử nghiệm cầu cần xác ®Þnh møc ®é chi tiÕt cho viƯc xem xÐt hå sơ kĩ thuật công trình cụ thể Việc cung cấp hồ sơ kĩ thuật cần thiết cho việc kiểm tra thử nghiệm đơn vị quan quản lý khai thác quan l|u trữ Nhà n|ớc (Cục l|u trữ, Tổng cục khí t|ợng, thuỷ văn ) đảm nhiệm Điều 2.7 Việc xem xét hồ sơ kĩ thuật cầu khai thác bao gồm việc nghiên cứu t| liệu số liệu lần kiểm tra thử nghiệm tr|ớc, cần làm rõ dẫn cần sửa chữa đề tr|ớc đ|ợc thực đến mức độ Ngoài ra, phải nghiên cứu tài liệu liên quan tới việc thực công việc thuộc bảo d|ỡng th|ờng kỳ (trong có việc phát h| hỏng), việc sửa chữa, việc theo dõi (quan trắc) lâu dài thị sáT CÔNG TRìnH Điều 2.8 Khi thị sát công trình phải phát đ|ợc h| hỏng phận cấu kiện cầu (ví dụ: vết nứt, chỗ vỡ, chỗ cong vênh, chỗ tiếp giáp chỗ liên kết phận bị rời ra, chỗ bị gỉ, chỗ sạt lë cđa ta-luy mè (1/4 nãn), cđa kÌ h|íng dßng, gia cố bờ, h| hỏng đ|ờng tháo n|íc, cđa líp chèng thÊm, cđa khe co gi·n, cđa lớp phủ mặt cầu, phận khác ) Cần ý chỗ tích tụ không tránh khỏi bụi, rác, n|ớc mà t|ợng bất lợi (sắt gỉ, gỗ mục ) có khả phát triển mạnh Điều 2.9 Những h| hỏng đ|ợc phát phải đ|ợc miêu tả đầy đủ tài liệu kiểm tra nh| vị trí, kích th|ớc khuyết tËt vµ h| háng, chØ râ thêi gian xt hiƯn nguyên nhân chúng Những h| hỏng khuyết tật nguy hiểm nh| h| hỏng khuyết tật đặc tr|ng phải đ|ợc phản ánh phác hoạ hay chụp ảnh ĐO ĐạC KIểM TRA Và LậP CáC BảN Vẽ Điều 2.10 Việc đo đạc kiểm tra kích th|ớc tổng thể công trình kích th|ớc mặt cắt ngang, chỗ tiếp giáp mối liên kết phải đ|ợc tiến hành nhằm đánh giá mức độ phù hợp đặc tr|ng hình học thực tế công trình với đặc tr|ng ghi hồ sơ kỹ thuật thiết kế, hoàn công, khai thác (có xét đến dung sai cho phép) Nội dung khối l|ợng cần phải tiến hành việc đo đạc kiểm tra ng|ời lãnh đạo công tác kiểm tra thử nghiệm cầu đề xuất sau nghiên cứu hồ sơ kĩ thuật thị sát công trình Điều 2.11 Việc đo vẽ dụng cụ trắc đạc phải đ|ợc tiến hành theo điểm cố định chắn hay theo mốc đặt lâu bền (trong tr|ờng hợp cần theo dõi đặc biệt lâu dài) điều kiƯn thêi tiÕt thn tiƯn (tèt nhÊt lµ vµo thêi gian nắng gió) Những mốc độ cao thông th|ờng phải đ|ợc nối với hệ thống Quốc gia Trong tài liệu đo vẽ trắc đạc cần ghi rõ thời gian tiến hành đo vẽ, điều kiện thời tiết, kiểu loại độ xác dụng cụ trắc đạc dùng, mốc chuẩn sử dụng Điều 2.12 Khi kiểm tra cầu, việc lập vẽ đ|ợc tiến hành nhằm mục đích sau: Đánh giá điều kiện giao thông cầu (hay d|ới cầu) xác định điều kiện có phù hợp với yêu cầu đặt không; Định vị xác trắc đạc vị trí phận cấu kiện công trình để lần kiểm tra sau phát đ|ợc thay đổi (chuyển vị, biến dạng) nẩy sinh trình khai thác cầu Đánh giá biến động dòng chảy khu vực cầu t|ợng xói lở d|ới cầu Điều 2.13 Cần đo đạc dụng cụ trắc đạc lập vẽ sau: Các mặt cắt dọc phần xe chạy hay phần ng|ời (với cầu bộ); Các mặt cắt ngang phần xe chạy hay phần ng|ời đi; Các mặt cắt dọc dàn (dầm) kết cấu nhịp; Bình đồ giàn (dầm) kết cấu nhịp; Sự phân bố theo chiều cao phần đặc tr|ng trụ cầu Ghi chú: Các dạng vẽ cần thiết lập, tuyến đo, mặt cắt ngang, vị trí cần lập vẽ đ|ợc ghi kế hoạch kiểm tra đ|ợc ng|ời lãnh đạo công tác kiểm tra cầu định xác chỗ, có ý đến dẫn điều 2.11 đây, nhiệm vụ đề đề c|ơng, đặc điểm cấu tạo cầu, vẽ có, kết lần đo vẽ tr|ớc điều kiện khác §iỊu 2.14 Khi kiĨm tra chiỊu cao (kÝch th|íc) gÇm cầu cầu v|ợt đ|ờng khác cầu dẫn lên cầu chính, cần thiết lập vẽ mặt cắt dọc mặt cắt ngang tuyến đ|ờng chui qua bên d|ới Điều 2.15 Trong tr|ờng hợp cần thiết ( nh| phát thấy trụ cầu lún nghiêng, kết cấu nhịp bị chuyển vị, vết nứt phát triển v v ) quan quản lý khai thác cầu phải đặt mốc lâu bền đặc biệt để tiến hành quan trắc theo dõi lâu dài Các dạng quan trắc th|ờng xuyên nh| định kỳ (theo dõi, đo đạc) phải dựa kế hoạch chi tiết đặc biệt quy định tuỳ thuộc vào đặc điểm tốc độ diễn biến dự đoán t|ợng cần theo dõi, nghiên cứu Kế hoạch đơn vị có đủ t| cách pháp nhân xây dựng Tuỳ thuộc vào mục đích nội dung, quan trắc lâu dài phải đ|ợc đơn vị chuyên trách thử nghiệm cầu quan quản lý khai thác cầu đảm nhiệm CHƯơNG III CÔNG TáC THử NGHIệM CầU CáC YÊU CÂU CHUNG Điều 3.1 Tr|ớc thực thử nghiệm cầu, phải hoàn thành việc kiểm tra với khối l|ợng đủ cho phép: Xác định đ|ợc khả chịu tải cầu theo tải trọng thử nghiệm; ấn định đ|ợc trị số giới hạn cho phép tải trọng thử nghiệm (có xét đến tiêu chuẩn thiết kế khuyết tật c¸c h| háng hiƯn cã kÕt cÊu); Ghi nhËn đ|ợc trạng thái công trình có khả cho phép phát thay đổi xảy kết việc chất tải; Ghi nhận điều kiện chuyển động tải trọng thử nghiệm động (có xét đến mặt mặt cắt tuyến đi, độ gồ ghề có phân bố đ|ờng) Điều 3.2 Các thông số máy đo (độ xác, giới hạn đo, đặc tr|ng tần số v.v , ph|ơng pháp gá đặt thiết bị gá lắp