Đánh giá năng lực chịu tải và đề xuất giải pháp sửa chữa cầu Phú Lệ - Km2+5, thị xã Quảng Trị

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐỨC QUANG ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬA CHỮA CẦU PHÚ LỆ KM2+5, THỊ XÃ QUẢNG TRỊ Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình giao thơng Mã số : 858.02.05 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS HOÀNG TRỌNG LÂM Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN LAN Phản biện 2: TS TRẦN VĂN ĐỨC Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Giao thơng họp Trường Đại học Bách Khoa vào ngày 21 tháng 12 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu, ĐHĐN trường ĐHBK - Thư viện Khoa Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Giao thơng – ĐHBK MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Các cầu tuyến đường Phú Lệ triển khai thi công bàn giao đưa vào sử dụng từ năm 1980 Tuy nhiên từ trước đến khó khăn nguồn kinh phí nên không quan tâm sửa chữa, khắc phục hư hỏng Điều dẫn đến tiềm ẩn nguy gây an tồn giao thơng cao Hiện cầu khơng có tài liệu thiết kế hồ sơ hồn cơng Tuy lưu lượng tham gia tuyến thấp tải trọng khai thác xe tải lớn có mỏ đất khai thác thôn Phước Môn, xã Hải Lệ mỏ cát sạn thôn Như Lệ, xã Hải Lệ Do việc xác định sức chịu tải thực tế để định tải trọng khai thác đề xuất giải pháp cải tạo, sửa chữa cần thiết Mục tiêu nghiên cứu - Xác định lực chịu tải cầu Phú Lệ - Đề xuất cắm biển tải trọng khai thác - Đề xuất giải pháp cải tạo, sửa chữa Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu Cơng trình cầu Phú Lệ - Phạm vi nghiên cứu: + Xác định sức chịu tải cơng trình tính tốn lý thuyết từ số liệu đo đạc thực nghiệm + Đề xuất cắm biển tải trọng khai thác giải pháp cải tạo sửa chữa Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG GIAO THÔNG KHU VỰC THỊ XÃ QUẢNG TRỊ 1.1 Sơ lược tình hình kinh tế - xã hội xã Hải Lệ, thị xã Quảng Trị xã Hải Phú, huyện Hải Lăng Xã Hải Lệ nằm phía Tây Nam thị xã Quảng Trị có diện tích tự nhiên 64,75 km2 xã Hải Phú nằm phía Tây Bắc huyện Hải Lăng, tiếp giáp với thị xã Quảng Trị có diện tích tự nhiên 17,45 km2 Thị xã Quảng Trị thuộc vùng đồng nằm phía Nam tỉnh Quảng Trị có diện tích tự nhiên 72,92 km2 Thị xã Quảng Trị có Quốc lộ 1A đường sắt Bắc – Nam qua, có đường thủy nội địa nối chiến khu Ba Lịng với cảng Đơng Hà cảng Cửa Việt; Là đô thị nằm tuyến hành lang kinh tế Đơng – Tây có đầu mối giao thông quan trọng Quốc lộ 1, Quốc lộ 49C, Tỉnh lộ 580 nối với huyện Triệu Phong, Hải Lăng địa phương ngồi tỉnh 1.2 Hiện trạng mạng lưới giao thơng khu vực thị xã (trong nhấn mạnh khu vực xã Hải Lệ, thị xã Quảng Trị xã Hải Phú, huyện Hải Lăng) Hiện hệ thống giao thông địa bàn thị xã Quảng Trị gồm 03 tuyến Quốc lộ dài 7,1km, 06 tuyến đường tỉnh dài 8,07km 61 tuyến đường huyện, đường