đ|ợc dùng, phải cho phép thu nhận đ|ợc số đọc ổn định đại l|ợng cần đo với sai số độ sai lệch Về nguyên tắc, thử nghiệm phải dùng công cụ hợp chuẩn, qua hiệu chuẩn Việc dùng công cụ ch|a qua hiệu chuẩn đ|ợc phép nh| có dẫn ph|ơng pháp sử dụng đ|ợc phê chuẩn theo thể thức hành Điều 3.3 Tr|ớc tiến hành thử nghiệm, ng|ời lãnh đạo công tác kiểm tra thử nghiệm cầu cần soạn thảo trao cho tổ chức hay ng|ời thực biện pháp nhằm loại trừ trở ngại cho việc thử nghiệm nh| để đảm bảo an toàn cho xe chạy nh| cho ng|ời đoạn đ|ờng tiếp giáp với cầu Điều 3.4 Trong thử nghiệm cần bảo vệ máy móc, thiết bị đo tránh tác động học, thời tiết tác động khác Nếu thử nghiệm loại trừ ảnh h|ởng thay đổi nhiệt độ không khí lên số đọc, đ|ờng tính toán theo khả có thể, phải tính đến ảnh h|ởng xử lý số đọc đ|ợc công cụ đo Nếu nh| thời gian tiến hành thử nghiệm, đình hoàn toàn giao thông cầu, phải dự tính đến biện pháp bảo đảm an toàn giao thông điều kiện chật hẹp để ngừng hẳn giao thông lúc đọc, ghi số đo ph|ơng tiện trắc đạc công cụ khác Điều 3.5 Khi số đọc đ|ợc công cụ đo thật lớn trị số dự kiến nh| phát thấy thay đổi bất ngờ trạng thái kết cấu phải dừng thử nghiệm theo định ng|ời lãnh đạo công tác tải trọng thử nghiệm phải đ|ợc đ|a khỏi phạm vị kết cấu thử Cuộc thử nghiệm đ|ợc tiếp tục tiến hành sau kiểm tra cẩn thận trạng thái kết cấu, làm rõ nguyên nhân t|ợng xảy đánh giá đ|ợc nguy hiểm chúng Điều 3.6 Ngoài điều nói trên, thử nghiệm cầu, phải theo quy định Quy trình thử nghiệm cầu 22 TCN - 170.87 Bộ Giao thông vận tải ban hành ngày tháng 01 năm 1988 THử NGHIệM TĩNH Điều 3.7 Những nội lực tải trọng thử nghiệm gây xuất phận công trình không đ|ợc v|ợt quá: a) Nội lực hoạt tải thẳng đứng tức thời gây ®|ỵc chÊp nhËn thiÕt kÕ víi hƯ sè an toàn tải trọng (hệ số v|ợt tải) hệ số động thử nghiệm công trình tính toán theo trạng thái giới hạn; b) 120% nội lực hoạt tải thẳng đứng tức thời gây ®· ®|ỵc chÊp nhËn thiÕt kÕ víi hƯ sè động thử nghiệm công trình tính toán theo ứng suất cho phép (theo tiêu chuẩn có hành); c) Nội lực hoạt tải thẳng đứng tức thời gây ra, t|ơng đ|ơng với lực chịu tải tính toán công trình Ghi chú: Việc xác định lực chịu tải công trình đ|ợc tiến hành theo tiêu chuẩn kỹ thuật hành có tính đến trạng thái vật lý công trình (kể h| hỏng, khuyết tật phát kiểm tra cầu) Điều 3.8 Những nội lực tải trọng thử nghiệm gây phận công trình đ|ợc thử nghiệm không đ|ợc nhỏ trị số sau: a) Nội lực hoạt tải nặng (các xe đặc biệt nặng) chạy đ|ờng gây ra; b) 70% nội lực đ|ợc nói đến điểm 3.7, t|ơng ứng với loại công trình đ|ợc thử nghiệm khác Điều 3.9 Khi thử nghiệm tĩnh cầu đ|ờng ôtô, tải trọng dùng hoạt tải, tức dùng ph|ơng tiện giao thông chạy đ|ờng Trong mét sè tr|êng hỵp (vÝ dơ nh| thư nghiƯm phận riêng biệt cầu, xác định ®é cøng cđa kÕt cÊu v.v.) t¶i träng thư nghiƯm tạo lực thiết bị đặc chủng riêng biệt để tạo nội lực xác định Điều 3.10 Trọng l|ợng ph|ơng tiện vận tải đ|ợc sử dụng làm tải trọng thử nghiệm cần đ|ợc kiểm tra, xác minh tr|ớc tiến hành công việc Sai số trọng l|ợng tải trọng thử nghiệm phải nhỏ 5% Trọng l|ợng ôtô tải ch|a chÊt t¶i cho phÐp lÊy theo sè liƯu ë lý lịch xe Tr|ớc bắt đầu thử nghiệm, cần, ng|ời lãnh đạo công việc thử nghiệm chuẩn xác hoá thêm sơ đồ chất tải dự kiến tr|ớc đề c|ơng hay kế hoạch, có xét đến thành phần thực tế trọng l|ợng tải trọng thử nghiệm Điều 3.11 Lần chất tải lên công trình cần tiến hành từ từ, kiểm tra làm việc kết cấu giai đoạn theo số đọc đ|ợc máy đo Điều 3.12 Thời gian l|u tải trọng thử nghiệm vị trí định tr|ớc, đ|ợc xác định tuỳ theo độ ổn định số máy đo: độ sai lệch biến dạng quan sát thấy phút không đ|ợc v|ợt 5% Để tăng độ xác số máy đo, thời gian chất tải lên rỡ tải khỏi công trình nh| thời gian lấy số đọc dụng cụ cần cho ngắn theo khả Khi cần đạt đ|ợc biến dạng kết cấu lớn nhất, thời gian l|u giữ tải trọng đ|ợc xác định tuỳ thuộc vào phát triển biến dạng quan sát đ|ợc, vào vật liệu, vào dạng trạng thái mối nối vào tải trọng tr|ớc Việc xác định biến dạng d| kết cấu đ|ợc tiến hành theo kết lần chất tải Điều 3.13 Việc chất tải thử nghiệm lên phận cầu khai thác thực số lần chất tải lặp lại từ đến lần (kể lần chất tải lần thứ nhất), tuỳ thuộc vào mức độ quan trọng công trình mà ng|ời lãnh đạo thử nghiệm định Điều 3.14 Trong trình thử nghiệm tĩnh cần phải đo Các chuyển vị biến dạng chung công trình phận nó; Các ứng suất (các biến dạng t|ơng đối) mặt cắt cấu kiện; Các biến dạng cục (mở rộng vết nứt mối hàn, chuyển dịch mối nối v.v ) Ngoài ra, tuỳ thuộc vào dạng kết cấu trạng thái chúng t|ơng ứng với nhiệm vụ thử nghiệm đo biến dạng góc, chuyển dịch t|ơng đối phận công trình, nội lực chi tiết (nh| giây văng, chống, gia c|ờng) v.v Điều 3.15 