thị dài 54,5km Ngồi cịn có tuyến đường giao thơng nơng thơn giao thông nội phường với tổng chiều dài 69,2km Tuyến đường Phú Lệ thường xuyên vận chuyển vật liệu xây dựng từ mỏ đất cát sạn địa bàn xã Hải Lệ cung cấp cho địa phương ngồi tỉnh Ngồi cịn tuyến đường huyết mạch vận chuyển nông sản người dân thôn Phước Môn, Như Lệ Tân Mỹ đảm bảo cơng tác phịng chống thiên tai, tìm kiếm cứu nạn mùa mưa bão 1.3 Hiện trạng cầu Phú Lệ Km2+5 1.3.1 Vị trí xây dựng: Cầu Phú Lệ nằm đường Phú Lệ Km2+5 thuộc xã Hải Lệ, thị xã Quảng Trị, tỉnh Quảng Trị 1.3.2 Quy mơ cơng trình - Kết cấu chính: + Sơ đồ kết cấu nhịp: gồm nhịp giản đơn L = 2x12,0(m) dầm thép I550, mặt cầu BTCT + Mặt cắt ngang có dầm thép I550 khoảng cách 63cm Bề rộng toàn cầu: B=3,7+2x0,15 = 4,0(m) Mố cầu kiểu mố dạng cột BTCT 20MPa, đá 1x2 + Trụ cầu dạng trụ khung BTCT - Hoạt tải: + Hoạt tải thiết kế cũ: Không cắm biển hạn chế tải trọng + Hoạt tải thiết kế mới: Đề xuất cắm biển tải trọng 1.3.3 Đánh giá sơ trạng 1.3.3.1 Kết cấu nhịp Mặt cắt ngang gồm dầm thép có tiết diện I550*180*8(mm) chiều dài nhịp 12m, dầm thép không sơn bảo vệ nên trạng bị ăn mòn nhiều, đặc biệt dầm biên vị trí nước từ mặt cầu bị thối hết toàn biên 1.3.3.2 Bản mặt cầu Chiều dày mặt cầu 15cm nhỏ chiều dày tối thiểu yêu cầu 22TCN 272-05 TCVN 11823:2017 17,5cm Bản mặt cầu BTCT chưa thấy xuất vết nứt dấu hiệu bất thường khả chịu lực Phía mặt cầu bố trí gờ chắn bánh cao khoảng 10cm, khơng có lan can tay vịn, khơng đảm bảo an tồn cho phương tiện lưu thơng Khơng bố trí ống nước, nước từ mặt cầu chảy qua lỗ thoát nước xuống trực tiếp dầm thép gây gỉ biên sườn dầm vị trí lỗ nước 1.3.3.3 Kết cấu mố cầu Mố cầu chưa thấy xuất dấu hiệu bất thường Tuy nhiên, bề mặt không phẳng cấu tạo ván khn 1.3.3.4 Kết cấu trụ cầu Nói chung, trụ chưa xuất dấu hiệu bất thường ảnh hưởng lớn đến khả chịu lực Tuy nhiên, bề mặt không phẳng cấu tạo ván khuôn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC CHỊU TẢI CƠNG TRÌNH CẦU 2.1 Cơ sở pháp lý đánh giá lực chịu tải Căn Luật Giao thông đường năm 2008 Căn Luật Xây dựng năm 2014 Căn Nghị định số 46/2015/NĐ-CP ngày 12/5/2015 Chính phủ Quản lý chất lượng bảo trì cơng trình xây dựng Căn Thơng tư số 26/2016/TT-BXD ngày 26/10/2016 Bộ Xây dựng Quy định số nội dung quản lý chất lượng bảo trì cơng trình xây dựng Căn Thơng tư số 03/2011/TT-BXD ngày 06/4/2011 Bộ Xây dựng việc hướng dẫn hoạt động kiểm định, giám định chứng nhận đủ điều kiện đảm bảo an toàn chịu lực, chứng nhận phù hợp chất lượng cơng trình xây dựng Căn Thông tư số 52/2013/TT-BGTVT ngày 12/12/2013 Bộ Giao thông vận tải quy định quản lý, khai thác bảo trì cơng trình đường Căn QCVN 41:2016/BGTVT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia báo hiệu đường 2.2 Cơ sở lý thuyết xác định lực chịu tải 2.2.1 Các phương pháp thử tải cầu [2] 2.2.1.1 Phương pháp thử tải với tải trọng tĩnh Những nội lực tải trọng thử nghiệm gây phận cơng trình thử nghiệm không nhỏ trị số sau: Nội lực hoạt tải nặng (các xe đặc biệt nặng) chạy đường gây Trọng lượng phương tiện vận tải sử dụng làm tải trọng thử nghiệm cần kiểm tra, xác minh trước tiến hành công việc Sai số trọng lượng tải trọng thử nghiệm phải nhỏ 5% Lần chất tải lên cơng trình cần tiến hành từ từ, kiểm tra làm việc kết cấu giai đoạn theo số đọc máy đo Thời gian lưu tải trọng thử nghiệm vị trí định trước, xác định tùy thuộc theo độ ổn định máy đo: độ sai lệch biến dạng quan sát thấy phút không vượt 5% Việc chất tải thử nghiệm lên phận cầu khai thác thực số lần chất tải lập lại đến lần (kể lần chất tải lần thứ nhất), tùy thuộc vào mức độ quan trọng cơng trình mà người lãnh đạo thí nghiệm định Vị trí đặt dụng cụ đo đạc phải lựa chọn cho sau thử nghiệm có hình ảnh tương đối đầy đủ làm việc kết cấu tác dụng tải trọng tức thời Để đo chuyển vị biến dạng cần phải chọn chi tiết phận kết cấu làm việc nguy hiểm (bất lợi) tải trọng chi tiết liên kết cần kiểm tra theo kết khảo sát theo số liệu khác 2.2.1.2 Phương pháp thử tải với tải trọng động Tùy theo nhiệm vụ đặt ra, thử nghiệm động tiến hành nhằm: + Xác định đại lượng động hoạt tải động thực tế gây + Xác định đặc trưng động cơng trình: tần số dạng dao động riêng, độ cứng động cơng trình, đặc trưng tắt dần dao động Khi thử cầu tải trọng động phải cho xe chạy qua cầu nhiều lần với tốc độ khác để làm rõ tính chất làm việc động cơng trình Tốc độ xe chạy cầu gồm 20, 30, 40, 50 60km/h, loại tốc độ phải chạy lần, tùy thuộc vào cơng trình cụ thể mà người chủ trì thí nghiệm định với loại tốc độ Trong thời gian thử động, dụng cụ đo đạc tự ghi, cần phải ghi gia tốc chuyển vị cầu 2.2.1.3 Tải trọng thử sơ đồ tải trọng Đối với thử tải động thử tải tĩnh, tải trọng thử xe lưu thơng cơng trình Trước tiến hành thử tải cần xác định lại tải trọng thử cân chuyên dụng, sai số cho phép không vượt 5% Tùy theo đặc điểm yêu cầu cơng trình mà có nhiều sơ đồ tải trọng khác Tuy nhiên, thường có sơ đồ tải trọng chính: tâm, lệch tâm trái lệch tâm phải 2.2.2 Các phương pháp đánh giá cầu [8] - Đánh giá theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng (LRFR) [1] [8] - Đánh giá theo ứng suất cho phép (ASR) [1] [8] - Đánh giá theo hệ số tải trọng (LFR)[1] [8] 2.2.3 Đánh giá cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng [7][8] Đánh giá cầu theo hệ số sức kháng hệ số tải trọng bao gồm ba nội dung: - Đánh giá tải trọng thiết kế - Đánh giá tải trọng hợp pháp - Đánh giá tải trọng cấp phép 2.2.3.1 Đánh giá tải trọng thiết kế Theo phương pháp đánh giá cầu theo hệ số tải trọng sức kháng [1][9], tải trọng đánh giá cấp thiết kế hoạt tải HL93 Tải trọng đánh giá cấp thiết kế đánh giá 02 cấp độ: - Độ tin cậy