Vị trí đặt dụng cụ đo đạc phải lựa chọn cho sau thử nghiệm có đ|ợc hình ảnh t|ơng đối đầy đủ làm việc kết cấu d|ới tác dụng hoạt tải đứng tức thời Để đo chuyển vị biến dạng cần phải chọn chi tiết vµ bé phËn kÕt cÊu lµm viƯc nguy hiĨm (bÊt lợi) d|ới tải trọng nh| chi tiết liên kết cần đ|ợc kiểm tra theo kết khảo sát theo số liệu khác THử NGhIệM ĐộNG Điều 3.16 Tùy theo nhiệm vụ đ|ợc đặt đề c|ơng, kế hoạch, mà thử nghiệm động đ|ợc tiến hành nhằm: - Xác định đại l|ợng động hoạt tải động thực tế gây ra; - Xác định đặc tr|ng động công trình: tần số dạng đao động riêng, độ cứng động công trình, đặc tr|ng tắt dần dao động Điều 3.17 Để thử nghiệm nhằm làm sáng tỏ đại l|ợng tác dụng động tải động gây ra, cần sử dụng tải trọng nặng dọc mặt cầu có gồ ghề, chúng làm phát sinh kết cấu dao động, xung lực: tải cục v.v Có thể tạo lực tác dụng động d|ới dạng xung lực lặp lại theo chu kỳ cách cho ô tô có trục kép qua gỗ đặt ngang mặt cầu; đặt cách khoảng khoảng cách hai trục kép ôtô Điều 3.18 Để xác định đặc tr|ng động công trình cần phải sử dụng loại tải trọng di động (hoạt tải), tải trọng xung, tải trọng rung, tải trọng gió loại khác, có khả làm phát sinh dao động ổn định (trong có dao động tự do) Những nơi đặt tải trọng gây dao động nh| nơi đo biến dạng cần phải chọn, có xét đến loại dao động dự kiến xuất Khi gây dao động cho kết cấu cách thả rơi vật nặng, cần phải có biện pháp bảo vê kết cấu khỏi h| hỏng cục bộ: nh| tạo đệm cát, đặt ván lát phân bố lực Điều 3.19 Khi thử cầu hoạt tải động phải cho xe chạy qua cầu nhiều lần với tốc độ khác để làm rõ tính chất làm việc động công trình Tốc độ xe chạy cầu gồm loại: 20, 30, 40, 50 60 Km/h Mỗi loại tốc độ phải chạy lần Tuỳ thuộc vào loại công trình cụ thể mà ng|ời lãnh đạo định loại tốc độ Điều 3.20 Trong thời gian thử động, dụng cụ đo đạc tự ghi, cần phải ghi đ|ợc chuyển vị tổng quát cầu (ví dụ: độ võng nhịp, chuyển động đầu nhịp cầu gối động) nh|, tr|ờng hợp cần thiết, chuyển vị biến dạng (ứng suất) phận riêng biệt cầu CHƯƠNG IV ĐáNH GIá CÔNG TRìNH THEO CáC Số LIệU KIểM TRA Và THử NGHIệM Điều 4.1 Phải đánh giá trạng làm việc cầu cách phân tích toàn diện số liệu thu thập đ|ợc kiểm tra thử nghiệm cầu dạng công việc thực Để làm việc tham khảo khuyến nghị phân tích đánh giá kết chủ yếu kiểm tra thử nghiệm cầu, trình bày Phụ lục Điều 4.2 Các số liệu thu thập đ|ợc kiểm tra qua đo kiểm lập vẽ đ|ợc so sánh với độ sai lệch cho phép chế tạo lắp ráp kết cấu theo quy trình hành, nh| đ|ợc đối chiếu với kết lần kiểm tra tr|ớc Trong tr|ờng hợp v|ợt giới hạn cho phép yêu cầu kỹ thuật phải đánh giá ảnh h|ởng sai lệch ghi nhận đ|ợc khả chịu lực chất l|ợng khai thác cầu Điều 4.3 Những khuyết tật h| hỏng phận kết cấu công trình đ|ợc phát kiểm tra, phải đ|ợc đánh giá ảnh h|ởng chúng đến khả chịu lực, độ bền chất l|ợng khai thác công trình Điều 4.4 Việc xác định tải trọng tính toán cầu theo số liệu kiểm tra thử nghiệm đ|ợc tiến hành theo nh÷ng chØ dÉn giíi thiƯu ë phơ lơc Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông vận tải (Tập II - Khảo sát thiết kế, NXB Giao thông, 1996) Điều 4.5 Trong tr|ờng hợp cần thiÕt, dùa vµo tµi liƯu kiĨm tra vµ thư nghiƯm cầu tiến hành, nh| theo kết đánh giá tải trọng tính toán cầu tr|ờng hợp cần tìm biện pháp để bảo đảm khai thác công trình đ|ợc bình th|ờng an toàn Tuỳ theo tính chất, tầm quan trọng phân bố khuyết tật h| hỏng đ|ợc phát mà dự kiến tiến hành công việc sửa chữa khác nhau, gia c|ờng phận yếu hạn chế tải trọng qua cầu (giảm số lần xe hay tăng khoảng cách xe), giới hạn tốc độ ph|ơng tiện giao thông qua cầu v.v tổ hợp kết cấu chịu lực khác Sự phân chia hoạt tải cho phần đ|ợc xác định tuỳ thuộc vào mức độ liên kết tham gia chịu lực chúng Trên sở giả định đơn giản hoá, phận mỏng thân mố trụ đ|ợc tính toán bình th|ờng theo dẫn chung Những giả thiết đơn giản hoá phải phản ảnh đ|ợc tình đặc tr|ng (lạc quan, bi quan trung gian) thiết phải đ|ợc kiểm chứng hiệu chỉnh qua việc thử tải cầu Kiểm toán mố trụ cầu cũ 3.D.15 Việc tính toán kiểm định c|ờng độ độ ổn định mố trụ cầu khai thác, có xét đến trạng chúng, đ|ợc tiến hành theo quy định quy trình thiết kế cầu hành 3.D.16 Khi xác định độ ổn định c|ờng độ mô trụ nặng theo đất nền, tr|ờng hợp tổn hại, sở để kết luận có h| hỏng (nh| lún, nứt, xê dịch, nghiêng lệch ) áp lực cho phép lên đất đ|ợc nâng cao cho thích hợp (do xét đến việc đất trải qua thời gian nén chặt định), nh|ng tối đa không 30% giá trị qui định quy trình thiết kế cầu cống Nếu móng mố trụ đ|ợc bao bọc đặt vòng vây cọc ván áp lực cho phép đất đ|ợc nâng cao 70% so với quy định nói 3.D.17 Việc kiểm toán móng cọc tiến hành theo quy trình thiết kế hành Tr|ờng hợp móng cọc đặt vòng vây cọc ván sức chịu tải cọc đ|ợc nâng lên 30% áp lực cho phép mũi cọc, kiểm toán móng khối quy |ớc đ|ợc nâng lên 30% so với quy định quy trình thiết kế 3.D.18 Tính toán kết cấu bê tông khối xây (gạch, đá) đ|ợc tiến hành theo điều kiện t|ơng tự nh| thiết kế kết cấu mới: Theo điều kiện c|ờng độ độ ổn định (trạng thái giới hạn thứ thứ hai); Theo điều kiện giới hạn độ lệch tâm hợp lực chủ động tiêu chuẩn (trạng thái giới hạn khai thác), tính toán cần lấy đặc tr|ng tính toán vật liệu (bê tông khối xây) cho phù hợp với điều kiện cụ thể xét Riêng với mố trụ nặng xây đá hộc hay gạch, trị số ứng suất cho phép vật liệu xây tham khảo bảng 3.D.1 Bảng 3.D.1 øng st cho phÐp (tÝnh b»ng MPa) cđa khèi x©y Vật liệu Đá hộc xây Gạch xây 1- vữa vôi cát 2- vữa xi măng cát 1- vữa vôi cát 2- vữa xi măng cát Loại ứng suất NÐn trôc 1,0 1,5 0,8 1,2 KÐo - 0,2 0,25 – 0,2 0,2 Chó thÝch C¸c chØ sè dùng cho trụ mố không bị n|ớc ngập th|ờng xuyên Khi mố trụ khối xây có trạng thái bình th|ờng, khuyết tật h| hỏng, ứng suất cho phép khối đá xây tăng thêm đến 50% so với trị số bảng 3.D.19 Nếu trình khai thác nh| kiểm tra, khảo sát cầu không thấy có dấu hiệu nghi vấn chuyển vị đỉnh mố trụ, lún không cần phải kiểm toán chuyển vị đỉnh mố trụ độ lún đáy móng Tr|ờng hợp cần thiết vào kết đo đạc thử tải để kết luận tình trạng chuyển dịch đỉnh mố trụ lún móng Sau tiến hành tính toán bổ sung theo quy định quy trình thiết kế cầu cống tài liệu h|ớng dẫn, tham khảo khác, sở chỉnh lý liệu giả thiết tính toán cho phù hợp với việc kiểm chứng qua kết thử tải 3.D.20 Với mố trụ nằm s|ờn dốc lớn, có móng đặt đất yếu, có chiều cao đất đắp sau t|ờng mố 12m tất tr|ờng hợp, hay 6m móng đặt lớp sét cát bão hoà n|ớc thiết phải kiểm toán chống tr|ợt kiểm toán chống tr|ợt sâu đắp bị nâng cao đến 40cm hay phát có dấu hiệu không bình th|ờng, báo hiệu t|ợng tr|ợt sâu (T|ờng tr|ớc nghiêng lệch độ nghiêng lệch phát triển theo thời gian ) Kết hợp kết theo dõi, đo đạc kiểm toán để xác định trạng mố cầu 3.D.21 Các số liệu sau, đ|ợc xếp theo thứ tự |u tiên mức độ tin cậy ảnh h|ởng quan trọng đến kết luận đánh giá tình trạng kỹ thuật mố trụ cầu: Các số liệu chuyển vị biến dạng đ|ợc theo dõi, đo đạc qua kiểm tra định kỳ thời gian dài; Các số liệu đo đ|ợc ứng biến chuyển vị khử tải; Các số liệu tính toán lý thuyết dựa giả thiết khác tình trạng kết cấu đất phần chìm ẩn 3.D.22 Trong trình phân tích, xử lý số liệu đo đ|ợc chuyển vị, cần l|u ý rằng, tuỳ theo tính chất đất mà quan hệ trị số chuyển vị với mức độ ổn định công trình khác nhau: Với đất sét, mức độ an toàn móng mố trụ bảo đảm chuyển vị đạt trị số đáng kể; Ng|ợc lại, với đất cát, mức độ an toàn bị đánh giá thấp chuyển vị nhỏ Vì phải bố trí tiến hành đo đạc cẩn thận chuyển vị mố trụ cầu có móng đặt cát Ngoài số đo tức thời, tốc độ biến đổi chuyển vị biến dạng (tăng hay giảm theo thời gian) yếu tố quan trọng để chẩn đoán mức độ an toàn mặt ổn định mố trụ cầu 3.D.23 Việc đo độ nghiêng mố trụ phải thực vào thời điểm chọn lựa năm, tuỳ theo dạng kết cấu mức độ diễn biến độ nghiêng Với mố trụ qua theo dõi thấy có vấn đề liên quan đến t|ợng xói lở phải tiến hành đo mùa lũ lẫn mùa khô Kết đo đạc đ|ợc so sánh với kết tính toán theo điều kiện xói thực tế để biện luận tình bất lợi cho độ an toàn mố trụ 3.D.24 Mối quan hệ tham số đo đ|ợc dao động mố trụ tình trạng kỹ tht cđa mè trơ, cã thĨ tham kh¶o b¶ng 3.D.2 Bảng 3.D.2 Quan hệ đặc tr|ng dao động với trạng mố trụ E KIểM TOáN THUỷ VĂN, TH LùC CđA CÇU 3.E.1 TÇm quan träng cđa tÝnh toán lại thuỷ văn nay: Do môi tr|ờng sinh thái năm gần bị phá hoại nghiêm trọng, lũ triền sông xuất không bình th|ờng, mặt khác nhiều công trình tr|ớc xây dựng tiêu chuẩn thấp, thiết kế lại không l|ờng tr|ớc đ|ợc hết thay đổi xấu môi tr|ờng nh| nay, nên nhiều cầu bị uy hiếp thuỷ văn, số bị phá hoại Tr|ớc tình hình này, cần xúc tiến sớm việc kiểm toán thuỷ văn, thủy lực, nghiệm chứng cẩn thận nhằm đề biện pháp gia cố, phòng hộ hay nâng cấp mức, để bảo đảm tuổi thọ độ bền vững công trình 3.E.2 Để có sở thực tính toán thuỷ văn, thuỷ lực, phải tiến hành khảo sát, thu thập tài liệu: Đi thực địa thị sát, điều tra; tìm hiểu tình hình thuỷ văn liên quan đến l|u vực tụ n|ớc cầu, cần đến đoạn đ|ờng có cầu, phát nguyên nhân đoạn bị ngập, đoạn bị xói lở, tìm hiểu việc tiêu n|ớc vùng lân cận, thay đổi so với hồ sơ khảo sát thiết kế cũ; Nghiên cứu thay đổi dòng sông suối, công trình chỉnh trị, uốn nắn dòng chảy, gia cố bờ sông, lòng sông d|ới gầm cầu phía hạ l|u, mức n|ớc đặc tr|ng (cao nhất, thấp nhÊt, th«ng th|êng vỊ mïa m|a, th«ng th|êng vỊ mïa khô ) 3.E.3 Kiểm tra trắc dọc cầu: tìm hiểu phối hợp bình đồ với trắc dọc; độ dốc dọc; bán kính cong; Cao độ thấp cho phép đỉnh