cấp độ thiết kế Inventory Rating (viết tắt IR) kết cấu cầu sử dụng cầu an toàn tuổi thọ thiết kế - Độ tin cậy cấp thấp Operating Rating (viết tắt OR) đánh giá với hoạt tải cho phép lớn qua cầu, khai thác không giới hạn cấp độ OR làm giảm tuổi thọ cơng trình cầu Các cầu đạt với kiểm toán hoạt tải thiết kế cấp độ IR (hệ số đánh giá RF≥1) đạt đánh giá cho tải trọng thiết kế cấp OR tải trọng hợp pháp Hệ số RF xác định sau: RF  C   DC DC   DW DW   P P (2.1)  LL 1  IM  LL 2.2.3.2 Đánh giá tải trọng hợp pháp 2.2.3.3 Đánh giá tải trọng cấp phép 2.2.4 Quy trình đánh giá tải trọng theo phương pháp đánh giá hệ số tải trọng hệ số sức kháng [7] 2.2.4.1 Trình tự đánh giá 2.2.4.2 Cơng thức đánh giá tải trọng 2.2.5 Tính tốn khả chịu tải C Đối với trạng thái giới hạn cường độ, C xác định bởi: C  c s Rn (2.3) Đối với trạng thái giới hạn sử dụng: C  fr (2.4) 2.2.6 Hiệu ứng tải trọng [1][8] 2.2.6.1 Hiệu ứng tĩnh tải DL   DC DC   DW DW   P P (2.5) 2.2.6.2 Hiệu ứng hoạt tải 2.3 Xác định sức chịu tải phương pháp lý thuyết 2.3.1 Đặc trưng vật liệu, tiết diện Bảng 2.3 Các thông số mặt cắt ngang cầu Chiều cao dầm thép mm ℎ1 Tại ½ nhịp 550 Chiều dày mặt cầu BTCT mm tc 150 Chiều dày vút Bề rộng vút (Đoạn chìa khỏi cánh) Bề rộng cánh Chiều dày cánh Bề rộng cánh Chiều dày cánh Chiều cao bụng dầm Chiều dày bụng dầm Bề rộng cánh hữu hiệu mm th mm bh mm mm mm mm mm mm mm bf1 tf1 bf3 tf3 hw tw beff 180 180 534 10 630 Các thông số mặt cắt STT 10 11 Đơn vị Ký hiệu 2.3.2 Đặc trưng hình học mặt cắt đoạn dầm Đặc trưng hình học kết cấu phần tính theo giai đoạn chủ yếu: - Giai đoạn 1: Thi công mặt cầu (Mặt cắt dầm thép không liên hợp) - Giai đoạn 2: Mặt cắt dầm thép liên hợp tác dụng tải trọng 10 2.3.3.3 Bố trí cốt thép dọc bề rộng hữu hiệu mặt cầu 2.3.3.4 Các thành phần lực dẻo 2.3.4 Xác định trục trung hòa dẻo Yp mơmen dẻo Mp Hình 2.4 Các trường hợp xác định vị trí trục trung hịa dẻo 2.3.5 Mơmen chảy Mômen chảy My mặt cắt liên hợp mômen gây trạng thái chảy hai cánh thép phải lấy tổng mô men tác dụng riêng lẻ vào phần thép mặt cắt liên hợp ngắn hạn dài hạn, bao gồm: - MD1: Mômen tải trọng dài hạn tác dụng lên mặt cắt dầm thép - MD2: Mômen tải trọng dài hạn lại tác dụng lên mặt cắt dầm thép liên hợp (3n) - MAD: Mômen tải trọng ngắn hạn tính thêm tác dụng lên mặt cắt dầm thép liên hợp (n) → Mô men chảy mặt cắt liên hợp: My=MD1+MD2+MAD 2.3.6 Sức kháng uốn dương mặt cắt liên hợp đặc Sức kháng uốn tính tốn: Mr=f*Mn - Mặt cắt nghiên cứu nằm trong: nhịp giản đơn, sức kháng uốn danh định Mn tính tốn sau: 11 - Nếu thỏa mãn Dp < D' thì: Mn=Mp - Nếu thỏa mãn D'< Dp < 5D' thì: + Hoặc Mn=1.3*Rh*My ko lớn giá trị tính từ hai phương trình - u cầu tính dẻo mặt cắt đặc chịu mômen dương: Dp < 5D' Trong đó: -f: Hệ số sức kháng uốn = 1,0 - DP: Khoảng cách từ đỉnh mặt cầu đến trục trung hịa