mặt cầu phạm vi nhịp thông thuyền, xác định công thức: =MNTTTT + H + C Trong đó: MNTTTT : mực n|ớc thông thun tÝnh to¸n (m); H: C: (3-E-1) ChiỊu cao tÜnh không (m); Chiều cao xây dựng kết cấu nhịp (tính từ đáy kết cấu nhịp đến đỉnh mặt cầu) (m); Trên sông không thông thuyền bè mảng nhịp không thông thuyền, cao độ thấp cho phép đỉnh mặt cầu xác định theo công thức: Trong đó: =MNLTT +M+C (m) MNLTT : mùc n|íc lò tÝnh to¸n (m) M: (3-E-2) Khoảng cách nhỏ từ đáy kết cấu nhịp gối cầu tới mực n|ớc lũ tính toán (m) 3.E.4 Xác định l|u l|ợng dòng chảy ngập cầu tràn đ|ờng: Trong năm gần đây, lũ lụt làm xói lở, ách tắc nhiều cầu Tần suất l|u l|ợng trận lũ th|ờng lớn nhiều so với tần suất l|u l|ợng lũ thiết kế; cần phải tìm cách xác định l|u l|ợng đó, qua kiểm toán độ, xói lở mà đề biện pháp phòng chống, gia cố Lũ lớn làm ngập dầm cầu tràn qua đ|ờng dẫn vào cầu cách xác định tr|ờng hợp nh| sau: Đáy dầm th|ợng l|u ngËp n|íc (h×nh 3-E-1) H×nh 3-E-1 hƯ sè l|u l|ợng tr|ờng hợp đáy dầm th|ợng l|u bị ngập Khi dòng n|ớc tiếp xúc với đáy dầm th|ợng l|u, l|u l|ợng qua cầu xác định theo bậc hai thuỷ đầu hữu dụng Ph|ơng pháp đơn giản hợp lý xét dòng chảy tới cầu nh| dòng chảy thoát qua cửa cống L|u l|ợng xác định theo công thức: Z V Q = C d bN Z ⎢2 g ⎜⎜ Yu − + 1 2g ⎣⎢ ⎝ Trong ®ã: 1/ (3-E-3) Q: l|u l|ợng cần tìm (m3/s); Cd : hệ số l|u l|ợng lập theo thông số Yu/Z; bN: Chiều rộng tĩnh dòng chảy (bao gồm trụ) (m); Z: khoảng cách thẳng đứng từ cao độ bình quân lòng sông cầu tới đáy dầm th|ợng l|u (m); V1: l|u tốc thoát qua cầu (m/s) Hình 3-E-2 Hệ số l|u l|ợng tr|ờng hợp toàn đáy dầm bị ngập Trong tr|ờng hợp này, dòng lũ choán toàn mặt cầu L|u l|ợng qua cầu xác định theo công thức: Q = 0,8bNZ (2g h)1/2 (3-E-4) Trong đó: h: độ chênh mức n|ớc th|ợng hạ l|u cầu, nên đo th|ợng l|u đ|ờng dẫn: Các kí hiệu khác: nh| công thức (3-E-3) hình vẽ 3-E-2 L|u l|ợng n|ớc tràn qua đ|ờng (xem hình vẽ 3-E-3) Hình 3-E-3 Hệ số l|u l|ợng lũ tràn qua đ|ờng Lũ tràn qua cầu th|ờng tràn qua đ|ờng dẫn vào cầu Phần l|u l|ợng tràn qua đ|ờng tính nh| n|ớc tràn qua đập xác định theo công thức: Q = C f LH 3/2 Cs (m3/s) Cf (3-E-5) Cs/Cf: thừa số ngập xác định từ biểu đồ hình vẽ 3-E-3 H: thuỷ đầu L: chiều rộng ngập tràn (m) Một số đồ giải đ|ợc lập theo đơn vị feet inch, tính toán cần phải đổi hệ thống đơn vị Nếu có chủ tr|ơng nâng cao đ|ờng cũ, cần phải cộng thêm phần l|u l|ợng tràn qua đ|ờng với l|u l|ợng xét phần mà kiểm toán xói lở, kiểm toán độ Nếu không, cần dựa vào l|u tốc tràn qua đ|ờng mà có biện pháp gia cố phòng hộ mặt đ|ờng mái ta-luy đ|ờng cho phù hợp 3.E.5 Kiểm toán xói lở, kiểm toán độ cầu Trong kiểm toán thuỷ lực cầu, điểm xem cầu có ổn ®Þnh vỊ nỊn mãng tr|íc sù uy hiÕp cđa xãi lở độ có đảm bảo thoát lũ an toàn qua cầu tr|ớc trận lũ lịch sử Kiểm toán xói lở Để phòng chống xói lở, cần điều tra thực địa, đo đạc mặt cắt sau trận lũ tràn lịch sử hay lúc có lũ Xói lở th|ờng đạt trị số tối đa sau xt hiƯn ®Ønh lò Sau ®ã ®èi chiếu với trị số tính toán thiết kế cao độ đặt đáy trụ, mố mà kết luận đề biện pháp gia cố phòng hộ Tr|ờng hợp hồ sơ thiết kế cũ, dùng công thức sau: a) Với xói chung: Trong đó: y ⎛ Q cm2 ⎞ ⎟ =⎜ y ⎜⎝ Q cm1 ⎟⎠ 6/7 ⎛ Wc1 ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ Wc2 ⎠ k1 (3-E-6) Vµ: ys = y2 – y1 Trong đó: y1: chiều sâu n|ớc trung bình lòng chủ (m); y2: chiều sâu n|ớc trung bình đoạn thắt hẹp (m); ys: chiều sâu xói chung; Qmc1: l|u l|ợng lòng sông tới cầu có tải phù sa (m3/s); Qmc2: l|u l|ợng đoạn thắt hẹp th|ờng tổng l|u l|ợng Wc1: chiều rộng đáy lòng chủ (m); Wc2: chiều rộng đáy độ cầu (m); k1: hệ số phụ thuộc l|ợng phù sa tải trọng dòng lò, th|êng biÕn ®ỉi tõ 0,59 ®Õn 0,60 b) Víi xãi côc bé ⎛ a ⎞ ys = 2,0k k ⎜⎜ ⎟⎟ y1 ⎝ y1 ⎠ 0,65 F20,43 Trong đó: ys: chiều sâu xói cục (m); y1 : chiều sâu mực n|ớc tr|ớc trụ cầu (m); k1: hệ số hiệu chỉnh theo hình dáng thân trụ cÇu (m); (3-E-7) k2: hƯ sè hiƯu chØnh theo gãc xô dòng n|ớc; a: chiều rộng trụ cầu (m) F2: sè Frondl = V1 /(g.y1)0,5 V1: l|u tèc dßng ch¶y; g: gia tèc träng tr|êng B¶ng 3-E-1 HƯ sè hiệu chỉnh theo hình dáng thân trụ k1 Bảng 3-E-1 Hệ số hiệu chỉnh theo góc xô dòng n|ớc k2 TrÞ sè gãc θ 15 30 45 90 Tû sè: L/a L/a = 1,0 1,5 2,0 2,3 2,5 L/a = 1,0 2,0 2,5 3,3 3,9 L/a = 10 1,0 2,5 3,5 4,3 5,0 θ : gãc hợp thành h|ớng dòng chảy với pháp tuyến cầu; L: chiỊu dµi trơ (m); a: chiỊu réng trơ (m) Kiểm toán độ cầu Dựa vào kết khảo sát thực địa xói lở mức độ ngập mà phán đoán tình hình thừa, thiếu độ Ngoài ra, vào l|u l|ợng xuất lần ngập lụt cụ thể cầu dựa vào Biểu đồ kiểm toán độ lacey, hình 3-E-4 d|ới đây, để kết luận xác đề kiến nghị: mở thêm độ hay làm thêm công trình h|ớng dòng để phát huy hết khả thoát n|ớc độ cũ Hình 3-E-4 Biểu đồ kiểm toán độ cầu theo công thức Lacey Biện pháp khắc phục: Sau tính toán kiểm định, thấy có vấn đề xói lở độ, cần tiếp tục điều tra, khảo sát, nghiên cứu bổ sung tỉ mỉ nhằm đề xuất ph|ơng pháp chữa trị hợp lý a) Phòng chống xói lở Cần lập bình đồ cầu tr|ớc sau lũ, đo vẽ mặt cắt dọc tim cầu tr|ớc, sau lũ Nếu điều kiện đo tr|ớc lũ, phải lập đ|ợc bình độ mặt cắt sau lũ Từ tài liệu mà nghiên cứu tình hình xói lở kiến nghị ph|ơng án gia cố Nếu xói lở nghiêm trọng trụ bỏ đá phòng hộ xung quanh trụ với bề rộng 6D, chiều dài 7D, 2,5D nằm th|ợng l|u tính từ mặt th|ợng l|u trụ cầu Độ dày thả đá D/3 (D đ|ờng kính mũi trụ; bề rộng trụ cầu) Đ|ờng kính nhỏ viên đá thả tính theo c«ng thøc: dmin = 6- 3,3u +4u2 (m) (3-E-8) Trong đó: u l|u tốc dòng chảy tính m/s Nếu xói lở chân mố phải gia cố chân khay phần t| nón b) Mở thêm độ Nếu mặt cắt lòng sông sâu, diện tích yêu cầu để thoát lũ lại lớn so với độ nay, đ|ờng bị uy hiếp trầm trọng, tr|ờng hợp mố trụ bị xói lở sâu, khó phòng hộ biện pháp gia cố, phải nghĩ đến biện pháp mở rộng thêm Mở thêm độ nên giải tr|ờng hợp thật khó khăn, làm thay đổi dòng chảy, mở thêm độ bãi Đê khắc phục, l|u l|ợng bãi lớn, làm thêm kè h|ớng dòng, tránh cho đ|ờng bị uy hiếp Ngoài kè điều chỉnh h|ớng dòng phân bố lại dòng chảy, làm cho toàn nhịp cầu phát huy hết khả thoát n|ớc 3.E.6 Kiểm toán độ cầu vùng ảnh h|ởng vỡ đập Do làm thuỷ lợi năm gần đây, nên tr|ớc sau cầu th|ờng hình thành đập đất tạm thời hồ chứa n|ớc mùa m|a để t|ới mùa khô Những đập th|ờng thiếu an toàn, dễ bị vỡ, cần đề phòng khả xấu nhất, vỡ đập để ảnh h|ởng đến cầu mà tìm cách phòng chống A Tr|ờng hợp vỡ đập th|ợng l|u cầu: L|u l|ợng vỡ đập kiểm toán theo công thức: (m3/s) (3-E-9) Qđ = BđHc3/2 kv Trong đó: Bđ: chiều dài đập theo mép n|ớc th|ợng l|u hồ chứa tới giới hạn (m) Hc: cột n|ớc (chênh lệch mực n|ớc th|ợng hạ l|u tr|ớc vỡ đập) (m) hệ số xét tới tỉ số chiều rộng có khả vỡ với chiều dài đập Bđ k v: điều kiện chảy vỡ đập: - Với đập đất mới, cấp V, điều kiện vận hành thuận lợi, kv = 0,5 - Với đập đất cũ, không đẳng cấp (đập nhỏ) đập cấp V; điều kiện vận hành không thuận lợi, lấy kv = 0,75 Qua kiểm toán thấy l|u l|ợng vỡ đập lớn nhiều so với l|u l|ợng thiết kế tr|ớc cầu, cần: - Kiểm toán lại xói lở độ theo l|u l|ợng vỡ đập; - Nghiên cứu đề xuất giải pháp phòng hộ tr|ớc; + Nếu mứt độ uy hiếp ch|a nghiêm trọng, gia cố phần t| nón, bỏ đá mố trụ (vì vỡ đập t|ợng thời); + Nếu cầu bị uy hiếp nghiêm trọng, không chống đỡ phải: Mở thêm độ cầu; Gia cố, nâng cấp đập để bảo đảm an toàn cho cầu lẫn đập B Tr|ờng hợp hạ l|u xây dựng hồ chứa n|ớc có đập tràn hay hồ có dòng chảy qua cần xét tới biến hình lũ tr|ờng hợp để tìm l|u l|ợng phát sinh mà kiểm toán độ cầu L|u l|ợng tr|ờng hợp xác định theo công thức gần đúng: W ⎞ Q th = Q p ⎜ − dh ⎟ k dt ⎜ Wp ⎟⎠ ⎝ (3-E-10) Trong đó: Qth: l|u l|ợng tháo n|ớc từ hồ, lớn (m3/s) Qp: l|u l|ợng chảy vào hồ, lớn (m3/s) Wđh: dung l|ợng điều hoà hồ, diện tích "kho" n|ớc nhân với độ sâu trung bình ngập, tính từ mực n|ớc cạn đến mép hồ (m3) Wp: dung l|ợng lũ tính toán; kdt: hệ số xét tới độ cong đồ thị dòng nhập l|u, lấy 0,85 Với l|u l|ợng tìm đ|ợc này, tiếp tục kiểm tra độ cầu xói lở nh| trình bày 3.E.7 Kiểm toán độ cầu nhỏ (làm thay cống) Với cầu nhỏ đ|ờng cũ, máy móc theo tiêu chuẩn đ|ờng ban hành, mà tính l|u l|ợng diện tích tụ n|ớc, không xét đến tình hình đ|ợc thử thách lâu năm th|ờng dẫn đến việc tăng độ không cần thiết lãng phí Để tránh sửa chữa không hợp lý, phải xuất phát từ thực tế mà khảo sát, thu thập tình hình thoát n|ớc lũ từ có công trình tới nay: - Loại cầu, độ, tĩnh cao, độ dốc lòng sông, xây lát d|ới gầm cầu chiều dài thoát n|ớc; - Mực n|ớc lũ cao phía th|ợng l|u cầu, đo cuối phần t| nón t|ờng cánh, ®o ë ch©n nỊn ®|êng; - ChiỊu s©u n|íc lín Phía hạ l|u cần có lũ lớn nhất; - Năm phát sinh lũ lớn tần suất t|ơng ứng; - Tình hình lần cố n|ớc ngập xói lở Căn vào mức n|ớc lũ lớn điều tra đ|ợc mà tính l|u l|ợng lớn theo công thức sau để từ đề biện pháp khắc phục, sửa chữa A Cầu không bị ngập (chảy không áp) Điều kiện: Ho < 1,2hmp loại cửa thông th|ờng; Ho < 1,4 hmp loại cửa nâng cao (to nhỏ dần) Với Ho : chiều sâu n|ớc phía th|ợng l|u; Hmp: tĩnh cao gầm cầu L|u l|ợng vµ l|u tèc: Q = µ1 b Ho3/2 (m3/s) ⎛ Q.g ⎞ ⎟⎟ V = ⎜⎜ ⎝ µ.b ⎠ Trong đó: (3-E-11) (3-E-12) à1: hệ số tuỳ thuộc loại cửa vào mức độ bó hẹp chiều rộng mặt n|ớc, thay đổi phạm vi 1,5 đến 1,65; b: độ cầu, với cầu vòm, mực n|ớc v|ợt chân vòm nên đổi thành độ trung b×nh, tÝnh tõ mùc n|íc trë xng g: gia tèc träng tr|êng; µ: hƯ sè bã hĐp, th|êng lÊy b»ng 0,90 B Cầu nửa ngập (chảy bán áp): cửa vào ngập, cửa không ngập Điều kiện: Ho 1,2hmp loại cửa thông th|ờng Ho 1,4Hmp loại cửa nâng cao