dẻo (mm) - D': Được tính bằng: CHƯƠNG XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CẦU PHÚ LỆ TẠI KM2+5 BẰNG THỰC NGHIỆM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TẠO, SỬA CHỮA 3.1 Trình tự khối lượng thực 3.1.1 Thị sát cơng trình, đo vẽ trạng cầu cũ Trước tiến hành công tác thử tải phải thị sát cơng trình để thu thập thơng tin tổng quan cơng trình (sơ đồ nhịp, giải pháp thiết kế mố trụ, tải trọng khai thác ), đánh giá sơ hư hỏng lớn có Đo vẽ trạng cầu cũ: Đo vẽ kích thước phận kết cấu chịu lực cơng trình (phần lộ thiên) phục vụ cơng tác tính toán lý thuyết Điều tra hư hỏng phận cấu kiện cầu vết nứt, bong tróc, vị trí cong vênh, gỉ, sạt lở tứ nón, Những hư hỏng miêu tả đầy đủ hồ sơ gồm khuyết tật hư hỏng 12 đặc trưng phản ánh phác họa hay chụp ảnh 3.1.2 Công tác trước đặt tải Kiểm tra cường độ bê tông súng bật nẩy kết hợp với siêu âm để kiểm tra mức độ đồng bê tông: - Bắn súng bật nẩy: cấu kiện bắn khu vực có diện tích 20x20cm, khu vực bắn 10 điểm - Siêu âm: cấu kiện đo khu vực với lưới 5x5 điểm đo, khoảng cách điểm đo liên tiếp 30cm - Dầm chủ dầm thép chữ I nên không tiến hành kiểm tra, kiểm tra mặt cầu, kết cấu mố trụ 3.1.3 Công tác thử tải tĩnh 3.1.3.1 Nguyên tắc thiết kế tải - Nguyên tắc thiết kế tải trọng thử với đoàn xe tĩnh - Hoạt tải thử Pthử (số lượng xe, tải trọng xe) - Bố trí xe thử tải, vị trí đo, đà giáo đo - Tính tốn giá trị ứng suất, độ võng theo tải trọng thử - Tải trọng thử đặt lên nhịp theo sơ đồ chất tải khác để đạt hiệu ứng tải bất lợi mặt cắt cần đo - Yêu cầu tải trọng thử 3.1.3.2 Xe thử tải Tải trọng thử cầu xe tải (Hình 3.2) với khoảng cách tải trọng xe tải đo thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Khoảng cách tải trọng xe tải đo Stt Biển số xe 74C-00038 Khoảng cách trục xe (m) Phương dọc: 3,1 Phương ngang: 1,68 Tải trọng xe (tấn) 16,39 3.1.4 Công tác thử tải động Cho xe tải chạy với tốc độ khác để đo dao động kết cấu nhịp N1và N2 Bố trí thiết bị để ghi lại biểu đồ gia tốc theo phương tiết diện nhịp để xác định tần số dao động, chu kỳ dao 13 động theo phương hệ số xung kích kết cấu nhịp Bố trí xe tải chạy với tốc độ lớn có hãm phanh cầu để gây hiệu ứng động lớn ghi lại biểu đồ dao động để xác định tần số dao động, chu kỳ dao động chuyển vị theo phương cho kết cấu mố M1, M2 trụ T1 3.2 Số liệu trường 3.2.1 Xác định cường độ bê tông Bảng 3.2 Kết cường độ bê tông siêu âm STT Cấu kiện Bản mặt cầu nhịp Bản mặt cầu nhịp Mố M1 (xà mũ) Mố M2 (xà mũ) Trụ (xà mũ) Kết Cường độ BT Vận tốc siêu âm (MPa) (m/s) 28,5 3.040 28,8 3.070 17,6 2.878 16,4 2.869 16,2 2.959 Giá trị vận tốc siêu âm bị ảnh hưởng nhiều bề mặt gồ ghề kết cấu Theo điều 5.4.2.1 22TCN 272-05 4.2.1 TCVN 118235:2017, cường độ bê tôngcủa dầm chủ mố trụ lớn yêu cầu tối thiểu (28MPa BT mặt cầu 16MPa mố trụ) 3.2.2 Kết thử tải 