L|u l|ợng Q = ϕ ε c ω g (H o − hmp ) (m3/s) Trong ®ã: ϕ: HƯ sè l|u tèc thay đổi khoảng 0,8 0,9 c: Hệ số bó hẹp thay đổi khoảng 0,6 - 0,67 : Diện tích mặt cắt ngang lòng sông d|ới cầu (3-E-13) PHụ LụC KHUYếN NGHị Về PHÂN TíCH Và ĐáNH GIá CáC KếT QUả CHủ YếU KHI KIểM TRA Và THử NGHIệM CầU A KHUYếN NGHị Về ĐáNH GIá CáC KHUYếT TậT Và HƯ HỏNG ĐặC TR|NG NHấT, PHáT HIệN RA KHI KIểM TRa Các kết cấu thép 4.A.1 Những vết nứt chi tiết hàn th|ờng tạo nguy hiểm tiềm tàng phá hoại ròn toàn tiết kiện kết cấu 4.A.2 Những vết nứt chi tiết tán (chi tiết liên kết đinh tán) cần đ|ợc xem nh| nguyên nhân có khả phá hoại chi tiết 4.A.3 Những đinh tán yếu làm giảm khả chịu lực nút hay chỗ liên kết có chúng 4.A.4 Kim loại bị gỉ làm cho tiết diện chi tiết yếu ®i, còng nh| cã thĨ dÉn tíi sù tËp trung ứng suất 4.A.5 Các chi tiết chịu nén bị cong nhiều thành bị cong cục vùng tác động lực tập trung dấu hiệu chi tiết phận kết cấu thiếu độ bền (thiếu ổn định) 4.A.6 Các đ|ờng Liuders bề mặt kim loại dấu hiệu biến dạng dẻo phát triển mạnh Các kết cấu bê tông cốt thép 4.A.7 Độ mở rộng vết nứt bê tông (tới mức lớn trị số quy định) nh| việc xuất vết nứt không đ|ợc dự kiến trọng tính toán, cần phải đ|ợc đánh giá có tính đến: - Những nguyên nhân việc xuất vết nứt; - ảnh h|ởng vết nứt đến khả chịu lực chi tiÕt (®Õn øng suÊt cèt thÐp, ®Õn tÝnh toàn vẹn kết cấu, dẫn đến thay đổi sơ đồ làm việc tiết diện v.v ) - §é nguy hiĨm cđa viƯc g©y gØ cèt thÐp däc theo c¸c vÕt nøt 4.A.8 C¸c vÕt nøt däc miền bê tông bị nén đồng thời với vết nứt ngang có độ mở rộng lớn miền chịu kéo (đối với chi tiết chịu uốn) chứng minh cho khả chịu lực bê tông chi tiết hết 4.A.9 Việc hình thành vÕt nøt ë c¸c mèi nèi cđa c¸c kÕt cÊu dự ứng lực, phân thành đốt theo chiều ngang, ch|a có dính bám cốt thép với bê tông (thí dụ nh| giai đoạn xây dựng) hậu trạng thái nguy hiểm bắt đầu lấn khả chịu lực kết cấu 4.A.10 Các vết nứt kết cấu không dự ứng lùc, n»m ngang cèt thÐp chđ, cã trÞ sè më rộng lớn 0,5mm với loại dùng cốt có gờ lớn 0,7 mm với cốt nhẵn, chứng minh cho cốt thép tới giới hạn chảy dính bám cốt thép với bê tông 4.A.11 Không cần phải áp dụng biện pháp bảo vệ chống gỉ cốt thép chi tiết có vết nứt nh| sau: a) kết cấu nhịp cầu, cốt thép sợi, dự ứng lực, có vết nứt đơn lẻ, có độ më réng tíi 0,1mm; b) ë nh÷ng kÕt cÊu víi cèt thÐp thanh, kh«ng dù øng lùc: - N»m vïng mùc n|íc thay ®ỉi, ®é më réng vÕt nøt cho phép tới 0,15mm; - Chịu độ ẩm khí m|a, ®é më réng vÕt nøt cho phÐp tíi 0,2mm; - Đ|ợc bảo vệ tránh m|a, độ mở rộng vÕt nøt cho phÐp tíi 0,3mm 4.A.12 ViƯc cã c¸c vÕt nøt n»m ngang cèt thÐp chđ c¸c kÕt cấu dự ứng lực đ|ợc xem nh| dấu hiệu bê tông ch|a đ|ợc cốt thép dự ứng lực nén đến mức cần thiết 4.A.13 Việc hình thành vết nứt chỗ vỡ dọc cốt thép th|ờng liên quan đến việc gỉ cốt thép Hiện diện khuyết tật cho thấy tính chất bảo vệ bê tông ch|a đủ dẫn đến làm giảm độ vĩnh cửu kết cấu Khi c¸c vÕt nøt däc cèt thÐp chđ gØ cèt thép mà mở rộng đáng kể khả chịu lực dầm cột giảm rõ rệt 4.A.14 Các khuyết tật đổ bê tông (rỗ, hổng: chỗ có lớp bê tông bảo vệ ch|a đủ) nh| chỗ vỡ bê tông phải đ|ợc đánh giá tr|ớc hết việc bảo vệ cốt thép tránh gỉ bị xấu đi; khuyết tật h| hỏng có kích th|ớc lớn nên đánh giá diện tích bê tông chịu nén mặt cắt chi tiết giảm hình dáng bên kết cấu xấu 4.A.15 Những vết ngấm, rò gØ n|íc lµ b»ng chøng cđa viƯc chèng thÊm kÐm Nếu vết nứt bề mặt bê tông cũ khô (đặc biệt cầu xây dựng xong) dấu vết rò gØ n|íc tr|íc lµm líp chèng thÊm 4.A.16 Khi có keo dán không khô phần lớn mối nối keo kết cấu hợp thành chịu uốn dẫn đến làm giảm khả chịu lực ngang đòi hỏi phải tính toán kiểm tra lại mối nối với giá trị hệ số ma sát nhỏ Các mố trụ bê tông nguyên khối lắp ghép khối lớn 4.A.17 Các biến dạng chung mố trụ cầu th|ờng phản ánh biến dạng dẫn tới hạ thấp tính chất khai thác công trình (các gối tựa bị dịch chuyển, kích th|ớc khe biến dạng bị thay đổi, mặt cắt dọc mặt tuyến bị xấu đi); hệ siêu tĩnh, biến dạng dẫn tới h| hại kết cấu chủ yếu giảm khả chịu lực cđa chóng 4.A.18 Nh÷ng vÕt nøt co ngãt, nhiƯt, theo ph|ơng thẳng đứng, mố trụ cầu bê tông khối lớn, có độ mở rộng tới - 1,5mm nguy hiểm cho công trình, trừ vết nứt có xu h|ớng phát triển tạo nguy phá hoại toàn chân cầu 4.A.19 Độ hao mòn mặt trụ cầu (dày 1,5m) bê tông bị mài mòn vật trôi, phù sa, sói mòn cát bùn đáy với tốc độ tới 1mm năm không nguy hiểm đ|ợc coi cho phép Với trụ chân cầu loại nhẹ có tốc độ mài mòn lớn phải đánh giá mức nguy hiểm hao mòn làm giảm khả chịu lực tính vĩnh cửu chân cầu B KHUYếN NGHị Về PHÂN TíCH Và ĐáNH Giá CáC KếT QUả CHủ YếU CủA THử NGHIệM 4.B.1 Tiêu chuẩn chủ yếu để đánh giá tốt khả làm việc kết cấu cầu theo kết thử nghiệm phù hợp số đàn