3.2.2.1 Kết thử tải tĩnh kết cấu nhịp N2 14 Bảng 3.3 Kết đo đạc ứng suất trường STT 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20 Thế tải Lệch tâm phải Đúng tâm Lệch tâm trái Độ võng lần Vị trí Thiết bị Có tải Dỡ tải Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm T1 T2 T3 T4 T5 T6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 23,34 36,86 13,18 34,21 23,10 27,58 24,56 37,52 13,80 36,36 22,34 26,41 25,22 37,71 14,07 36,18 21,85 25,70 22,48 35,92 11,69 33,23 20,28 25,01 22,50 34,96 11,55 34,38 20,37 25,30 22,51 36,05 11,94 34,41 20,39 25,02 Độ võng lần Độ võng 0,86 0,94 1,49 0,98 2,82 2,57 2,06 2,56 2,25 1,98 1,97 1,11 2,71 1,66 2,13 1,77 1,46 0,68 Có tải Dỡ tải 23,39 36,88 13,41 35,96 23,18 27,75 24,67 37,56 13,87 36,35 22,25 26,20 25,23 37,84 14,13 36,22 21,90 25,75 22,49 35,92 11,81 33,79 20,36 25,02 22,48 35,01 11,71 34,44 20,43 25,07 22,52 36,17 11,92 34,42 20,40 25,12 Độ võng 0,90 0,96 1,60 2,17 2,82 2,73 2,19 2,55 2,16 1,91 1,82 1,13 2,71 1,67 2,21 1,80 1,50 0,63 Trung bình (mm) 0,880 0,950 1,545 1,575 2,820 2,650 2,125 2,555 2,205 1,945 1,895 1,120 2,710 1,665 2,170 1,785 1,480 0,655 Hệ số PBN 0,08 0,09 0,15 0,15 0,27 0,25 0,18 0,22 0,19 0,16 0,16 0,09 0,26 0,16 0,21 0,17 0,14 0,06 15 Bảng 3.4 Kết đo đạc chuyển vị trường Chuyển vị lần ST T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Thế tải Lệc h tâm phải Đún g tâm Lệc h tâm trái Vị Trí Thiế t bị Có tải Dỡ tải Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm Dầm V1 V2 V3 V4 V5 V6 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V1 V2 V3 V4 V5 V6 23,34 36,86 13,18 34,21 23,10 27,58 24,56 37,52 13,80 36,36 22,34 26,41 25,22 37,71 14,07 36,18 21,85 25,70 22,48 35,92 11,69 33,23 20,28 25,01 22,50 34,96 11,55 34,38 20,37 25,30 22,51 36,05 11,94 34,41 20,39 25,02 Chênh lệch 0,86 0,94 1,49 0,98 2,82 2,57 2,06 2,56 2,25 1,98 1,97 1,11 2,71 1,66 2,13 1,77 1,46 0,68 Chuyển vị lần Có tải Dỡ tải Chênh lệch 23,39 36,88 13,41 35,96 23,18 27,75 24,67 37,56 13,87 36,35 22,25 26,20 25,23 37,84 14,13 36,22 21,90 25,75 22,49 35,92 11,81 33,79 20,36 25,02 22,48 35,01 11,71 34,44 20,43 25,07 22,52 36,17 11,92 34,42 20,40 25,12 0,90 0,96 1,60 2,17 2,82 2,73 2,19 2,55 2,16 1,91 1,82 1,13 2,71 1,67 2,21 1,80 1,50 0,63 Chuyể n vị trung bình (mm) 0,880 0,950 1,545 1,575 2,820 2,650 2,125 2,555 2,205 1,945 1,895 1,120 2,710 1,665 2,170 1,785 1,480 0,655 Chuyể n vị đo đạc (mm) 0,880 0,950 1,545 1,575 2,820 2,650 2,125 2,555 2,205 1,945 1,895 1,120 2,710 1,665 2,170 1,785 1,480 0,655 Chuyể n vị tính tốn (mm) 1,428 1,750 2,023 2,219 2,394 2,478 1,925 2,086 2,121 2,121 2,086 1,925 2,471 2,394 2,212 2,023 1,743 1,421 Chên h lệch (%) 38% 46% 24% 29% 18% 7% 10% 22% 4% 8% 9% 42% 10% 30% 2% 12% 15% 54% 16 Bảng 3.5 Kết đo tần số chu kỳ kết cấu nhịp STT Số hiệu nhịp Phương đo dao động Thiết bị Tần số dao động riêng đo đạc f (Hz) Chu kỳ dao động đo đạc T (s) Dọc Ngang Đứng Dọc Ngang Đứng A47492 A47491 A47490 A47492 A47491 A47490 10,00 13,50 3,60 10,00 12,50 3,70 0,10 0,07 0,28 0,10 0,08 0,27 Nhịp 1 Nhịp Ghi Bảng 3.6 Kết đo chuyển vị động hệ số xung kích kết cấu nhịp Số hiệu dầm Nhịp Nhịp Stt Vận tốc (km/h) Vị trí Thiết bị ≈0 15 35 Dầm Dầm V1 V4 1,63 2,05 1,98 2,46 1,99 2,49 Hệ số xung kích (1+IM) 1,22 1,21 Bảng 3.7 Kết đo tần số chu kỳ kết cấu nhịp Stt Tên kết cấu Mố M1 Mố M2 Phương đo dao động Thiết bị Tần số dao động riêng đo đạc f (Hz) Chu kỳ dao động đo đạc T (s) Dọc Ngang Đứng Dọc Ngang Đứng A47491 A47492 A47490 A47491 A47492 A47490 13,50 12,20 11,50 10,00 10,00 10,00 0,07 0,08 0,09 0,10 0,10 0,10 Ghi 17 3.2.2.2 Kết thử tải động Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.4 Biểu đồ tần số thử tải động kết cấu mố M1 Phương đứng Phương dọc Phương ngang 18 Hình 3.5 Biểu đồ chuyển vị động thử tải động kết cấu mố M1 Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.6 Biểu đồ tần số thử tải động kết cấu mố M2 Phương đứng Phương dọc Phương ngang 19 Hình 3.7 Biểu đồ chuyển vị động thử tải động kết cấu mố M2 Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.8 Biểu đồ tần số thử tải động kết cấu trụ T1 Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.9 Biểu đồ chuyển vị động thử tải động kết cấu trụ T1 20 Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.10 Biểu đồ tần số thử tải động kết cấu nhịp N1 Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.11 Biểu đồ chuyển vị động thử tải động kết cấu nhịp N1 21 Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.12 Biểu đồ tần số thử tải động kết cấu nhịp N2 Phương đứng Phương dọc Phương ngang Hình 3.13 Biểu đồ chuyển vị động thử tải động kết cấu nhịp N2 22 3.3 Kết phân tích 3.3.1 Thử tải tĩnh Bảng 3.8 cho thấy tiết diện dầm chủ làm việc giai đoạn đàn hồi; Ứng suất đo đạc thớ (ứng suất kéo) thớ (ứng suất nén) dầm chủ tiết diện nhịp tải trọng thử tĩnh nhỏ ứng suất phân tích tính tốn Bảng 3.9 cho thấy độ võng dầm chủ tiết diện nhịp tải trọng thử tĩnh nói chung nhỏ độ võng phân tích tính tốn Độ võng dầm chủ chịu trực tiếp tải trọng xe lớn độ võng lý thuyết điều chứng tỏ độ cứng hệ liên kết ngang nhỏ nên hệ số phân bố ngang thực tế cầu nhỏ so với lý thuyết Từ kết đo đạc độ võng dầm, hệ số phân bố ngang thực tế dầm chủ tính tốn thể bảng 3.10 3.3.2 Thử tải trọng động 3.3.2.1 Thử tải động kết cấu nhịp Kết phân tích tần số dao động chu kỳ dao động theo phương hệ số xung kích kết cấu nhịp N1và N2 thể bảng 3.11 3.12 Bảng 3.11 cho thấy Chu kỳ dao động tự thẳng đứng không nằm phạm vi giới hạn 0.45s ÷ 0.60s chu kỳ dao động tự nằm ngang kết cấu nhịp không trùng bội số chu kỳ dao động tự thẳng đứng Do đó, kết cấu nhịp N1và N2 đảm bảo điều kiện