hồi (nội lực, ứng suất, biến dạng, chuyển vị v.v), đo đ|ợc kết cấu d|ới tác động tải trọng thử nghiệm, với giá trị tìm đ|ợc cách tính toán (cũng từ tải trọng thử nghiệm đó) 4.B.2 Chỉ tiêu làm việc kÕt cÊu thư tÜnh lµ hƯ sè kÕt cÊu K, đ|ợc tính cho số nói đến điều 4.B.1, bằng: K= Se S cal (4.B.1) Se - số, đo đ|ợc d|ới tác động tải trọng thử nghiệm, Scal - số đó, tìm đ|ợc đ|ờng tính toán, từ tải trọng thử nghiệm 4.B.3 Các trị số đặc tr|ng để đánh giá chung làm việc kết cấu đ|ợc thử nghiệm d|ới hoạt tải giá trị hệ số K, đ|ợc tính với tác động lớn tải trọng thử nghiệm cho số sau: - Các độ võng trung bình (theo chiều rộng) kết cấu nhịp; - Các ứng suất trung bình dọc trục chi tiết chịu kéo hay chịu nén; - Các ứng suất trung bình dọc thớ miền (kéo hay nén) chi tiết chịu uốn Khi tính độ võng trung bình kết cấu nhịp, có hai dầm (giàn, vòm) chủ theo chiều ngang cầu, nên dùng ph|ơng pháp loại trừ ảnh h|ởng hệ số phân phối ngang tính toán tải trọng lên trị số độ võng dầm 4.B.4 Theo số liệu nhiều lần thử nghiệm tĩnh, giá trị hệ số K, kết cấu chịu lực chủ yếu chi tiết chúng, th|ờng vào khoảng 0,7-1,0, với chi tiết kết cấu nhịp, mà tính không kể đến làm việc đồng thời dầm (giàn) chủ với chi tiết phần xe chạy áo đ|ờng thông th|ờng 0,5-0,7 Trong đó: 4.B.5 Các giá trị hệ số K mà lớn chứng tỏ có sai lệch rõ rệt làm việc chi tiết công trình với giả thiết chấp nhận tính toán Trong tr|ờng hợp cần phải làm sáng tỏ nguyên nhân sai lệch phát phải đề biện pháp để bảo đảm cho chi tiết làm việc đ|ợc chắn Những giá trị thấp hệ số K công trình hay chi tiết có dự trữ khả chịu lực Khả tận dụng dự trữ đ|ợc xem xét sau nghiên cứu nguyên nhân thu đ|ợc giá trị thấp hệ số K Khi xác định tải trọng thực tế công trình ảnh h|ởng chi tiết kết cấu đến làm việc kết cấu chịu lực chủ yếu đ|ợc tính đến có biện pháp cần thiết để bảo đảm chắn làm việc đồng thời chi tiết với kết cấu chịu lực chủ yếu làm việc đồng thời đ|ợc bảo đảm giải pháp đ|ợc chấp nhận thiết kế 4.B.6 Các giá trị hệ số K, tìm đ|ợc theo trị số ứng suất thớ lín nhÊt, mét sè tr|êng hỵp cã thĨ lín h¬n cã sù tËp trung øng suÊt, sù tác động lệch tâm lực, không đồng mặt vật lý mối nối liên kết chi tiết đó, hoàn cảnh khác 4.B.7 Khi phân tích số đo đ|ợc chi tiết dầm (giàn, vòm) chủ nên xét đến làm việc không gian kết cấu nhịp Trong tr|ờng hợp xác định hệ số phân bố ngang hoạt tải i theo công thức: i = fi (4-B-2) n f i =1 i đây: i - hệ số phân bố ngang thực tế dầm (giàn, vòm) thứ I; fi- trị số độ võng đàn hồi dầm (giàn, vòm) đo đ|ợc thử nghiệm; n - số l|ợng dầm (giàn, vòm) hay số l|ợng điểm khác, đ|ợc đo ®é thư nghiƯm HƯ sè ph©n bè ngang i tìm đ|ợc, đ|ợc đem so sánh với trị số đ|ợc dùng thiết kế 4.B.8 Tỉ số trị số đo đ|ợc biến dạng (chủ yếu độ võng) đàn hồi với biến dạng d| đ|ợc dùng làm tiêu chuẩn đánh giá cầu theo kết thử nghiệm tĩnh Tỉ số đ|ợc gọi sè lµm viƯc α cđa kÕt cÊu vµ b»ng: α= fx f el (4.B.3) đây: fx trị số độ võng d|, đ|ợc xác định sau biến dạng ổn định; fel trị số độ võng đàn hồi đ|ợc xác định điều kiện này; Đánh giá làm việc cầu xây dựng theo tỉ số biến dạng d| với đàn hồi nên thực theo kết lần chất tải thử công trình đầu tiên, với tải trọng thử nghiệm gần với tải trọng tiêu chuẩn Các số làm việc kết cấu đạt tới giá trị sau: - Với cầu xây dựng xong: 0,15 - Với cầu ®ang khai th¸c: 0,05 4.B.9 Khi thư nghiƯm tÜnh, c¸c trị số thu thập đ|ợc độ võng thay đổi góc độ mặt cắt dọc phần xe chạy, có xét đến mặt cắt dọc ghi đ|ợc bắt đầu kiểm tra cần đ|ợc sử dụng đánh giá phù hợp chúng với trị số tiêu chuẩn 4.B.10 Cần phải đánh giá làm việc kết cấu d|ới tác động động lực học sở so sánh trị sè cđa hƯ sè ®éng lùc thiÕt kÕ víi thùc tế (xác định tải trọng thử nghiệm lớn nhất), so sánh trị số đo đ|ợc chu kỳ dao động riêng với trị số tính toán tiêu chuẩn, phát dạng dao động bất lợi (kiểu cộng h|ởng đảo), xem xét đặc điểm tắt dần dao động v.v 4.B.11 Khi so sánh trị số đo đ|ợc độ võng, góc thay đổi mặt cắt dọc phần xe chạy, hệ số phân phối ngang chu kỳ dao động với trị số tính toán chúng; trị số tính toán đ|ợc xác định có xét đến ảnh h|ởng rỡ tải chi tiÕt kÕt cÊu ... đ|ợc nguy hiểm chúng Điều 3.6 Ngoài điều nói trên, thử nghiệm cầu, phải theo quy định Quy trình thử nghiệm cầu 22 TCN - 170.87 Bộ Giao thông vận tải ban hành ngày tháng 01 năm 1988 THử NGHIệM... T 0,9n s' (3-A -22) Trong công thức từ (3-A-20) đến (3-A -22) : n's số đinh nối s|ờn dầm ngang với s|ờn dầm dọc cánh đứng vai kê, Các kí hiệu khác nh| Ghi chú: - Công thức (3-A -22) công thức gần... thức quy trình thiết kế nh|ng phải ý loại bỏ không kể ®inh ®· mÊt hay h| háng, mÊt t¸c dơng 3.A.13 Kiểm toán điều kiện cứng theo công thức: f< [f] (3-A-10) Trong ®ã: [f] - ®é cho phÐp, lÊy theo quy