dao động điều 3.A.17 Tiêu chuẩn 22TCN 243-98 Bảng 3.12 cho thấy Hệ số xung kích đo đạc kết cấu nhịp N1 N2 tiệm cận với hệ số xung kích theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu TCN 272-05, nhỏ hệ số xung kích theo TCVN 11823-3:2017, Hướng dẫn cắm biển tải trọng cầu theo QCVN 41:2016/BGTVT Tiêu chuẩn AASHTO LRFD 2014 3.3.2.1 Thử tải động kết cấu mố trụ 23 Bố trí xe tải chạy với tốc độ lớn có hãm phanh cầu để gây hiệu ứng động lớn ghi lại biểu đồ dao động để xác định tần số dao động, chu kỳ dao chuyển vị theo phương cho kết cấu mố M1, M2 trụ T1 Kết gia tốc, tần số dao động riêng, chu kỳ chuyển vị động chúng thể bảng 3.13 bảng 3.14 Bảng 3.13 cho thấy chu kỳ dao động mố M1, M2 trụ T1, T2 nhỏ 0.35s biên độ dao động lớn nhỏ 0.7mm Do vậy, theo bảng 3.D.2 điều 3.D.24 Tiêu chuẩn 22TCN 243-98, trạng kết cấu mố M1, M2 trụ T1 tình trạng kỹ thuật tốt 3.4 Đề xuất tải trọng khai thác 3.4.1 Xác định hệ số đánh giá RF 3.4.2 Đề xuất cắm biển tải trọng theo QCVN 41:2016/BGTVT 3.5 Đề xuất giải pháp sửa chữa 3.5.1 Sửa chữa, bổ sung hệ thống lan can, tay vịn 3.5.2 Sửa chữa thoát nước mặt cầu 3.5.3 Cải tạo hệ liên kết dọc dưới, biên bị ăn mòn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Từ kết tính tốn đề xuất cắm biển hạn chế tải trọng là: 16 xe tải, 26 xe sơ-mi rơ-móc 28 xe rơ-móc - Từ trạng cầu, luận văn đề xuất số biện pháp sửa chữa, cải tạo nhằm trì khả khai thác cầu sau: 24 + Đối với kết cấu dầm biên vị trí lỗ nước mặt cầu, biên cần cắt bỏ thay biên + Cần có biện pháp cải tạo nước mặt cầu tránh để nước chảy trực tiếp vào dầm biên + Cần sơn bảo vệ dầm trạng dầm bị gỉ nhiều ảnh hưởng trực tiếp đến khả chịu lực cầu + Cần thi công hệ thống lan can tay vịn đảm bảo an toàn cho người phương tiện lưu thông qua cầu Kiến nghị - Số liệu cấu tạo cốt thép trụ mố khơng có nên khơng thể tiến hành đánh giá RF cho kết cấu mố trụ được, dựa vào khảo sát bê tông kết cấu cịn tốt Vì vậy, tác giả kiến nghị sử dụng tải trọng khai thác kết trình bày - Kiểm định cầu lần tới năm [do dầm số dầm thép bị ăn mòn nhiều] - Đề nghị UBND thị xã Quảng Trị đạo Phòng QLĐT phối hợp với UBND xã Hải Lệ thường xuyên theo dõi để phát kịp thời hư hỏng dấu hiệu bất thường trình khai thác ... chịu tải thực tế để định tải trọng khai thác đề xuất giải pháp cải tạo, sửa chữa cần thiết Mục tiêu nghiên cứu - Xác định lực chịu tải cầu Phú Lệ - Đề xuất cắm biển tải trọng khai thác - Đề xuất. .. VỰC THỊ XÃ QUẢNG TRỊ 1.1 Sơ lược tình hình kinh tế - xã hội xã Hải Lệ, thị xã Quảng Trị xã Hải Phú, huyện Hải Lăng Xã Hải Lệ nằm phía Tây Nam thị xã Quảng Trị có diện tích tự nhiên 64,75 km2 xã. .. hệ số tải trọng bao gồm ba nội dung: - Đánh giá tải trọng thiết kế - Đánh giá tải trọng hợp pháp - Đánh giá tải trọng cấp phép 2.2.3.1 Đánh giá tải trọng thiết kế Theo phương pháp đánh giá cầu